Перспективи фітогенних кормових добавок

Інтерес до фітогеніки, або кормових добавок, отриманих із рослин, посилився, коли у сфері тваринництва почали шукати альтернативу кормовим антибіотикам для підтримки здоров'я та продуктивності тварин. За останні 15 років в цій галузі спостерігається розквіт досліджень, а також підвищення ефективності пропонованих продуктів.

Сьогодні на першому в історії Круглому столі Feedinfo «ПЕРСПЕКТИВИ ПРОМИСЛОВОСТІ» до нас приєдналися три провідні імені в секторі фітогенних кормових добавок Sebastien Constantin з ADM, Jan Dirk Van der Klis з Herbonis і Ewa Sujka з Liptosa. Утрьох обговорюються питання застосування та розробки кормових добавок фітогенного походження, майбутнє галузі наукових досліджень, законодавча/нормативна ситуація, а також тенденції та інновації, що виникають.

Давайте почнемо з короткого опису того, яку користь фітогенні речовини можуть принести до раціону тварин.

[Jan Dirk Van der Klis, Herbonis] Фітогеніки – це вторинні метаболіти, які зазвичай виробляються рослинами як захист від хижаків. Прикладами можуть служити ефірні олії, поліфеноли та дубильні речовини. Розуміючи це, стає також зрозуміло, чому ці рослинні компоненти мають такий широкий спектр дії: антибактеріальну, протипаразитарну, противірусну, а також антиоксидантну та протизапальну дію.

[Ewa Sujka з Liptosa] Сьогодні функціональні застосування фітогеніків можна поділити на три групи. Перша група займається вирішенням різноманітних проблем зі здоров'ям. Традиційно фітогенні речовини використовувалися як стимулятори здоров'я кишечника. Але тепер ми можемо говорити про фітогеніки, які використовуються, наприклад, для підтримки здоров'я органів дихання або репродуктивного здоров'я.

Друге застосування продуктів на основі рослин – екстрактів, ефірних олій – полягає у підвищенні ефективності кормів, щоб ми могли максимізувати поглинання поживних речовин із корму, знижуючи виробничі витрати, а також зменшуючи вплив на довкілля.

І третє – це група так званих «замінників», фітогенників, які дозволяють частково замінити стандартний компонент корму: інгредієнт, сировину, добавку. Наприклад, фітогенні речовини, які дозволяють нам замінити певні амінокислоти, такі як метіонін, або певні інгредієнти хімічного синтезу, такі як холін хлорид, або вітамін D рослинного походження, який може замінити вітамін D синтетичного походження. Ці замінники часто становлять великий інтерес у специфічному нішевому тваринництві, такі як органічне землеробство і де заборонені певні групи синтетичних сполук. Фітогеніка дозволяє забезпечити збалансованість кормових раціонів, що є великою проблемою в органічному землеробстві.

Які ключові фактори слід враховувати при складанні рецептур із цими добавками?

[Sebastien Constantin, ADM] Нам доводиться брати до уваги безліч факторів. Ми маємо величезну різноманітність молекул, і ми також повинні думати про продукти, які являють собою комбінації молекул. Ми також проводимо різні процеси екстракції, і тому ми можемо побачити деякі інші властивості або ефективність кінцевого продукту. Але я зупинюся на чотирьох основних моментах.

Продукт має бути стандартизований за своїми активними компонентами. Першим ключовим фактором є рівень чи концентрація активних речовин, а також стабільність активних речовин у кінцевому продукті. Це потрібно знати та демонструвати.

Інший момент полягає в тому, що він має бути розроблений та сформульований з урахуванням відповідної фізіології тварин. Тварини з однокамерним шлунком не схожі на жуйних тварин, тому нам потрібно подумати про те, як керувати цільовим вивільненням, наприклад, подумати про інкапсуляцію.

По-третє, нам потрібно мати рецептуру, адаптовану до технологій раціону, вимог до змішування тощо. Нам потрібно подумати, чи потрібно її включати, наприклад, у замінник молока чи гранули, тому що тоді нам потрібно буде думати ще раз про технологію інкапсуляції.

Нарешті, мабуть, найважливіший момент: він має продемонструвати ефективність у цільовому застосуванні. Таким чином, нам потрібно покладатися на дослідження in vitro, а також на випробування in vivo, опубліковані та рецензовані дослідження, щоб бути впевненими в ефективності для конкретних застосувань та конкретних цільових видів.

[Jan Dirk Van der Klis, Herbonis] Коли ми отримуємо активні компоненти із натуральних кормових інгредієнтів, це, звичайно, означає різноманітність. Варіації відбуваються через різні умови зростання, такі як погода, місцевість, звідки вони родом, різні рослини або сорти рослин. Таким чином, використання цих натуральних інгредієнтів означає, що стандартизація є надзвичайно важливою, коли ми використовуємо ці натуральні інгредієнти.

Для таких застосувань, як антибактеріальна дія, фітогенні речовини часто використовуються у поєднанні з іншими кормовими добавками, що мають синергетичний ефект, такими як моногліцериди, що ще більше ускладнює застосування.

[Ewa Sujka, Liptosa] Я думаю, що є один дуже важливий момент у рецептурі, на який багато кінцевих користувачів не звертають уваги або не підозрюють про можливість, полягає в тому, що при одночасному використанні різних речовин природного походження можливе передозування. У фітогеніці існують ефекти, що перекриваються, і нам слід приділяти цьому велику увагу.

Які основні обмеження чи вузькі місця у застосуванні фітогеніків?

[Jan Dirk Van der Klis, Herbonis] Зрозуміло, що багатство активних інгредієнтів, які ми маємо в природі, з одного боку, є благом, тому що ми маємо багато активних інгредієнтів на вибір, але я також вважаю це одним з вузьких місць, оскільки дуже багато різних інгредієнтів використовуються в різних комбінаціях, а ефективність цих комбінацій може змінюватись в залежності від вибору, зробленого виробником.

Тому кінцевому споживачеві трохи складно оцінити потенційну ефективність однієї кормової добавки рослинного походження порівняно з іншою. Тому ефективність має бути продемонстрована для кожної комерційно доступної комбінації добавок, особливо для більш складних продуктів, на основі можливого механізму дії.

Іншими вузькими місцями можуть бути: ціноутворення, яке, як правило, повинно покриватися за рахунок рентабельності інвестицій, що відображається; варіація реакції залежно від стану здоров'я тварини та фази продуктивності, а також прийнятності тварин концентрацій активних речовин, які можуть бути найбільш ефективними комбінаціями, але які можуть призвести до смакових ефектів.

[Ewa Sujka, Liptosa] Крім того, є ще один фактор, який, безумовно, можна розглядати як вузьке місце, але як перевагу – це наше законодавство ЄС. Воно дуже строго і постійно розвивається. Тому нам необхідно постійно відстежувати всі оновлення про дозволені інгредієнти та їх визначення, максимально дозволені дози тощо.

Але, зрештою, як стандарт стандартів якості та контролю якості, виробників Європейського Союзу, ми є світовими виробниками. Золотий стандарт.

[Sebastien Constantin, ADM] Дійсно, розуміння цього типу молекул зовсім нове, і воно постійно розширюватиметься з часом, і основним вузьким місцем для мене є регулювання. Наприклад, між відкриттям нової молекули та можливістю зареєструвати її як новий фітогенний розчин часто минає багато часу. Існує необхідність прискорення, оскільки цей вид продукції може стати відмінною альтернативою у боротьбі зі стійкістю до протимікробних препаратів.

Які критичні прогалини в дослідженнях та галузі наукових досліджень, які необхідно усунути для подальшого поглиблення розуміння та застосування фітогенних кормових добавок у харчуванні тварин?

[Jan Dirk Van der Klis, Herbonis] Я б сказав, що важливо розуміти механізм дії цих вторинних метаболітів рослин, включаючи синергізм та антагоністичні ефекти.

Что касается простых эффектов, мы видим, что могут быть доступны методы in vitro для прогнозирования ответа in vivo . Например, антиоксидантные эффекты можно продемонстрировать эффективность in vitro , показав захват радикалов кислорода. Но многие фитогенные вещества действуют, например, посредством ядерных факторов транскрипции в клетке, то есть они вызывают физиологический ответ, который нельзя имитировать in vitro, или же они могут действовать посредством активации клеточных рецепторов, таких как рецептор витамина D, присутствующий в клетках. Это означает, что вам придется провести множество испытаний на живых животных или, если возможно, на моделях тканей в лабораторном масштабе.

Нові методи дослідження, такі як нутрігеноміка, протеоміка, метаболоміка, можуть допомогти зрозуміти та оптимізувати склад на основі правильного розуміння механізму дії. Тому що ви вивчаєте тварину загалом і можете побачити, які ефекти регулюються вгору або вниз, а це означає, що це допомагає зрозуміти механізми, як різні фітогенні речовини або комбінації фітогенів діють на живу тварину. Такий аналіз дуже допоміг нам зрозуміти, як, наприклад, біоактивна форма вітаміну D може покращити імунокомпетентність, цілісність епітелію чи ріст м'язів.

Можливість вивчити тварину загалом — це, безумовно, те, у чому я бачу велику прогалину та потенціал для майбутніх досліджень.

[Ewa Sujka, Liptosa] Повністю згодна з вами, і хотіла б ще раз наголосити на механізмі дії, тому що механізм дії рослинних інгредієнтів настільки широкий і настільки складний, що необхідно провести подальші дослідження, щоб краще зрозуміти, чому певні фітогенні речовини в одного виду працюють, а в іншого немає, в одному додатку, а в іншому ні, або, наприклад, чому один продукт працює на свиноматках, а не на кнурах.

І дійсно, необхідні подальші дослідження взаємодії між інгредієнтами фітогенних сполук, а також фітогенними речовинами та іншими інгредієнтами раціону.

[Sebastien Constantin, ADM]  Я також згоден з тим, що було сказано про переведення in vitro в розуміння in vivo, розгляд впливу фітогенних речовин на рівні тварин і вивчення синергетичного ефекту з іншими частинами раціону.

Я думаю, що ще одна важлива область для розширення наших знань – це найкраще розуміння ролі шлунково-кишкового тракту та кишкового мікробіома. Таким чином, можливо, фітогеніка також може вплинути на здоров'я.

Так, наприклад, просто щоб розвинути більш глибокі знання про комплексну реакцію рецепторів кишечника на сенсорну інформацію, тому що крім цього сенсорного смакового ефекту ми можемо виявити, що налаштовуємо якийсь рецептор, і це викликає реакцію. І саме тут нутрігеноміка представлятиме інтерес.

Які нові тенденції та інновації у сфері фітогенних кормових добавок і як вони впливають на майбутнє сектора?

[Jan Dirk Van der Klis, Herbonis] Якщо говорити, наприклад, про антибактеріальну дію фітогеніків, що виявляється при низьких рівнях включення за рахунок інгібування кворум-сенсорства, ефект можна продемонструвати in vitro, але дуже складно довести також і in vivo. Тим не менш, вам потрібні дані in vitro, щоб придумати правдоподібний спосіб дії. І переклад із in vitro в in vivo може бути здійснений, як було сказано раніше, з використанням різних методів, щоб показати повну реакцію тварини, дати уявлення про фізіологію тварини та допомогти пояснити відмінності в реакції між різними тваринами, породами та іншими тваринами.

[Ewa Sujka, Liptosa] У нашому випадку багато досліджень і розробок зосереджені на системі захисту та доставки активних сполук, у тому числі на тому, як зробити так, щоб активні сполуки розташовувалися в органі-мішені або важливій частині органу-мішені. Це не те саме, що помістити активні з'єднання в дистальну частину товстої кишки і помістити активне з'єднання в клубову кишку. Тому дуже важливо, як змусити активну сполуку проходити через організм, як зробити цю активну сполуку доступною для тварини в тому місці, де ви хочете, щоб продукт подіяв. Системи захисту дозволять вам отримати активне з'єднання там, де ви хотіли б його розташувати.

А також стабільність активних сполук на заводі з виробництва кормів або ферми, незалежно від того, чи будуть вони йти на корм для певного виду худоби або на корм для риб, креветок або свійських тварин, оскільки ми знаємо, що виробничі стандарти аквакультури повністю відрізняються від свиней. та свійської птиці. Проблеми більш серйозні: екструзія, різні температури, різна швидкість обробки. Тому дуже важливо вивчити методи та технології, які дозволяють нам захистити активне з'єднання.

[Sebastien Constantin, ADM]  У тваринницькій галузі ми багато говоримо про екологічну стійкість та ефективне використання ресурсів для забезпечення продовольчої безпеки, а фітогенні добавки можуть сприяти досягненню обох цих цілей. Зараз у нас є деякі фітогенні сполуки, які продемонстрували ефект зниження викидів метану у жуйних тварин, наприклад мінімізуючи вплив парникових газів. У нас є нещодавні дослідження, які продемонстрували певний потенційний вплив фітогенних речовин на викиди аміаку у тваринництві.

Більше того, думаючи про продовольчу безпеку, яка також є важливим моментом стійкості, ми знаємо, що фітогеніка продемонструвала деякі переваги в тому, як перетравлювати чи використовувати більше поживних речовин, що надходять із раціоном. Поліпшення засвоюваності означає, що тварини оптимізуватимуть продуктивність, використовуючи менше ресурсів. Ми навіть побачили деякі переваги для підтримки здоров'я тварин, загального стану здоров'я тварин, а зниження смертності та захворюваності також сприятиме глобальній продовольчій безпеці.