Новые технологии для контроля микотоксикозов у животных

Микотоксины — это вторичные токсичес­кие метаболиты плесневых грибков, представ­ляют сегодня глобальную проблему, так как значительно влияют на продуктивность жи­вотных и рентабельность современного про­изводства животноводчекской продукции. Присутствие микотоксинов установлено во всем мире в различных концентрациях в зави­симости от климатических условий и условий производства кормов. Исследования показы­вают, что 25 % зерновых в мире пораженно микотоксинами. В настощее время известно более 300 микотоксинов, а предполагается, что их значительно больше (более 3000). К при­меру, такой микотоксин, как афлатоксин, явя-лется одним из сильнейших канцерогенов, и его присутствие в молочной продукции пред­ставляет реальную угрозу для здоровья людей.

Существует много различных способов для борьбы с микотоксинами и уменьше­ния их вредного воздействия (физические, химические, биологические), однако боль­шинство из этих методов трудоемки, дорого­стоящие и имеют недостатки (не обеспечи­вают надежную защиту от микотоксинов, снижают питательную ценность сырья и т.д.). Наиболее надежным способом для борьбы с микотоксинами в животноводстве является использование специальных кор­мовых добавок — адсорбентов микотоксинов. Адсорбенты микотоксинов действуют как «химические губки» и адсорбируют микоток-сины в желудочно-кишечном тракте, тем са­мым предотвращая его поглощение и распре­деление в органах-мишенях. Эффективность адсорбции зависит от химической структуры как адсорбента, так и микотоксина.

Наиболее важной особенностью адсорб­ции является физическая структура адсор­бента: его суммарный заряд, распределение заряда, величина пор, доступная поверх­ность для связывания микотоксинов. С другой стороны, такие свойства адсорбиро­ванных микотоксинов, как полярность, рас­творимость, форма и распределение заряда, также играют значительную роль.

Компания Patent co. уже более 20 лет за­нимается решением проблем микотоксикозов у животных применением адсорбентов мико-токсинов, основанных на новых технологиях. Компания в самом начале своей деятельно­сти расматривала различные минералы как основу для своего адсорбента микотоксинов. Большинство минералов (бентонит, кремний, каолин) эффективно связывает более поляр­ные микотоксины (афлатоксин, алколоиды спорыньи), но обладает рядом отрицательных свойств, которые ограничивают их примнение: связывают питальные вещества, неустойчивы при различных значениях рН желудочно-кишечного тракта.

Компания Patent co. после многочислен­ных исследований за основу для получения эффективного адсорбента микотоксинов выбрала минерал клиноптилолит, который входит в группу цеолитов. Данный минерал обладает рядом полезных свойств, которые отличают его от других минералов:

• селективно адсорбирует только мико-токсины и не связывает на себя пита­тельные вещества корма;
• эффективно связывает более полярные соединения: микотоксины (афлатоксин В1, алкалоиды спорыньи), тяжелые ме­таллы, радионуклиды, аммиак;
• устойчив при различных значени­ях рН, что делает его устойчивым во всем желудочно-кишечном тракте жи­вотных.

Клиноптилолит эффективно связывает полярные микотоксины, на рисунке 1 на с. 24 схематически показано отрицатель­но заряженная поверхность минерала. Как видно из рисунка, на поверхности минера­ла находятся 4 типа катионов (Са2+, К+, Na+, Mg2+). Данные катионы непрочно связаны на поверхности минерала и легко заменяются на более полярные соединения (афлатоксина или аммиака). Чем больше данных катионов находится на поверхности, тем больше соединений может быть связан­но на поверхности.

Клиноптилолит, однако, эффективно свя­зывает только более полярные микотокси-ны. Для того чтобы улучшить связываю­щую способность минерала к менее поляр­ным микотоксинам (зеараленон, Т-2 токсин, охратоксин, фумонизин В1), Patent co. раз­работала специальную технологию моди­фикации поверхности клиноптилолита, что увеличивает его способность к адсорбции менее полярных микотоксинов.

На основе данной технологии был получен продукт Minazel Plus, а сама технология произ­водства запатентованна в Европейском союзе.

Адсорбция менее полярных микотокси-нов требует частичной коррекции заряда поверхности минерала и гидрофобности поверхности. Это достигается с помощью длинноцепочечных органических катио­нов. Часть легкозаменяемых катионов на поверхности минерала заменяется длинны­ми органическими лигандами, которые яв­ляются новыми активными центрами для связывания менне полярных микотоксинов (Т-2 токсин, зеараленон, фумонизин В1, охратоксин и др.), в то время как более по­лярные соединения связываются на природ­ной поверхности минерала. Органические молекулы прочно связаны на поверхности минерала. Таким образом, за счет модифи­кации поверхности мы получаем совершен­но новое соединение с уникальными свой­ствами, которое не существует в природе.

Характеристики самого продукта:

1. Скорость адсорбции.

Некоторые микотоксины быстро всасы­ваются в организме (афлатоксин, зеарале-нон), и поэтому адсорбент должен быстро связывать микотоксины, до их распределе­ния в организме.

2. Cелективность. За счет своего строения Minazel Plus обладает селективными свойства­ми: связывает на себя микотоксины, оставляя питательные вещества нетронутыми.
3. Эффективность. Minazel Plus эффек­тивно связывает широкий спектр микоток-синов (средние результаты IN VITRO ис­следований):

4. Стабилен при различных значениях рН (от 1 до 10), что делает продукт ста­бильным на всем протяжении желудочно-кишечного тракта животных.
5. Вводится в комбикорм в дозировке 1-2 кг/т корма в зависмости от поражения корма микотоксинами. 1 кг — это профилак­тическая дозировка, 2 кг добавляется при сильном поражении корма микотоксинами и присутствия у животных симптомов ми-котоксикозов.

Minazel Plus является предметом много­численных исследований, научных и док­торских диссертаций. Ниже приведено описание одного из IN VITRO опытов, до­казывающих стабильноть Minazela Plus и его адсорбционные, и десорбционные свой­ства по отношению к микотоксинам.

Для того чтобы доказать стабильность продукта в 2012 г. в лабаратории коллед­жа ветеринарной медицины в Университете Миссури, США был проведен опыт по ад­сорбции и десорбции микотоксинов адсор­бентом Minazel Plus в IN VITRO условиях. Опыт был поставлен таким образом, чтобы симмулировать процесс адсорбции микоток-синов в желудке животных и посмотреть на­сколько адсорбент отпускает микотоксины при рН тонкого кишечника (десорбция).

Материалы и методы

Раствор, содержащий по 2 мг афлатоксина B1, зеараленона, охратоксина, фумонизина B1 доводили до значения рН 3,0. Minazel Plus был добавлен в концентрации 0,2 %. Пробир­ки центрифугировали в течение 30 мин. при комнатной температуре. Адсорбцию анали­зировали методом ВЖХ (HPLC).

Затем неадсорбированные микотоксины были удалены из раствора, и рН раствора довели до значения рН 6,5. Пробирки снова центрифугировали в течение 30 мин. при комнатной температуре. Адсорбцию анали­зировали методом ВЖХ (HPLC).

Из лаборатории университета были по­лучены сертификаты исследований, под­тверждающие адсорбционные и десорбци-онные свойства Minazel Plus. Результаты исследований приведены в таблице.

Заключение

Данные в таблице выше показывают ко­нечные результаты опыта по адсорбции и десорбции. На основе данного опыта можно заключить следующее:

1. Minazel Plus надежно связывет мико-токсины при различных значениях рН.
2. Minazel Plus эффективно связывает не только более полярные микотоксины (афла-токсин), но и менее полярные микотоксины, такие как зеараленон, охратоксин А, фумо-низин В1. р