УДК 579.62 Биологические свойства пробиотической...

56 Ветеринария, зоотехния и биотехнология

№ 8, 2017Физико-химическая биология: биотехнологияУДК 579.62

Биологические свойства пробиотической минерально-углеводной кормовой добавки

«Сорболин» и ее компонентовС. Ф. Василевич

аспирант кафедры микробиологии, Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии – МВА имени К. И. Скрябина,

Москва, Российская Федерация E-mail: [email protected]

Аннотация

На основе проведенных исследований определен химический состав и биологические свой-ства пробиотической минерально-углеводной кормовой добавки «Сорболин» и ее компо-

нентов. Показано, что «Сорболин» имеет уникальные биологические свойства, выгодно отли-чающие его от пробиотиков и энтеросорбентов.

Ключевые слова: пробиотическая минерально-углеводная кормовая добавка, физико-хи-мические и биологические показатели.

Physico-chemical biology: biotechnology

Biological properties of probiotic mineral-carbohydric adhesive «Sorbolin»

and its componentsS. F. Vasilevich

Post-graduate student of the Department of Microbiology, Moscow state Academy of Veterinary Medicine and Biotechnology – MVA by K. I. Skryabin,

Moscow, Russian Federation E-mail: [email protected]

Abstract

Based on the studies, the chemical composition and biological properties of the probiotic mineral-carbohydrate fodder supplement «Sorboline» and its components are determined. «Sorbolin»

has been shown to have unique biological properties that distinguish it from probiotics and enter-osorbents.

Keywords: Probiotic mineral-carbohydrate fodder additive, physico-chemical and biological in-dicators.

Научно-практические разработки, осно-ванные на идее использования бакте-

рий-антагонистов при желудочно-кишечных болезнях молодняка животных, получили повсеместное признание. С успехом приме-няются биопрепараты, созданные из культур лакто- и бифидобактерий, пропионовокис-лых бактерий, бацилл и др. [2, 3].

Однако разнообразие форм проявлений кишечных инфекций, а также ограничен-ность спектра специфической активности существующих пробиотических средств дик-туют необходимость разработки новых био-препаратов [1].

Многие ученые у нас в стране и за ру-бежом работают над созданием лечебно-

2017, № 8

Ветеринария, зоотехния и биотехнология 57

Физико-химическая биология: биотехнология профилактических препаратов разносто-роннего действия, применение которых способствовало бы освобождению организма крупного рогатого скота от бактерий, гри-бов, токсинов и паразитов и были бы доступ-ны широкому кругу потребителей [4].

Одним из таких препаратов является пробиотическая минерально-углеводная кормовая добавка «Сорболин», разрабо-танная сотрудниками кафедры микробио-логии ФГБОУ ВО МГАВМиБ-МВА имени К. И. Скрябина и ООО «Пробиотик-Плюс», г. Москва.

Цель работы. Определение биологиче-ских свойств пробиотической минерально-углеводной кормовой добавки «Сорболин» и ее компонентов in vitro.

Материалы и методы исследова-ний. Разработчиком и производителем до-бавки «Сорболин» ООО «Пробиотик-Плюс» было предоставлено для исследования 5 кг препарата, упакованного в пластико-вые пакеты по 1 кг (с контролем первого вскрытия), и его компоненты – лиофильно высушенные пробиотические штаммы Ba-cillus subtilis ВКПМ 10172 и Bacillus liche-niformis ВКПМ 10135, трепел Хотимского месторождения Республики Беларусь в ко-личестве 3 кг и по 1 кг лактозы от разных производителей (4 кг).

При изучении физико-химических свойств Хотимского трепела регистриро-вали его спектр поглощения с использова-нием инфракрасного Фурье-спектрометра «ИнфраЛЮМ ФТ-02» по методу Л. П. Мак-се (2016).

При изучении состава трепела пользова-лись микроскопом Axio Imager с системой документирования.

Антагонистическую активность бацилл-компонентов добавки «Сорболин» и био-логические свойства препарата оценивали методом отстроченного антагонизма и мето-дом стандартных дисков в отношении ста-филококков и сальмонелл, выделенных от больных животных.

Лактозу изучали по степени помола, определяли ее влажность и делали посев на МПА для определения микробного загряз-нения препарата.

Все исследования проводили в трехкрат-ной повторности.

Результаты исследований. Физико-химические и биологиче-

ские свойства Хотимского трепела. Хо-тимский трепел – полиминеральная порода, добываемая на месторождении «Стальное» Хотимского района Могилевской области (Республика Беларусь).

Трепел представлен тонкодисперсной полиминеральной системой, состоящей из глины (монтмориллонит – 10%), карбона-та кальция (кальцит – 35%), кремнезема (опал-кристобалит – 30%) и цеолита (кли-ноптилолит – 15%).

С учетом того, что в Российской Федерации имеется несколько крупных месторождений цеолита, мы изучили базу данных о составе и физико-химических свойствах как цеолитов из природных месторождений, так и компо-нентов цеолитов, используемых в различных лекарственных препаратах, применяемых в качестве энтеросорбентов (рис. 1, 2; предо-ставлено Л. П. Максе – химиком-технологом ОДО «Трепел-М», заведующей лабораторией ИК-спектроскопии ресурсного центра УО «Мо-гилевский государственный университет име-ни А. А. Кулешова», Республика Беларусь).

Было установлено, что Хотимский трепел по своему составу является наиболее цен-ным по содержанию полезных веществ.

В основе положительного действия цео-литсодержащего трепела на организм жи-вотных лежат следующие свойства: адсорб-ционные, ионообменные, пролонгирующее действие, пополнение рационов макро- и микроэлементами.

Обладая большой активной поверхностью в желудочно-кишечном тракте, трепел селек-тивно адсорбирует углекислый газ, аммиак, метан, сероводород, углеводороды, воду, фе-нолы, экзо- и эндотоксины, тяжелые металлы, радионуклиды, гнилостные микроорганизмы и т.д. Проходя через желудочно-кишечный тракт, цеолит удаляет из просвета тракта из-быток жидкости, вредные газы, эндотоксины, благодаря чему предотвращает диарею.

Пролонгирующее действие трепела осно-вано на способности организма к более пол-ному усвоению элементов на протяжении всего желудочно-кишечного тракта.

Биологическое действие трепела обеспе-чивают более 40 макро- и микроэлементов, жизненно важных для животных.


№ 8, 2017Физико-химическая биология: биотехнология

Рис. 1. База данных ИК-спектров цеолитов различного состава и происхождения, минералов и веществ эталонов

Рис. 2. ИК-спектры сравнительного анализа: трепела и фармацевтических препаратов

В трепеле взаимно и равномерно рас-пределены практически на молекулярном уровне несколько минералов: аморфный кремнезем, смектит, слюда, цеолит, карбо-нат кальция.

Использование микроскопии в поляризо-ванном свете позволило выявить наличие в трепеле минерала из группы смектитов, полезного для работы желудочно-кишечно-го тракта животных (рис. 3).

2017, № 8


Физико-химическая биология: биотехнология

Рис. 3. Наличие смектинов в Хотимском трепеле

Особенность трепела – способность к са-мораспусканию в воде. Свободное распуска-ние породы в воде – характерное свойство минерала монтмориллонита, которое ис-пользуется для его обнаружения.

Самораспускание трепела определяли методом отмучивания.

Показатель адсорбции, емкости катион-ного обмена, удельной поверхности Хотим-ского трепела устанавливали по поглоще-нию красителя метиленового голубого (по ГОСТ 21283-93).

Опыты показали способность трепела к полиминеральной сорбции этого красителя, а также аммиака, кислот, сероводорода, ми-котоксинов и др.

Хотимский трепел изначально с водой образует коллоидную фазу, но значительно увеличивает ее долю и устойчивость в ще-лочной среде (например, аммиачной) – это его уникальная особенность.

Известно, что высушенный аморфный кремнезем – силикагель, способен возвра-щаться в состояние геля кремнекислоты при смачивании водой. Такой же особенно-стью обладает трепел Хотимский.

Для изучения водопоглощения и адсорб-ция органических веществ Хотимским тре-пелом в пробирки без дна на вату засыпали трепел и добавляли двойной объем водных растворов фуксина, суспензии дрожжей и органического красителя метиленового голубого. В течение нескольких минут на-блюдали адсорбцию данных веществ, а за-тем изучали состав растворов, прошедших через слой трепела, и с помощью прибора

ИнфраЛЮМ ФТ-02 регистрировали инфра-красные спектры адсорбированного осадка и фильтрата.

Было установлено, что в растворах, содер-жащих взвешенные компоненты трепела, питательную среду и дрожжи, жизнедея-тельность микроорганизмов продолжается, а погибшие дрожжи и часть органических веществ адсорбируются из водного раствора поверхностью частиц трепела.

Карбонат кальция в трепеле микрораз-мерный и связан с другими минералами. В форме мономинерала он не осаждается в осадок из водной дисперсной коллоидной системы, что облегчает его участие в реак-циях, протекающих в желудочно-кишечном тракте животных.

Особенностью трепела Хотимского яв-ляется также то, что он содержит железо в усвояемой форме, поэтому в организме животных трепел способен образовывать органоминеральный комплекс хлорит-мо-чевину, что объясняет свойство трепела Хо-тимского снижать содержание мочевины в сыворотке крови животных (рис. 4).

Таким образом, Трепел Хотимский об-ладает важными для организма животных физико-химическими и биологическими свойствами.

Биологические свойства культур штаммов Bacillus subtilis ВКПМ 10172 и Bacillus licheniformis ВКПМ 10135, входящих в состав добавки «Сорболин». Для определения антагонистической активно-сти добавки «Сорболин» были использова-ны культуры стафилококков и сальмонелл, выделенные от больных животных (рис. 5).

На рис. 5 видно, что в области роста ба-цилл (штрих по центру питательной среды) стафилококки и сальмонеллы погибают, их рост и размножение подавляются.

При определении антимикробной актив-ности препарата «Сорболин» в отношении сальмонелл в сравнительном аспекте были использованы такие широко применяемые в скотоводстве пробиотики, как Ветом и Целлобактерин.

Было установлено, что наибольшей анта-гонистической активностью из изученных препаратов обладал «Сорболин», так как зона отсутствия роста сальмонелл вокруг диска, смоченного суспензией препарата,


№ 8, 2017Физико-химическая биология: биотехнология

Рис. 4. Связывание мочевины трепелом Хотимским

Рис. 5. Антимикробная активность бацилл-компонентов добавки «Сорболин»

составляла более 1,0 см, у Ветома – 0,2 см, а Целлобактерин оказался неактивным и зона подавления роста сальмонелл у него отсутствовала.

Аналогичная картина наблюдалась и при воздействии этих трех препаратов на стафилококк.

Таким образом, культуры штаммов ба-цилл B. subtilis ВКПМ 10172, B. lichenifor-mis ВКПМ 10135 и «Сорболин», в состав

которых они входят, обладают высокой ан-тимикробной активностью.

Изучение качества лактозы, включа-емой в состав добавки «Сорболин». Для определения качества лактозы и выбора до-бросовестного производителя этого компонен-та добавки «Сорболин» были закуплены по 1 кг лактозы у различных коммерческих ор-ганизаций, поставляющих данный углевод из Германии, Франции, Литвы и Белоруссии.

2017, № 8


Физико-химическая биология: биотехнология Каждую партию лактозы тщательно из-

учали по степени помола, определяли ее влажность и делали посев на МПА для определения микробного загрязнения пре-парата.

При изучении цены и качества лактозы мы установили следующее:

1) наибольшая влажность лактозы от-мечена у белорусских производителей. При смешивании этой лактозы с трепелом и лио филизатом бацилл наблюдалось комко-вание и затвердевание препарата. Положи-тельным фактором являлись доступность, невысокая цена (55 руб. за 1 кг) и отсутствие патогенных и условно-патогенных микроор-ганизмов в лактозе;

2) лактоза из Германии и Франции была высокого качества, но стоила дороже (75 руб. за 1 кг) и в результате санкций по-купка и перевозка ее на территорию России была затруднена;

3) лактоза из Литвы была наиболее дорого-стоящей (85 руб. за 1 кг), в ней были обнаруже-ны условно-патогенные бактерии (В. сereus). Тем не менее степень помола литовской лак-тозы была самой низкой (200 мкн), что свиде-тельствует о высокой растворимости данного углевода, она не комковалась и не содержала посторонних примесей. После представления производителям проведенных нами результа-тов микробиологических исследований каче-ство лактозы было улучшено, и мы останови-лись именно на этом углеводе.

Таким образом, в качестве третьего ком-понента добавки «Сорболин» была выбрана лактоза литовского производства.

Изучение биологических свойств до-бавки «Сорболин». Для определения био-логической активности добавки были прове-дены исследования препарата на содержание в нем аминокислот, бактериоцинов, фермен-тов, витаминов и других веществ (табл. 1).

Таблица 1

Биологически активные вещества, синтезируемые бактериями-компонентами добавки «Сорболин», и микро-макроэлементы,

входящие в состав препарата

Аминокислоты (мг/г): Ферменты (мг/г):

1. Глутаминовая кислота – до 523.2. Аланин – до 249.3. Валин – до 483.4. Тирозин – до 144.5. Гистидин – до 107.6. Орнитин – до 176.7. Триптофан – до 146 и др.

1. Глутаминовая кислота – до 523.2. Аланин – до 249.3. Валин – до 483.4. Тирозин – до 144.5. Гистидин – до 107.6. Орнитин – до 176.7. Триптофан – до 146 и др

Бактериоцины (мкг/г): Ферментативная активность (ед/мкл):

1. Бацилизин – до 15.2. Субтилин – до 65.3. Итурин – до 22.4. Глобицин – до 16.5. Микосубтилин – до 25.6. Бациллин – до 40.7. Эндосубтилизин – до 14.8. Смесь пептидов с антимикробными свой-

ствами – до 450 и др.

1. Амилолитическая активность – 53±2.2. Протеолитическая активность – 41±3.3. Пектолитическая активность – 43±2.

Витамины (мкг/г):

1. В1 – до 50. 2. В2 – до 36.3. В6 – до 8.4. В12 – до 72.

Индукция интерферона (МЕ/г): Белок (мкг/г):

1. α2-интерферон – 475.2. β-интерферон – 120.

1. Внутриклеточный – 4500±50.2. Экзопродуция белка – 1700±100

Микро-макроэлементы Другие синтезируемые вещества (г/л):

1. Кальций - 9,5%.2. Натрий – 0,26%.3. Фосфор – 0,07%.4. Магний – 2,42 мг/г.5. Железо – 8,702 мг/г.6. Медь – 0,053 мг/г.7. Цинк – 0,344 мг/г

1. Инозит – 11,65.2. Гипоксантин – 2,05.3. Гуанозин – 16,5.4. Азот – 1,8.5. Смесь органических кислот – 8,0.6. Поли-β-оксимасляная кислота –6,4.7. РНК – 2,3


№ 8, 2017Физико-химическая биология: биотехнологияДля оценки возможности использования

добавки «Сорболин» при производстве ком-бикормов для крупного рогатого скота на комбикормовый завод нами была передана эта добавка, которая использовалась для получения комбикорма-гранул для телят и вносилась в комбикорм из расчета 1 кг на 1 т комбикорма. Дозирование осуществля-лось в вертикальном шнековом смесителе ССК-3,74/ш.

Было установлено, что комбикорм с пре-паратом «Сорболин» не зависает и не зали-пает в трубопроводах и на транспортерах дозирующего оборудования. Дозируется стабильно, в соответствии с технологиче-скими нормами. Коррозия оборудования не была выявлена. Следовательно, «Сорболин» является технологичным для применения в комбикормовом производстве.

Заключение. Пробиотическая минераль-но-углеводная кормовая добавка «Сорболин» и ее компоненты обладает антимикробной активностью, содержит незаменимые амино-кислоты, витамины, ферменты, бактериоци-ны, микро-макроэлементы, а также являет-ся энтеросорбентом аммиака, органических кислот, сероводорода и микотоксинов.

«Сорболин» можно рекомендовать для применения в скотоводстве для профилак-тики желудочно-кишечных болезней ново-рожденных телят.

Литература1. Голушко В. М., Козинец А. И., Надарин-

ская М. А. и др. Трепел месторождения «Стальное» Хотимского района Могилев-ской области в кормлении молодняка крупного рогатого скота // Известия на-

циональной академии наук Беларуси: се-рия аграрных наук. 2013. № 3. С. 94–100.

2. Грязнева Т. Н., Смирнова Е. А., Игумен-щев П. А. и др. Механизм антимикробно-го действия пробиотиков на основе бак-терий рода Bacillus // Труды ВИЭВ. 2016. Т. 79. С. 128–136.

3. Иванов А. В., Тремасов М. Я., Папуни-ди К. Х. О проблеме микотоксикозов в животноводстве // Актуальные проблемы ветеринарной медицины. Казань, 2010. С. 194–202.

4. Ратникова Л. И., Пермитина М. И., По-пилов А. Н. Эффективность энтеросор-бентов при острых кишечных инфекци-ях // Врач. 2007. № 7. С. 36, 37.

References1. Golushko V. M., Kozinets A. I., Nadarins-

kaya M. A., et al. (2013) Tripoli of deposit «Steel» the Hotimskogo district of the Mogi-levskoy region in feeding of sapling of cat-tle. News of national academy of sciences of Byelorussia: series of agrarian sciences, no. 3, pp. 94–100.

2. Gryazneva T. N., Smirnova E. A., Igumen-shev P. A. et al. (2016) Mechanism of anti-microbial action of probiotikov on the ba-sis of bacteria of the Bacillus family. // The VIEV labours, vol. 79, pp. 128–136.

3. Ivanov A. V., Tremasov M. Ya., Papuni di K. Kh. (2010) About the problem of mikotoksiko-zov in the stock-raising // The issue of the day veterinary medicine. Kazan. Pp. 194–202.

4. Ratnikova L. I., Permitina M. I., Popi-lov A. N. (2007) Efficiency of enterosorben-tov at sharp intestinal infections. Doctor, no. 7, pp. 36, 37.

УДК 579.62 Биологические свойства пробиотической...

Documents