Пробиотическая кормовая добавка для сельскохозяйственных животных и птиц

Изобретение относится к области микробиологии и биологически активным кормовым добавкам и может быть использовано в сельском хозяйстве при кормлении животных и птиц для увеличения продуктивности и сохранности поголовья.

Известно, что бактерии рода Bacillus подавляют рост и развитие патогенной и условно патогенной микрофлоры кишечника животных и птиц. Микроорганизмы рода Bacillus обладают целым рядом ценных свойств: продуцируют множество различных ферментов, аминокислот, белков, витаминов, антибиотиков, нуклеотидов. Представители этого рода характеризуются высокой приспособляемостью к условиям внешней среды и способностью образовывать споры.

Оценивая перспективы использования бaктepий рода Bacillus для создания биопрепapaтoв, исследователи указывают на следующие их преимущества перед другими предcтaвитeлями экзогенной микрофлоры: безвреднocть подавляющего большинства предcтaвитeлей рода Bacillus для макроорганизма даже в высоких концентрациях; способнocть повышать неспецифическую резистентнocть организма хозяина; антагонистическую aктивнoсть к широкому спектру патогенных и условно-патогенных микроорганизмов; высокую ферментативную активность; высокую жизнеспособность на протяжении всего желудочно-кишечного тpaктa; технологичность в производстве; стабильность при хранении; экологическую безопаснocть.

Пробиотики находят всё более широкое применение в сельском хозяйстве в качестве кормовых добавок. Они оказывают полезное действие на организм животных и птиц путем улучшения кишечного микробного баланса. По эффективности действия пробиотики не уступают некоторым антибиотикам, но они не оказывают губительного действия на микрофлору пищеварительного тракта, не загрязняют продукты животноводства и окружающую среду, то есть являются экологически чистыми. В состав пробиотиков могут входить один бактериальный штамм или несколько штаммов бактерий разного вида в различных комбинациях.

Из многочисленных патентных публикаций, касающихся кормовых добавок на основе пробиотических препаратов, для анализа уровня техники включены источники, в которых предложены кормовые добавки для сельскохозяйственных животных и птиц на основе культуры бактерий рода Bacillus.

В изобретении SU 1824194 А1, 30.06.1993 предложен способ повышения продуктивности и сохранности поросят в возрасте 30-120 дней путём введения в корм ежедневно в течение 60 дней и более взвеси живой культуры штамма Bacillus subtilis 534 (BKM B-1666Д) в 0,9%-ном растворе натрия хлорида в дозах 300-500 млн. микробных тел на 1 кг живой массы поросят или 10⋅10⁹-20⋅10⁹ микробных тел на одну кормовую единицу. Микробную смесь дают животным с обратом, заменителем молока или другим жидким кормом групповым методом один раз в день. Такой способ кормления увеличивает прирост живой массы, повышает устойчивость к желудочно-кишечным, легочным заболеваниям и отёчной болезни свиней.

Использование живой культуры штамма Bacillus subtilis 534 имеет узкую целевую направленность: свиноводство, что ограничивает область использования штамма. Кроме того, живая культура штамма имеет короткий срок хранения. Микробную взвесь дают животным с жидким кормом, что ограничивает вид применяемого корма.

Известна пробиотическая добавка, содержащая биомассу спорообразующих бактерий Bacillus subtilis В-2250 в количестве 0,5-6,0% масс. и/или Bacillus licheniformis B-2252 в количестве 0,5-6,0% масс., аэросил гидрофильный марки А в количестве 0,5-2,5% масс., аэросил гидрофобный марки AM в количестве 0,5-2,5% масс., смолу-катионит ионообменную марки КБ-4П-2 в количестве 9-40% масс., смолу-катионит ионообменную марки КУ-2-8 чс в количестве 50-85% масс. по массе сухого вещества. Спорообразующие бактерии Bacillus subtilis и/или Bacillus licheniformis заключены в микрокапсулу гидрофильного аэросила, включающей также частицы влагоёмкого сорбента (смолы-катиониты) и гидрофобного аэросила (RU 2252956 C2, 27.05.2005).

Данная пробиотическая добавка предназначена для улучшения конверсии корма, увеличения привесов и предотвращения падежа животных.

Недостатком добавки является многокомпонентный состав микрокапсулированной формы, недостаточная эффективность в связи с невысоким содержанием микроорганизмов в пробиотической добавке, сложность и энергозатратность производства.

Известна биологически активная добавка к кормам сельскохозяйственных, домашних животных и птиц для увеличения сохранности молодняка, повышения усвояемости кормов, стимуляции ростовых процессов и плодовитости животных. Биологически активная добавка содержит в своём составе в качестве источника нуклеозидов и нуклеотидов высушенную биомассу продуцента Bacillus subtilis, в качестве источника субстратокисляющих ферментов – высушенную биомассу продуцента Bacillus lichenifomis в соотношении 50:50, в качестве активатора гликолиза – сахара и дополнительно витамин B₁₂, фумаровую, янтарную, лимонную и аскорбиновую кислоты или их соли. В качестве сахаров используют фруктозу, или сахарозу, или глюкозу, или лактозу, либо их смеси или их фосфорилированные формы в виде кальциевых солей, получаемые методом дрожжевой трансформации сахаров (RU 2265366 C2, 10.12.2005).

Использование добавки повышает сохранность молодняка телят в среднем на 10-12%, молодняка кур – на 8%, увеличивает плодовитость норки в среднем на 11%, соболя – на 15%.

К недостаткам добавки можно отнести её многокомпонентный состав, что приводит к удорожанию конечного продукта.

Известен способ выращивания бройлеров, включающий введение с 1-го по 5-й день жизни бройлеров в рацион пробиотика "Биоспорин", содержащего бактериальные культуры Bacillus subtilis-3 (ВКПМ Б-2335) и Bacillus licheniformis-31 (ВКПМ Б-2336), из расчета 800 г/т комбикорма. При выращивании используют сухой тип кормления и пробиотик вводят в комбикорм в сухом виде (RU 2292156 C1, 27.01.2007).

Использование пробиотика при выращивании бройлеров позволяет увеличить привесы, снизить падёж, получить качественную продукцию, улучшить конверсию корма.

Недостатком добавки является её ограниченное использование (только для цыплят-бройлеров) и её ограниченная форма применения (только в сухом виде).

Известна кормовая добавка для птицеводства и способ кормления цыплят-бройлеров. Кормовая добавка для цыплят-бройлеров представляет собой сухой порошок природного минерала глауконита и 23-27% масс. фугата пробиотика «Биоспорин». Способ кормления цыплят-бройлеров включает введение в рацион кормовой добавки ежедневно в количестве 0,25% от сухого вещества рациона 1 раз утром или утром и вечером по 0,125% от сухого вещества рациона соответственно (RU 2352135 С2, 20.04.2009).

Использование кормовой добавки повышает среднесуточный прирост живой массы бройлеров по сравнению с прототипом на 4,4%, снижает затраты корма на единицу прироста живой массы в сравнении с прототипом на 4,97%.

Недостатком добавки является её ограниченное использование (только для цыплят-бройлеров) и её ограниченная форма применения (только в сухом виде).

Известен способ повышения яйценоскости кур, включающий введение в рацион пробиотического препарата Ветом 3. Пробиотический препарат Ветом 3 содержит иммобилизированную высушенную споровую биомассу бактерий Basillus subtilis штамм ВКПМ В-7048 и наполнитель – глюкозу. Цыплятам в период выращивания, начиная с суточного возраста, скармливают Ветом 3 в дозе 75 мг/кг живой массы по определённой схеме (RU 2375871 С1, 20.12.2009).

В результате кормления пробиотическим препаратом яйценоскость кур увеличивается на 4,6%, сохранность поголовья – на 3,1%.

Добавка предложена только для повышения яйценоскости кур, то есть имеет ограниченную область применения, что является её недостатком.

Известен способ повышения продуктивности и качества продукции овцеводства, заключающийся в том, что животным вводят с кормом пробиотические препараты серии Ветом: Ветом 1.1 (Bacillus subtilis ВКПМ В-7092) или Ветом 3 (Bacillus subtilis ВКПМ В-7048) в дозе 50 мг/кг живой массы 3 раза в сутки циклами по трое суток с трёхдневным перерывом в течение двух месяцев (RU 2390994 С2, 10.06.2010).

Включение в состав рациона животным пробиотического препарата Ветом 1.1 или Ветом 3 увеличивает абсолютную массу животных на 39,2% и 26,6% по сравнению с контролем, среднесуточный привес на 50,7% и 32,4% соответственно, повышает выход мяса на 31,5% и 22,04% соответственно.

Недостатком является то, что способ предназначен только для повышения продуктивности ягнят, то есть имеет ограниченную сферу применения.

Известен биопрепарат с пробиотической активностью для оптимизации усвоения кормов, предназначенных для сельскохозяйственных животных и птиц, содержащий микробную массу спорообразующих бактерий штамма Bacillus cereus 1-79 с титром 3,5⋅10⁹ КОЕ/г – 4,0⋅10⁹ КОЕ/г, суспендированный в питательной среде (RU 2493723 С1, 27.09.2013).

Биопрепарат увеличивает среднесуточный прирост бройлеров на 0,4-0,6 г, снижает расход комбикорма на 1 кг прироста бройлеров на 10-40 г; увеличивает среднесуточный привес поросят на 31 г (6,34%); снижает расход корма на 1 кг привеса поросят на 0,48 кормовых единиц (5,8%).

Недостатком биопрепарата является его невысокая пробиотическая активность.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату и выбранной в качестве прототипа является пробиотическая кормовая добавка для сельскохозяйственных птиц и пушных зверей, описанная в изобретении RU 2458526 С1, 20.08.2012. Добавка содержит жизнеспособные споры спорообразующих бактерий Bacillus subtilis ВКПМ В-2574, жизнеспособные споры спорообразующих бактерий Bacillus licheniformis Б-020 (ВКПМ В-10995), жизнеспособные споры спорообразующих бактерий Bacillus cereus ВКПМ В-2492, диспергатор и наполнитель при следующем соотношении компонентов, масс.%: суммарное содержание жизнеспособных спор спорообразующих бактерий Bacillus subtilis ВКПМ В-2574, Bacillus licheniformis Б-020, Bacillus cereus ВКПМ В-2492 при концентрации колониеобразующих единиц КОЕ не менее 10⁹/г 1,0÷2,0; диспергатор – 0,01÷0,001; наполнитель – остальное.

Введение в основной рацион цыплятам пробиотической кормовой добавки увеличивает прирост живой массы на 13,76-34,82%, сохранность поголовья на 7,50-9,44%, снижает затраты корма на 1 кг прироста на 3,74-6,07%. Введение в основной рацион курам-несушкам пробиотической кормовой добавки увеличивает яйценоскость на среднюю несушку на 5-11 штук, сохранность поголовья – на 4,74-6,37%.

Недостатки добавки по прототипу:

- использование в добавке спорообразующих бактерий трёх штаммов усложняет технологический процесс её получения;

- недостаточная эффективность добавки;

- недостаточно широкая область использования (предложено для сельскохозяйственных птиц и норок).

Задачей изобретения является расширение ассортимента пробиотических кормовых добавок на основе культуры микроорганизмов рода Bacillus, предназначенных для повышения продуктивности и сохранности поголовья сельскохозяйственных животных и птиц.

Поставленная задача решается созданием новой пробиотической кормовой добавки, включающей спорообразующие бактерии нового штамма Bacillus subtilis ТВ-26, депонированного во Всероссийской коллекции промышленных штаммов микроорганизмов под номером ВКПМ В-11954, и штамма Bacillus licheniformis Б-020 (ВКПМ В-10995), взятых в равных соотношениях, при их суммарной концентрации колониеобразующих единиц (КОЕ) не менее 1⋅10¹²/г.

Техническим результатом изобретения является повышение пробиотической эффективности кормовой добавки, что приводит к увеличению продуктивности и сохранности животных, снижению расхода корма.

Технический результат достигается тем, что в качестве бактерий штамма Bacillus subtilis добавка содержит жизнеспособные споры спорообразующих бактерий нового штамма Bacillus subtilis ТВ-26 (ВКПМ В-11954), причём спорообразующие бактерии штамма Bacillus subtilis ТВ-26 (ВКПМ В-11954) и штамма Bacillus licheniformis Б-020 (ВКПМ В-10995) взяты в равных соотношениях при их суммарной концентрации колониеобразующих единиц КОЕ не менее 1⋅10¹²/г.

В основной рацион кормления животных и птиц вводят пробиотическую кормовую добавку, содержащую спорообразующие бактерии рода Bacillus, общим биологическим свойством которых является антагонистическая активность по отношению к условно-патогенной микрофлоре кишечника животных и продуцирование ферментов, улучшающих усвоение корма. Добавка оптимизирует микробный баланс в кишечнике за счет восстановления нормофлоры, способствует повышению неспецифической резистентности организма животных, увеличению сохранности и роста. Ассоциация двух видов штаммов взаимно усиливает и дополняет биологическую активность, в результате чего достигается необходимый синергический эффект при выращивании сельскохозяйственных животных и птиц.

Сущность изобретения заключается в следующем. Кормовая добавка содержит ассоциацию двух видов жизнеспособных спор спорообразующих бактерий нового штамма Bacillus subtilis ТВ-26 (ВКПМ В-11954) и штамма Bacillus licheniformis Б-020 (ВКПМ В-10995), взятых в равных соотношениях, при их суммарной концентрации не менее 1⋅10¹² КОЕ/г.

Отличительные признаки заявляемой пробиотической кормовой добавки:

- в состав добавки входят спорообразующие бактерии нового штамма Bacillus subtilis ТВ-26 (ВКПМ В-11954);

- суммарная концентрация КОЕ (колониеобразующих единиц) в 1 г препарата составляет не менее 1⋅10¹² спорообразующих бактерий Bacillus subtilis ТВ-26 (ВКПМ В-11954) и Bacillus licheniformis Б-020 (ВКПМ В-10995);

- спорообразующие бактерии Bacillus subtilis ТВ-26 (ВКПМ В-11954) и Bacillus licheniformis Б-020 (ВКПМ В-10995) взяты в равных соотношениях.

Новый штамм Bacillus subtilis ТВ-26 (ВКПМ В-11954) найден в естественных природных условиях, отселектирован по отношению к патогенной микрофлоре.

Культурально-морфологические признаки штамма.

Bacillus subtilis ТВ-26 (ВКПМ В-11954) – грамположительные спорообразующие бактерии, относятся к аэробам. На мясо-пептонном агаре (МПА) образуют округлые шероховатые складчатые колонии светло-кремового цвета. Клетки Bacillus subtilis представляют собой палочковидные клетки размером 0,7-0,8 мкн, 2,7-3,0 мкм располагающиеся одиночно, по парам или в виде цепочки. Штамм культивируют при температуре 33-37°С поверхностным или глубинным способом.

Кормовую добавку получают путем смешивания биомассы каждого штамма в равной пропорции, добавляют наполнитель и диспергатор, лиофильно высушивают. Суммарная концентрация КОЕ (колониеобразующих единиц) в 1 г препарата составляет не менее 1⋅10¹² спорообразующих бактерий Bacillus subtilis ТВ-26 (ВКПМ В-11954) и Bacillus licheniformis Б-020 (ВКПМ В-10995).

В качестве наполнителя используют лактозу, сахарозу, обезжиренное сухое молоко, в качестве диспергатора – Твин-80. Диспергатор в состав добавки введен с целью равномерного распределения добавки в основном рационе. Диспергатор необходим для регулирования седиментационных характеристик водного раствора препарата. Наличие диспергатора способствует однородности водного раствора препарата, что очень важно при применении пробиотической кормовой добавки путем выпаивания.

Добавка не содержит генетически модифицированных микроорганизмов. Микроорганизмы не патогенны, не токсичны для теплокровных.

Добавку применяют индивидуально или групповым методом с комбикормом, концентратами, минеральными добавками, заменителями молоками и питьём. При добавлении добавки в комбикорма, концентраты, минеральные добавки и заменители молока на комбикормовых, премиксных заводах или в кормоцехах хозяйств используют соответствующие технологии смешивания и оборудование, обеспечивающее равномерное смешивание.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

На основе спорообразующих бактерий Bacillus subtilis ТВ-26 (ВКПМ В-11954), Bacillus licheniformis Б-020 (ВКПМ В-10995) готовят препарат с суммарной концентрацией колониеобразующих единиц (КОЕ) 2,4⋅10¹² на грамм. Для этого жизнеспособные споры Bacillus subtilis ТВ-26 (ВКПМ В-11954) и Bacillus licheniformis Б-020 (ВКПМ В-10995) смешивают в равных соотношениях, затем добавляют лактозу, Твин-8 и лиофильно высушивают.

Полученную кормовую добавку испытывают на сельскохозяйственных животных и птицах.

Параллельно испытывают кормовую добавку, состоящую из жизнеспособных спор только одного из штаммов, входящего в заявляемую пробиотическую добавку.

Эффективность кормовой добавки оценивают по таким показателям, как прирост средней живой массы, сохранность поголовья, расход корма на 1 кг прироста живой массы, яйценоскость кур-несушек.

Пример 1. Влияние кормовой добавки на выращивание поросят.

Для оценки влияния кормовой добавки на эффективность выращивания поросят были сформированы по принципу аналогов контрольная и опытные группы поросят в возрасте 60 дней в количестве по 20 голов в каждой группе. Подопытные животные находились в одинаковых условиях содержания, ухода, кормления. Всех животных кормили согласно необходимого им полноценного рациона 2 раза в день. Продолжительность опыта оставила 122 дня до достижения живого веса 100-110 кг. Опытным группам в корм добавляли кормовую добавку из расчёта 1 г пробиотика с КОЕ 1⋅10¹²/г на 1 тонну корма.

В течение опыта вели наблюдение за состоянием здоровья животных, вели учёт изменения живой массы и среднесуточных приростов путём ежемесячного индивидуального взвешивания животных. Для определения затрат комбикорма на единицу прироста живой массы ежедневно определяли расход заданного корма и количество остатка корма.

Результаты испытаний представлены в таблице 1.

Как следует из результатов испытаний, введение в основной рацион поросят пробиотической кормовой добавки, содержащей спорообразующие бактерии Bacillus subtilis ТВ-26 (ВКПМ В-11954) и Bacillus licheniformis Б-020 (ВКПМ В-10995), способствует увеличению сохранности поросят на 15% по сравнению с контрольной группой и на 5-10% по сравнению с опытными группами, получавшими пробиотик, в состав которого входят споры только одного штамма пробиотической добавки. Среднесуточный прирост живой массы увеличился на 21,91% по отношению к контрольной группе и на 5,78-7,87% по сравнению с опытными группами, получавшими пробиотик, в состав которого входят споры только одного штамма пробиотической добавки. Расход корма снизился на 12,12% по отношению к контрольной группе и на 3,79-4,54% по сравнению с опытными группами, получавшими пробиотик, в состав которого входят споры только одного штамма пробиотической добавки.

Пример 2. Влияние кормовой добавки на выращивание телят.

Для оценки влияния кормовой добавки на эффективность выращивания телят были сформированы по принципу аналогов контрольная и опытные группы телят в возрасте 60 дней в количестве по 20 голов в каждой группе. Подопытные животные находились в одинаковых условиях содержания, ухода, кормления. Всех животных кормили согласно необходимого им полноценного рациона. Опытной группе в корм добавляли кормовую добавку из расчёта 1 г пробиотика с КОЕ 1⋅10¹²/г на 1 тонну корма. Животные получали кормовую добавку ежедневно в течение 30 дней.

Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Как следует из результатов испытаний, введение в основной рацион телят пробиотической кормовой добавки, содержащей спорообразующие бактерии Bacillus subtilis ТВ-26 (ВКПМ В-11954) и Bacillus licheniformis Б-020 (ВКПМ В-10995), способствует увеличению сохранности телят на 20% по сравнению с контрольной группой и на 5-10% по сравнению с опытными группами, получавшими пробиотик, в состав которого входят споры только одного штамма пробиотической добавки. Среднесуточный прирост живой массы увеличился на 14,35% по отношению к контрольной группе и на 6,63-7,26% по сравнению с опытными группами, получавшими пробиотик, в состав которого входят споры только одного штамма пробиотической добавки. Расход корма снизился на 12,29% по отношению к контрольной группе и на 3,69-4,43% по сравнению с опытными группами, получавшими пробиотик, в состав которого входят споры только одного штамма пробиотической добавки.

Пример 3. Влияние кормовой добавки на выращивание цыплят-бройлеров.

Для оценки влияния кормовой добавки на эффективность выращивания цыплят-бройлеров были сформированы контрольная и опытные группы суточных цыплят. Группы формировались по методу групп-аналогов. Цыплята всех групп находились в одинаковых условиях кормления, ухода, содержания и выпаивания с соблюдением необходимых нормативов. В ходе опыта цыплята всех групп получали полноценный комбикорм. Опытным группам кормовую добавку задавали с питьём из расчета: цыплятам первой опытной группы – 0,5 г, второй опытной группы – 1,0 г, третьей опытной группы – 2,0 г на 2500 голов. Доступ к корму и воде был свободный, без ограничений.

Результаты испытаний кормовой добавки на цыплятах представлены в таблицах 3-5.

Как следует из результатов испытаний, выпаивание цыплятам пробиотической кормовой добавки, состоящей из спорообразующих бактерий Bacillus subtilis ТВ-26 (ВКПМ В-11954) и Bacillus licheniformis Б-020 (ВКПМ В-10995), способствует увеличению прироста живой массы на 15,28-36,14% по сравнению с контрольной группой и на 3,78-28,40% по сравнению с опытными группами, получавшими добавку, состоящую из спорообразующих бактерий одного штамма, входящего в состав пробиотической добавки. Сохранность поголовья увеличивается на 4-7% по сравнению с контрольной группой и на 3-5% по сравнению с опытными группами, получавшими добавку на основе одного штамма, входящего в пробиотическую кормовую добавку. Затраты корма на 1 кг прироста снижаются на 5,14-6,54% по сравнению с контрольной группой и на 3,28-4,71% по сравнению с опытными группами, получавшими добавку на основе одного штамма, входящего в пробиотическую кормовую добавку.

Пример 4. Влияние пробиотической кормовой добавки на сохранность и яйценоскость кур-несушек.

Для оценки влияния пробиотической кормовой добавки на эффективность содержания кур-несушек были сформированы контрольная и опытные группы кур-несушек в возрасте 17 недель. Куры-несушки контрольной и опытных групп находились в одинаковых условиях кормления, выпаивания, ухода и содержания с соблюдением всех необходимых нормативов. В ходе опыта куры-несушки всех групп получали полноценный комбикорм. Первой опытной группе в основной рацион вводили кормовую добавку из расчета 0,04 г на 1 голову; второй опытной группе – 0,08 г на 1 голову, третьей опытной группе – из расчета 0,16 г на 1 голову. Доступ к корму и воде был свободный, без ограничений. Результаты испытаний кормовой добавки представлены в таблицах 6-8.

Как следует из результатов испытаний, введение в основной рацион курам-несушкам пробиотической кормовой добавки, состоящей из спорообразующих бактерий Bacillus subtilis ТВ-26 (ВКПМ В-11954) и Bacillus licheniformis Б-020 (ВКПМ В-10995), увеличивает сохранность поголовья на 6-8% по сравнению с контрольной группой и на 1-3% по сравнению с опытными группами, получавшими добавку, в состав которой входят жизнеспособные споры только одного штамма пробиотической добавки. Яйценоскость увеличивается на 6,72-8,40% по сравнению с контрольной группой и на 2,12-5,91% по сравнению с опытными группами, получавшими добавку, в состав которой входят жизнеспособные споры только одного штамма пробиотической добавки.

Как видно из полученных результатов испытаний суммарная активность штаммов Bacillus subtilis ТВ-26 (ВКПМ В-11954) и Bacillus licheniformis Б-020 (ВКПМ В-10995) превышает активность штаммов, взятых в отдельности.

Предлагаемая пробиотическая кормовая добавка имеет следующие преимущества:

- высокая пробиотическая эффективность добавки;

- содержание двух штаммов вместо трёх штаммов упрощает процесс приготовления препарата;

- использование препарата в более широком диапазоне видов животных.