Перспективы фитогенных кормовых добавок

Интерес к фитогенике, или кормовым добавкам, полученным из растений, усилился, когда в сферЕ животноводства начали искать альтернативу кормовым антибиотикам для поддержания здоровья и продуктивности животных. За последние 15 лет или около того в этой области наблюдается расцвет исследовательских работ, а также повышения эффективности предлагаемых продуктов.

Сегодня на первом в истории Круглом столе Feedinfo «ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОМЫШЛЕННОСТИ» к нам присоединились три ведущих имени в секторе фитогенных кормовых добавок — Sebastien Constantin из ADM , Jan Dirk Van der Klis из Herbonis и Ewa Sujka из Liptosa . Втроем обсуждаются вопросы применения и разработки кормовых добавок фитогенного происхождения, будущее области научных исследований, законодательная/нормативная ситуация, а также возникающие тенденции и инновации.

Давайте начнем с краткого описания того, какую пользу фитогенные вещества могут принести в рацион животных.

[Jan Dirk Van der Klis, Herbonis] Фитогеники – это вторичные метаболиты, которые обычно вырабатываются растениями в качестве защиты от хищников. Примерами могут служить эфирные масла, полифенолы и дубильные вещества. Понимая это, становится также понятно, почему эти растительные компоненты обладают столь широким спектром действия: антибактериальным, противопаразитарным, противовирусным, а также антиоксидантным и противовоспалительным действием.

[Ewa Sujka из Liptosa]  Сегодня функциональные применения фитогеников можно разделить на три группы. Первая группа занимается решением различных проблем со здоровьем. Традиционно фитогенные вещества использовались в качестве стимуляторов здоровья кишечника. Но теперь мы можем говорить о фитогениках, используемых, например, для поддержания здоровья органов дыхания или репродуктивного здоровья.

Второе применение продуктов на основе растений – экстрактов, эфирных масел – заключается в повышении эффективности кормов, чтобы мы могли максимизировать поглощение питательных веществ из корма, снижая производственные затраты, а также уменьшая воздействие на окружающую среду.

И третье – это группа так называемых «заменителей», фитогеников, позволяющих частично заменить стандартный компонент корма: ингредиент, сырье, добавку. Например, фитогенные вещества, которые позволяют нам заменить определенные аминокислоты, такие как метионин, или определенные ингредиенты химического синтеза, такие как хлорид холина, или витамин D растительного происхождения, который может заменить витамин D синтетического происхождения. Эти заменители часто представляют большой интерес в  специфическом нишевом животноводстве, такие как органическое земледелие и где запрещены определенные группы синтетических соединений. Фитогеника позволяет обеспечить сбалансированность кормовых рационов, что является большой проблемой в органическом земледелии.

Какие ключевые факторы следует учитывать при составлении рецептур с этими добавками?

[Sebastien Constantin, ADM] Нам приходится принимать во внимание множество факторов. У нас огромное разнообразие молекул, и мы также должны думать о продуктах, которые представляют собой комбинации молекул. У нас также разные процессы экстракции, и поэтому мы можем увидеть некоторые другие свойства или эффективность конечного продукта. Но я остановлюсь на четырех основных моментах.

Продукт должен быть стандартизирован по своим активным компонентам. Первым ключевым фактором является уровень или концентрация активных веществ, а также стабильность активных веществ в конечном продукте. Это нужно знать и демонстрировать.

Другой момент заключается в том, что он должен быть разработан и сформулирован с учетом соответствующей физиологии животных. Животные с однокамерным желудком не похожи на жвачных животных, поэтому нам нужно подумать о том, как управлять целевым высвобождением, например, подумать об инкапсуляции.

В-третьих, нам нужно иметь рецептуру, адаптированную к технологиям рациона, требованиям к смешиванию и т. д. Нам нужно подумать, нужно ли ее включать, например, в заменитель молока или в гранулы, потому что тогда нам нужно будет думать еще раз о технологии инкапсуляции.

Наконец, вероятно, самый важный момент: он должен продемонстрировать эффективность в целевом применении. Таким образом, нам нужно полагаться на исследования in vitro , а также на испытания in vivo , опубликованные и рецензируемые исследования, чтобы быть уверенными в эффективности для конкретных применений и конкретных целевых видов.

[Jan Dirk Van der Klis, Herbonis] Когда мы получаем активные компоненты из натуральных кормовых ингредиентов, это, конечно, означает разнообразие. Вариации происходят из-за разных условий роста, таких как погода, местность, откуда они родом, разные растения или сорта растений. Таким образом, использование этих натуральных ингредиентов означает, что стандартизация чрезвычайно важна, когда мы используем эти натуральные ингредиенты.

Для таких применений, как антибактериальное действие, фитогенные вещества часто используются в сочетании с другими кормовыми добавками, имеющими синергетический эффект, такими как моноглицериды, что еще больше усложняет применение.

[Ewa Sujka, Liptosa] Я думаю, что есть один очень важный момент в рецептуре, на который многие конечные пользователи не обращают внимания или не подозревают о возможности, заключается в том, что при одновременном использовании различных веществ природного происхождения возможна передозировка. В фитогенике существуют перекрывающиеся эффекты, и нам следует уделять этому большое внимание.

Каковы основные ограничения или узкие места в применении фитогеников?

[Jan Dirk Van der Klis, Herbonis] Понятно, что богатство активных ингредиентов, которые мы имеем в природе, с одной стороны, является благом, потому что у нас есть много активных ингредиентов на выбор, но я также считаю это одним из узких мест, поскольку очень много различных ингредиентов используются в самых разных комбинациях, а эффективность этих комбинаций может варьироваться в зависимости от выбора, сделанного производителем.

Поэтому конечному потребителю немного сложно оценить потенциальную эффективность одной кормовой добавки растительного происхождения по сравнению с другой. Поэтому эффективность должна быть продемонстрирована для каждой коммерчески доступной комбинации добавок, особенно для более сложных продуктов, на основе вероятного механизма действия…

Другими узкими местами могут быть: ценообразование, которое, как правило, должно покрываться за счет отражаемой рентабельности инвестиций; вариация реакции в зависимости от состояния здоровья животного и фазы продуктивности, а также приемлемости животным концентраций активных веществ, которые могут быть наиболее эффективными комбинациями, но которые могут привести к вкусовым эффектам.

[Ewa Sujka, Liptosa] Кроме того, есть еще один фактор, который, безусловно, можно рассматривать как узкое место, но и как преимущество – это наше законодательство ЕС. Оно очень строгое и постоянно развивается. Поэтому нам необходимо постоянно отслеживать все обновления о разрешенных ингредиентах и ​​их определениях, максимально разрешенных дозах и т. д.

Но, в конце концов, в качестве эталона стандартов качества и контроля качества, производителей Европейского Союза, мы являемся мировыми производителями. Золотой стандарт.

[Sebastien Constantin, ADM] Действительно, понимание этого типа молекул совершенно новое, и оно будет постоянно расширяться с течением времени, и основным узким местом для меня является регулирование. Например, между открытием новой молекулы и возможностью зарегистрировать ее как новый фитогенный раствор часто проходит много времени. Существует необходимость в ускорении, поскольку этот вид продукции может стать отличной альтернативой в борьбе с устойчивостью к противомикробным препаратам.

Каковы критические пробелы в исследованиях и области научных исследований, которые необходимо устранить для дальнейшего углубления понимания и применения фитогенных кормовых добавок в питании животных?

[Jan Dirk Van der Klis, Herbonis] Я бы сказал, что важно понимать механизм действия этих вторичных метаболитов растений, включая синергизм и антагонистические эффекты.

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.

Новые методы исследования, такие как нутригеномика, протеомика, метаболомика, могут помочь понять и оптимизировать состав на основе правильного понимания механизма действия. Потому что вы изучаете животное в целом и можете увидеть, какие эффекты регулируются вверх или вниз, а это означает, что это помогает понять механизмы, как различные фитогенные вещества или комбинации фитогенных веществ действуют на живое животное. Такой анализ очень помог нам понять, как, например, биоактивная форма витамина D может улучшить иммунокомпетентность, целостность эпителия или рост мышц.

Возможность изучить животное в целом — это, безусловно, то, в чем я вижу большой пробел и потенциал для будущих исследований.

[Ewa Sujka, Liptosa] Полностью согласна с вами, и хотела бы еще раз подчеркнуть механизм действия, потому что механизм действия растительных ингредиентов настолько широк и настолько сложен, что необходимо провести дальнейшие исследования, чтобы лучше понять, почему определенные фитогенные вещества у одного вида работают, а у другого нет, в одном приложении, а в другом нет, или, например, почему один продукт работает на свиноматках, а не на хряках.

И действительно, необходимы дальнейшие исследования взаимодействия между ингредиентами фитогенных соединений, а также между фитогенными веществами и другими ингредиентами рациона.

[Sebastien Constantin, ADM]  Я также согласен с тем, что было сказано о переводе in vitro в понимание in vivo , рассмотрении воздействия фитогенных веществ на уровне животных и изучении синергетического эффекта с другими частями рациона.

Я думаю, что еще одна важная область для расширения наших знаний — это лучшее понимание роли желудочно-кишечного тракта и кишечного микробиома. Таким образом, возможно, фитогеника также может оказать новое влияние на здоровье.

Так, например, просто чтобы развить более глубокие знания об комплексной реакции рецепторов кишечника на сенсорную информацию, потому что помимо этого сенсорного вкусового эффекта мы можем обнаружить, что настраиваем какой-то рецептор, и это вызовет реакцию. И именно здесь нутригеномика будет представлять интерес.

Каковы новые тенденции и инновации в области фитогенных кормовых добавок и как они влияют на будущее сектора?

[Jan Dirk Van der Klis, Herbonis] Если говорить, например, об антибактериальном действии фитогеников, проявляющемся при низких уровнях включения за счет ингибирования кворум-сенсорства, эффект можно продемонстрировать in vitro , но очень сложно доказать также и in vivo. Тем не менее, вам нужны данные in vitro , чтобы придумать правдоподобный способ действия. И перевод из in vitro в in vivo может быть осуществлен, как было сказано ранее, с использованием различных методов, чтобы показать полную реакцию животного, дать представление о физиологии животного и помочь объяснить различия в реакции между разными животными, породами и другими животными.

[Ewa Sujka, Liptosa] В нашем случае многие исследования и разработки сосредоточены на системе защиты и доставки активных соединений, в том числе на том, как сделать так, чтобы активные соединения располагались в органе-мишени или важной части органа-мишени. Это не то же самое, что поместить активные соединения в дистальную часть толстой кишки и поместить активное соединение в подвздошную кишку. Поэтому очень важно, как заставить активное соединение проходить через организм, как сделать это активное соединение доступным для животного в том месте, где вы хотите, чтобы продукт подействовал. Системы защиты позволят вам получить активное соединение в том месте, где вы хотели бы его расположить.

А также стабильность активных соединений на заводе по производству кормов или ферме, независимо от того, будут ли они идти на корм для определенного вида скота или на корм для рыб, креветок или домашних животных, поскольку мы знаем, что производственные стандарты аквакультуры полностью отличается от свиней и домашней птицы. Проблемы посерьезнее: экструзия, разные температуры, разная скорость обработки. Поэтому очень важно изучить методы и технологии, которые позволяют нам защитить активное соединение.

[Sebastien Constantin, ADM]  В животноводческой отрасли мы много говорим об экологической устойчивости и эффективном использовании ресурсов для обеспечения продовольственной безопасности, а фитогенные добавки могут способствовать достижению обоих этих целей. Сейчас у нас есть некоторые фитогенные соединения, которые продемонстрировали эффект снижения выбросов метана у жвачных животных, например, минимизируя воздействие парниковых газов. У нас есть недавние исследования, которые продемонстрировали некоторое потенциальное влияние фитогенных веществ на выбросы аммиака в животноводстве.

Более того, думая о продовольственной безопасности, которая также является важным моментом устойчивости, мы знаем, что фитогеника продемонстрировала некоторые преимущества в том, как переваривать или использовать больше питательных веществ, поступающих с рационом. Улучшение усвояемости означает, что животные будут оптимизировать производительность, используя меньше ресурсов. Мы даже увидели некоторые преимущества для поддержания здоровья животных, общего состояния здоровья животных, а снижение смертности и заболеваемости также будет способствовать глобальной продовольственной безопасности.