Фитобиотики в кормлении сельскохозяйственных животных

Применение кормовых добавок в современном животноводстве и птицеводстве необходимо для предотвращения негативного действия некоторых факторов кормления и содержания (1). Последние, в частности, вызывают угнетение функции иммунитета, вследствие чего животные и птица становятся более подверженными различным заболеваниям. Кроме того, искажается действие многих физиологических систем организма, что неизбежно ухудшает качество продукции (2).

В последние годы внимание уделяется технологиям, базирующимся

Статья подготовлена в рамках соглашения с Минобрнауки России от 3.10.2017 года ¹ 14.610.21.0016 «Разработка и внедрение новой серии высокоэффективных фитобиотических кормовых добавок на основе экстрактов лекарственных растений для перехода к высокопродуктивному и экологически чистому агрохозяйству». Уникальный идентификатор проекта RFMEF161017X0016.

на комплексном учете важнейших биотехнологических факторов и заимствованиях из живой природы. Так, альтернативой синтетическим кормовым антибиотикам могут стать фитобиотики — биологически активные вещества, обладающие антибиотическими свойствами (3). В современной литературе фитобиотики (фитогенные кормовые добавки или растительные препараты) определяются как натуральные добавки растительного происхождения, обладающие разнообразным действием на организм (антимикробным, противовирусным, иммуномодулирующим, противогрибковым, противовоспалительным) и используемые в кормлении животных с целью повышения их продуктивности и улучшения качества пищевых продуктов животного происхождения (4, 5).

Целью настоящего обзора стало изучение современного состояния вопроса о применении фитобиотиков в кормлении сельскохозяйственных животных на основе анализа научных публикаций в ведущих российских и зарубежных журналах, базах данных диссертаций, монографий, патентов.

История масштабного применения фитобиотиков в кормлении сельскохозяйственных животных и птицы неразрывно связана с запретом в странах Европейского союза на применение всех видов кормовых антибиотиков. Чрезмерное и неконтролируемое использование антибиотических средств неблагоприятно воздействует на организм животных и птицы. Микроорганизмы, мутируя, приобретают устойчивость к антибиотикам, тем самым исключая положительный эффект препарата (6). Антибиотики также способны накапливаться в организме, что приводит к повышению их токсического влияния (7).

В 2004-2005 годах в Европейском союзе была разработана новая концепция кормления, исключающая использование кормовых антибиотиков и предусматривающая применение фитобиотиков. По биологическому происхождению, химическому составу и другим признакам выделяют следующие группы фитобиотиков: травы (цветковые, недревесные и недолговечные растения), специи (травы с интенсивным запахом или вкусом, обычно добавляемые в пищу), эфирные масла (летучие липофильные соединения, которые получают холодным отжимом, паровой или спиртовой дистилляцией) и смолы (живицы, экстракты, получаемые с помощью неводных растворителей). Эти вещества могут применяться в качестве антимикробных средств и должны стать доступными для использования в кормлении животных (8, 9). В ряде работ авторы указывают на существенные различия в количестве биологически активных веществ в зависимости от географического региона или времени сбора растений (10, 11). Так, эфирные масла, полученные после летнего сбора, сразу после цветения проявляют наибольшую антимикробную активность (12-14). В настоящее время производство фитобиотиков в странах Европейского союза достигло значительных объемов. К крупнейшим производителям фитобио-тиков в мире относится компания «Phytobiotics Futterzusatzstoffe GmbH», основанная в Германии в 2000 году. Основной продукт компании — Sangrovit®, натуральная растительная кормовая добавка для повышения продуктивности сельскохозяйственных животных (15).

Значительное внимание уделяется антимикробным (10, 13, 16-18) и иммуностимулирующим свойствам (19-22) растительных эфирных масел. Исследованы антимикробные эффекты 96 различных эфирных масел, а также 23 их действующих веществ. Показано, что коричный альдегид, тимол, карвакрол и эвгенол проявляют сильнейшую антибактериальную активность против штаммов Escherichia coli , Salmonella enterica и Listeria monocytogenes (23). Установлено положительное влияние эфирного масла 688

Origanum syriacum , добавляемого в рацион бройлеров при тепловом стрессе, на продуктивность и гистологию кишечника птицы (24).

Антимикробная активность эфирных масел не определяется единственным механизмом действия и направлена на несколько различных целей в микробной клетке (25, 26). Эфирные масла способны дестабилизировать и изменять проницаемость бактериальных мембран (27-30). Эти изменения приводят к высвобождению ионов из клетки в окружающую среду (31), а также изменению протонного градиента и истощению внутриклеточных запасов АТФ (32, 33).

В отличие от пробиотиков, общее воздействие фитобиотиков на организм сельскохозяйственных животных и птицы связано не только с антимикробным эффектом, но и с их положительным влиянием на процессы пищеварения. Фитобиотики стимулируют выработку эндогенных ферментов, улучшая переваримость и усвоение питательных веществ кормов. Многие из них служат природными ароматизаторами, стимулирующими потребление корма, что положительно сказывается на продуктивности животных (34).

Особое влияние фитобиотические препараты оказывают на микробиологический состав кишечника, поддерживая микрофлору в оптимальном состоянии (35). Их использование стимулирует секрецию пищеварительных соков, оказывает позитивное влияние на морфофункциональные характеристики слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта. Более полное и продуктивное всасывание в тонком кишечнике приводит к уменьшению потерь ценных питательных веществ. В толстом кишечнике снижается риск развития нежелательной микрофлоры (36). Сообщается о положительном влиянии гелевой фитогенной добавки на показатели роста, усвояемость питательных веществ и морфологию кишечника у поро-сят-отъемышей (37).

M. Mohiti-Asli с соавт. (38) сравнили действие двух фитогенных смесей на рост и иммунный ответ у бройлеров. Добавление в рацион эфирного масла орегано положительно влияло на продуктивность и иммунитет цыплят-бройлеров. Рассматривается возможность применения растительных полифенолов для борьбы с окислительным стрессом и воспалительными процессами у сельскохозяйственных животных (39).

Фитобиотики относятся к природным стимуляторам роста (ПСР) и могут стать многообещающей заменой антибиотических стимуляторов роста в современном животноводстве (40). Различные ПСР, объединенные в сбалансированную смесь, эффективно противостоят вторжению патогенных организмов и последствиям неблагоприятных условий содержания (41).

Наиболее простой способ применения фитобиотиков — скармливание животным растений в нативном или сухом виде. Так, при использовании в кормлении птицы свежей крапивы и муки, приготовленной из нее, можно обеспечить восполнение потребности в протеине до 20 %, в витаминах — на 60-70 %, микроэлементах — на 100 % и сэкономить до 30 % комбикормов. Вкусовые качества яиц и мяса птицы, а также их биологическая ценность существенно повышаются (42). Травяная мука из серпухи венценосной обусловила увеличение яйценоскости у гусынь белой венгерской породы, массы яиц, оплодотворенности, выводимости и вывода (43). Включение в рацион цыплят-бройлеров коры дуба повышало поедае-мость кормов и не оказывало отрицательного влияния на организм птицы, а применение экстракта коры дуба совместно с ферментным препаратом стимулировало процессы переваривания (44). Пихтовая хвойная мука рекомендуется для кормления всех сельскохозяйственных животных и птицы в зимний и весенний периоды как альтернатива синтетическим добавкам. Скармливание хвойной муки лактирующим коровам способствовало повышению молочной продуктивности, улучшению витаминного состава молока и воспроизводительной функции, нормализации обмена веществ (45). В производственных испытаниях на птице мясного кросса препарата Пихто-вит (ООО «Солагифт», Россия), разработанного на основе экстракта пихтовой хвои, у бройлеров опытной группы в сравнении с контролем улучшились гематологические показатели, а масса тела увеличилась на 4 % (46).

Представлены данные по использованию топинамбура в качестве ценной кормовой и лекарственной культуры. Топинамбур — это природный иммуномодулятор, который служит концентратором полисахарида инулина в комплексе с пектиновыми веществами, витаминами, незаменимыми аминокислотами, макро- и микроэлементами (47). Изучено действие водных экстрактов душицы обыкновенной ( Origanum vulgare L.) и розмарина ( Rosmarinus officinalis L.) на иммунитет, микробную популяцию кишечника и продуктивность цыплят-бройлеров. Экстракты этих трав повышали иммунитет бройлеров, балансировали микрофлору кишечника, необходимую для процессов пищеварения и защиты от энтеропатогенных микроорганизмов, а также улучшали продуктивные качества птицы (48).

Введение в рацион кур-несушек многокомпонентных кормовых добавок, состоящих из муки из крапивы двудомной (0,3-1,0 %), хвои стланика кедрового (0,2-1,0 %), ламинарии (0,5 %), пижмы обыкновенной (0,5-1,0 %) и тысячелистника обыкновенного (0,5-1,5 %), эффективно для обогащения рационов питательными и биологически активными веществами (49).

При выращивании бройлеров в качестве фитобиотической альтернативы антибиотикам может использоваться добавка порошка корицы ( Cinnamomum cassia L.) в количестве 0,5 % от массы рациона (50). Добавка из граната обыкновенного ( Punica granatum L.) улучшала иммунитет и микробную экосистему кишечника бройлеров наряду с уменьшением выброса газов с пометом (51). Смола босвеллии пильчатой ( Boswellia serrata Roxb. ex Colebr.) также рассматривается как безопасная и эффективная биологически активная добавка для бройлеров, положительно влияющая на продуктивность птицы (52).

Применение чабреца (тимьяна) ( Thymus serpyllum L.) в качестве фи-тогенной кормовой добавки в свиноводстве способствует снижению степени интоксикации организма, стрессогенного воздействия на иммунную систему, стабилизирует эндоэкологическую ситуацию и баланс гастроинтестинальной микрофлоры в кишечнике, повышает привлекательность и поедаемость корма, эффективность абсорбции эссенциальных нутриентов и в целом благоприятствует улучшению пищевого статуса животных, их оптимальному развитию и реализации генетического потенциала (53).

Эхинацея пурпурная Echinacea purpurea (L.) Moench характеризуется высокой биологической пластичностью, адаптивностью, экологической устойчивостью, продуктивным долголетием, кормовыми и лекарственными достоинствами, устойчивым плодоношением (54). В опытах на цыплятах-бройлерах при использовании эхинацеи пурпурной выявлено повышение интенсивности роста на 19,4 % по сравнению с контролем. Наибольший эффект получили при комбинировании эхинацеи с лактобифадолом. Использование этих средств в комплексе увеличивало прирост живой массы за весь период выращивания цыплят на 20,9 %, уменьшало затраты корма на 17,3 % и обеспечивало 100 % сохранность поголовья (55). При добавлении водно-спиртовых экстрактов из надземной части, корней или цельного растения эхинацеи пурпурной к питье-690

вой воде среднесуточный прирост живой массы цыплят-бройлеров увеличивался на 3,3-12,5 %, а затраты корма на прирост снижались на 5,29,2 % по сравнению с контролем (56). Указывается на возможность использования цикория обыкновенного ( Cichorium intybus L.) как кормовой добавки для увеличения продуктивности птицы (57). Сообщалось о положительное влияние фитобиотика Флорабис («ООО ИПК Абис», Россия), основу которого составляет комплекс тритерпеновых кислот пихты сибирской с ионами кобальта, в дозе 0,002 мл•гол. ^{- 1}•сут ^{- 1} на биохимические и иммунологические показатели крови у цыплят-бройлеров кросса ISA F 15, переваримость и усвояемость питательных веществ комбикорма (58).

Как правило, комплексные препараты оказывает более выраженное действие, чем каждый компонент в отдельности. В этом отношении интересны данные об исследованиях комплексных растительных концентратов с пробиотиком на основе бактерии Bacillus subtilis (59). В качестве фито-биотика используются ферментированные пробиотиком листья облепихи, а также смесь травы эхинацеи пурпурной с плодами расторопши пятнистой. Препарат в виде биологически активной добавки (БАД) ПроСтор («СВ-АгроТрейд», Россия) дополнительно содержит ассоциацию бактерий Bacillus licheniformis , лактобациллы, пребиотики — маннанолигосахариды клеточных стенок дрожжей Saccharomyces cerevisiae и пектины свекловичного жома. Скармливание лактирующим высокопродуктивным коровам комплексного растительного концентрата (листья облепихи) с пробиотиком на основе Bacillus subtilis положительное влияло на молочную продуктивность животных при снижении затрат кормов на единицу продукции (59). У быков, получавших БАД ПроСтор в возрасте 15-17 мес, живая масса к концу откорма была на 13,5 кг (3,1 %) выше по сравнению с контрольными аналогами. Затраты энергетических кормовых единиц оказались меньше в опытной группе: на 7 % по сравнению с контролем (59).

Добавка L-аргинин Про (Россия) содержит биоактивный хвойный экстракт древесной зелени сосны обыкновенной, обогащенный L-аргинином. Скармливание рациона, содержащего эту добавку в количестве 1 г/100 г комбикорма, обеспечивает стабильный и интенсивный рост ремонтного молодняка птицы, способствует увеличению яйценоскости кур-несушек на 46,8 %, массы яиц — на 4,7 г, улучшению морфологических показателей и качества яиц (60).

Использование биоактивных добавок Лактофит («Волгоградский НИТИ мясо-молочного скотоводства и переработки продукции животноводства РАСХН», Россия) (композиция биологически активных веществ — БАВ, топинамбура, свеклы, моркови, тыквы, расторопши, нута с концентратом лактулозы и яблочной кислотой) и Лактофлэкс того же производителя (композиция БАВ одуванчика, мяты, солодки, календулы, семян тыквы, расторопши, нута с концентратом лактулозы и янтарной кислотой) позволяет повысить живую массу кур-несушек, улучшить морфологический и биохимический состав крови, увеличить массовые и линейные показатели репродуктивных органов подопытной птицы и выход здорового ремонтного молодняка (61).

Натуральный заменитель кормовых антибиотиков Интебио (ранее выпускался под названием Микс-Ойл, ООО «Биотроф», Россия) — это смесь натуральных эфирных масел, обладающая антимикробной активностью, антиоксидантным действием и противовоспалительным эффектом. Введение фитобиотика Микс-Ойл в рацион супоросных свиноматок оказало положительное влияние на их подготовку к опоросу. В подсосный период добавка ускорила рост поросят и повысила их сохранность. В 691

опытной группе среднесуточный прирост живой массы поросят был выше на 16,5 %, а затраты кормов на 1 кг прироста — на 0,72 корм. ед. ниже по сравнению с контролем (62).

Применение в рационе новотельных коров фитопробиотика Провитол (ООО «Биотроф», Россия), который включает живые бактерии и композиции выделенных из растений эфирных масел с антиоксидантными свойствами, способствовало повышению поедаемости грубых кормов, а также значительному росту молочной продуктивности во время раздоя (63). При определении эффективности фитопробиотика Провитол в комбикормах для кур-несушек, содержащих зерно нового урожая, в контрольной группе установлено возрастное снижение продуктивности на 2,9 %, которому способствовал перевод птицы на зерно нового урожая. В то же время на этом фоне добавка Провитола в комбикорма для кур опытной группы повысила яйценоскость на 2,8 % по сравнению с предыдущим месяцем, а по сравнению с контролем во вторую фазу продуктивности — на 7,6 % (64).

Лабораторные исследования и производственные опыты доказали синергетический эффект эфирных масел и органических кислот, входящих в состав препарата Липтоза Премикс Эксперт (Liptosa Premix Expert, «Lipidos Toledo, S.A.», Испания), при использовании для ингибирования клостридий, сальмонеллы и кишечной палочки. Эфирные масла тимола, карвакрола, эвгенола применяются как сильные противовирусные, проти-воинфекционные, бактерицидные и иммуностимулирующие средства Доказана чувствительность клостридий, сальмонелы и Escherichia coli в анаэробных условиях к тимолу, карвакролу и маслу орегано (17, 32, 33, 65).

Производственная апробация фитобиотика Метс Плюс (Meth Plus, ООО «Левет-Агро» Республика Беларусь), разработанного в качестве альтернативы синтетическому метионину, была проведена на цыплятах кросса Hy-Line на стадии выращивания. Птица, получавшая в составе рациона Метс Плюс, по приросту живой массы превосходила стандарты, а однородность стада была более 80 % (66). При испытании на свиньях породы пьетрен 1 кг DL-метионина заменяли аналогичным количеством фитобио-тика Метс Плюс, в результате чего у животных из опытной группы по сравнению с контрольными аналогами отмечали наибольшие среднесуточные приросты живой массы и наилучшую конверсию корма, повышались убойные показатели (66).

Активность фитобиотического препарата Биостронг® 510 (Biostrong® 510, «Delacon Biotechnik GmbH», Австрия) обусловливают ароматические вещества, анисовая и глюкуроновая кислоты, сапонины, тимол, борнеол, карвакрол, которые стимулируют биокаталитические и ферментные процессы в пищеварительном тракте птицы. Установлено, что Биостронг® 510 позволяет заменить кормовые антибиотики, обеспечивая высокую переваримость и использование основных питательных веществ комбикормов, а также сохранность птицы (67).

Фитобиотическая добавка Дигестаром® 1317 (Digestarom® 1317, «Micro-Plus Konzentrate GmbH», Германия) представляет собой комбинацию специй, растительных экстрактов и их эфирных масел, комплексно влияющих на аппетит животных и птицы. Установлено, что использование этой добавки в составе комбикорма для гусят, выращиваемых на мясо, способствует повышению сохранности, живой массы птицы, улучшению мясных качеств на фоне лучшего усвоения компонентов корма и снижения затрат корма на единицу продукции. Определена оптимальная доза скармливания добавки — 20 г/100 кг комбикорма (68, 69).

Фитобиотик Сангровит® WS (Sangrovit® WS, «Phytobiotics Fut-terzusatzstoffe GmbH», Германия) стимулирует потребление корма, способствует лучшему функционированию пищеварительной системы птицы. Основное действующее вещество фитобиотика содержится в экстракте растения маклейя сердцевидная Macleya cordata (Willd.) — 2,0-4,0 % в сушеных листьях и стеблях. Живая масса бройлеров, получавших Сан-гровит® WS с 17-х по 21-е сут выращивания из расчета 100 г/т воды, увеличилась на 1,5 %, а получавших этот препарат с 17-х по 21-е и с 27-х по 30-е сут — на 2,0 % по сравнению с контролем. Сохранность цыплят из опытных групп за 35 сут выращивания была выше на 1-4 % по сравнению с таковой в контроле (70).

Фитобиотик Лив 52 Вет (Liv 52 Vet, «The Himalaya Drug Com-pany», Индия) содержит порошки различных лекарственных трав (каперс колючий, цикорий обыкновенный, паслен черный, терминалия аржуна, кассия западная, тысячелистник обыкновенный, тамариск галльский) и экстракты из смеси растительного сырья (эклипта белая, филантус ниру-ри, берхавия раскидистая, тиноспора сердцелистная, редька посевная, эм-блика лекарственная, свинчатка цейлонская, эмбелия смородиновая, тер-миналия хебула, дымянка лекарственная). В исследованиях при скармливании этого фитобиотика отмечали активизацию иммунной системы у гусей родительского стада: фагоцитарная активность была больше на 3,347,34 %, фагоцитарное число и индекс — соответственно на 22,51-37,13 и 14,23-18,37 % по сравнению с контролем (71). Использование добавки Лив 52 Вет в дозировке 200 и 250 г/т комбикорма оказывало иммуностимулирующее действие на организм гусят-бройлеров, способствовало стимуляции функций фагоцитов и росту устойчивости организма к заболеваниям, что приводило к повышению сохранности птицы (72).

Рассматривается возможность использования растительных препаратов для производства функциональных яиц. Так, натуральные каротиноидные пигменты для птицы получают из люцерны, моркови, тыквы, лепестков календулы. Препарат Оро-Гло® 20 (Oro Glo® 20, «Kemin Europa N.V.», Бельгия), содержащий экстракт лепестков календулы, применяется в дозе 200-1000 г/т комбикорма с целью усиления интенсивности окраски желтка куриных яиц и накопления в них каротиноидов (73). Для повышения пищевых качеств перепелиных яиц на фоне недостаточного количества каротиноидов в комбикорме рекомендованы каротиносодержащие препараты (производитель «Биокол Агро», Россия) Биофон желтый (природный пигмент, полученный из экстракта лепестков бархатцев) и Биофон красный (из экстракта плодов красного перца) в дозах соответственно 600 и 500 г/т, а для наиболее яркого окрашивания желтка рекомендуются дозы 300 и 600 г/т корма (74).

Применение фитобиотиков в полной мере соответствует идеологии экологически чистого сельскохозяйственного производства и задачам улучшения качества жизни населения. Незначительные масштабы использования фитобиотиков в российском животноводстве обусловлены неразвитостью рынка отечественных препаратов этой группы, дороговизной импортных фитобиотических кормовых добавок, отсутствием запрета на кормовые антибиотики в России.

Таким образом, всестороннее изучение свойств растений, содержащих фитобиотические компоненты, использование современных технологий для получения и стандартизации этих компонентов, их экспериментальная и производственная апробация позволяют широко применять растительные экстракты в кормлении животных в качестве биологически ак- тивных добавок последнего поколения на основе сырья естественного происхождения. В условиях интенсивных технологий животноводства фитобиотики нивелируют такие явления, как снижение иммунного и антиоксидантного статуса животных, обеспечивают повышение всех видов продуктивности за счет улучшения потребления, переваримости, усвояемости кормов, нормализации кишечной микрофлоры и гомеостаза в целом.