Biotehnologii in alimentatia animalelor

IOAN MIRCEA POP

____________________________________________

BIOTEHNOLOGII ÎN ALIMENTA}IA ANIMALELOR ___________________________________________ MATERIAL DE LUCRU

I.D.

CUPRINS 1. BIOTEHNOLOGII: TRECUT, PREZENT [I VIITOR................................................... 7 1.1. Revolu]ia biotehnologic\..................................................................................... 7 1.2. Biotehnologii clasice: istoric [i evolu]ie............................................................ 10 1.3. Biotehnologiile moderne ..................................................................................... 12 1.4. Definirea no]iunii de biotehnologie.................................................................... 13 1.5. Varietatea proceselor biotehnologice [i a domeniilor de implicare a biotehnologiilor.......................................................................................... 15 1.6. Probleme [i perspective în utilizarea biotehnologiilor .................................... 17 2. UTILIZAREA MICROORGANISMELOR ÎN SCOPURI UTILE OMULUI ................... 19 2.1. Diversitatea produc]iilor microbiene ................................................................. 21 2.2. Avantajele produc]iilor microbiene.................................................................... 26 3. PRODUSE OB]INUTE PRIN BIOTEHNOLOGII, UTILIZATE ÎN ALIMENTAŢIA ANIMALĂ ............................................................................................ 29 3.1. Proteine de origine microbian\ (POM)............................................................... 30 3.1.1. Aspecte generale referitoare la producerea [i folosirea POM ......................... 30 3.1.1.1. Importan]a, istoricul [i definirea POM .......................................................... 31 3.1.1.2. Avantajele producerii POM........................................................................... 31 3.1.1.3. Materii prime utilizate în producerea POM................................................... 32 3.1.1.4. Factori de cultur\ importan]i în producerea POM........................................ 35 3.1.1.5. Condi]ii cu privire la folosirea POM în scop furajer...................................... 36 3.1.2. Biomas\ proteic\ din drojdii............................................................................... 39 3.1.3. Biomas\ proteic\ din bacterii ............................................................................ 51 3.1.4. Biomas\ proteic\ fungic\ .................................................................................. 55 3.1.5. Biomas\ proteic\ din microalge ........................................................................ 59 3.2. Aminoacizi ............................................................................................................. 62 3.2.1. Definire, istoric, importan]\, producere ............................................................ 62 3.2.2. Utilizare practic\, produse comercializate........................................................ 69 3.3. Enzime furajere ..................................................................................................... 72

3.3.1. Definire, istoric, importan]\ ............................................................................... 72 3.3.2. Principii de ac]iune, factori de influen]\............................................................ 74 3.3.3. Utilizare practic\: recomand\ri, produse comercializate, rezultate ob]inute................................................................................................ 78 3.4. Antibiotice furajere [i ionofori ............................................................................ 94 3.4.1. Definire, istoric, importan]\, acceptare............................................................. 94 3.4.2. Principii de ac]iune, factori de influen]\............................................................ 98 3.4.3. Utilizare practic\: recomand\ri, produse comercializate, rezultate ob]inute................................................................................................ 99 3.4.4. Cazul special al rumeg\toarelor. Ionoforii...................................................... 100 3.5. Probiotice............................................................................................................. 104 3.5.1. 3.5.2. 3.5.3. 3.5.4. 3.5.5.

Definire, istoric, importan]\ ............................................................................. 104 Importan]a microflorei digestive ..................................................................... 107 Microorganisme probiotice ............................................................................. 108 Principii de ac]iune, factori de influen]ă.......................................................... 111 Utilizare practic\: recomand\ri, produse comercializate, rezultate ob]inute.............................................................................................. 115 3.5.6. Utilizarea combinat\ a antibioticelor furajere [i a probioticelor ..................... 133 3.6. Prebiotice............................................................................................................. 136 3.6.1. Definire, rol, importan]\................................................................................... 136 3.6.2. Oligozaharide prebiotice: disponibilit\]i, activitate, avantaje ......................... 137 3.7. Acizi organici.................................................................................................... 141 3.7.1. Acidifierea hranei la animale: importan]\, principii........................................ 141 3.7.2. Utilizare practic\: recomand\ri, produse folosite, rezultate ob]inute............................................................................................................. 142 3.8. Agen]i de cre[tere a palatabilit\]ii .................................................................... 148 3.8.1. Arome furajere ................................................................................................ 148 3.8.2. Îndulcitori (edulcoran]i) ................................................................................... 150 3.9. Alte produse biotehnologice de uz furajer...................................................... 152 3.9.1. Vitamine [i pigmen]I........................................................................................ 152 3.9.2. Hormoni........................................................................................................... 157 Bibliografie..................................................................................................................... 160 Anexe ............................................................................................................................ 165

I.M. POP- Biotehnologii în alimentaţia animalelor ───────────────────────────────────────────────

"Industria biologic\ va constitui al patrulea grup de industrii din economia de mâine, poate cu cea mai mare influen]\ asupra dezvolt\rii viitoare a omenirii" (Alvin TOFFLER - Al treilea val)

1. BIOTEHNOLOGII: TRECUT, PREZENT ŞI VIITOR

1.1. Revolu]ia biotehnologic\ Omenirea are `n fa]a sa câteva probleme fundamentale ale c\ror rezolv\ri sunt prea importante pentru a nu fi c\utate: unele ]in mai mult de trecut - cum ar fi elucidarea apari]iei vie]ii [i a procesului evolu]iei biologice - `n timp ce altele vizeaz\ prezentul [i viitorul - `ndeosebi asigurarea condi]iilor necesare existen]ei [i perpetuarii umanit\]ii (hran\, energie, materii prime industriale, mediu, s\n\tate). Acestea din urm\ sunt evident mai presante, deja aproape `n cazul fiec\rui element amintit aparând o anumit\ stare de criz\: criza alimentar\ determinat\ de rata extraordinar\ de cre[tere demografic\ `n unele ]\ri slab dezvoltate (mai ales din Asia [i Africa), criza energetic\ determinat\ de rezervele limitate `n combustibili conven]ionali, criza ecologic\ mondial\, apari]ia unor boli/epidemii noi etc. Cunoa[terea [tiin]ific\ actual\ [i strategia de dezvoltare a societ\]ii pe calea industrializarii [i a consumului resurselor clasice nu ofer\ solu]iile necesare rezolv\rii acestor probleme;

oamenii de [tiin]\ apreciaz\ c\ numai o nou\

revolu]ionare a tuturor cuno[tin]elor referitoare la lumea `nconjur\toare ar permite

- 7 -


g\sirea r\spunsurilor dorite [i c\ aceast\ nou\ revolu]ie `n [tiin]\, de care va depinde chiar supravie]uirea [i viitorul omenirii, va fi posibil\ pornind de la o revolu]ie biologic\ [i biochimic\, numit\ [i revolu]ie biotehnologic\ sau bioindustrial\ (20). Se apreciaz\ c\ revolu]ia biotehnologic\ se va baza pe dezvoltarea procedeele de fermenta]ie, inginerie enzimatic\, inginerie genetic\ [i fuziune celular\, implicând o evolu]ie tehnologic\ corespunz\toare reflectat\ `n dezvoltarea industriilor biotehnologice. Aceste considerente explic\ interesul major existent pe plan mondial pentru cercetarea [i aplicarea biotehnologiilor,

cât [i volumul deosebit al resurselor

umane, materiale [i financiare alocate acestui domeniu, `n special `n ]\rile puternic dezvoltate: ca exemplu, Japonia a alocat `ntre anii 1982-1990 circa 26 miliarde de yeni pentru cercetarea [i dezvoltarea biotehnologic\ (`n condi]iile `n care numai valoarea produselor microbiologiei industriale japoneze, la `nceputul anilor '80, a fost de circa 11-12 trilioane de yeni / aprox. 50 miliarde $ SUA / ceea ce reprezenta cca. 5 % din produsul na]ional brut al Japoniei [i echivala cu valoarea produc]iei de echipamente electrice [i electronice din aceast\ ]ar\). Pe plan mondial, desigur c\ cheltuielile globale efectuate pentru cercetare [i dezvoltare `n domeniul biotehnologiilor ating sume [i mai impresionante; unele date estimative referitoare la volumul acestor cheltuieli sunt prezentate `n tab. 1 (46),

eviden]iindu-se ponderea major\ a sectorului privat [i faptul c\ sumele

destinate aplica]iilor biotehnologice `n agricultur\ reprezint\ circa 25% din total. De asemenea, este deosebit de relevant\ evolu]ia pie]ei produselor realizate prin intermediul biotehnologiilor (inclusiv a ingineriei genetice) cu aplica]ii `n zootehnie:

analiza unor date disponibile `n acest sens, referitoare la SUA,

eviden]iaz\ o sugestiv\ multiplicare valoric\ a acestei pie]e, de peste 53 de ori `n

- 8 -


numai 10 ani (1981-1990), ce continua sa se mentina si in acest mileniu (estimare): anul: 1981 1982 mil.$ SUA: 8 14

1984 33

1986 100

1988 220

1990 430

(2000) (20000)

Tabelul 1 Cheltuieli mondiale pentru cercetare [i dezvoltare `n domeniul biotehnologiilor (estimare, `n mil.$ SUA/an)(dup\ Lindner)(46) BIOTEHNOLOGII

DOMENIUL

ÎN AGRICULTURĂ Semin]e

Microbiologie

ALTE

TOTAL GENERAL

Total

Privat

350

200

550

2150

2700

Public

250

100

350

950

1300

TOTAL

600

300

900

3100

4000

In ceea ce prive[te activitatea de cercetare [i dezvoltare `n domeniul biotehnologiilor, la nivel mondial pot fi remarca]i trei poli principali: SUA, Japonia [i Uniunea European\. Primul program european comunitar (denumit BEP - Biomolecular Engineering Programme) s-a desf\[urat `n perioada 1982-1986, cu un buget de 15 milioane ECU (100 mil FF.), vizând aplica]ii ale ingineriei genetice [i enzimatice `n agricultur\ [i agroindustrie [i a fost continuat `n anii 1986-1989 cu un alt proiect beneficiind de un buget de cinci ori mai mare (denumit BAP - Biotechnology Action Programme).

- 9 -


Uniunea European\ a finantat un proiect comun de cercetare [i dezvoltare biotehnologic\ (552 milioane ECU acorda]i pentru perioada 1994-1998) prin Federa]ia European\ de Biotehnologie, antrenând peste 80 de societ\]i [tiin]ifice cu profil biotehnologic, `n urm\toarele domenii: biologie celular\ [i structural\ (38% din fonduri), biotehnologia plantelor [i animalelor (24%), analiza genomului (16%), imunologie [i vaccinuri transgenice (7%), biodiversitate [i acceptare social\ (9,5%) (la care se adaug\ 5,5% - infrastructur\)(102).

1.2. Biotehnologii clasice: istoric [i evolu]ie Biotehnologiile, `n forma lor empiric\, au fost practicate de milenii, cu ajutorul microorganismelor producandu-se diverse alimente [i b\uturi fermentate.

De

pild\, `nc\ acum 5000 de ani sumerienii cuno[teau fabricarea a peste 20 de tipuri de bere; mai mult chiar, modul de preparare a berii apare descris pe o tabli]\ babilonian\ datat\ ca fiind din anul 6000 `.e.n. (descoperit\ `n anul 1981); de asemenea, s-a stabilit faptul c\ babilonienii cuno[teau bioconversia alcoolului etilic `n acid acetic, procedeul fiind folosit `n producerea o]etului, `n timp ce drojdiile erau folosite pentru fabricarea pâinii [i a vinului.

Brânzeturile fermentate [i

diferitele produse din lapte de tipul iaurtului au fost [i ele, rezultatul utiliz\rii unor microorganisme `n scopuri folositoare omului. A urmat o perioad\ de dezvoltare a biotehnologiilor sub forma unor tehnologii simple, artizanale, a unor procese controlate `n mare m\sur\ prin intermediul condi]iilor de mediu, microorganismele utile activând al\turi de altele care nu puteau fi eliminate. În aceast\ etap\, conducerea unei fermenta]ii era considerat\ o art\ transmis\ de catre cunosc\tori de la o genera]ie la alta.

- 10 -


Primele progrese pe baze [tiin]ifice `n cercetarea procesului de fermenta]ie au `nceput s\ apar\ dup\ descoperirea microscopului (secolul XVII);

astfel,

olandezul Anthony van Leeuwenhoek a fost primul care a relevat omenirii existen]a lumii microbiene, descoperind "animalicule" cu forme diferite (sferice, spiralate, bastona[e) `n apa de râu, `n infuzii de fân sau `n saliv\ [i ar\tând c\ `n berea `n curs de fermentare se g\sesc celule de drojdii). `n secolul urm\tor, Karl Linné

- `n celebra sa lucrare "Sistema naturae", din anul 1735 -

`ncadra

organismele microscopice `n genul "Chaos", caracterizându-le ca având puteri infernale ("furia infernalis"). Progrese mai `nsemnate s-au realizat `n secolul al XIX-lea, când Louis Pasteur (1822-1895) - fondatorul microbiologiei ca [tiin]\ - a demonstrat, printre altele, c\ `n procesul de fermenta]ie are loc transformarea zaharurilor `n alcool [i dioxid de carbon, ceea ce furnizeaz\ energia necesar\ celulelor de drojdii, care se pot dezvolta `n absen]a oxigenului; mai ales `n cea de-a doua jum\tate a secolului al XIX-lea s-au f\cut progrese `n studierea [i cunoa[terea microorganismelor utile, reu[indu-se izolarea unor bacterii [i drojdii [i cre[terea lor `n cultur\ pur\ - a[a a `nceput producerea industrial\ a drojdiei de panifica]ie (`n anul 1880). Cele mai mari progrese `n domeniul biotehnologiilor au fost f\cute, `ns\, `n secolul XX - `n special `n cea de-a doua jum\tate a sa. Un mare pas l-a constituit dezvoltarea microbiologiei industriale gnotobiotice, cristalizat\ conceptual `n perioada anilor 1940-1950, legat\ de industria antibioticelor, a metaboli]ilor secundari `n general [i a proceselor de bioconversie, care necesit\ participarea exclusiv\ a microorganismelor utile active [i excluderea celor "parazite", nedorite.

- 11 -


1.3. Biotehnologiile moderne Pe la jum\tatea anilor '60 se vorbea, tot mai des, despre na[terea unei "noi biologii". Înmul]irea descoperirilor din biochimie, biologie, genetic\, microbiologie [i enzimologie a creat premisele apari]iei biotehnologiilor moderne. Se consider\ c\ aceast\ etap\ nou\ a fost deschis\ prin câteva descoperiri de referin]\, intre care descoperirea structurii ADN de c\tre Watson [i Crick (`n anul 1953) [i a tehnicii de manipulare a materialului genetic (1973); legat de aceasta din urm\, descoperirea endonucleazelor de restric]ie, a ligazelor [i a ac]iunii lor specifice, a permis ca, pe baza cercet\rilor lui Smith, Nathans [i Arber, s\ se ajung\ la era "geniului genetic", astfel reu[indu-se dep\[irea barierelor dintre specii sau crearea unor noi grup\ri de gene [i chiar de organisme noi, reprogramate genetic (organisme "tailor-made" / "croite" prin inginerie genetic\ special pentru un anumit scop util). Exist\ opinii conform c\rora stabilirea structurii ADN a oferit biologiei dimensiunea cunoa[terii [i perspectivele oferite fizicii [i chimiei prin descoperirea atomului [i a structurii acestuia. Utilizarea tehnicilor moderne a permis atingerea unor performan]e extraordinare, unele greu de b\nuit.

O singur\ exemplificare ar fi crearea

sintetizatorului de gene ("ma[ina de gene"), comercializat `nc\ din anul 1981 [i care face posibil\ sinteza rapid\ a unor fragmente relativ mari de gene, ce pot fi apoi reunite pe cale enzimatic\. Patentarea bioorganismelor produse pe cale artificial\ a fost permis\ de c\tre Tribunalul Suprem al S.U.A., `nc\ din anul 1980. Ingineria genetic\ este considerat\ a fi tehnica ideal\ capabil\ s\ amelioreze

cantitativ

[i

calitativ

capacit\]ile

- 12 -

biosintetizante

ale

unor


microorganisme utilizate in biotehnologiile moderne, `n scopul intensific\rii ob]inerii unor produse utile.

1.4. Definirea no]iunii de biotehnologie N\scut\ din interferen]a [tiin]elor biologice cu tehnologia, biotehnologia ocup\ o pozi]ie priveligiat\ nu numai prin performan]ele sale actuale [i mai ales, prin cele posibil de realizat, ci [i prin perspectivele exploat\rii industriale (bioindustria), cu efecte economice [i sociale determinante pentru viitorul omului. Strict etimologic, termenul de "biotehnologie" apare ca fiind compus din trei elemente cu origine greac\, respectiv "bios" (via]\), "technos" (meste[ug, tehnic\) [i "logos" (cuvânt, studiu, [tiin]\), `n]elesul s\u imediat fiind deci de "[tiin]a folosirii viului". Conceptul modern de "biotehnologie", de[i dominat `nc\ de ambiguitate [i folosit `n accep]iuni diferite, se deosebe[te de cel al "biotehnologiilor conven]ionale", fa]\ de care reprezint\ o faz\ de progres, specificat\ tocmai prin termenul de "biotehnologii moderne"; mai mult chiar, `n ultimii ani a ap\rut [i termenul de "biotehnologii avansate", delimitând cele mai noi [i mai de viitor tehnici [i procese specifice acestui domeniu, cum sunt cele bazate pe tehnicile de recombinare genetic\, pe folosirea enzimelor, a celulelor sau a organismelor celulare imobilizate. Federa]ia European\ de Biotehnologie - creat\ `n anul 1978 - a propus definirea biotehnologiei ca fiind "utilizarea integrat\ a biochimiei, microbiologiei [i ingineriei

chimice

pentru

realizarea

de

microorganisme, culturi de celule [i enzime".

- 13 -

aplica]ii

tehnologice

folosind


Diver[i autori au `ncercat o definire cât mai exact\ [i complet\ a biotehnologiilor; red\m mai jos doar câteva dintre defini]iile propuse. Dup\ Headon (32), biotehnologia este cel mai bine definit\ ca fiind "folosirea unor organisme, sisteme sau procese biologice `n industrii", aria sa [tiin]ific\ cuprinzând activitatea fermentativ\, cultura de celule, ingineria genetic\ [i cea enzimatic\ [i `n general microbiologia industrial\. Cristescu (16) a definit biotehnologia ca fiind "acea ramur\ a [tiin]elor cu aplicabilitate `n tehnologia industrial\, `n care organismele (bacterii, mucegaiuri etc.) sau produ[ii lor de biosintez\ provoac\, `n condi]ii bine determinate, un efect tehnologic distinct [i eviden]iabil analitic, cum ar fi ob]inerea de substan]e biologic active (vitamine, enzime) sau inactive (alcooli, acizi), degradarea unui substrat sau orice alt efect tehnologic inexistent `n absen]a microorganismelor sau a produ[ilor lor". Trebuie remarcat faptul c\ aceste defini]ii extind cadrul conceptual al biotehnologiilor de la sfera de activitate a microorganismelor la ansamblul sistemelor biologice. `n opinia noastr\, biotehnologiile ar putea fi definite sintetic ca fiind un complex de tehnici [i procese ce utilizeaz\ organisme vii `n scopuri utile omului, ac]ionând la scar\ microscopic\ [i la nivel de celul\. Aceast\ defini]ie general\ indic\ faptul c\ biotehnologiile sunt deosebit de variate [i complexe, atât ca metod\ [i ac]iune, cât [i ca agent biologic care - sau asupra c\ruia -ac]ioneaz\ [i `n fine, ca obiectiv urm\rit. Astfel, biotehnologiile includ nu numai procese productive - cum ar fi ob]inerea unor substan]e utile produse de anumite microorganisme cultivate - ci [i diferite tehnici de cercetare [i de lucru specifice (de exemplu, crearea de noi vaccinuri prin recombinare genetic\, fuziunea de celule somatice, clon\ri de celule, bioconversia unor de[euri

- 14 -


etc.), agen]ii biologici putând fi reprezenta]i atât de microorganisme, cât [i de celule vegetale sau animale. Aplicarea la scar\ industrial\ a biotehnologiilor a dat na[tere "bioindustriei" - ce cuprinde activit\]i industriale `n care biotehnologiile fie `nlocuiesc tehnologii conven]ionale, fie au un rol promotor esen]ial; de asemenea, tehnicile specifice biotehnologiilor poart\ denumirea de "biotehnici", iar ingineria realiz\rii [i conducerii proceselor biotehnologice constituie "bioingineria". Un sistem biotehnologic complet necesit\ urm\toarele patru elemente componente de baz\: agentul biologic, substratul folosit de acesta, un produs sau alt rezultat util ob]inut [i aparatura necesar\ (bioreactorul).

1.5. Varietatea proceselor biotehnologice [i a domeniilor actuale de implicare a biotehnologiilor

Varietatea proceselor biotehnologice este foarte mare, sfera domeniilor de aplica-bilitate a biotehnologiilor fiind `n continu\ extindere [i ca urmare, greu de delimitat. `n cele ce urmeaz\ prezent\m o tentativ\ de schematizare a domeniilor de implicare a biotehnologiilor, f\r\ a avea preten]ia unei cuprinderi complete a acestora (prelucrare dup\ Nicu)(56): BIOTEHNOLOGII: A) BIOTEHNOLOGII INDUSTRIALE: - Tehnologii de producere [i cre[tere a microorganismelor (microbiologie industrial\) - Tehnologii de producere [i conversie a biomasei - Tehnologii pe baz\ de catalizatori enzimatici - Tehnologii farmacologice (producerea de antibiotice, vaccinuri) - 15 -


- Producerea de substan]e cu valoare terapeutic\ prin tehnici specifice geneticii celulare [i moleculare (insulin\, interferon, somatostatin\ etc.) - Tehnici de introducere, depozitare [i dirijare a medicamentelor `n organism - Tehnologii noi de prezervare [i depoluare a mediului - Extragerea din minereuri a substan]elor utile B) INGINERIE GENETICĂ: - Ob]inerea de linii celulare noi, pentru medicin\, agricultur\, zootehnie, industria alimentar\ - Utilizarea mutagenezei, a transferului de gene, a hibrid\rii somatice [i a clon\rii pentru ob]inerea unor noi tipuri de celule [i organisme - Incorporarea unor gene dorite, utile pentru ob]inerea unor produse de interes medical sau industrial - Conservarea unor resurse genetice vegetale [i animale - Crearea unor sisteme de diagnostic rapid [i eficient a maladiilor sau deregl\rilor func]ionale la om, animale [i plante - Producerea unor sisteme biologice de combatere a bolilor (anticorpi monoclonali, vaccinuri, virusuri [i bacterii antagoniste) C) BIOTEHNICI AGROZOOVETERINARE: - Producerea global\ de biomas\ - Producerea de proteine, aminoacizi, vitamine, enzime [i alte componente organice pentru consum uman sau animal - Cre[terea rezisten]ei plantelor [i animalelor la atacul factorilor patogeni [i a toleran]ei fa]\ de factori de mediu defavorabili - Implementarea de sisteme simbiotice la diferite specii de plante [i animale - Utilizarea tehnicii de clonare la plante [i animale - Biotehnici de reproduc]ie artificial\ [i de predeterminare a sexului la animale.

Principalele direc]ii viitoare de dezvoltare a biotehnologiilor sunt determinate de mai mul]i factori: cerin]ele societ\]ii fa]\ de anumite produse biotehnologice, criza energetic\ [i cea ecologic\ (`n condi]iile acumul\rilor crescânde de de[euri [i materii conven]ional neutilizabile) [i apari]ia noilor descoperiri `n cercetarea fundamental\.

- 16 -


1.6. Probleme [i perspective privind utilizarea biotehnologiilor O problem\ major\ care ì preocup\ `n ultimii ani pe sociologi, ecologi [i biotehnologi se refer\ la impactul `ntre om / societate [i rezultatele biotehnologiilor; pe aceast\ linie, câteva probleme sunt `n prim-planul aten]iei, [i anume: - c\utarea unui mod de promovare adecvat\ a biotehnologiilor `n via]a societ\]ii, pe baza accept\rii sociale, având `n vedere factorii care afecteaz\ imaginea publicului asupra biotehnologiilor (considerente economice, sociale, medicale, ecologice etc.); exist\ [i o opozi]ie fa]\ de biotehnologii, conform c\reia acestea pot fi o periculoas\ "cutie a Pandorei"; - evaluarea posibilelor realiz\ri biotehnologice [i a efectelor antrenate de acestea; - necesitatea reducerii costurilor sub nivelul celor determinate de produsele sau tehnologiile clasice `nlocuite; - transferul cuceririlor din domeniul biotehnolgic dinspre ]\rile puternic dezvoltate spre ]\rile `n curs de dezvoltare, astfel `ncât [i acestea din urm\ s\ poat\ beneficia de avantajele utiliz\rii biotehnologiilor; un rol major `l poate juca `n acest sens Organiza]ia Na]iunilor Unite pentru Dezvoltare Industrial\ (ONUDI), prin cele dou\ "Centre Interna]ionale de Inginerie Genetic\ [i Biotehnologie" deja create, unul `n Europa (la Trieste), iar al doilea `n Asia (India). Se pare c\ unul dintre obstacolele majore ce stau `n fa]a accesului ]\rilor lumii a treia la binefacerile biotehnologiilor `l reprezint\ barierele legale [i financiare - mai ales -, legate de drepturile de proprietate (patentele) privind noile cuceriri `n domeniul biotehnologiilor;

`n general proprietate a unor corpora]ii

private din ]\rile industrializate, acestea reprezint\ o important\ surs\ de venituri pentru recuperarea imenselor cheltuieli de cercetare efectuate.

- 17 -


Dac\ `n anul 1983 existau `n `ntreaga lume circa 450 de societ\]i de biotehnologie, dup\ zece ani erau `nregistrate numai `n SUA circa 700 [i `n Europa circa 300 de noi "SSB" - "Societ\]i specializate `n biotehnologii" (103). România s-a aliniat tendin]ei existente pe plan mondial de dezvoltare a biotehnologiilor. Astfel, `n cadrul Academiei Române a luat fiin]\ `n anul 1985, Comisia de Bioinginerie [i Biotehnologie, iar `n anul 1992 a fost creat\ Societatea Român\ de Biotehnologie Aplicat\ (ARBA), ambele afiliate la Federa]ia European\ de Biotehnologie. O serie de alte institu]ii desf\[oar\ o intens\ activitate de cercetare `n domeniul biotehnologiilor. În cadrul Institutului de Energetic\ Chimic\ [i Biochimic\ Bucure[ti func]ioneaz\ o sec]ie de biotehnologii, care dezvolt\ cercet\ri `n special `n urm\toarele direc]ii:

a) Elaborarea unor tehnologii

industriale chimice având la baz\ catalizatori enzimatici; b) Biotehnologii de producere a biomasei [i de conversie a acesteia; c) Biotehnologii de producere biosintetic\ (prin fotosintez\) a hidrogenului; d) Biotehnologii de epurare a apelor uzate `n procesele industriale etc. Institutul de Cercet\ri Chimico-Farmaceutice (ICCF) Bucure[ti este angajat `n cercet\ri pentru ob]inerea proteinelor din metanol [i pentru producerea de enzime (au fost ob]inute produse enzimatice ca: Subtilaza Z, Celulaza tip ICCF, Proteaza tip ICCF [.a);

totodat\, ICCF Bucure[ti este interesat `n

producerea de antibiotice, probiotice [i de aminoacizi. Deasemenea, exist\ preocup\ri privind utilizarea produselor ob]inute prin biotehnologii, `n diferite domenii de activitate. Astfel, la Facultatea de Zootehnie din cadrul Universit\]ii Agronomice [i de Medicin\ Veterinar\ Ia[i exist\ deja, o tradi]ie `n cercetarea cu privire la utilizarea unor produse ob]inute prin biotehnologii, `n special `n alimenta]ia animalelor. - 18 -


Perspectivele biotehnologiilor moderne - incluzând [i tehnicile de inginerie genetic\ -sunt spectaculoase, de acestea legându-se [i speran]ele oamenilor de [tiin]\ de a rezolva unele probleme majore ale umanit\]ii cum ar fi: asigurarea hranei [i a energiei necesare `n conditiile exploziei demografice [i industriale, prezervarea [i depoluarea mediului, noi tehnici medicale [i producerea de preparate anticanceroase [i antivirale etc. Firma american\ de marketing "Predicasts" aprecia pia]a biotehnologic\ pentru anul 1995 la peste 20 miliarde dolari SUA, `n timp ce `n domeniul agricol, firma "Policy Research Corporation" f\cea estim\ri - privitor la aceea[i pia]\ - `n jurul a 10 miliarde $ SUA (56). `n concluzie, impactul noilor biotehnologii `n sferele activit\]ii umane este deja semnificativ, iar importan]a acestora va cre[te `n continuare. Biotehnologiile pot fi considerate un pas al umanit\]ii necesar pentru a trece `n pragul mileniului trei [i a exista dincolo de acesta, un pas ce trebuie f\cut dar numai dup\ o foarte bun\ preg\tire - constând `ntr-o asidu\ cercetare fundamental\ [i aplicativ\ -, pentru a fi evitate poten]iale riscuri ecologice, economice [i sociale cu consecin]e greu de anticipat.

2. UTILIZAREA MICROORGANISMELOR ÎN SCOPURI UTILE OMULUI `n prezent sunt cunoscute ca existente `n natur\ peste 100 000 de specii de microorganisme; dintre acestea, numai câteva sute au fost sau sunt utilizate de om pentru producerea de substan]e utile. Cele mai importante grupe de microorganisme utilizate ca agen]i biotehnologici sunt bacteriile, drojdiile, mucegaiurile [i algele. - 19 -


Folosirea la nivel industrial a microorganismelor pentru a produce substante utile a dat na[tere microbiologiei industriale, care, având la baz\ studiile lui Pasteur asupra fermenta]iilor alcoolic\, butiric\ [i lactic\ [i studiile lui Weizmann `n timpul primului razboi mondial - asupra fermenta]iei acetono-butanolice, s-a consacrat definitiv dup\ anii '40, sintetizarea prin fermenta]ie a penicilinelor [i apoi a altor antibiotice, deschizând era microbiologiei industriale moderne. Folosirea microorganismelor `n scopuri utile omului nu se limiteaz\, `ns\, numai la producerea diverselor substan]e prin microbiologie industrial\, ci include [i

domenii

ca

biotransformarea

industria sau

alimentar\,

biodegra-darea

tratarea

apelor

de[eurilor,

uzate

producerea

/

poluate,

de

biogaz,

producerea de biomas\, recuperarea metalelor, implementarea de sisteme simbiotice la plante [i la animale, inginerie genetic\ etc. Bioconversiile reprezint\, de asemenea, importante aplica]ii biotehnologice, una dintre cele mai cunoscute fiind bioconversia alcoolului etilic `n acid acetic (fabricarea o]etului), realizat\ cu ajutorul bacteriei Gluconobacter suboxydans [i folosit\ `nc\ acum 7000 de ani `n Babilon.

Bioconversiile constau `n

transformarea de c\tre celulele microbiene a unui metabolit `ntr-un compus cu structur\ asemanatoare, fiind foarte specifice `n ceea ce prive[te reac]ia [i compu[ii implica]i. Una dintre aplica]iile moderne ale bioconversiilor este biosinteza unor hormoni steroizi (cortizon, aldosteron) pornind de la steroli vegetali (74). Combaterea biologic\ a d\un\torilor apare ast\zi, ca fiind o solu]ie promi]\toare pentru a `nlocui utilizarea abuziv\ de produse chimice - adesea cu efecte negative - `n agricultur\, având `n vedere [i rezisten]a dobândit\ de unii d\un\tori [i parazi]i la pesticidele uzuale; actualmente se folosesc tot mai mult biopesticide, microorganisme care paraziteaz\ d\un\torii culturilor, respectiv bacterii (de ex. Bacillus thuringiensis, varietatea Israeliensis, care produce `n - 20 -


mod obi[nuit proteine toxice pentru larvele unor insecte), virusuri [i ciuperci - de tipul celor din genul Beauveria, care provoac\ micoze teribile d\un\torilor culturilor agricole, sau Arthrobotris, care secret\ un mucilagiu vâscos ce efectiv "diger\" nematodele atinse.

2.1. Diversitatea produc]iilor microbiene Este dificil de prezentat, cu garan]ia cuprinderii `n totalitate, marea diversitate de specii microbiene implicate `n biotehnologii, domeniile de utilizare a acestora [i `ntreaga palet\ a produselor ob]inute prin biotehnologiile actuale. Tabelul 2 Principalele produse ob]inute prin biotehnologie Medicin\ [i ind. farmaceutic\

Agricultur\ [i ind. alimentar\

Antibiotice Anticorpi monoclonali Alcaloizi Acizi nucleici Coenzime Compu[i antihelmintici Factori de transfer ai fierului Hormoni Inhibitori enzimatici Interferon Nucleotide, nucleozide Probiotice Reactivi de diagnostic Substan]e antitumorale Substan]e farmacodinamice Vaccinuri Vitamine

Aminoacizi Acizi organici Alimente fermentate Arome Biopesticide Biomas\ Conservan]i biologici Clone Enzime Furaje neconven]ionale Genotipuri noi Ionofori Linii izogene Proteine monocelulare Pigmen]i Poliozide Stimulatori de cre[tere

Alte industrii Aceton\ Acetaldehid\ Butanol Biogaz (metan) Biopolimeri Coloran]i Etanol Etilen\ Emulsifian]i Hidrocarburi Hidrogen R\[ini Metale recuperate Solven]i Substan]e tensioactive Sisteme depoluante

O list\ (ce r\mâne deschis\) cuprinzând principalele produse ob]inute prin biotehnologiile moderne este prezentat\ `n tab. 2, `n timp ce `n tab. 3 este redat\ (dup\ Sasson)(74) o prezentare destul de vast\ a principalelor specii de - 21 -


microorganisme utilizate industrial, având `n vedere domeniile de utilizare a lor sau a produselor lor. Tabelul 3 Domenii de utilizare a microorganismelor [i principalele specii microbiene folosite (dup\ Sasson)(74) =========================================== FERMENTAŢIA ALCOOLICĂ: Bere (Saccharomyces cerevisiae, Sacch. carlsbergensis, Sacch. uvarum); cidru (Sacch. cidri); vin (Sacch. cerevisiae); sake (Aspergillus oryzae, Lactobacillus [i Leuconostoc spp., Sacch. cerevisiae) [i alte fermenta]ii de suc de fructe, alcooluri albe etc. UTILIZAREA CELULELOR MICROBIENE ŞI PRODUCEREA DE SUBSTANŢE FIZILOGICE ACTIVE ÎN INDUSTRIA ALIMENTARĂ ŞI FARMACEUTICĂ: Prepararea de vaccinuri [i de bioinsecticide microbiene (Bacillus popilliae, Bacillus thuringiensis); drojdie pentru panifica]ie (Saccharomyces cerevisiae, Candida milleri); drojdii pentru furajarea animalelor (Candida utilis, Saccharomycopsis lipolytica); spiruline, chlorelle [i alte alge unicelulare; proteine de organisme monocelulare (Methylophilus methylotrophus, Candida tropicalis, Candida utilis, Saccharomycopsis lipolytica); aminoacizi, mononucleotide (Corynebacterium glutamicum); vitamine: riboflavin\ (Eremothecium ashby), vit. B 12 (Propionibacterium sp., Rhizopus arrhizus, Rhizopus nigricans); carotenoizi: beta-caroten (Blakeslea trispora), astaxantin\ (Phaffia rhodozyma); gibereline (Gibberella fujikuroi). PRODUCEREA DE SOLVENŢI ŞI DE ACIZI ORGANICI: Alcool etilic (Kluyveromyces fragilis, Sacch. cerevisiae, Zymomonas mobilis); nbutanol [i aceton\ (Clostridium acetobutylicum, Clostridium saccharoacetobutylicum); acizi organici: acetic (Acetobacterium woodi, Clostridium aceticum), citric (Aspergillus niger, Saccharomycopsis lipolytica), fumaric, lactic (Lactobacillus delbrueckii). PRODUCEREA DE POLIZAHARIDE: Dextrani (Leuconostoc mesenteroides), levani, manani, xantani (Xanthomonas campestris). PRODUCEREA DE ANTIBIOTICE: Peniciline (Penicillium chrysogenum); cefalosporine (Cephalosporium acremonium); streptomicin\, kanamicine, tetracicline (Streptomyces spp.); gramicidin\ S (Bacillus brevis); polimixina B (Bacillus polymyxa); bacitracin\ (Bacillus subtilis).

- 22 -


DEPOLUARE: Tratarea efluen]ilor industriali, a apelor uzate, a de[eurilor [i gunoaielor; recuperarea [i recircularea de[eurilor biodegradabile. SPĂLAREA MINEREURILOR ŞI RECUPERAREA METALELOR: Tratarea unor minereuri cu con]inut redus (ex. uraniu) cu solu]ii ce con]in su[e bacteriene litoautotrofe (Thiobacillus thiooxidans, Leptospirillum ferroxidans, Sulfobacillus thermosulfidooxidans). MICROORGANISME UTILIZATE LA FABRICAREA BRINZETURILOR: Brânz\ alb\ (Streptococcus lactis, Strept. cremoris, Strept. diacetilactis, Leuconostoc citrovorum); brânzeturi moi: Brie (Strept. lactis, Strept. cremoris, Penicillium camambertii, Brevibacterium linens, Penicillium candidum), Camembert (Strept. lactis, Strept. cremoris, Penicil. candidum, Penicil. camembertii); brânzeturi semitari: Bleu d'Auvergne (Strept. lactis, Strept. cremoris, Penicil. glaucum), Roquefort (Strept. lactis, Strept. cremoris, Penicil. roquefortii), Gorgonzola (Strept. lactis, Strept. cremoris, Penicil. glaucum, Penicil. roquefortii), Munster (Strept. lactis, Strept. cremoris [i Brevibacterium linens); brânzeturi tari: Cheddar (Strept. lactis, Strept. cremoris, Strept. durans, Lactobacillus casei), Edam [i Gouda (Strept. lactis, Strept. cremoris), Gruyere (Strept. lactis, Strept. thermophilus, Lactobacillus helveticus, Propionibacterium shermanii sau Lactobacillus bulgaricus [i Propionibacterium freudenreichii); brânzeturi foarte tari: Parmesan (Strept. lactis, Strept. cremoris, Strept. thermophilus, Lactobacillus bulgaricus). ENZIME ŞI APLICAŢIILE LOR: Amilaze bacteriene [i fungice : (Bacillus sp., Aspergillus niger, Asp. oryzae) hidroliza amidonului `n dextrine, maltoz\ [i glucoz\; `ndep\rtarea amidonului; zaharificarea substan]elor amilacee pentru fermenta]ia alcoolic\; Proteaze bacteriene [i fungice (Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis, Aspergillus spp., Sacch. cerevisiae) - liza proteinelor de origine animal\ [i vegetal\, prepararea brânzeturilor, fabricarea sosului de soia [i de condimente pe baz\ de aminoacizi, tratarea pieilor, activan]i digestivi, eliminarea depozitelor de proteine `n b\uturile fermentate, fr\gezirea carnii; Cheag fungic (Endothia parasitica, Mucor sp.) - `nchegarea laptelui; Lipaz\ (Saccharomycopsis lipolytica) - fabricarea untului, activan]i digestivi; Pectinaze fungice (Aspergillus sp.) - limpezirea sucului de fructe, a vinului; Celulaz\ fungic\ (Trichoderma reesii) - hidroliza celulozei; Hemiceluloza fungic\ - hidroliza hemicelulozelor; Inulaz\ bacterian\ [i fungic\ - hidroliza inulinei `n fructoz\; Invertaz\ (Sacch. cerevisiae) - producerea zah\rului invertit pornind de la zaharoz\; Glucozo-izomeraza bacterian\ (Bacillus spp.) - izomerizarea glucozei `n fructoz\, pornind de la amidonul de porumb; - 23 -


Naringinaza fungic\ - `nl\turarea gustului amar; Antocianaza fungic\ - decolorarea sucurilor de fructe; ADN-aza, ribonucleotidaza bacterian\ [i fungic\ - hidroliza ADN, producerea de monodezoxiribonucleotide [i de ribonucleotide, fabricarea de acid inozinic; Glucoz-oxidaza [i catalaza (Corynebacterium spp.) - `nl\turarea oxigenului [i antisepsia alimentelor, fabricarea prafului de ou deshidratat; Uricaz\ de drojdie [i de Streptomyces - descompunerea ac. uric; Aspartaz\ [i fumeraz\ bacterian\ - producerea de acid aspartic, pornind de la acid fumaric [i de acid malic, pornind de la acid fumaric. ===========================================

Produ[ii metabolismului microbian, respectiv produ[ii rezulta]i `n timpul proceselor fermentative pot fi grupa]i `n: metaboli]i primari, metaboli]i secundari, enzime, poliozide capsulare [i biomasa `ns\[i a celulelor microbiene. Metaboli]ii primari sunt compu[i cu greutate molecular\ mic\ (sub 1500 daltoni) absolut necesari dezvolt\rii microbilor, printre cei mai importan]i industrial fiind: aminoacizi, nucleotide, acizi organici, vitamine, alcooli. Ac]ionând asupra regl\rii metabolice sau/[i efectuând modific\ri genetice corespunzatoare, se poate determina producerea de c\tre microbi a unor cantit\]i anormal de mari dintr-un anumit metabolit primar, acest surplus fiind inutil celulei microbiene - care, de altfel, `l [i elimin\ `n mediul de cultur\ - dar util omului. Spre exemplu, s-au ob]inut su[e de Ashbya gossyppii care pot sintetiza de 20 000 de ori mai multa riboflavin\ decât necesarul lor pentru cre[tere, sau su[e de Pseudomonas denitrificans care produc de 50 000 de ori mai mult\ vitamina B12 decât su[ele s\lbatice. Metaboli]ii secundari, numi]i [i "idioli]i", sunt compu[i cu grutate molecular\ redus\ [i care nu sunt indispensabili dezvolt\rii microbilor `n cultur\ pur\, ca: antibiotice (inclusiv substan]e antifungice [i antitumorale), alcaloizi, toxine. Nu toate microorganismele produc metaboli]i secundari. Cele care produc astfel de metaboli]i se caracterizeaz\ printr-o faz\ de cre[tere rapid\ (tropofaza), - 24 -


`n cursul c\reia sinteza substan]ei secundare este neglijabil\; pe masura epuiz\rii uneia dintre substan]ele nutritive esen]iale din mediul de cultur\, cre[terea este tot mai `ncetinit\, tropofazei urmându-i o noua faz\: idiofaza, `n care se sintetizeaz\ idiolitul. Microbii se pot autoinhiba prin proprii idioli]i: spre exemplu, majoritatea microorganismelor sunt sensibile la antibioticele produse chiar de ele `nsele `n timpul tropofazei, dar devin rezistente `n cursul idiofazei, astfel `ncât, dac\ vrem s\ `mpiedic\m microbii s\ se autodistrug\ cu antibioticele produse de ei, trebuie s\ se ajung\ foarte repede la idiofaz\ [i s\ se men]in\ aceast\ faz\ de dezvoltare. Poliozidele capsulare sunt produ[i polimerici microbieni de tipul dextranilor (polimeri ai glucozei) [i xantanilor (asem\natori gumei, utiliza]i `n industria alimentar\, industria textil\, cosmetic\) [i care pot fi sintetiza]i `n cantit\]i `nsemnate de c\tre unele microorganisme (bacterii lactice, Leuconostoc mesenteroides, Xanthomonas campestris) `n condi]ii specifice de mediu. Enzimele sunt macromolecule proteice a c\ror activitate (de biocatalizare) depinde de structura lor primar\, respectiv de secven]a aminoacizilor constitutivi, ceea ce face ca sinteza lor chimic\ s\ nu fie `ntotdeauna posibil\ sau de dorit. Biosinteza enzimelor presupune producerea lor de catre microorganisme aceasta fiind modalitatea cea mai folosit\ - sau extragerea din celule animale sau vegetale - foarte rar. Microbii se preteaz\ foarte bine la producerea enzimelor deoarece cantit\]ile [i concentra]iile acestora pot fi sporite considerabil prin controlarea factorilor de mediu sau prin modificarea genomului microbian. Biomasa proteic\ microbian\ este alc\tuit\ din `ns\[i masa celulara microbian\, fie separat\ din mediul de cultur\, fie `mpreun\ cu acesta. Biomasa proteic\ produs\ prin cultivarea intensiv\ a unor microorganisme poate fi destinat\ atât consumului uman cât [i celui animal, `n scopul `mbun\t\]irii valorii proteice a alimenta]iei. - 25 -


Enzimele microbiene [i biomasa proteic\ microbian\ fac obiectul unor urm\toare capitole mai ample, dup\ cum se va putea vedea `n continuare.

2.2. Avantajele produc]iilor microbiene Avantajele produc]iilor microbiene sunt multiple, `ns\ reliefante sunt cele dou\ laturi majore ale acestora: cea economic\ [i cea ecologic\. La acestea se adaug\ un aspect deosebit de important: resursele practic nelimitate, atât `n ceea ce prive[te speciile de microorganisme utilizate, materiile prime necesare [i chiar energia utilizat\ (tehnologii energoeconomice), cât [i sub aspectul poten]ialului productiv. Considerentele de natur\ economic\ pot fi hotarâtoare `n alegerea `ntre sinteza chimic\ sau biosintez\, `n producerea unei substan]e.

O importan]\

deosebit\ o are, de la bun `nceput, costul materiei prime; or, dac\ `n sinteza chimic\ materia prim\ este preponderent petrolul (scump [i nu `ntotdeauna la `ndemân\), `n cazul biosintezei prin procese de fermenta]ie, aceast\ materie prim\ este `nlocuit\ de poliozide (amidon, celuloz\) sau de unele reziduuri de la diferite industrii (melase, zer, de[euri celulozice etc.), mult mai ieftine [i mai disponibile. Trebuie luat\ `n considera]ie [i eficacitatea (randamentul) procesului: propor]ia de substrat transformat `n produs final, durata sintezei, gradul de puritate [i costul de recuperare al produsului final; deasemenea, trebuie s\ se ]in\ seama de reducerea costului elimin\rii reziduurilor sau a de[eurilor rezultate din procesele conventionale de fabrica]ie, precum [i de posibilit\]ile de utilizare ulterioar\ a acestora. În majoritatea acestor aspecte, biosinteza se arat\ a fi superioar\ sintezei chimice.

- 26 -


Astfel, microbii se preteaz\ - a[a cum am mai ar\tat -

extraordinar la

producerea enzimelor, deoarece concentra]iile acestora pot fi sporite considerabil prin dirijarea factorilor de mediu sau/[i prin modificarea genomului lor;

nu

trebuiesc uitate [i alte avantaje: viteza de cre[tere rapid\ a microorganismelor, proprietatea lor de a se dezvolta pe medii ieftine [i ob]inerea de produse practic naturale. `n cazul producerii de aminoacizi, unul dintre avantajele biosintezei rezid\ `n producerea izomerului activ (L-aminoacid), `n timp ce sinteza chimic\ duce la ob]inerea de cantit\]i egale din cei doi izomeri - levogir [i dextrogir; ace[tia sunt greu de separat [i `n consecin]\, produsul ob]inut prin sintez\ chimic\ are o valoare biologic\ mai redus\. Ca urmare, `n prezent, pe plan mondial, peste 80% din cantitatea de lizin\ este produs\ prin biosintez\, iar acidul glutamic este sintetizat numai folosind culturi de Corynebacterium glutamicum [i de Brevibacterium flavum. Datorit\ celor dou\ aspecte amintite ca majore - cel economic, respectiv costuri competitive, [i cel ecologic, respectiv produse a[a-zis "verzi", naturale produsele ob]inute prin biosintez\ microbian\ iau tot mai mult locul celor sintetizate chimic. Mai mult chiar, enzimele de origine microbian\ le `nlocuiesc pe cele de origine animal\ sau vegetal\; astfel, amilazele produse de Bacillus [i de Aspergillus le-au `nlocuit pe cele ob]inute din grâu [i orz germinat, `n fabricile de bere, `n panifica]ie [i `n industria textil\, proteaza de Aspergillus a `nlocuit enzimele animale [i vegetale utilizate pentru fr\gezirea c\rnii, proteaze de Aspergillus [i Bacillus licheniformis le `nlocuiesc pe cele pancreatice `n t\b\cirea pieilor [i fabricarea detergen]ilor, reninele de Mucor au `nlocuit cheagul `n prepararea brânzeturilor etc. Faptul c\ utilizarea microorganismelor pe scar\ industrial\ tinde a fi nepoluant\ - ba mai mult, poate participa la bioremedierea mediului `nconjur\tor - 27 -


iar produsele ob]inute pot fi considerate naturale, este un aspect deosebit de important `n condi]iile `n care `n lume, a[a-numitul "eco-business" [i protec]ia mediului au devenit elemente de baz\ ale strategiei intreprinderilor [i ale concuren]ei, iar pia]a este acaparat\ tot mai mult de a[a-numitele "eco-produse" (produse "bio" sau "verzi"). Unii autori consider\ "eco-businessul" ca un posibil nou motor al economiei mondiale, cu cel pu]in dou\ motiva]ii: pe de o parte sensibilitatea crescând\ a consumatorilor fa]\ de "con]inutul ecologic" a ceea ce cump\r\, deci noua orientare a cererii pie]ei [i adaptarea intreprinderilor la aceasta, iar pe de alt\ parte, cheltuielile enorme pentru `ntre]inerea mediului `nconjurator, excesiv poluat. Ca exemplu, costul diferitelor polu\ri (`n aer, `n ap\, zgomot etc. - apreciate prin consecin]ele asupra san\t\]ii popula]iei, degradarea construc]iilor, daunele forestiere etc.) a fost evaluat pentru anul 1986 la circa 170 de miliarde FF pentru Germania, `n timp ce pentru Fran]a acela[i cost a fost estimat la circa 150 de miliarde FF (echivalentul a circa 3-4 % din produsul na]ional brut al acestei ]\ri) (74). Astfel, o firm\ belgian\ care a adoptat criterii foarte severe pe plan ecologic (firma "Ecover"), [i-a multiplicat pe aceast\ baz\ cifra de afaceri de 10 ori `ntre anii 1988 [i 1989, dublându-[i-o apoi `n 1990, constituind un exemplu semnificativ pentru bunele perspective ale activit\]ilor economice care ]in cont de preten]iile ecologice moderne.

- 28 -

I.M. POP - Biotehnologii în alimentaţia animalelor ───────────────────────────────────────────────

3. PRODUSE OBŢINUTE PRIN BIOTEHNOLOGII, UTILIZATE ÎN ALIMENTAŢIA ANIMALELOR Biotehnologiile ce pot fi aplicate `n cre[terea animalelor sunt de o mare diversitate, `ns\ pot fi eviden]iate dou\ grupe cu importan]\ deosebit\: grupa biotehnologiilor ce intervin `n procesul de reproducere, inclusiv tehnicile de inginerie genetic\ [i respectiv, grupa biotehnologiilor implicate `n producerea de resurse furajere sau de alte substan]e utilizabile `n alimenta]ia animalelor. Din prima grup\ fac parte:

biotehnica `ns\mân]\rilor artificiale, a

`ns\mân]\rii in vitro [i a transferului de embrioni, biotehnicile de conservare a materialului seminal [i a embrionilor, tehnicile de determinare a sexului embrionilor cu ajutorul anticorpilor monoclonali marca]i, transferul de gene `n celula animal\ [i ob]inerea de animale transgenice, multiplicarea indivizilor valoro[i `ntr-un num\r mare de exemplare identice genetic ("copii") prin clonare etc. Cea de-a doua grup\ men]ionat\ cuprinde biotehnologii ce asigur\ producerea de biomas\ furajer\, proteine neconven]ionale monocelulare, aminoacizi, vitamine, preparate enzimatice, antibiotice, probiotice, acizi organici [i alte substan]e (hormoni, arome, edulcoran]i, coloran]i, etc.) ce-[i g\sesc aplica]ia `n alimenta]ia animal\ modern\. Se consider\ c\ necesarul crescând de produse de origine animal\ care se manifest\ la nivel mondial este factorul principal care influen]eaz\ [i va influen]a `n continuare cererea de furaje `n mod global, `n timp ce costul diferitelor furaje [i eficien]a utiliz\rii lor determin\ structura cererii de furaje.

Or, este sigur c\

biotehnologiile pot [i vor aduce o contribu]ie important\ `n domeniul alimenta]iei animale, fiind implicate atât `n m\rirea diversit\]ii, cantit\]ii [i calit\]ii resurselor

- 29 -


furajere, cât [i `n problematica sporirii eficien]ei produc]iei animale [i a ob]inerii de produse animale "naturale" destinate alimenta]iei omului.

3.1. Proteine de origine microbian\ (POM) 3.1.1. Aspecte generale privind producerea [i folosirea POM Penuria mondial\ de proteine alimentare este o realitate a timpurilor noastre. Cu toate c\ se are `n vedere o anumit\ cre[tere cantitativ\ a resurselor proteice conven]ionale, ca urmare a dezvolt\rii agriculturii [i zootehniei, `n condi]iile actualei explozii demografice, când se estimeaz\ c\ la sfâr[itul acestui mileniu popula]ia globului va fi de cel pu]in 6,2 miliarde de locuitori, deficitul proteic se consider\ ca se va accentua. Diverse studii au ar\tat c\ necesarul de proteine pentru asigurarea unei alimenta]ii umane normale este de circa 100 kg/locuitor, ceea ce conduce la estimarea unui necesar mondial anual de peste 500 milioane tone proteine furajere; `n prezent `ns\, produc]ia mondial\ se apreciaz\ c\ nu dep\[e[te 75 milioane tone anual, rezultând un deficit de peste 425 milioane tone ce trebuie asigurat prin noi tehnologii. Acoperirea acestui deficit de protein\ printr-o produc]ie proteic\ de tip nou, folosind noi resurse, altele decât acelea de care omul s-a servit pân\ acum, reprezint\

o

preocupare

microorganismelor

s-a

actual\

reu[it

de

prim

producerea

ordin.

unor

Astfel,

proteine

cu

ajutorul

neconven]ionale:

proteinele furnizate de drojdii, bacterii, mucegaiuri sau alge, denumite generic proteine de origine microbian\ (POM).

- 30 -


3.1.1.1. Importan]a, istoricul [i definirea POM Cultura de microorganisme la scar\ industrial\ `n scopul ob]inerii de proteine microbiene care s\ poat\ fi consumate de om sau de animalele domestice, a fost proiectat\ ca o solu]ie a penuriei alimentare existente `n Germania `n timpul primului r\zboi mondial; la Berlin, Delbruck [i colab. - au pus atunci la punct primele procedee de cultivare intensiv\ a drojdiei de bere (Saccharomyces cerevisiae), folosit\ la ob]inerea unor preparate alimentare; ulterior, preparate ob]inute din Candida arborea [i Candida utilis au fost folosite `n alimenta]ia germanilor `n timpul celui de-al doilea r\zboi mondial (74). `n cursul anilor '60, expresia "proteine monocelulare" ("proteine de origine unicelular\" - POU), sau "single-cell proteins" (SCP), a fost pentru prima dat\ utilizat\ pentru a desemna produse proteice de origine microbian\ provenind din cultura `n mas\ de levuri sau de bacterii, destinate alimenta]iei animale sau umane. Deoarece majoritatea produselor finite con]in al\turi de proteine [i 25-60 % substan]e neproteice, se consider\ `n prezent, c\ este mai corect a se utiliza pentru acest tip de produse proteice termenul de "single-cell biomass", cel de "single-cell proteins" urmând a fi folosit numai pentru proteina microbian\ pur\. Majoritatea produselor de acest fel sunt de uz furajer, introducerea lor `n ra]iile de hran\ ale animalelor f\cându-se, `n primul rând, `n scopul echilibr\rii proteice a ra]iilor [i cre[terii valorii biologice a acestora. 3.1.1.2. Avantajele producerii POM Utilizarea microorganismelor [i a microalgelor `n scopul producerii de protein\ ofer\ numeroase avantaje, `ntre care [i urm\toarele: - se folosesc materii prime disponibile `n cantit\]i mari, deseori reprezentând subproduse sau de[euri industriale ieftine (melase, zer, de[euri celulozice, stuf, ape reziduale etc.); - 31 -


- suprafa]a de teren necesar\ ob]inerii unor cantit\]i mari de proteine este foarte mic\;

teoretic, ar fi necesari numai 2,5 km2 de suprafa]\ de cultivare

microorganic\ pentru a asigura necesarul mondial anual de proteine (79); - se ob]ine un randament net superior oric\ror altor procedee de sintez\ proteic\, datorit\ vitezei mari de multiplicare a microorganismelor;

viteza de

reproducere [i cre[tere a celulei microbiene este exploziv\, astfel `ncât cantitatea de proteine se dubleaz\ `n fiecare or\ (sau chiar mai rapid) [i prin aceasta se realizeaz\ fenomenala rat\ de produc]ie (spre compara]ie, `n cultur\ celulele bacteriene se divid `n 20-60 de minute, celulele de drojdii `n 1,5-2 ore iar celulele animale la aproximativ 24 de ore; pentru a-[i dubla greutatea plantele necesit\ de la una la [ase s\pt\mani de cre[tere, iar broilerul de g\in\ câteva zile); - procesul de produc]ie este controlabil `n cele mai stricte condi]ii, pretându-se la utilizarea tehnologiilor de vârf, cum sunt automatizarea [i produc]ia asistat\ de calculator; astfel, se poate garanta calitatea produsului finit; - produsele proteice finite ob]inute au un con]inut ridicat `n proteine, cu valoare biologic\ destul de ridicat\; - prin selec]ie [i inginerie genetic\ se pot ob]ine microorganisme cu propriet\]i utile complexe, produsele ob]inute din cultura pur\ a acestora sau din biomasa de cultur\ (inclusiv mediul impur) putând avea valoare `n nutri]ia animal\ [i din alte puncte de vedere decât aportul de protein\; - este o solu]ie ecologic\, participând chiar la depoluarea mediului prin utilizarea diferitelor reziduuri industriale. 3.1.1.3. Materii prime utilizate `n producerea POM Materiile prime utilizate `n produc]ia microbian\ de biomas\, proteic\, pot fi grupate `n patru categorii: produse petroliere, metan, alcooli [i glucide. Produsele petroliere (petrol, motorin\, cear\ de parafin\) con]in hidrocarburi saturate aciclice (n-alcani sau n-parafine), care pot fi folosite de unele - 32 -


microorganisme ca unic\ surs\ de carbon [i energie. Dintre microorganismele capabile s\ foloseasc\ astfel de materii prime fac parte: bacteriile din genurile Mycobacterium,

Micrococcus,

Corynebacterium, (C.lipolytica,

Arthrobacter;

C.zeylanoides),

Debaromyces, Pichia ;

Brevibacterium, unele

drojdii

Torulopsis

din

Pseudomonas, genurile

(T.famata),

Candida

Rhodotorula,

mucegaiurile din genurile Penicillium, Aspergillus,

Fusarium, Mucor, Cephalosporium (65). Metanul este un substrat disponibil la un pre] de cost foarte sc\zut `n unele regiuni ale Terrei. Fiind un substrat gazos, metanul ridic\ probleme de construc]ie a bioreactoarelor, dar prezint\ `n schimb, avantajul de a nu l\sa `n produsul finit reziduuri care s\ pun\ probleme sub aspect alimentar, a[a cum este cazul n-parafinelor. Este stabilit prin conven]ie interna]ional\, ca toate microorganismele capabile s\ utilizeze ca unic\ surs\ de carbon [i energie compu[ii cu un singur atom de carbon (cum sunt metanul, metanolul [i metilamina [i exceptând bioxidul de carbon), s\ poarte denumirea generic\ de "metilotrofe". `n aceast\ categorie intr\ atât bacterii cât [i drojdii. Bacteriile metilotrofe sunt Gram-negative, bacilare, nesporulate, strict aerobe [i pot fi `mp\r]ite `n dou\ grupe: - bacterii obligat metilotrofe, care se dezvolt\ numai pe metan, metanol sau metilamin\, grup\ ce include genurile:

Methylomonas, Methylosinus,

Methylocystis, Methylococcus, Methylobacter, Methylophilus; - bacterii facultativ metilotrofe, capabile s\ utilizeze [i alte surse de carbon [i energie, mai numeroase decât cele din prima grup\ [i apar]inând unor genuri comune, ca:

Pseudomonas, Micrococcus, Corynebacterium, Bacillus,

Streptomyces (82). - 33 -


Alcoolii pot fi utiliza]i de numeroase microorganisme, mai curent folosi]i fiind metanolul [i etanolul. Metanolul este o materie prim\ ideal\ pentru producerea de proteine, deoarece este perfect miscibil cu apa, metabolizarea lui necesit\ un consum mai redus de oxigen decât `n cazul hidrocarburilor, nu las\ reziduuri `n celula microbian\ [i poate fi ob]inut la un pre] relativ sc\zut; toate acestea explic\ de ce `n ultimii ani a crescut considerabil interesul pentru utilizarea metanolului ca materie prim\ `n producerea de protein\ microbian\. Pe metanol se dezvolt\ nu numai bacterii metilotrofe ci [i levuri, care nu pot folosi metanul [i metilamina, ci numai metanolul; `n plus, acestea din urm\ mai pot folosi [i alte surse de carbon [i energie (fiind deci, facultativ metilotrofe). Aceste levuri apar]in urm\toarelor cinci genuri:

Candida (C. boidinii, C.

methanolica), Hansenula (H. capsulata), Torulopsis (T. glabrata), Kloeckeria [i Pichia (P.pinus) (82). Glucidele utilizate ca materie prim\ pentru producerea de biomas\ proteic\ microbian\ sunt, `n general, subproduse [i de[euri glucidice de la diferite industrii, ca de exemplu: - subproduse de la industria zah\rului (melasa [i borhotul de melas\). Con]in ca surs\ de carbon zaharoza [i pe acestea se dezvolt\ `n special drojdiile din genul Candida (C.utilis, C.arborea, C.tropicalis) [i mucegaiurile din genul Fusarium; - subproduse de la industrializarea laptelui. Zerul, de exemplu, con]ine ca surs\ de carbon lactoza [i permite cultivarea de drojdii ca:

Kluyveromyces

(Saccharomyces) fragilis, Candida pseudotropicalis [i de mucegaiuri, ca: Penicillium roquefortii, Rhizopus oligosporus;

- 34 -


- ape reziduale de la fabricile de amidon. Con]in amidon [i pe acestea se dezvolt\ diferite drojdii [i mucegaiuri (`n cazul drojdiilor, amidonul trebuie `n prealabil hidrolizat cu un preparat enzimatic amilolitic); - de[euri celulozice. Acestea pot fi: a) de[euri celulozice ca atare, cum sunt paiele cerealelor, cocenii de porumb, cojile de floarea soarelui, rumegu[ul de la industrializarea lemnului etc. [i pe care se dezvolt\ fie bacterii celulozolitice din genul Cellulomonas, fie mucegaiuri ca Chaetomium cellulolyticum;

b)

hidrolizate celulozice, ca de exemplu hidrolizatele de[eurilor celulozice din categoria precedent\, hidrolizatele din stuf, le[iile sulfitice; pe acestea din urm\ se cultiv\ `n special drojdiile din genul Candida (C.utilis, C.tropicalis) (65). 3.1.1.4. Factori de cultur\ importan]i `n producerea POM Produc]ia de proteine cu ajutorul organismelor unicelulare este condi]ionat\ de diver[i factori de cultur\ a acestora, distingându-se ca importan]\ urm\torii: - utilizarea de specii [i su[e specializate, selec]ionate; - existen]a apei (reprezint\ circa 75% din masa celuei microbiene) [i a unei surse de energie, `n cantit\]i suficiente `n mediul de cultur\; - asigurarea `n mediul de cultur\ a elementelor nutritive `n concentra]ii adecvate (carbon, azot, elemente minerale [i eventuali factori de cre[tere specifici - vitamine sau aminoacizi); - asigurarea factorilor fizico-chimici (pH, temperatur\, concentra]ie ionic\) la valori optime; - asigurarea necesarului de oxigen - pentru bacterii, drojdii, ciuperci, printr-o aerare [i agitare intens\ [i uniform\ a mediului - [i respectiv, de CO2 solubilizat pentru microalge;

- 35 -


- asigurarea unei ilumin\ri optime [i uniforme `n ceea ce prive[te lungimea de und\ [i intensitatea (pentru microalge); - prevenirea spum\rii (exceptând cazul microalgelor); - prevenirea fenomenelor de infec]ie a mediului cu germeni nedori]i. 3.1.1.5. Condi]ii privind folosirea POM `n scop furajer Utilizarea proteinelor neconven]ionale pune, `ns\, câteva probleme, cele mai importante fiind: 2.

eventuala

1. determinarea valorii lor nutritive [i biologice;

toxicitate;

3.

digestibilitatea;

4. acceptabilitatea [i

accesibilitatea acestora. Valoarea nutritiv\ este dat\, `n primul rând, de con]inutul `n protein\ brut\. De regul\, con]inutul `n protein\ brut\ al acestor produse proteice este `n jurul a 50%, minimul acceptat fiind de 35%. Valoarea biologic\ a proteinei de origine microbian\ este, deasemenea, destul de ridicat\; comparativ cu proteina de referin]\ FAO sau cu proteinele din surse clasice (f\in\ de soia, f\in\ de pe[te), proteina microbian\ este bogat\ `n lizin\, dar mai s\rac\ `n aminoacizi cu sulf (tab. 4 [i 5); valoarea biologic\ a proteinei microbiene poate fi crescut\ prin suplimentarea cu metionin\ sintetic\, relativ ieftin\ [i u[or disponibil\. În ceea ce prive[te toxicitatea, Uniunea Interna]ional\ de Chimie Aplicat\ (IUPAC) a stabilit c\ nici o surs\ nou\ de proteine nu poate fi admis\ `n hrana animalelor decât dac\ se constat\ absen]a oric\rei toxicit\]i.

Testele

toxicologice includ determinarea toxicit\]ii acute, subcronice [i cronice. Deoarece, unii compu[i aromatici policiclici prezen]i `n petrol sunt cunoscu]i ca substan]e cancerigene, dozarea con]inutului biomasei microbiene `n ace[ti compu[i devine absolut necesar\. - 36 -


Tabelul 4 Con]inutul `n aminoacizi esen]iali al proteinelor din fungi, bacterii [i drojdii, comparativ cu alte proteine (`n g/100 g protein\)(dup\ Stancu [i Segal)(79)

AMINOACID Cistina Fenilalanin\ Izoleucin\ Leucin\ Lizin\ Metionin\ Treonin\ Triptofan Valin\

PROTEINA F.A.O. 2,0 2,8 4,2 4,8 4,2 2,8 2,8 1,4 4,2

FAINA DE SOIA

P R O T E I N A DIN: FUNGI

1,4 5,1 5,4 7,7 6,5 1,4 4,0 1,5 5,0

2,9-3,5 3,6-3,9 3,1-3,6 6,3-8,7 3,3-7,0 2,0-2,8 3,1-5,3 5,0-6,9

DROJDII 3,7 3,6 5,9 7,0 1,2 3,9 0,5 4,0

BACTERII 0,6 2,9 3,6 5,6 6,5 2,0 4,0 0,9 4,5

Tabelul 5 Compara]ie `ntre con]inutul `n aminoacizi esen]iali al proteinei din drojdia furajer\ BP (British Petroleum) [i al proteinei din f\ina de pe[te (dup\ Dexamir)(18) Aminoacizi (g/ 16 g N) Lizin\ Metionin\ Metionin\ + Cistin\ Triptofan Arginin\ Histidin\ Izoleucin\ Leucin\ Fenilalanin\ Treonin\ Valin\

Protein\ BP 7,8 1,6 2,5 1,3 5,0 2,1 5,3 7,8 4,8 5,4 5,8

F\in\ de pe[te 7,7 2,8 3,6 1,1 5,5 2,5 5,0 7,7 4,3 4,3 5,5

S-a constatat faptul c\, totu[i, drojdiile cultivate pe n-alcani puri con]in cantit\]i minime de compu[i aromatici policiclici [i anume mai pu]in de 5 ppb., respectând standardele IUPAC - prezentate `n tab. 6. - 37 -


Tabelul 6 Standarde IUPAC privitor la toxicitatea biomasei microbiene (dup\ Raicu)(65) ========================================== Benzopiran (ca indicator al prezen]ei hidrocarburilor aromatice policiclice) ....................maxim 5 ppb. Formaldehid\, metanol ..........................................maxim 20 ppb. Pentru biomasa derivat\ din alcani: - hidrocarburi totale ............................................ maxim 0,5 % - hidrocarburi aromatice totale ............................maxim 0,05 % ========================================== Tabelul 7 Standarde microbiologice IUPAC pentru POU de uz furajer (dup\ Einsele/Raicu)(65) ========================================== Microorganisme num\r/gram produs ========================================== Bacterii viabile (aerobe, total) 100 000 Streptococi grup D 10 000 Clostridia (total) 1 000 Clostridium perfringens 100 Mucegaiuri viabile 100 Enterobacteriacee 10 Staphylococcus aureus 1 Salmonella sp. 1/50 grame ==========================================

În afara toxicit\]ii chimice, din punct de vedere sanitar intereseaz\ [i aspectul microbiologic, respectiv absen]a unor microorganisme patogene `n produsul finit.

IUPAC a stabilit [i standarde microbiologice pentru proteina

microbian\ folosit\ `n nutri]ia animal\ (tab. 7). Din punct de vedere al digestibilit\]ii, este important de [tiut c\ peretele celular microbian este greu digerabil. Acesta trebuie `n prealabil degradat pentru a favoriza accesul enzimelor digestive. În plus, pere]ii celulari microbieni nedegrada]i pot provoca unele deranjamente gastrointestinale. În cazul drojdiilor, spre exemplu, degradarea peretelui celular se face, uzual, prin plasmoliz\ la 64oC.

- 38 -


Acceptabilitatea `n consum este o problem\ major\ `n utilizarea proteinei microbiene `n hrana omului, `n timp ce la animale conteaz\ mai pu]in, `ndeosebi sub aspectul mirosului [i al gustului. Spre exemplu, proteina furajer\ ob]inut\ din Candida arborea are gustul cel mai pl\cut, urmat\ fiind de Candida utilis, iar dac\ culoarea verde [i gustul de spanac sunt obstacole `n calea accept\rii ca atare a prafului de Chlorella `n alimenta]ia omului, proteina din alge este acceptat\ f\r\ probleme la animale. Accesibilitatea are `n vedere atât disponibilitatea, `n cantit\]i mari, a acestor proteine, cât [i aspectul economic, respectiv un cost suficient de redus pentru a putea fi la indemana cat mai multor utilizatori.

Se apreciaz\ c\

dezvoltarea tehnologic\ a microbiologiei industriale va rezolv\ cu succes aceste aspecte.

3.1.2. Biomas\ proteic\ din drojdii Dintre toate microorganismele, drojdiile se pare c\ au fost cele mai studiate `n vederea ob]inerii de biomas\, respectiv de proteine. La baza procesului producerii de biomas\ de c\tre drojdii, st\ fenomenul cunoscut sub denumirea de "efect Pasteur", deci inhibarea fermenta]iei prin respira]ie (aerare). Pentru aceasta, drojdia se cultiv\ `n condi]ii de aerare intens\, concentra]ia `n zaharuri din mediu fiind men]inut\ la un nivel sc\zut, pentru a se evita formarea de alcool, `n favoarea producerii de biomas\. Acest principiu a fost aplicat pentru prima dat\ la producerea drojdiei comprimate din

Saccharomyces cerevisiae [i st\ [i `n prezent la baza

procedeelor folosite `n fabricile de drojdie furajer\ [i alimentar\, care folosesc glucide ca surs\ de carbon. - 39 -


Mai apoi, tehnologiile de cultivare a drojdiilor pe produse petroliere s-au dezvoltat `n dou\ direc]ii: cultivarea pe petrol brut, conform procedeului de la Lav ra, realizându-se totodat\ [i deparafinarea petrolului [i respectiv, cultivarea pe n-parafine purificate, dup\ procedeul laboratorului Grangemouth din Sco]ia (65). Randamentul de transformare a n-parafinelor `n biomasa culturii de drojdii este apreciat a fi de pân\ la 100%, fa]\ de numai 50% `n cazul glucidelor (76). Societatea British Petroleum (BP) a fost prima care a manifestat interes c\tre sfâr[itul anilor 1950 - pentru producerea de biomas\ proteic\ microbian\ pe baz\ de hidrocarburi, prin cercet\rile `ntreprinse la Lav ra [i care vizau `n egal\ m\sur\ deparafinarea motorinei [i producerea de proteine. Întradev\r, petrolul brut care era rafinat la Lav ra con]inea 10-25% parafine; acestea erau degradate de o levur\ din genul Candida, `n fermentatoare `n care era injectat amoniac (ca substrat azotat) [i care men]inea pH-ul `n mediul nesteril. Dup\ faza de cre[tere activ\, levura era separat\ [i recoltat\ iar motorina rezidual\ eliminat\ la fel ca [i lipidele (care reprezentau cca. 10% din biomas\). Uzina din Lav ra ajunsese `n anul 1976 la o capacitate de produc]ie de 20000 de tone anual, produsul comercializat fiind denumit "Toprina" (74). `nc\ din anul 1970, autorit\]ile franceze au eliberat autoriza]ia de folosire `n alimenta]ia animal\ a proteinelor din drojdii crescute pe n-parafine. La sfâr[itul anului 1975 a intrat `n func]iune la Sarroch, `n Sardinia, prima uzin\ de mare capacitate (100 000 de tone pe an), apar]inând societ\]ii Italproteine creat\ prin asocierea firmei BP cu o companie italian\; uzina utiliza procedeul de metabolizare a n-parafinelor de c\tre levuri pus la punct `n unitatea BP de la Grangemouth (74). Începând din anul 1975, interesul pentru acest domeniu a crescut pe plan mondial, mai ales `n SUA [i `n Japonia, aceasta din urm\ contribuind la - 40 -


construc]ia `n România a unei societ\]i cu o capacitate de produc]ie de 60 000 de tone anual ("Roniprot"). În anul 1980, `n România func]ionau opt uzine, care produceau `n medie, fiecare, circa 1500 tone de proteine anual, pornind de la de[euri industriale, cele mai importante fabrici de drojdie furajer\ fiind cele de la Z\rne[ti, Pite[ti [i Arad - pe le[ii sulfitice -[i cea de la Curtea de Arge[ - pe n-parafine [i metanol. Importan]a produc]iei de gaz natural (metan) din z\c\mintele M\rii Nordului a determinat societatea Shell s\ utilizeze acest substrat ca materie prim\ pentru producerea de proteine POU. Metanul era transformat prin oxidare `n metanol, acesta fiind practic adev\ratul substrat de cultur\ a drojdiilor. Din anul 1973, compania Shell a pus la punct un procedeu de cultur\ microbian\ mixt\ dezvoltat\ direct pe metan, mediul con]inând un microorganism dominant [i alte câteva cu rol simbiont, temperatura (42oC) permi]ând eliminarea majorit\]ii contaminan]ilor bacterieni (74). Producerea de proteine pe baz\ de drojdii folosind ca materie prim\ metanolul a fost dezvoltat\ [i de firmele Hoechst AG (Germania) [i Imperial Chemical Industries (Marea Britanie), iar mai apoi [i de altele. În Fran]a, `nc\ `n anul 1979 trei unit\]i cu o capacitate de 6000 de tone pe an furnizau proteine rezultate din valorificarea lactoserului ca substrat pentru dezvoltarea levurilor, alte dou\ uzine cu capacit\]i de 10 000 de tone proteine din drojdii fiind `n construc]ie. Tot `n Fran]a, o firm\ din Pau a pus la punct un procedeu de cultur\ de levuri pe baz\ de manioc;

levura utilizat\, Candida

tropicalis, se dezvolta pe amidonul nehidrolizat, cu perioade de cre[tere de circa o or\, putându-se ob]ine `n acest interval de timp `mbog\]iri ale masei de levur\ de 20-30%.

Ca urmare, maniocul avea la sfâr[itul opera]iunii un con]inut de

proteine crescut la 19%, cu o compozi]ie mult mai bun\ `n lizin\ (7,7%) [i aminoacizi sulfura]i (2,7% metionin\, 2% cistin\)(75). - 41 -


Drojdia furajer\ produs\ pe le[ii bisulfitice se ob]ine prin cultivarea drojdiei Monillia murmanica pe le[iile rezultate de la dezincrustarea acid\ a materiilor celulozice destinate fabric\rii hârtiei, `n timp ce drojdia furajer\ produs\ pe ape reziduale lemnoase se ob]ine prin cultivarea speciei respective `n apele de sp\lare provenite de la industrializarea lemnului; `n ambele cazuri, `ns\, microorganismele se dezvolt\ folosind [i medii nutritive sintetice (50). În SUA au fost definite [i autorizate (`n 1976) de c\tre Association of American Feed Control Officiall (AAFCO) ca ingrediente de uz furajer, opt produse pe baz\ de drojdii (29): 1. Drojdii primare uscate 2. Drojdii brute active uscate 3. Drojdii iradiate uscate 4. Drojdie de bere uscat\ 5. Drojdie uscat\ de la distileriile ce utilizeaz\ cereale 6. Drojdie uscat\ de la distilerii ce utilizeaz\ melas\ 7. Drojdie Torula uscat\ 8. Cultura de drojdie vie ("Yeast Culture") Trebuie remarcat faptul c\ toate aceste produse sunt sub form\ deshidratat\, iar dou\ dintre ele con]in celule viabile de drojdii, capabile de fermenta]ie. F\când o trecere `n revist\ a acestor opt produse furajere pe baz\ de drojdii, se eviden]iaz\ urm\toarele aspecte mai importante: - numai circa 1% din produc]ia de drojdie primar\ uscat\ ajunge `n hrana animalelor, mai ales deoarece cost\ prea mult; - drojdia brut\ activ\ uscat\, unul dintre cele dou\ produse cu capacitate cu capacitate de fermenta]ie, este comercializat\ `n principal pentru uz uman sau ca "s\mân]\/maia" folosit\ pentru ini]ierea procesului de cultur\ industrial\ a drojdiilor; - drojdia iradiat\ uscat\, destul de larg utilizat\ anterior anilor '70, inclusiv ca surs\ de vitamine D, este `n prezent mai pu]in produs\ [i folosit\ `n SUA; - 42 -


- drojdia de bere, uscat\, este, probabil, una din cele mai r\spândite surse proteice [i de vitamine din grupa B utilizat\ pentru producerea nutre]urilor combinate, `n special a celor pentru p\s\ri, `n unele cazuri fiind folosit\ chiar ca supliment natural de seleniu. Aceast\ drojdie, considerat\ subprodus al industriei berii, este separat\ [i apoi, pasteurizat\ [i uscat\ la temperaturi ridicate, `n instala]ii speciale. Practic, nu toat\ drojdia de bere este recuperat\ [i uscat\ `n forma izolat\, `ntrucât o cantitate redus\ este eliminat\ odat\ cu reziduurile nefolosibile, iar o alt\ parte, destul de `nsemnat\, se amestec\ cu cerealele "uzate", ajungând `n uzul furajer `mpreun\ cu acestea (gen borhot de bere etc.). Defini]ia din manualul AAFCO precizeaz\ pentru drojdia de bere uscat\, un nivel al proteinei brute de minimum 35 %, inserând [i condi]ia conform c\reia "produsele trebuie s\ fie etichetate `n conformitate cu con]inutul lor `n protein\ brut\"; - drojdia uscat\ provenind de la distileriile de cereale [i cea de la distileriile pe baz\ de melas\ nu sunt atât de u[or disponibile industriei de nutre]uri (fiind practic imposibil\ separarea drojdiilor de substrat), astfel c\ aceste drojdii pot ajunge `n hrana animalelor numai `mpreun\ cu masa cerealelor "uzate" rezultate `n urma procesului de distilare; practic, produsul este un concentrat impur din celule de drojdie de panifica]ie cultivate pe melas\, iar cantit\]ile disponibile pentru industria nutre]urilor sunt foarte mici; - drojdia uscat\ Torula, dup\ defini]ia AAFCO, este drojdia din clasificarea botanic\ Torulopsis, nefermentat\ [i uscat\; mai târziu, aceast\ drojdie a fost reclasificat\ `n genul Candida.

Produsul `n cauz\ este apropiat ca valoare

nutritiv\ de drojdia uscat\ de bere; - "cultura de drojdie" ("Yeast Culture") este definit\ oficial de c\tre AAFCO ca fiind un produs alc\tuit din drojdii [i din mediul pe care acestea s-au dezvoltat, uscat de o asemenea manier\ `ncât s\ p\streze activitatea fermentativ\ a - 43 -


drojdiilor.

Producerea "culturii de drojdie" implic\ `ns\mân]area cu drojdie vie a

gr\un]elor de cereale, incubarea acestui amestec de cultur\ `n condi]ii optime de dezvoltare a drojdiei [i apoi uscarea `ntregii biomase pân\ la un nivel acceptabil de umiditate, f\r\ a se distruge drojdia, enzimele, vitaminele B [i al]i subprodu[i de fermenta]ie, termolabili. Spre deosebire de celelalte produse prezentate, `n cazul "culturii de drojdie" celulele de drojdie nu sunt izolate din mediul lor de cre[tere, produsul finit re]inând tot ceea ce este util (celule vii de drojdie, vitamine, enzime, arome, factori de cre[tere neindentifica]i etc.), fiind `ndep\rtat numai excesul de ap\. Dac\ celelalte produse alc\tuite din celule de drojdii izolate, moarte [i uscate (deci, f\r\ poten]ial fermentativ) sunt folosite `n hran\ numai ca surse de nutrien]i (`ndeosebi de protein\ / aminoacizi), "cultura de drojdie", con]inând drojdii vii, are un poten]ial fermentativ considerabil [i un nivel proteic mai redus (con]ine aproape `ntreg mediul de cultur\), fiind administrat\ mai ales ca adjuvant digestiv, pentru a `mbun\t\]i valorificarea `ntregii ra]ii de hran\; aceste "culturi de drojdii" determin\ efecte benefice mai mult prin influen]area florei tubului digestiv al animalelor `n hrana c\rora sunt administrate, decât prin aportul de protein\, putând fi catalogate ca probiotice. Exemple de asemenea "culturi de drojdii" sunt produsele denumite comercial "Diamond V Yeast Culture" [i "Diamond V XP Yeast Culture" ale firmei Diamond V Mills, din SUA. (95; 100). Sub aspectul caracteristicilor chimice [i nutritive, produsele proteice ob]inute pe baz\ de drojdii au o variabilitate destul de mare, dependent\ mai ales de substratul utilizat ca mediu de cultur\. Astfel, `n urma unui amplu studiu efectuat pe drojdii furajere provenite din cinci ]\ri (inclusiv România) [i ob]inute pe diverse medii de cultur\, s-a constatat c\ acestea au, `n medie, un con]inut ridicat de proteine (peste 45%), `ns\ o digestibilitate a proteinelor relativ sc\zut\ (cca. 70%) [i o valoare biologic\ a - 44 -


proteinelor deasemenea modest\ (`n jur de 60), ceea ce impune `mbun\t\]irea calit\]ii acestor produse, astfel `ncât s\ corespund\ unor indici minimi de calitate (prezenta]i `n tab.8)(70). Tabelul 8 Indici de calitate pentru drojdiile furajere (70) SU % 80

Cenu[\ % 10

Protein\ brut\ % 45-50

Lizin\ % din PB

Metionin\ % din PB

7

1-5

Valoare biologic\

CD % proteine

minim 55

75-80

Tabelul 9 Con]inutul unor produse de uz furajer pe baz\ de drojdii (dup\ Peppler & Stone)(57) CONŢINUT Substan]\ uscat\ (%) Protein\ brut\ (%) Gr\sime brut\ (%) Fibr\ brut\ (%) Cenu[\ brut\ (%) Extract de azot liber (%) Calciu (%) Fosfor (%) Magneziu (%) Potasiu (%) Tiamin\ (mg)3) Riboflavin\ (mg)3) Niacin\ (mg)3) Ac. pantotenic (mg)3) Colin\ (mg)3) Biotin\ (mg)3) Acid folic (mg)3)

Drojdie de bere, uscat\1) 93,7 44,7 0,9 2,7 6,6 38,8 0,1 1,4 0,2 1,7 41,9 16,0 204,0 50,0 1771,3 0,4 4,4

Drojdie Torula uscat\1) 92,7 47,0 1,6 2,5 8,1 33,4 0,5 1,6 0,1 1,8 2,8 20,2 227,5 30,8 1311,8 0,5 10,5

"Yeast Culture"2) 88,5 14,0 2,5 8,0 4,0 60,0 0,2 0,7 1,0 1,6 3,6 3,1 82,2 49,3 1687,9 0,6 0,6

1) - valori din "Canadian Feeds" [i "NAS-NRC Atlas for Nutritional Data of U.S." (1971) 2) - valori raportate de produc\tori 3) - mg/pound (1 pound = 453 g)

- 45 -


Tabelul 10 Caracterizarea chimic\ [i nutritiv\ a drojdiilor furajere (dup\ Milo[ [i Dr`nceanu)(50) MEDIUL DE CULTURĂ SPECIFICAŢIE

Material lemnos

Melas\

Le[ii bisulfitice

N-parafine

9,3 7,5 83,2 47,2 1,4 1,2 33,4 3,6 0,53 0,38 0,42 2,42 1,95 0,90 1,85 0,99 3,18 1,52 2,92 -

10,0 6,7 83,3 46,5 1,1 35,7 2,65 0,60 0,45 2,97 2,83 0,79 0,76 1,44 3,21 2,70 3,06 77,6 25,7

9,2 8,1 82,7 40,7 0,2 41,8 3,2 0,45 0,29 0,4 1,93 2,38 0,69 1,85 1,48 2,63 2,55 2,34 0,39 1,45 13,6 45,0

10,2 12,3 77,5 50,6 3,4 23,5 2,2 0,4 0,4 3,4 2,08 3,1 0,92 1,5 1,2 1,1 1,2 0,88 0,86 -

0,907 1,23 415 425 411 2179 3391 2898 1453 2024 1733

0,90 1,21

0,908 1,04

0,898 1,30

382 382

333 333

413 423

3228 2850

3036 2536

3060

1955 1701

1851 1471

1864

Con]inut chimic brut: Ap\ % Cenu[\ brut\ % Subst. organic\ % Protein\ brut\ % Grasime brut\ % Celuloz\ brut\ % S.E.N. % Lizin\ % Metionin\ % Cistin\ % Triptofan % Treonin\ % Arginin\ % Histidin\ % Fenilalanin\ % Tirozin\ % Glicin\ % Izoleucin\ % Valin\ % Calciu % Fosfor % Vit. B1 mg/kg Vit. B3 mg/kg Valoare nutritiv\ /kg: S.U. kg U.N. P.B.D. - p\s\ri g - porci g - rumeg. g E.M. - p\s\ri kcal - porci kcal - rumeg. kcal E.N. - p\s\ri kcal - porci kcal - rumeg. kcal

- 46 -


Se apreciaz\ c\ drojdiile furajere produse pe frac]iuni petroliere au un con]inut `n proteine mai ridicat (65-67%), egalând f\ina de pe[te atât din acest punct de vedere, cât [i prin prisma con]inutului `n aminoacizi (cu excep]ia metioninei). Con]inutul chimic brut al unor produse furajere pe baza de drojdii este prezentat `n tab.9, iar `n tab.10 se prezint\ o caracterizare chimic\ [i nutritiv\ a drojdiilor furajere (dup\ surse bibliografice). Proteina drojdiilor din genul Candida/Torula prezint\ un nivel mai sc\zut `n metionina [i cistin\, acest deficit `n aminoacizi cu sulf determinând valoarea biologic\ mai redus\ a proteinei drojdiilor comparativ cu proteina laptelui, f\inii de pe[te [i a [roturilor de soia; astfel, de[i digestibilitatea proteinei din drojdii poate ajunge la 90% [i chiar peste, propor]ia de azot re]inut `n corp, din partea digestibil\, este apreciat\ la numai 55% (76). Unele date referitoare la con]inutul `n aminoacizi esen]iali al proteinei din drojdii furajere au fost deja prezentate `n tab. 4 [i 5, `n completare prezentându-se datele din tab. 11. Tabelul 11 Con]inutul `n aminoacizi al proteinei unor drojdii de uz furajer (dup\ Peppler & Stone)(57) Con]inut: Protein\ brut\ % din care (% din PB) : Lizin\ Metionin\ Cistin\ Arginin\ Glicin\ Histidin\ Izoleucin\ Leucin\ Fenilalanin\ Tirozin\ Treonin\ Valin\

Drojdie de bere, uscat\1)

Drojdie Torula uscat\1)

"Yeast Culture"2)

44,7

47,0

14,0

6,7 1,5 1,1 4,9 3,8 2,4 4,7 7,1 4,0 3,3 4,7 5,1

8,1 1,7 1,3 5,5 5,3 3,0 6,3 7,4 6,4 4,4 5,5 6,2

5,0 2,1 2,1 6,4 5,0 3,5 5,0 10,0 5,0 3,5 4,3 5,7

1) - valori preluate din "NAS-NRC Atlas for Nutritional Data of US" [i "Canadian Feeds" (1971) 2) - valori raportate de produc\tori

- 47 -


Prin degresare se poate m\ri atât stabilitatea produselor finite, cât [i propor]ia proteinei brute (pân\ la 78% din substan]a uscat\ a acestor produse). Comparând compozi]ia chimic\ a f\inii de pe[te cu cea a drojdiilor ob]inute pe substrat de n-parafine separate [i respectiv, pe substrat de motorin\, se constat\ c\ drojdiile crescute pe motorin\ sunt cele mai bogate `n proteine (68,5% PB), cele de pe n-parafine (65,5% PB) fiind apropiate f\inii de pe[te (65% PB); aceea[i ierarhie se constat\ [i `n privin]a con]inutului proteinei `n lizin\, `n timp ce proteina f\inii de pe[te este mai bogata `n metionin\, urmata sub acest aspect de proteina drojdiilor din n-parafine [i apoi de cea a drojdiilor din motorin\ (76). Unii autori (76) afirm\ c\ drojdiile cultivate pe n-parafine au un con]inut mai redus de Ca, P [i Na si mai ridicat de fosfor (disponibil `n totalitate) [i de vitamine B - comparativ cu alte nutre]uri proteice - dar [i c\ pot con]ine substan]e cancerigene, `n timp ce al]ii (18) arat\ c\ drojdiile furajere ob]inute pe medii de hidrocarburi nu con]in vitamina B12, dar au un con]inut ridicat `n celelalte vitamine B [i c\ s-a dovedit prin cercet\ri am\nun]ite faptul c\ sunt inofensive pentru organismul animal [i nu influen]eaz\ calit\]ile gustative ale produselor alimentare de origine animal\. Un caz special `l reprezint\ drojdia Phaffia rhodozyma, o drojdie ro[ie cultivat\ pentru a servi ca surs\ de protein\, dar [i de energie [i pigmen]i carotenoizi, `n alimenta]ia p\str\vilor; extractul ob]inut din aceasta drojdie con]ine 25-3o % protein\ [i 15-25 % gr\sime (`n substan]a uscat\), precum [i o mare cantitate de astaxantin\ (pigment carotenoid cu influen]\ benefic\ asupra culorii c\rnii p\str\vilor). Valoarea nutritiv\ a drojdiilor furajere este apreciata (pe kg) la 1,15-1,20 UN [i 250-500 g protein\ digestibil\, recomandându-se utilizarea lor `n hrana porcinelor [i p\s\rilor, `n propor]ii limitate la 2-8% din structura nutre]urilor combinate, alaturi de alte surse de proteine; rezultatele ob]inute `n experien]e pe - 48 -


animale de laborator au dovedit faptul c\ folosirea drojdiilor ca unic\ surs\ de protein\ poate duce la necroze, leziuni hemoragice [i infiltrarea gr\soas\ a ficatului. Numero[i autori prezint\ rezultatele unor cercet\ri care atest\ posibilitatea substituirii - par]iale sau totale - `n hrana porcinelor de diferite categorii de vârst\, a nutre]urilor proteice conven]ionale (`n special a [roturilor de soia [i a f\inii de pe[te) cu drojdii furajere ca atare sau suplimentate cu metionin\, f\r\ vre-o influen]\ negativ\ asupra performan]elor productive. Rezultate având acelea[i semnifica]ii au fost ob]inute [i la p\s\ri, indicându-se posibilitatea substituirii par]iale a f\inii de pe[te `n re]etele pentru pui de carne `n prima faz\ de crestere, cu drojdii furajere obtinute pe petrol, f\r\ a se modifica performan]ele puilor, `ndeosebi `n cazul echilibr\rii aminoacizilor sulfurati cu metionin\ sintetic\. Testele de calitate a c\rnii de pui broiler `n hrana c\rora s-au administrat sau nu drojdii furajere ob]inute pe petrol, nu au pus `n eviden]\ diferen]e de aspect, gust, miros sau structur\.

Rezultatele unor experien]e indic\ faptul c\ `n cazul

substituirii par]iale cu drojdii furajere a f\inii de pe[te [i a [roturilor de soia `n nutre]ul combinat administrat la p\rin]i de g\ini din rase grele, a fost influen]at\ negativ capacitatea de reproduc]ie a coco[ilor, dar nu a fost influen]at\ capacitatea de reproduc]ie a g\inilor [i nici poten]ialul de eclozionare [i de cre[tere al puilor, `n timp ce la g\ini ou\toare (ou\-consum) s-a ob]inut aceea[i produc]ie de ou\ (sau chiar mai mare) ca [i `n cazul utiliz\rii nutre]ului standard, f\r\ a diferi calitatea ou\lor (76). Exist\ [i p\rerea c\ nivelurile mari de drojdii furajere (sub form\ de pulbere) introduse `n nutre]urile combinate favorizeaz\ pr\fuirea acestora [i sf\râmarea granulelor, ceea ce diminueaz\ apetitul (palatabilitatea), respectiv ingesta de furaj [i, `n consecin]\, productivitatea animalelor; acest inconvenient poate fi `nlaturat prin granularea furajului combinat. - 49 -


În fosta U.R.S.S. erau folosite diverse produse proteice furajere pe baz\ de drojdii. Un astfel de produs, denumit "Paprin", bogat `n protein\ (50-60 % PBD), aminoacizi (3,8-4 % lizin\ si 2,5 % treonin\) [i vitamine din complexul B, introdus `n ra]iile monogastricelor (`n propor]ii de 2-3 %), acoper\ integral cerin]ele `n vitamine B [i `n acizi gra[i esen]iali, cu un aport important de P, Fe, Zn, Mn, Cu, Co; valoarea nutritiv\ a "Paprin"-ului era apreciat\ la 1,08 UN/kg (13,28 Mj EM). Un alt asemenea produs, denumit "Eprin", se aprecia c\ poate substitui `n ra]ia animalelor 10-20 % din proteina asigurat\ prin [roturi sau f\in\ de pe[te, f\r\ a influen]a negativ performan]ele de produc]ie. În România, I.B.N.A. Balote[ti a pus la punct tehnologia de producere a unui preparat proteic furajer pe baz\ de drojdii, denumit "Protamid", prin `nmul]irea drojdiei Candida utilis - tulpina 508, pe un mediu având la baz\ f\ina de porumb. Produsul ob]inut este de consisten]a laptelui, cu culoare alb-g\lbuie, gust acri[or, având 12,37 % SU (din care proteina reprezint\ 18-22 %, dublu fa]\ de gr\un]ele de porumb; de asemenea, con]ine de 3-4 ori mai mult\ lizin\, de peste 2 ori mai mult\ metionin\, glicin\, acid glutamic, tirozin\ [i fenilalanin\, de peste 3 ori mai mult acid aspartic [i mai mult\ tirozin\). Zerul este un mediu de cultur\ foarte bun pentru drojdii, fapt care a determinat utilizarea sa `n scopul producerii de drojdii cu utiliz\ri furajere. Societatea "Bell" din Fran]a a brevetat [i aplicat un procedeu de ob]inere a drojdiilor lactice din zer, pe baza propriet\]ii drojdiei Saccharomyces fragilis de a utiliza lactoza [i acidul lactic `n propriul lor proces de cre[tere [i `nmul]ire, `n anumite condi]ii controlate. Înc\ la `nceputul anilor '70, aceast\ societate prelucra zilnic `n brânzeturi fermentate (`n fabrica din Vendome), circa 250000-300000 de litri de lapte de vac\, realizând `n sec]ia anex\ circa 1500 tone/an drojdii lactice [i lacto-proteine din zer [i zar\. Procesul tehnologic aplicat permitea ob]inerea `n paralel a dou\ - 50 -


produse, [i anume: lactoproteine praf (con]inând 60% lactoglobulin\ [i 30% lactalbumin\, cu un randament de 4 kg la 1000 l zer) [i drojdii lactice (ob]inute dup\ separarea proteinelor prin `nmul]irea unor su[e selec]ionate ale drojdiei Saccharomyces fragilis `n mediul (deproteinizat) de zer sau/[i zar\, cu un randament de 17 kg la 1000 litri zer. Drojdiile lactice ob]inute prin acest procedeu, se prezint\ sub form\ uscat\ (94% S.U.), ca o pulbere, con]inând 47% proteine, 9,2% gr\sime, 29,8% glucide [i 8% substan]e minerale. Analizele efectuate `n cadrul INRA - Paris au ar\tat c\ aceste drojdii con]in acizi gra[i esen]iali, vitamine termostabile din complexul B [i vitamina C (77 mg/ 100 g produs).

Testarea biologic\ pe vi]ei [i purcei a

eviden]iat influen]a pozitiv\ asupra performan]elor productive ale acestora, f\r\ a se constata efecte secundare nedorite (75). Un alt procedeu, denumit "Devos" (dup\ numele inventatorului), const\ `n `mbog\]irea zerului sau zarei cu drojdii ca Saccharomyces cerevisiae, `ns\mân]ate dup\ o prealabil\ pasteurizare a mediului, cu sau f\r\ adaos de [roturi de soia [i `n condi]ii de aerare intens\; produsul finit ob]inut, deasemenea uscat prin pulverizare, are un con]inut `n proteine de circa 3 ori mai redus decât produsul prezentat anterior, fiind inferior [i din punctul de vedere al con]inutului `n aminoacizi esen]iali [i `n vitamine.

3.1.3. Biomas\ proteic\ din bacterii Ritmul extraordinar de reproducere [i cre[tere al bacteriilor (biomasa acestora dublându-se `n 30 de minute), con]inutul mare `n proteine (aproximativ 50 % din S.U. a biomasei bacteriene), valoarea biologic\ `nalt\ a proteinelor (apreciat\ la 86), digestibilitatea ridicat\ (peste 92 %), cât [i rolul antipoluant jucat - 51 -


de bacterii `n circuitul materie mineral\ - materie organic\ - materie mineral\, au atras aten]ia cercet\torilor asupra posibilit\]ii dirij\rii tehnologice, la nivel industrial, a `nmul]irii acestora pe anumite substraturi organo-minerale, `n scopul utiliz\rii lor ca surs\ de protein\ furajer\. Biomasa bacterian\ con]ine, `n medie, 50% protein\ brut\, 15% acizi nucleici [i 20% substan]e de rezerv\ (polizaharide, lipide), con]inutul `n aminoacizi fiind prezentat anterior (tab. 4). Cele mai utilizate bacterii pentru producerea de protein\ sunt: bacteriile strict aerobe din genurile Corynebacterium, Pseudomonas, Micrococcus, Brevibacterium, Klebsiella, Arthrobacter, Mycobacterium, Methylomonas, Methylophilus,

Methylo-coccus;

Cellulomonas;

bacteriile albastre/verzi din genurile Nostoc, Oscillatoria,

bacteriile

celulozolitice

din

genul

Spirulina - grup\ denumit\ a "microalgelor" [i tratat\ adesea separat, a[a cum este [i `n aceast\ lucrare. Bacteriile ofer\ avantajele unei rate rapide de cre[tere [i a con]inutului mai mare de triptofan [i de aminoacizi sulfura]i, dar prezint\ [i inconvenientul unui con]inut ridicat `n acizi nucleici (10-20 %), ce pot produce perturb\ri metabolice `n organismul animal consumator; de asemenea, costul separ\rii celulelor bacteriene de mediul de cultur\ este mai ridicat datorit\ dimensiunilor celulare mici (65). Grupul britanic Imperial Chemical Industries (ICI) s-a interesat, `nc\ din anul 1968, de fabricarea de proteine POU, folosind metanol ca substrat [i utilizând o su[\ selec]ionat\ (AS 1) de Methylophilus methylotrophus. În anul 1976, ICI a investit 40 milioane lire sterline `n construirea unei uzine, la Billingham (Marea Britanie), care a intrat `n produc]ie la `nceputul anilor '80; uzina producea anual, 50000 de tone de produs proteic, denumit comercial "Pruteen".

Din anul 1985, randamentul transform\rii metanolului `n protein\

bacterian\ s-a apropiat de optim prin utilizarea unei su[e noi de Methylophilus - 52 -


methylotrophus, mutanta creat\ prin inginerie genetic\. Produsul finit, ob]inut dup\ separarea microorganismelor de substrat, sp\lare, purificare [i deshidratare se livreaz\ sub form\ de praf sau granule, analizele chimice certificând un con]inut mediu de 70% proteine, foarte bogate `n to]i aminoacizii esen]iali - prezen]i `ntr-un raport aproape optim (74). Experien]e efectuate `n Marea Britanie, Fran]a, Germania, Italia, Olanda [i Belgia, `n care s-au folosit 500 de tone de "Pruteen", nu au eviden]iat efecte toxice sau d\un\toare, ci dimpotriv\, o influen]\ pozitiv\ asupra cre[terii [i s\n\t\]ii animalelor: incorporat ca surs\ de proteine `n hrana puilor broileri de g\in\ [i a tineretului de `nlocuire, produsul a substituit cu succes nutre]urile proteice clasice, determinând cre[terea (statistic semnificativ\) a sporului `n greutate, concomitent cu reducerea consumului specific de furaj; de asemenea, la vi]ei, un amestec de "Pruteen" cu zer condensat a putut substitui cu succes laptele smântânit (76). În Norvegia au fost alocate 100 milioane de dolari SUA pentru construirea unei intreprinderi capabile s\ produc\ `n scop furajer 40000 de tone de POU anual (termen de intrare `n produc]ie: 1995), pe substrat de metan extras din Marea Nordului, utilizând o bacterie (su[a M 102) metanotrofic\ importat\ (41). Utilizarea celulozei ca substrat pentru cultivarea bacteriilor `n scopul ob]inerii unei biomase proteice este de dat\ mai recent\, având `ns\ mari perspective dac\ se ]ine cont de disponibilit\]ile mari de resurse celulozice existente (de[euri de la industria lemnului, subproduse celulozice din agricultur\ etc.). În tehnologia producerii biomasei bacteriene se practic\ fermentarea anaerob\ a celulozei, dup\ o prealabil\ tratare cu NaOH a substratului celulozic utilizat; principalele specii utilizate apar]in genurilor Cellulomonas [i Cellfolicula. Bacteriile sunt `n final separate [i uscate, rezultând un nutre] proteic bacterian valoros, care poate `nlocui cu succes sursele proteice clasice `n structura - 53 -


nutre]urilor combinate pentru monogastrice. Asocierea bacteriei Cellulomonas cu Alcaligenes fecalis spore[te randamentul de degradare a celulozei de circa 5 ori (18). Producerea nutre]urilor proteice bacteriene pe baz\ de dejec]ii zootehnice se `mbin\ cu activitatea de prezervare [i depoluare a mediului `nconjur\tor; un aspect interesant ar fi faptul c\ materia prim\ utilizat\ ca substrat se afl\ [i poate fi transformat\ `n furaj proteic `n aceea[i unitate `n care furajul va fi folosit. Fluxul tehnologic include eliminarea corpurilor str\ine solide, separarea mecanic\ a fazei solide [i lichide, `ns\mân]area cu su[e bacteriene selec]ionate `n func]ie de provenien]a dejec]iilor (porci, p\s\ri, taurine etc.), fermentarea separat\ a celor dou\ faze, separarea prin centrifugare a biomasei bacteriene [i uscarea la o temperatur\ care s\ asigure pasteurizarea f\r\ a reduce valoarea nutritiv\ sau biologic\ a produsului finit (76). Bacteriile sunt, `n ultimul timp, tot mai utilizate pentru producerea de probiotice, aspect tratat la capitolul respectiv (3.5). În fosta U.R.S.S. era folosit un preparat furajer, denumit comercial "Meprin B", con]inând protein\ bacterian\ de pe medii nutritive pe baz\ de metanol, cu urm\toarea compozi]ie: 90% SU, 65,7% PB, 6,1% CB, 7,1% GB, 11,1% SEN, 7,8% acizi nucleici, lizin\ 47 g/kg, metionin\+cistin\ 23,2 g/kg, triptofan 7,5 g/kg, treonin\ 34,3 g/kg, fosfor 28,7 g/kg, calciu 0,3 g/kg, Mg, K, Na, Fe, Zn, Cu, Mn, Co [i vitamine din complexul B; preparatul permitea substituirea f\inurilor proteice de origine animal\, cele mai bune rezultate zootehnice [i economice fiind ob]inute `n cazul `n care produsul "Meprin B" asigura 4-20 % din necesarul de proteine al ra]iei monogastricelor.

- 54 -


3.1.4. Biomas\ proteic\ fungic\ Este cunoscut c\, `nc\ din anul 1914, `n scopul complet\rii cerin]elor proteice ale animalelor s-a practicat `ns\mân]area paielor tocate ([i amestecate, `n prealabil, cu s\ruri de amoniu), cu ciuperci din genul Aspergillus, sporind astfel con]inutul `n proteine al paielor de circa 10 ori (de la 0,8% la 8-9% PB). În prezent, cultivarea mucegaiurilor (fungilor) se face `ndeosebi `n culturi submerse, pe diferite substraturi de hidra]i de carbon, cel mai adesea fiind utilizate mucegaiuri din genurile Rhizopus, Fusarium, Cladiosporium, Penicillium [i Aspergillus. Folosirea fungilor `n producerea de proteine prezint\ o serie de avantaje fa]\ de celelalte microorganisme, datorit\, pe de o parte, structurii lor filamentoase care permite o separare u[oar\ de mediu dar asigur\ si propriet\]i fizice specifice, utile mai ales pentru realizarea unor produse structurate - iar pe de alt\ parte, datorit\ con]inutului mai redus `n acizi nucleici, comparativ cu bacteriile [i drojdiile. Se apreciaz\ ca biomasa fungic\ con]ine 20-40% proteine, fiind bogata `n vitamine din complexul B [i `n aminoacizi esen]iali - doar metionina [i triptofanul g\sindu-se `n cantit\]i mai reduse; con]inutul proteinei fungice `n aminoacizi, comparativ cu cel al proteinei FAO [i al drojdiilor furajere [i al bacteriilor, a fost prezentat anterior, `n tab.4. Digestibilitatea substan]ei uscate fungice (93%) [i valoarea biologic\ a proteinei fungice (75) sunt mai mari decât la drojdii, dup\ cum [i con]inutul `n aminoacizi sulfura]i - limitan]i pentru proteina fungic\ - este totu[i, net superior celui din proteina celorlalte microorganisme.

Prin suplimentare cu metionin\

(0,2%), valoarea biologic\ a proteinei fungice poate ajunge chiar la valori apropiate de 100.

- 55 -


Îmbog\]irea substan]elor amilacee cu proteine fungice prin fermentare `n mediu solid este un procedeu elaborat `n Fran]a de c\tre Raimbault, Germont [i Deschamps (1976), care utilizeaz\ tuberculi de cartofi sau manioc (ca surs\ de hidra]i de carbon), uree [i sulfat de amoniu (ca surse de azot [i sulf) [i alte substan]e minerale (necesare `n mediul de cultur\), precum [i sporii ciupercii Aspergillus niger; `n urma acestui proces, maniocul sau cartofii, care con]in ini]ial circa 5% proteine [i 90% hidra]i de carbon (`n substan]a uscat\), `[i sporesc con]inutul de proteine la 20%, `n timp ce nivelul hidra]ilor de carbon scade la circa 35% (din substanta uscata). Se pot folosi [i alte ciuperci filamentoase decât Aspergillus niger, care este, `ns\, cunoscuta ca având o mare activitate amilolitic\ [i un con]inut ridicat de aminoacizi esen]iali; prin aplicarea acestui procedeu, se considera ca o produc]ie de 40 tone de cartofi (la ha) poate furniza de trei ori mai multe proteine decât o cultur\ de soia, rivalizând cu aceasta [i din punct de vedere economic (76). O nou\ resurs\ furajer\ proteic\ de natur\ fungic\ este pecilo-proteina, produs\ prin cultivarea ciupercii Paecilomyces pe substrat format din le[ii sulfitice sau de[euri de la industria celulozei [i hârtiei.

Producerea peciloproteinei pe

aceste de[euri industriale se consider\ a fi mai avantajoas\ decât cultivarea drojdiilor Torula, datorit\ con]inutului proteic mai ridicat [i mai bunei echilibr\ri a proteinei `n aminoacizi esen]iali, `n special `n metionin\ [i cistin\. Se apreciaza ca peciloproteina con]ine 50-60% PB, putând substitui cu bune rezultate pâna la 50% din fainurile de origine animal\ `n hrana broilerilor de g\in\ [i a tineretului porcin (76). În Finlanda a fost construit\, `n anul 1975, la Jamsankoski, o uzin\ cu o capacitate de producere a 10000 tone anual de proteine din culturi de Paecilomyces, pe reziduuri sulfitate, iar o alt\ uzin\, din Tapella, comercializa, `n anul 1980, acela[i produs, denumit "Pekilo" (74). - 56 -


"Chetomina" este un alt produs proteic furajer de origine fungic\, ob]inut din rumegu[ de plop pe care se cultiv\ micromicete din specia Chaetomium megalocarpum (76). În SUA se cultiv\ ciuperca Trichoderma viridae, atât pe frac]iunea celulozic\ din dejec]ii, cât [i pe dejec]iile zootehnice ca atare; dup\ `ns\mân]area, `nmul]irea [i dez-voltarea ciupercilor, din mediul cultivat se extrag enzimele amilolitice - folosite apoi `n hrana p\s\rilor [i porcilor pentru sporirea digestibilit\]ii nutre]urilor - `n timp ce frac]iunea r\mas\ se folose[te ca nutre] proteic (76). Pe substraturi celulozice, mucegaiurile testate (

)

au permis ob]inerea unui procent de proteine de maxim 17,8%; rezultate bune s-au ob]inut prin cultivarea mucegaiurilor pe melas\, respectiv `n cazul cultiv\rii speciei Fusarium sporogenes, ob]inându-se un produs cu un con]inut de 35-40% proteine (79). Rezultate bune s-au ob]inut [i `n cazul folosirii zerului ca substrat nutritiv, respectiv a lactozei ca surs\ de hidra]i de carbon, fiind cultivate astfel speciile Penicillium roquefortii WR-16, Oospora lactis 15, Zygorohynchus meelleri [i Rhizopus oligosporus.

Cultivarea `n asocia]ie a mucegaiurilor [i a E. coli

permite cre[terea randamentului de producere de proteine la 23 g/l lactoser, biomasa mixt\ ob]inut\ având o valoare biologic\ a proteinelor ridicat\ (95-97) [i un con]inut bogat de vitamine din complexul B. O serie de mucegaiuri au capacitatea de a se dezvolta pe hidrocarburi, realizând un efect similar cu cultivarea drojdiilor: deparafinarea petrolului [i acumularea de biomas\. Primele `ncerc\ri `n acest sens au fost efectuate cu specia Penicillium expansum. Cercet\torii japonezi au izolat de pe produsele petroliere din India, mucegaiul Endomycopsis javaneuris, folosindu-l cu succes pentru cultivarea pe petrol [i motorin\, biomasa ob]inut\ având un con]inut de 41,9 % proteine (79). - 57 -


Cultivarea mucegaiurilor `n scopul ob]inerii de proteine se poate face [i pe gaz natural, folosindu-se tulpini din genul Graphium, iar biomasa ob]inut\ având un con]inut de circa 50% proteine. Ciupercile microscopice sunt utilizate `n producerea de furaje [i prin prisma `mboga]irii valorii nutritive a resurselor celulozice de diferite origini;

`n afara

adaosului de protein\ reprezentat\ de `ns\[i biomasa lor, ciupercile pot descompune celuloza, hemiceluloza [i lignina, m\rind astfel digestibilitatea [i, `n final, valoarea nutritiv\ a nutre]urilor - suport. În acest scop, `n SUA, era folosit\ `n anii '50 ciuperca Trichoderma viridae - care realizeaz\ o hidroliz\ fermentativ\ a celulozei -, iar mai târziu Myrothecium verrucaria - o ciuperc\ celulozolitic\ capabil\ s\ hidrolizeze [i deriva]ii celulozei, de tipul hemicelulozelor [i a ligninei; regimul optim de temperatur\ pentru ace[ti microfungi celulozolitici este `n intervalul 22-35o C. În România, s-au efectuat cercet\ri privind utilizarea ciupercii Pleurotus pentru ridicarea valorii nutritive a furajelor grosiere (cioc\l\i de porumb m\cina]i [i paie tocate), folosindu-se patru tulpini din speciile:

Pleurotus sejorcaju,

Pleurotus florida [i Pleurotus cornucapiae, inoculate pe suportul de grosiere. `n urma tratamentului efectuat, s-a ob]inut un produs furajer cu calit\]i superioare sub aspectul valorii nutritive [i a digestibilit\]ii; digestibilitatea suportului celulozic tratat cu Pleurotus cre[te odat\ cu con]inutul `n protein\ (datorit\ acumul\rii proteinei din micelii) [i cu sc\derea propor]iei de celuloz\ [i de lignin\; produsul nu este toxic, este consumat cu pl\cere de ovine, iar efectul administr\rii la animale este pozitiv; valoarea nutritiv\ a acestui produs a fost stabilit\ la 0,45 UN [i 65 g PB (pe kg SU)(12).

- 58 -


3.1.5. Biomas\ proteic\ din culturi intensive de microalge Cultura masiv\ de alge verzi unicelulare este practicat\ `n câteva ]\ri `n scopul ob]inerii unei biomase proteice, dar, spre deosebire de cultivarea bacteriilor sau drojdiilor, `n cazul acestor alge eucariote nu poate fi vorba decât despre o produc]ie discontinu\, legat\ de procesul de fotosintez\, necesitând suprafe]e de ap\ [i condi]ii de cultivare adecvate (prezentate anterior). Cele mai utilizate genuri sunt Chlorella (Chlorella vulgaris, Chlorella pyrenoidosa) [i Scenedesmus (Scenedesmus quatricauda, Scenedesmus obliquus, Scenedesmus obtusiusculus), cu un con]inut mediu de protein\ brut\ de circa 50%. Al\turi de acestea, mai sunt utilizate genurile Chlamydomonas, Ankistrodesmus [i Closterium

- din grupa algelor verzi -

[i Anacystis,

Oscillatoria [i Nostoc - din grupa algelor albastre. În ceea ce prive[te utilizarea cianobacteriilor (microalge unicelulare albastre), un interes deosebit se manifest\ fa]\ de spiruline, acestea având capacitatea de a fixa [i azotul atmosferic [i de a-[i dubla biomasa `n 3-4 zile. Spirulinele prolifereaz\ `n apele foarte alcaline (cu valoarea pH `n jur de 11), formând practic o monocultur\. Spirulina maxima a fost semnalat\ pentru `ntâia oar\ de c\tre conchistadori (`n anul 1521 - Diaz del Castillo), care au observat cum filamentele acestei alge de culoare albastr\-verde erau recuperate din apele lacului Texcoco (`n Mexic), uscate [i folosite `n hrana b\[tina[ilor.

Mai târziu, `n 1964, un

cercet\tor belgian (J.Leonard) a remarcat `n cursul unei expedi]ii transsahariene, folosirea unor pesme]i alc\tui]i din filamentele unei alge provenind din b\l]ile foarte alcaline ale lacului Ciad: Spirulina platensis (74).

Analize efectuate `n Fran]a,

Italia, Japonia [i Mexic pe e[antioane de spiruline cultivate `n laborator sau recoltate din condi]ii naturale, au confirmat un con]inut `n protein\ de circa 65%, - 59 -


al\turi de 19% glucide, 6% pigmen]i, 4% lipide, 3% celuloz\ [i 3% cenu[\ (`n S.U.); proteinele au o compozi]ie echilibrat\ `n aminoacizi, con]inutul `n metionin\ [i triptofan fiind asem\n\toare sau superioare cazeinei, aminoacidul limitant fiind lizina;

digestibilitatea este superioar\ celei a algelor eucariote (Chlorella,

Scenedesmus), concentra]ia `n acizi nucleici (circa 4%) fiind net inferioar\ atât algelor eucariote (5-6%) cât [i drojdiilor [i bacteriilor utilizate pentru producerea de POU (75). Intreprinderea mexican\ Sosa Texcoco s-a preocupat de recoltarea spirulinelor din lacul Texcoco, de pe o suprafa]\ de circa 900 de hectare, producând la `nceput (`n 1973) 150 de tone de f\in\ de spiruline anual, dup\ 10 ani produc]ia ajungând la circa 1000 de tone anual; `n urma unor investi]ii `n valoare de 5 milioane de dolari SUA (`n 1977), pentru `mbun\t\]iri tehnologice care au vizat [i efectuarea de teste de toxicitate indispensabile pentru comercializare, valoarea produc]iei firmei a crescut, `n 1982 fiind aproximat\ la circa 15 milioane dolari.

Principalele ]\ri importatoare de f\in\ de spirulin\

mexican\ sunt Japonia, SUA [i unele ]\ri europene. În Israel, lâng\ Haifa, o suprafa]\ de 12000 m2 de mla[tini a fost amenjat\ pentru cultivarea de Spirulina platensis, `n timp ce `n Italia s-a experimentat cultura de spiruline `n sistem `nchis, `n tuburi de polietilen\, extinzându-se perioada calendaristic\ favorabil\ multiplic\rii spirulinelor;

randamentul

produc]iei, `n experien]e efectuate la Floren]a, a fost de pân\ la 20 de grame de substan]\ uscat\ din spiruline pe metru p\trat [i pe zi, randament (`n tone S.U./ha/an) de zece ori mai mare decât al culturii grâului [i de asemenea, `n ceea ce prive[te produc]ia de proteine, de peste zece ori mai mare comparativ cu cultura soiei (tab. 12)(74). Selec]ia su[elor de Spirulina [i modificarea genomului lor prin inginerie genetic\ le poate spori [i mai mult productivitatea. - 60 -


Tabelul 12 Randamentul productiv al spirulinelor (dup\ Ciferri, 1981, citat de Sasson)(74) Cultura \ produc]ia

Tone / ha / an Substan]\ uscat\

Grâu Porumb Soia Spiruline

4 7 6 50

Protein\ brut\ 0,5 1,0 2,4 35,0

Asigurarea proteinelor din ra]ie (chiar `n propor]ie de pân\ la 100%) prin spiruline determin\ la animale o rat\ de cre[tere normal\, neeviden]iindu-se anomalii sau efecte patologice secundare la animalele `n cauz\. Privitor la utilizarea biomasei de spiruline ca furaj, `n experien]e efectuate la Sta]iunea de Cercet\ri Avicole INRA - Fran]a au fost puse `n eviden]\ efectele fiziologice net favorabile ale administr\rii spirulinelor `n furajul g\inilor ou\toare, rezultatele concertizându-se `n sporirea produc]iei de ou\, intensificarea culorii g\lbenu[ului [i cre[terea con]inutului ou\lor `n vitamine.

De asemenea, cercet\ri

efectuate `n Uzbekistan au eviden]iat efectul pozitiv al introducerii biomasei de spiruline `n hrana puilor de carne, fiind prin aceasta favorizat\ viteza de cre[tere a puilor. Folosirea spirulinelor `n alimenta]ia pe[tilor ornamentali are ca efect o colora]ie deosebit\ a acestora. Pigmen]ii alba[tri din spiruline pot fi folosi]i `n industria alimentar\, acest tip de colorant fiind destul de rar `ntâlnit `n alte produse naturale. În concluzie, utilizarea microalgelor `n scopul producerii de protein\ furajer\ are certe perspective (necesitând `ns\ condi]ii de mediu specifice), biomasa ob]inut\ având nu numai un con]inut ridicat `n proteine ci [i alte calit\]i utile.

- 61 -


3.2. Aminoacizi 3.2.1. Definire, istoric, importan]\, producere. Aminoacizii sunt elementele constitutive ale tuturor proteinelor naturale, atât din plante cât [i din animale;

primul aminoacid descoperit a fost glicina

(Braconnot, `n 1820, din gelatin\) iar ultimul a fost treonina (izolat de Meyer [i Rose, `n 1936). Aminoacizii fac parte din grupa metaboli]ilor primari produ[i de c\tre celulele microbiene `n cursul dezvolt\rii lor. Aceste celule nu produc, `n mod obi[nuit, cantita]i mari de metaboli]i primari, pentru c\ aceasta ar reprezenta o risip\ `nsemnat\;

totu[i, exist\ su[e microbiene care prezint\ anomalii `n reglarea

producerii metaboli]ilor, su[e ce sunt selec]ionate (sau "croite" prin inginerie genetic\) pentru a fi utilizate `n procesele industriale de ob]inere a aminoacizilor, ca [i a celorlal]i metaboli]i primari de interes economic (acizi organici, vitamine, nucleotide, solven]i etc.). Suplimentarea cu aminoacizi a hranei este deja o tehnic\ consacrat\ `n cazul monogastricelor [i - `n pofida aparen]elor - `n curs de afirmare la rumeg\toare (la care se folosesc aminoacizi proteja]i `mpotriva degrad\rii ruminale). La porcine, o suplimentare adecvat\ `n unii aminoacizi este considerat\ a fi esen]ial\ pentru dezvoltarea unor ]esuturi s\race `n gr\simi, respectiv pentru ob]inerea unei carcase slabe, apreciat\ ca fiind de calitate. Aceast\ completare a hranei cu anumi]i aminoacizi (esen]iali [i limitan]i) urm\re[te corelarea disponibilului ra]iei `n ace[ti principii nutritivi cu cerin]ele specifice ale animalului `n cre[tere, `n func]ie de compozi]ia proteinei corporale neoformate [i a sporului `n

- 62 -


general (peste necesarul de `ntre]inere). Având `n vedere ponderea major\ a cerealelor `n alimenta]ia porcinelor [i faptul c\ acestea sunt deficitare `n primul rând `n lizin\ [i apoi, `n treonin\ (orzul [i grâul) sau triptofan (porumbul), rezult\ c\ ace[ti aminoacizii sunt principalii limitan]i `n produc]ia de carne la porcine, `n ordinea prezentat\;

mai pot ap\rea `ns\ deficien]e `n asigurarea cantit\]ii [i

propor]iilor necesare [i `n cazul metioninei + cistinei, izoleucinei, valinei [i histidinei. La p\s\ri, de[i dieta acestora se bazeaz\ tot pe cereale, primii aminoacizi limitan]i sunt, `n general, cei sulfura]i (metionin\+cistin\), urma]i `n ordine de lizin\, treonin\, triptofan, izoleucin\ [i arginin\, pentru broileri `ns\ lizina trecând pe primul loc, urmat\ de metinin\+cistin\, treonin\ [i valin\. Faptul c\ oferta de aminoacizi de sintez\ este tot mai bogat\, atât ca gam\ cât [i sub aspectul cantit\]ilor [i costurilor, permite o echilibrare superioar\ a ra]iei monogastricelor `n ace[ti principii nutritivi.

Biotehnologiile `[i aduc un aport

consistent `n acest sens, prin biosintez\ fermentativ\ producându-se `n prezent tot mai mul]i aminoacizi: `n afara lizinei, se pot ob]ine prin sinteza microbiologic\ industrial\ [i al]i aminoacizi esen]iali sau neesen]iali - `ndeosebi acid glutamic, treonin\, valin\, triptofan, prolin\, metionin\ dar [i al]ii; pentru biosinteza acestora s-au stabilit la nivel molecular mecanismele de reglare a producerii lor de c\tre microorganismele specializate. Avantajul biosintezei microbiologice a aminoacizilor rezid\ `n producerea numai a izomerului activ (L-aminoacid), `n timp ce sinteza chimic\ duce la ob]inerea unui amestec racemic a celor doi izomeri (L [i D), greu de separat; deoarece activitatea biologic\ a izomerului D este mult mai redus\ (cu varia]ii `n func]ie de tipul aminoacidului [i de specia animal\), este evident c\ produsul ob]inut pe cale chimic\ are o valoare biologic-activ\ diminuat\ comparativ cu produsul de biosintez\ microbian\. - 63 -


Capacitatea microorganismelor de a elimina `n mediul de cultur\, mai ales la sfâr[itul perioadei exponen]iale de cre[tere, unele cantit\]i de aminoacizi, a fost pus\ `n eviden]\ (dup\ unele surse - 65) `n anul 1950 la bacterii, `n 1952 la drojdii, `n 1955 la mucegaiuri [i `n 1958 la actinomicete; alte surse (102) arat\ c\, dup\ ce metionina a fost izolat\ chimic `nc\ din anul 1923 [i experimentat\ `n scop furajer dup\ 1940, `ncepând din 1948 a fost produs\ la scar\ comercial\, `n timp ce treonina a fost descoperit\ `n anul 1935 (dar abia dup\ anii '80 au fost clarificate cerin]ele `n treonin\ la animale) iar L-acidul glutamic a fost biosintetizat in vitro din anul 1957 (acidul glutamic fiind, se pare, primul aminoacid produs industrial - dar pe cale chimic\ - `nc\ din primul deceniu al secolului XX - Ikeda, `n 1908, fiind folosit pentru producerea glutamatului de sodiu). Începând din anul 1955, `n Japonia, Kinoshita [i colaboratorii s\i au intreprins un studiu sistematic asupra form\rii de aminoacizi de c\tre microorganisme, `n scopul unei produceri industriale pe aceast\ cale, fiind testate mai multe mii de su[e de microorganisme, incluzând atât tulpini cunoscute, cât [i nou izolate. Un studiu similar a fost intreprins de Krasilnicov, `ncepând din 1959, `n fosta URSS, fiind testate circa 1000 de tulpini microbiene (dintre care 456 tulpini de bacterii, 264 tulpini de actinomicete [i 245 tulpini de drojdii). Aceste studii au ar\tat c\ majoritatea microorganismelor produc `n mediul de cultur\ anumite cantit\]i de aminoacizi, dar cele mai productive sunt bacteriile din genurile: Arthrobacter,

Mycobacterium,

Micrococcus,

Corynebacterium,

Brevibacterium . În general, `n mediul de cultur\ se reg\sesc mai mul]i aminoacizi [i mai rar unul singur, cel mai frecvent fiind `ntâlni]i alanina, acidul glutamic, acidul aspartic, glicina, serina, valina [i leucina [i mai pu]in lizina, metionina, triptofanul [i al]i aminoacizi.

- 64 -


Producerea microbiologic\ de aminoacizi se realizeaz\ cu ajutorul urm\toarelor categorii de microorganisme: - tulpini s\lbatice (prototrofe): acid L-glutamic, L-valin\, L-alanin\, L-prolin\; - mutante auxotrofe de aminoacizi: L-lizin\, L-leucin\, L-treonin\, L-prolin\, L-ornitin\, acid L-aspartic, L-valin\; - mutante auxotrofe de biotin\: acid L-glutamic; - mutante regulatoare: L-lizin\, L-treonin\, L-arginin\, L-metionin\; - pornind de la precursori de biosintez\:

L-triptofan, L-izoleucin\,

L-fenilalanin\, L-serin\, L-histidin\. * organismele prototrofe `[i pot asigura din mediul normal necesarul de nutrien]i pentru dezvoltare, fiind capabile s\ sintetizeze compu[i organici din substan]e anorganice;

mutantele auxotrofe sunt deficitare metabolic, de regul\ incapabile s\

produc\ o enzim\ care s\ le permit\ sintetizarea unui nutrient indispensabil (un aminoacid, o vitamin\ etc), fapt ce impune suplimentarea mediului normal cu substan]a respectiv\;

mutantele regulatoare sunt anormale metabolic, fiind incapabile s\ `[i

limiteze producerea unui metabolit (ex. aminoacid), eliminându-l `n exces `n mediul de cultur\.

În tab. 13 sunt prezentate unele specii de microorganisme mutante auxotrofe utilizate pentru biosintetizarea unor aminoacizi (65). Lizina a fost pentru `ntâia oar\ produs\ la scar\ industrial\ `n anii '60, odat\ cu definirea rolului s\u major `n alimenta]ia animalelor [i cre[terea cerin]elor industriei furajere pentru includerea ei ca aditiv `n nutre]urile combinate pentru porci [i p\s\ri.

- 65 -


Tabelul 13 Producerea de aminoacizi de c\tre microorganisme mutante auxotrofe (dup\ Raicu [i col.)(65) AMINOACIDUL PRODUS

PRODUCŢIA (g/l mediu)

MICROORGANISME

L-lizin\

Corynebacterium glutamicum Brevibacterium flavum Brevibacterium lactofermentum

13 34 20,2

L-leucin\

Corynebacterium glutamicum

16

L-prolin\

Corynebacterium glutamicum

14,8

L-citrulin\

Corynebacterium glutamicum Bacillus subtilis K

10,7 16,5

L-ornitin\

Corynebacterium glutamicum Brevibacterium sp. (B. flavum)

26 23

L-treonin\

Arthrobacter paraffineus Escherichia coli

9 10,5

L-valin\

Corynebacterium glutamicum Arthrobacter paraffineus

30 9

În prezent, sinteza chimic\ a lizinei a devenit neeconomic\ prin compara]ie cu biosinteza sa prin tehnologii fermentative. Prin biotehnologie se poate ob]ine L-lizin\ pur\, forma comun\ de comercializare [i utilizare pentru alimenta]ia animal\ fiind cea de sare monohidroclorhidric\ (L-lizin\ HCl); forma de prezentare poate fi de pulbere cu aspect cristalin, de culoare deschis\, cu diverse concentra]ii `n L-lizin\ (min.78% sau min.98%) sau sub form\ lichid\ (con]inând 20% - 50% L-lizin\). Unele

su[e

de

Brevibacterium

flavum

[i

de

Corynebacterium

glutamicum pot transforma peste o treime din zah\rul din mediul de cultur\ `n lizin\, cantit\]ile ob]inute ajungând pân\ la 75 de grame de lizin\ pe litru de mediu - 66 -


(74); `n Japonia se produce lizin\ prin biosintez\, cu ajutorul speciei Micrococcus glutamicus, specie care permite ob]inerea [i a acidului glutamic sau a altor aminoacizi, `n func]ie de dirijarea parametrilor fermenta]iei [i a mediului de cultur\. Lizina este produsul final al unei c\i metabolice ramificate, care duce [i la sinteza metioninei [i treoninei. Lizina [i treonina `[i exercit\ ac]iunea de reglare asupra primei enzime a c\ii metabolice (aspartat-kinaza), inhibându-i activitatea atunci se acumuleaz\ `n celul\ o anumit\ cantitate din ace[ti aminoacizi. Pentru intensificarea producerii de lizin\ s-au selec]ionat [i izolat dou\ tipuri de mutan]i microbieni. Un prim tip de muta]ie a genei homoserin-dehidrogenazei are ca efect suprimarea activit\]ii acestei enzime [i, ca urmare, anularea sintezei treoninei [i metioninei, fiind astfel eliminat unul din inhibitorii aspartat-kinazei (treonina); un asemenea mutant este apoi cultivat `ntr-un mediu care con]ine insuficient\ treonin\ pentru a putea `ncetini/opri biosinteza lizinei, aceasta desf\[urându-se normal, continuu [i `n consecin]\, poate cre[te cantitatea de lizin\ produs\ [i acumulat\. Al doilea tip de muta]ie are ca efect modificarea aspartat-kinazei, care nu mai poate reac]iona cu lizina, ne mai fiind astfel sensibil\ la retroinhibi]ia exercitat\ de acest aminoacid; acesta din urm\ se acumuleaz\ `n celula mutant\ [i apoi, `n mediul de cultur\. Cele dou\ tipuri de mutan]i auxotrofi pot fi izola]i datorit\ rezisten]ei lor la un compus (AEC) ce seam\n\ cu lizina (imit\ ac]iunea ei reglatoare [i inhib\ aspartat-kinaza); `n prezen]a acestui compus, su[ele s\lbatice (normale) mor, deoarece nu pot sintetiza lizina, `n timp ce su[ele mutante supravie]uiesc. În România, `n cadrul ICCF Bucure[ti s-a ob]inut (`n anii 1970-1972) prin lucr\ri de mutagenez\ cu radia]ii ultraviolete [i cu nitrozoguanidin\, o mutant\ auxotrof\ de la Brevibacterium lactofermentum ATCC 13896, denumit\ Brevibact. lactofermentum ICCF-3, capabil\ s\ produc\ 35-40 g lizin\/litru de - 67 -


mediu de cultur\, folosit\ apoi pentru producerea de lizin\ furajer\ la Intreprinderea de Antibiotice Ia[i. Metionina a `nceput s\ fie produs\ `n anii '50, prin sintez\ chimic\, aceast\ cale fiind [i `n prezent mai eficient\ economic - [i deci preferat\ - `n compara]ie cu sinteza biotehnologic\; `n plus, animalele au `n general ( inclusiv porcinele [i p\s\rile) capacitatea de a converti izomerul D-metionin\ `n L-metionin\, ceea ce face ca utilizarea produsului ob]inut pe cale chimic\ (DL-metionin\) s\ satisfac\ atât sub aspect nutri]ional, cât [i economic. Mai mult, `n ultimii ani s-a dezvoltat producerea unui analog chimic al metioninei, respectiv acidul DL-2-hidroxi-4-metilmercaptobutiric (prezentat `n general sub form\ lichid\), acesta fiind transformat `n organismul, animal `n metionin\ (prin procese de oxidare [i transaminare); utilizarea acestui tip de produs este considerat\ a fi deosebit de avantajoas\ economic. L-treonina [i L-triptofanul sunt al]i doi importan]i aminoacizi produ[i `n prezent pe cale biotehnologic\.

Producerea industrial\ de L-treonin\ prin

tehnologii fermentative s-a dezvoltat `n anii '80, fiind destinat\ `ndeosebi industriei nutre]urilor combinate pentru porci [i p\s\ri; producerea ini]ial\ a DL-triptofanului prin bioconversii este `nlocuit\ `n prezent de ob]inerea de L-triptofan prin fernmenta]ie microbian\, utilizarea sa `n alimenta]ia animal\ fiind limitat\ `ndeosebi de produc]ia redus\ cantitativ. Se consider\ c\ acidul glutamic - a c\rui produc]ie mondial\ era `n anul 1980 de cca. 360 000 de tone - este sintetizat numai prin culturi de Corynebacterium glutamicum [i de Brevibacterium flavum [i c\ `n cazul producerii de glutamat pe baza de etanol, folosind specii de Brevibacterium, s-a ob]inut un randament de 60 g/litru, `n timp ce `n cazul producerii glutamatului pe mediu de n-parafine, cu o tulpin\ de Corynebacterium alkanolyticum, s-a ob]inut 40 de grame/mediu (65). - 68 -


Japonia este, de altfel, `ntre primele ]\ri `n ceea ce prive[te biosinteza microbiologic\ industrial\ a aminoacizilor, `n principal prin dou\ mari companii: Kyowa Fermentation Industry [i Ajinomoto Company of Japan. Şi `n România, `n urma cercet\rilor colectivului de microbiologie de la Sec]ia de Biosinteze a ICCF Bucure[ti, s-a realizat producerea de acid glutamic cu ajutorul unor su[e de Brevibacterium lactofermentum;

prin lucr\ri de

mutagenez\ cu radia]ii gamma s-au ob]inut su[e mutante ce produc pân\ la 60 g/litru (acid glutamic) [i care au fost apoi introduse `n practica industrial\ (la Cluj-Napoca). În prezent, se desf\[oar\ `n toat\ lumea o asidu\ munc\ de cercetare `n vederea biosintetiz\rii microbiologice [i a altor aminoacizi, necesari atât pentru uz furajer cât [i pentru uz uman, viitorul rezervând perspectiva producerii aminoacizilor numai pe aceast\ cale.

3.2.2. Utilizare practic\, produse comercializate.

A[a dup\ cum deja s-a ar\tat, aminoacizii de biosintez\ cei mai utiliza]i sunt lizina, treonina [i triptofanul, la care se adaug\ acidul glutamic [i mai ales metionina -aceasta din urm\ fiind `ns\ produs\ cu preponderen]\ pe cale chmic\. Folosirea acestora `n alimenta]ia animal\ este reglementat\ `n Uniunea European\ prin Directiva 471/82, care prezint\ produsele `nregistrate [i autorizate `n acest scop Avantajele introducerii aminoacizilor `n hrana animalelor sunt atât de ordin nutri]ional, cât [i de ordin tehnic, ecologic [i economic; avantaje rezid\ `n:

- 69 -

`n principal, aceste


- garantarea echilibr\rii balan]ei aminoacizilor din hran\ corespunz\tor cerin]elor organismului animal; - `mbun\t\]irea nutri]iei proteice corespunz\tor `mbun\t\]irii valorii biologice a proteinei din ra]ia animalelor; - reducerea nivelului proteinei brute `n ra]ie, ceea ce atrage [i o reducere a a efortului fiziologic de metabolizare a azotului suplimentar, o reducere a consumului de ap\, reducerea cantit\]ii de azot eliminat prin dejec]ii [i nu `n ultimul r\nd, o reducere a costului hranei; - sporirea flexibilit\]ii formul\rii ra]iilor, l\rgindu-se gama materiilor prime furajere care pot fi luate `n considerare `n alc\tuirea ra]iei; - `mbun\t\]irea performan]elor productive [i `n final, cre[terea rentabilit\]ii produc]iei. Una dintre cele mai mari firme produc\toare de aminoacizi de biosintez\ este ADM BioProducts din SUA (pentru Europa având sediul `n Germania), cea care produce [i comercializeaz\ produsele ADM L-lysine (con]inând 98.5 % L-lizin\ HCl, respectiv minimum 78.8 % L-lizin\), ADM L-Threonine (con]inând minimum 98 % L-treonin\) [i ADM Tryptosine (con]inând un amestec unic de triptofan -15%- [i lizin\ -70%); produsele ADM sunt comercializate [i `n România, prin firma Rhone-Poulenc Nutrition Animale România SRL (firma francez\ Rhone-Poulenc este cel mai mare produc\tor mondial de DL-metionin\ - inclusiv metionin\ protejat\ pentru vaci de lapte, produs comercializat sub denumirea de "Smartamina"). Firma ADM produce pentru firma german\ BASF L-lizin\ comercializat\ de aceasta din urm\ sub forma unui produs specific, denumit "Luta-Lysin"; produsul `n cauz\ este granulat fin, ceea ce permite o foarte bun\ omogenizare `n nutre]ul combinat, iar firma BASF arat\ c\ folosirea lui permite nu numai o economie de proteine `n ra]ie, cu consecin]e economice pozitive, dar [i o reducere a

- 70 -


con]inutului dejec]iilor `n azot amoniacal, ceea ce reprezint\ [i un avantaj economic. Un alt produs de uz furajer con]inând L-lizin\ ob]inut\ pe cale biotehnologic\ este "Sewon L-Lysine", comercializat de firma SEWON din Koreea (cu filiale `n SUA, Germania [i China). Referitor la rezultatele ob]inute `n cazul utiliz\rii `n alimenta]ia animalelor a aminoacizilor biosintetiza]i, `n prezent exist\ un volum foarte mare de date care confirm\ rolul pozitiv al acestora `n ridicarea valorii biologice a proteinei din ra]ie, ceea ce atrage o `mbun\t\]ire a performan]elor productive (`n special `n produc]ia de carne, dar [i `n cea de ou\); totodat\, echilibrarea ra]iilor folosind aminoacizi biosintetiza]i ofer\ posibilitatea economisirii unor materii prime proteice scumpe sau mai greu disponibile `n condi]iile reducerii cantit\]ii totale de azot din ra]ie, ceea ce atrage atât avantaje economice, cât [i ecologice. Unii cercet\tori (44) au experimentat introducerea `n alimenta]ia p\s\rilor domestice a unui premix con]inând germeni produc\tori de lizin\ (E.coli-lys, 5x108/g premix, 125-250 g premix/100 kg nutre] combinat), eviden]iind o influen]\ pozitiv\ asupra cre[terii `n greutate [i a valorific\rii hranei, `n timp ce al]ii (22) au pus `n eviden]a influen]a favorabil\ a introducerii de bacterii produc\toare de alanin\ `n hrana puilor broiler de g\in\, asupra vitezei de cre[tere a acestora. În concluzie, se poate afirma c\ utilizarea aminoacizilor produ[i pe cale biotehnologic\ `n alimenta]ia animal\ este, deja, o tehnic\ cunoscut\ [i des folosit\ `ndeosebi la monogastrice, avantajele oferite vizând atât nivelul cantitativ [i calitativ al produc]iei animale, cât [i latura economic\ [i ecologic\ a activit\]ii de cre[tere a animalelor.

- 71 -


3.3. Enzime furajere 3.3.1. Definire, istoric, importan]\ Termenul de "enzime" a fost pentru prima dat\ folosit de c\tre Kuhne (`n anul 1887) pentru a numi o substan]\ catalitic\ pe care a ob]inut-o din drojdii; dup\ ce Sumner a cristalizat ureaza (`n 1926) demonstrându-i activitatea catalitic\, s-a stabilit [i faptul c\ toate enzimele sunt, `n fapt, proteine. Ca atare, cea mai simpl\ defini]ie a enzimelor poate fi c\ acestea sunt proteine cu activitate catalitic\. Activitatea catalitic\ a enzimelor este caracterizat\ de substratul specific asupra c\ruia ac]ioneaz\ [i de produ[ii rezulta]i `n urma reac]iei catalizate, reac]ie definit\ de interrela]iile substrat-produ[i; `n consecin]\, clasificarea enzimelor se face `n primul rând dup\ natura reac]iei pe care o catalizeaz\ [i apoi, dup\ substratul [i produ[ii specifici.

Astfel, Comisia pentru enzime a Uniunii

Interna]ionale de Biochimie consider\ c\ orice enzim\ apar]ine uneia din urm\toarele clase: 1. Oxidoreductaze - catalizeaz\ reac]ii de oxidare-reducere, denumirea lor sistematic\ fiind de "donor/acceptor oxidoreductaze" (ex. donor dehidrogenaza); 2. Transferaze - catalizeaz\ transferul unor grup\ri chimice de la o molecul\ la alta, fiind denumite sistematic "gruptransferaze" (ex. fosfotransferaze); 3. Hidrolaze - catalizeaz\ ruperea pe cale hidrolitic\ a leg\turilor C-C, C-N, C-O sau O-P; reac]iile catalizate implicând dou\ substraturi, din care unul acceptorul - este `ntotdeauna apa, numele sistematic al acestor enzime va avea `n vedere cel\lalt substrat asupra c\ruia ac]ioneaz\: "substrataze" (ex. proteaze, celulaze, amilaze); - 72 -


4. Liaze - catalizeaz\ reac]iile de eliminare sau de adi]ie ce rezult\ `n urma ruperii leg\turilor de tip C-C, C-N sau C-O, denumirea lor sistematic\ fiind `n primul caz de "substrat grupliaz\" (ex. decarboxilaze) iar `n cel de al doilea de "produs sintaz\"; 5. Izomeraze - catalizând rearanjamente structurale [i denumite `n func]ie de tipul de izomerizare [i de natura substratului (ex. cis/trans-izomeraze); 6. Ligaze - catalizând formarea de leg\turi (C-C, C-O, C-N etc.) cuplate prin hidroliza leg\turilor fosfoenergetice ("A:B ligaze" sau "sintetaze"). Activitatea enzimelor are ca efect o accelerare a vitezei de desf\[urare a reactiilor pe care le catalizeaz\, vitez\ ce poate fi multiplicat\ de 1012-1020 ori, la finele fiec\rui ciclu de reac]ie enzima reg\sindu-se neconsumat\ (ca orice catalizator) al\turi de produ[ii rezulta]i din substratul ini]ial. Microorganismele se preteaz\ foarte bine la producerea enzimelor; aceast\ produc]ie poate fi considerabil sporit\ prin dirijarea factorilor de cultur\ sau/[i prin modificarea genomului microbian. Enzimele au `n prezent, largi utiliz\ri [i `n consecin]\, produc]ia mondial\ de enzime este `n continu\ cre[tere. Astfel, se apreciaz\ c\, la nivelul anului 1980, valoarea produc]iei de enzime `n SUA a fost de circa 110 mil.$, `n Europa Occidental\ de 180 mil.$, iar `n Japonia de circa 60 mil.$ - aceste ]\ri fiind `n fruntea produc]iei mondiale de enzime; cantitativ, `n 1980 s-au produs pe plan mondial peste 500 tone proteaze bacteriene, 300-350 tone amiloglucozidaze, 300320 tone amilaze, 50-70 tone glucozizo-meraz\, 10 tone pectinaze etc., vânz\rile atingând o valoare totala de circa 300 mil.$ SUA (74). În biotehnologiile actuale se folosesc enzime libere, enzime imobilizate [i celule microbiene imobilizate.

Comparativ cu enzimele libere, enzimele

imobilizate simplific\ mult procesul biotehnologic, reducând considerabil costurile [i permi]ând realizarea continuit\]ii procesului. Celulele microbiene imobilizate - 73 -


reprezint\ un mijloc de biocataliz\ industrial\ de perspectiv\, deoarece `n acest caz ac]ioneaz\ sisteme polienzimatice pentru ob]inerea unui produs final [i a unui sistem ce permite regenerarea cofactorilor enzimatici (65). Conceptul de a ad\uga enzime `n furajul animalelor este cunoscut [i aplicat practic de mai multe decenii. Enzimele utilizate `n nutri]ia animal\ sunt, `n marea lor majoritate, hidrolitice, scindând macromoleculele nutrien]ilor `n unele suficient de simple (mici) pentru a putea fi absorbite prin peretele intestinal [i apoi metabolizate; astfel, enzimele pot fi descrise ca ni[te adev\ra]i "din]i ai naturii". Exist\ opinii conform c\rora enzimele pot fi incluse `n categoria promotorilor naturali de cre[tere [i c\, `ntr-un sens mai larg, ele ar putea fi considerate probiotice; al]i speciali[ti consider\ c\ termenul "probiotic" nu poate fi acceptat `n cazul enzimelor, deoarece modul lor de ac]iune ca promotori de cre[tere la animale difer\ net de cel al microorganismelor vii - pentru care este consacrat\ denumirea de "probiotice". Dezvoltarea biotehnologiilor a oferit, `n timp, metode superioare de producere, caracterizare [i utilizare a enzimelor, fapt ce s-a reflectat [i `n cercetarea din domeniul utiliz\rii enzimelor ca aditivi furajeri `n diferitele sisteme de hr\nire a animalelor.

3.3.2. Principii de ac]iune, factori de influen]\ Pe plan mondial exist\ firme specializate `n producerea de enzime destinate uzului furajer, iar datele referitoare la aspectele practice ale utiliz\rii acestor enzime `n alimenta]ia animal\, sunt destul de numeroase [i elocvente pentru a le sus]ine. Indeosebi dup\ anul 1980, au fost publicate `n `ntreaga lume un num\r mare de lucr\ri pe marginea acestui subiect, majoritatea cercet\rilor eviden]iind rezultate pozitive datorate includerii enzimelor `n hrana animalelor. - 74 -


Un rol important al enzimelor ad\ugate `n hran\ este, `n special la monogastrice, de a "sf\râma" polizharidele pere]ilor celulelor vegetale (`ntre care celuloza reprezint\

70-95%) pân\ la monomeri sau oligomeri cu greutate

molecular\ sc\zut\, ce pot fi absorbi]i la nivel intestinal. Enzimele suplimentate furajului pot facilita eliberarea [i a acelor nutrien]i proteja]i prin pere]ii celulari, cât [i distrugerea unor factori antinutritivi prezen]i `n unele materii prime furajere; totodat\, ele suplimenteaz\ cantitatea de enzime produse endogen, aspect important `n special `n cazul animalelor tinere, la care se impune acest fapt. Ca atare, utilizarea enzimelor `mbun\t\]e[te valorificarea materiilor prime tradi]ionale din hrana monogastricelor dar face posibil\ [i utilizarea (sau cre[terea propor]iei de utilizare) de sortimente furajere cu con]inut mai ridicat `n celuloz\ sau `n polizaharide neamidonoase (PNA), `ns\ mai ieftine [i u[or disponibile. Enzimele ac]ioneaz\ numai asupra substratului specific (pe care `l recunoa[te printr-un mecanism intim), astfel c\, din punctul de vedere al disponibiliz\rii pentru animal a nutrien]ilor din furaj, este necesar\ o combinare a activit\]ii diferitelor enzime. În acest mod se explic\ eficacitatea sporit\ a utiliz\rii amestecurilor multi-enzimatice (numite [i "coktailuri enzimatice"), comparativ cu preparatele enzimatice simple (con]inând o singur\ enzim\). De asemenea, unele produse enzimatice similare, dar de origine diferit\, se pot deosebi ca randament al activit\]ii lor; o eficacitate sporit\ se ob]ine `n cazul amestecurilor (de ex., beta-glucanaze de origine bacterian\ [i respectiv, fungic\). Pentru o utilizare eficient\ a enzimelor ca aditivi furajeri, se consider\ c\ trebuiesc cunoscute ini]ial urm\toarele aspecte: - structura chimic\ precis\ a materiilor prime "]int\" [i capacitatea lor de a fi degradate prin tratament enzimatic;

- 75 -


- modul specfic de ac]iune a enzimei; este necesar a fi selec]ionate acele tipuri de enzime, care au o temperatur\ [i o valoare pH de ac]iune optim\, apropiate de condi]iile fiziologice ale animalului; - fiziologia digestiei la speciile "]int\", interesând mai ales interac]iunile dintre enzime [i secre]iile din tubul digestiv (19). De regul\, prin fermenta]ie controlat\ nu se produc preparate enzimatice pure, alc\tuite dintr-un singur tip de enzime, ci se ob]in produse enzimatice complexe, cu o activitate preponderent\, dar cumulând [i o alt\ serie de activit\]i (`n paralel), ceea ce se transform\, practic, `ntr-un avantaj, având `n vedere c\, de exemplu structura peretelui celular este o matrice complex\ de polimeri de hidra]i de carbon asupra c\rora trebuie s\ ac]ioneze, succesiv, mai multe enzime. Enzimele furajere se consider\ c\ trebuie s\ `ndeplineasc\ câteva condi]ii: - s\ fie termostabile (pentru a rezista temperaturii de granulare a nutre]urilor); - s\ fie rezistente la atacul proteolitic din stomac [i intestin; - s\ fie maxim active la temperaturi [i valori pH normale fiziologic, caracteristic animalelor la care sunt administrate; De asemenea, pentru o bun\ eficien]\ a utiliz\rii lor, preparatele enzimatice de uz furajer trebuie s\ aib\ o mare concentra]ie activ\ [i o capacitate de dispersabilitate rapid\ [i uniform\ (forma de prezentare a acestor produse trebuie s\ permit\ o suplimentare simpl\ [i u[oar\ la furaj - de regul\, produsele sub forma de pulberi uscate sunt preferate celor sub form\ lichid\ -[i s\ `[i men]in\ caracteristicile timp cât mai `ndelungat, chiar [i `n condi]iile introducerii lor `n premixuri vitamino-minerale sau `n alte condi]ii de stocare. Din cele expuse, se poate observa c\ stabilitatea enzimelor este un spect de maxim\ importan]\.

Dac\ activitatea enzimelor se pierde pe parcursul

procesului de preparare este clar c\, suplimentarea lor `n hran\ va fi ineficient\. - 76 -


Enzimele, fiind practic proteine, pot fi u[or denaturate/inactivate de unii factori, ca: temperatur\ ridicat\, aciditate, alcalinitate, metale grele, al]i agen]i oxidan]i; ad\ugate `n furaj, ele trebuie s\ reziste procesului de preparare a furajelor, condi]iilor acide din stomac [i atacului proteolitic din intestinul sub]ire, fiind selec]ionate `n acest sens, a[a dup\ cum s-a ar\tat anterior. Stabilitatea poate fi `mbun\t\]it\ prin ata[area enzimelor pe substraturi transportoare care le `ntre]in/protejeaz\ activitatea. Un astfel de proces (patentat), incluzând un "agent stabilizator", a fost pus la punct de c\tre firma Cultor Ltd., din Finlanda (fost\ FinnSugar Ltd.) [i folosit `n producerea premixurilor comerciale de enzime furajere (35). In ceea ce prive[te stabilitatea la temperaturi ridicate, rezultatele mai multor cercet\ri indic\ clar men]inerea (`n propor]ie de 50-98%) activit\]ii enzimelor ad\ugate `n hran\ chiar [i dup\ supunerea la temperaturi de pân\ la 95oC (16;35). Proteazele fungice - ca de exemplu cele de Aspergillus - se pare c\ sunt mai pu]in rezistente la temperatur\ `n compara]ie cu cele de origine bacterian\. Rezultatele unor studii efectuate de firma Cultor au arat\t c\ atunci când stabilizarea [i amestecarea enzimelor `n furaj este corespunz\toare, activitatea enzimelor `n tractusul digestiv animal r\mâne ridicat\ timp de mai multe ore, atât `n condi]ii de aciditate, cât [i de atac proteolitic. `n ultimii ani au fost f\cute investiga]ii [i cu privire la efectul vitaminelor, mineralelor [i a altor agen]i oxidan]i din premixurile de tip PVM `n care se `nglobeaz\ preparatele enzimatice, asupra stabilit\]ii activit\]ii enzimatice pe timpul depozit\rii. Rezultatele experien]elor prin care s-a urm\rit stabilitatea la stocare a unor enzime furajere incluse `n premixuri, au indicat pierderi semnificative `n activitatea enzimatic\ `n timpul primelor dou\ luni dup\ introducerea preparatului polienzimatic Avizyme `n premixul PVM [i respectiv, nici o pierdere `n activitatea - 77 -


enzimatic\ (apreciat\ ca valoare de degradare a hidra]ilor de carbon) `n cazul introducerii preparatului Porzyme `n premixul PVM pentru porci (`n doz\ de 25 kg/ton\) (35). O alt\ problem\ interesant\ pus\ `n fa]a nutri]ioni[tilor este reprezentat\ de influen]a ad\ug\rii de enzime `n furajele animalelor asupra desf\[ur\rii naturale a producerii de enzime endogene la animalele `n cauz\. Cercet\rile efectuate nu au eviden]iat nici un efect inhibitor, `nsa exist\ m\rturii care indic\ faptul c\, odat\ cu cre[terea cantit\]ilor de nutrien]i degradabili ingera]i, este stimulat\ producerea endogen\ de enzime digestive. Riscul unei inhib\ri a produc]iei endogene de enzime este redus [i datorit\ faptului c\ enzimele furajere sunt, `n general, de origine bacterian\ sau fungic\, fiind, astfel, diferite ca structur\ [i condi]ii de ac]iune ,comparativ cu enzimele endogene specifice ale animalelor.

3.3.3. Utilizare practic\: recomand\ri, produse comercializate, rezultate ob]inute În tab. 14 sunt prezentate o serie de enzime furajere, ac]iunea acestora [i substraturile specifice pentru care sunt destinate (dup\ Rotter [i col.)(72).

- 78 -


Tabelul 14 Enzime furajere existente pe pia]\ (dup\ Rotter [i col.)(72) ============================================ ENZIME DEGRADEAZĂ: SUBSTRAT ŢINTĂ ============================================ Proteaze Proteinele pân\ la Subproduse de peptide/aminoacizi grù, gluten Amilaze

Amidonul pân\ la dextrine/zaharuri

Celulaze

Celuloza spre produ[i cu greutate molecular\ mic\ [i glucoz\

Glucanaze

Glucanii `n oligozaharide/glucoz\

Pentozanaze (xilanaze)

Pentozanii `n produ[i cu greutate molecular\ mic\

Lipaze

Gr\simile `n acizi gra[i

Ra]ii bogate `n amidon Furaje bogate `n celuloz\ Ra]ii bazate pe orz/secar\ Secar\, orz, grù Gr\simi animale [i vegetale

INTRODUSE ÎN: `nlocuitori de lapte cu soia Primele furaje la purcei [i vi]ei Ra]ii bogate `n celuloz\ Ra]iile porcilor [i p\s\rilor Furaje pentru porci [i p\s\ri Furaje pentru broileri, cìni

Alte enzime: hemicelulaze, pectinaze, celobiaze, amiloglucozidaze, lactaze ============================================

Referitor la utilizarea practic\ a produselor enzimatice furajere `n alimenta]ia animalelor, pot fi folosite urm\toarele modalit\]i: - includerea direct\ `n furajul uscat administrat animalelor, produsul enzimatic - sub form\ de pulbere - fiind ad\ugat ca orice alt aditiv, caz `n care enzimele vor `ncepe s\ "lucreze" abia `n tractusul digestiv animal (stimulate de ap\, temperatur\ [i pH); - pretratamentul materiilor prime, situa]ie `n care enzimele `ncep s\ ac]ioneze `nc\ din timpul procesului de producere/preparare a furajului, realizând practic o adev\rat\ predigestie a unor nutrien]i; - 79 -


- includerea `n sistemele de hr\nire umed\ sau lichid\, caz `n care enzimele `ncep s\ "lucreze" `n furajul bogat `n ap\ [i continu\ `n tractusul gastro-intestinal. În prezent, este tot mai r\spândit\ tratarea termic\ a cerealelor (pr\jire, expandare, extrudare), mai ales `n cazul ra]iilor pentru purcei; tratamentul termic incumb\ `ns\, costuri ridicate (proces energofag) [i `n plus, exist\ riscul alter\rii valorii nutritive prin distrugerea (prin reac]iile Maillard) a enzimelor [i vitaminelor din cerealele tratate la temperaturi necorespunz\toare (prea mari). Experien]e efectuate `n Finlanda (`n cadrul Sta]iunii Munkkila), `n care ingredientele furajere tratate termic din re]eta starter pentru porci au fost `nlocuite cu ingrediente netratate termic dar suplimentate enzimatic (cu produsul Porzyme, con]inând celulaz\ [i xilanaz\ de Trichoderma reesii [i alfa-amilaz\ de Bacillus subtilis), nu au eviden]iat o reducere a performan]ei productive ci dimpotriv\, o `mbun\t\]ire a vitezei de cre[tere [i o valorificare superioar\ a hranei `n cazul porcilor cu ra]ia suplimentat\ enzimatic;

totodat\, num\rul purceilor care au

necesitat tratament medicamentos a fost net mai mic la lotul cu enzime suplimentate `n hran\ (19; 35). În tab.15 sunt prezentate rezultatele sintetice a trei experien]e pe tineret porcin, desf\[urate `n SUA, `n care s-a investigat efectul ad\ug\rii de enzime `n re]etele starter de nutre] combinat pentru aceast\ categorie de animale; `n toate cazurile, purceii cu ra]ia suplimentat\ enzimatic au realizat sporuri `n greutate mai mari [i o mai bun\ conversie a furajului din ra]ie, cu o reducere a inciden]ei apari]iei diareeei (35). Alte cercet\ri cu privire la utilizarea enzimelor furajere `n hrana porcinelor, eviden]iind efectele benefice antrenate, sunt prezentate `n tab. 16. De remarcat faptul c\ re]etele de nutre]uri combinate utilizate `n experien]ele respective au fost asem\n\toare ca structur\ (pe baz\ de porumb-orz-[rot soia) cu cele folosite `n ]ara noastr\ la categoria respectiv\ de animale. - 80 -


Tabelul 15 Experien]e pe tineret porcin cu hrana suplimentat\ enzimatic (dup\ Inborr)(35) Experien]a (Autorul)

LOTUL

SMZ (g)

Consum zilnic furaj (kg)

kg furaj / kg spor

I. (Schyler)

Martor + Porzyme SP

286 478

0,46 0,45

1,60 1,10

II. (Columbus)

Martor + Porzyme SP

236 247

0,40 0,39

1,71 1,66

III. (Schyler)

Martor + Porzyme SP

304 307

0,56 0,52

1,82 1,68

Tabelul 16 Rezultatele privind utilizarea de enzime `n ra]iile porcinelor (dup\ Inborr)(35) ============================================== Sursa Ra]ie pe baz\ de Enzima `mbun\t\]iri1) ============================================== Thomke [i colab.,1980 orz b-glucanaz\ LWG, FCR, DE* Newman [i colab.,1980

orz orz decorticat

amilaz\ amilaz\

Newman [i colab.,1983

orz decorticat

amilaz\

orz

b-glucanaz\

Thacker [i colab.,1987

orz decorticat

b-glucanaz\

Thacker [i colab.,1988

secar\

pentozanaz\

LWG*, FCR

amilaz\

LWG, FCR

Markstrom [i colab.,1985

Hogberg [i colab.,1983

porumb, [rot soia

LWG, FCR LWG, FCR DE*, DN* LWG, FCR* DE, DN, DP DP, DE, LWG, FCR

Graham [i colab.,1988

orz, t\râ]e

b-glucanaz\ pentozanaz\

DDM*, DST, DP*, DBG*, DF*

Graham [i colab.,1988

orz decorticat

b-glucanaz\

DST*, DBG*

Inborr [i Ogle, 1988 orz celulaz\,amilaze,proteaze FCR, diaree* ============================================== 1) au fost `mbun\t\]i]i urm\torii indicatori: LWG = spor `n greutate vie DP = digestibilitatea proteinei FCR = consum specific de hran\ DN = digestibilitatea azotului DDM = digestibilitatea subst.uscate DF = digestibilitatea gr\similor DE = digestibilitatea energiei DST= digestibilitatea amidonului DBG = digestibilitatea beta-glucanilor * = cu semnifica]ie statistic\

- 81 -


Enzimele furajere pot fi utilizate atât `n scopul sporirii poten]ialului nutritiv al furajelor utilizate `n mod obi[nuit, cât [i pentru substituirea unor materii prime clasice cu altele mai pu]in specifice anumitor categorii de animale, f\r\ a afecta negativ performan]ele productive ale animalelor. Unele nutre]uri folosite `n hrana monogastricelor con]in cantit\]i importante de celuloz\ (cum e cazul [rotului de floarea soarelui) sau de polizaharide neamidonoase (`ndeosebi `n semin]ele cerealelor: orzul [i ov\zul con]in betaglucani, grâul con]ine arabinoxilani dar [i pentozani, secara con]ine arabinoxilani, beta-glucani [i pentozani, triticale `ndeosebi pentozani, dar [i `n [rotul de soia exist\ rafinoza).

În mod obi[nuit la monogastrice, lipsind enzimele necesare,

acestea nu sunt degradate [i manifest\ un evident efect antinutritiv, m\rind vâscozitatea con]inutului intestinal [i reducând `n ansamblu digestibilitatea hranei; ele pot fi `ns\, degradate prin aport exogen de enzime specifice, fiindu-le astfel anulate efectele negative [i folosit\ energia con]inut\. Una dintre primele aplica]ii practice a enzimelor furajere a fost folosirea betaglucanazei `n furajele pe baz\ de orz ale p\s\rilor, `n scopul anul\rii propriet\]ilor antinutritive a beta-glucanilor din orz (orzul fiind un furaj disponibil la un pre] competitiv - fa]\ de grâu sau porumb - `n multe ]\ri ale lumii, inclusiv `n România). Unul dintre primii cercet\tori care a `ntreprins exprerien]e cu privire la posibilitatea cre[terii propor]iei de orz `n ra]ia g\inilor ou\toare prin suplimentare enzimatic\, a fost Berg, `n jurul anului 1960. Cre[terea valorii energiei metabolizabile aparente a ra]iei `n cazul supliment\rii acesteia cu pentozanaze [i beta-glucanaze a fost, de asemenea, demonstrat\ experimental atât la porcine, cât [i la p\s\ri, reprezentând un element suplimentar ce trebuie avut `n vedere `n optimizarea nutri]ionaleconomic\ a ra]iei de hran\.

- 82 -


Cercet\ri efectuate `n cadrul Universit\]ii din Manitoba (Canada) privitor la efectele supliment\rii cu beta-glucanaz\ a furajului pe baz\ de orz decorticat (62,5% `n ra]ie) la pui broiler de g\in\, au indicat o cre[tere substan]ial\ (cu 17%) a sporului `n greutate [i o `mbun\t\]ire evident\ (cu 13 %) a valorific\rii hranei (72). În experien]e f\cute `n Marea Britanie [i `n Spania, pe broiler de g\in\ `n hrana c\ruia orzul a `nlocuit grâul (40 % din nutre]ul combinat), folosindu-se preparatul enzimatic "Avizyme SX" (0,1% `n furaj) pe baz\ de beta-glucanaze, cre[terea `n greutate a puilor nu a fost influen]at\, `n timp ce conversia hranei a fost `mbun\t\]it\ cu 1,5% ; sub aspect economic, s-a estimat c\, astfel, o ferm\ cu 50000 de broileri, cu 6 cicluri pe an, poate economisi anual `ntre 3000 [i 12000 de dolari SUA, reducând costul furajelor datorit\ pre]ului mai redus al orzului comparativ cu grâul (19; 35). "Allzyme BG" este produsul firmei Alltech (din SUA) pe baz\ de betaglucanaze, recomandat pentru `mbun\t\]irea cre[terii `n greutate, a ingestiei [i a consumului specific de furaj la broilerii de g\in\ `n hrana c\rora orzul reprezint\ peste 50% (rezultatele unor experien]e `n acest sens fiind prezentate `n tab.17)(72). Tabelul 17 Performan]ele puilor `n vârst\ de 3 s\pt\mâni hr\ni]i cu un furaj pe baz\ de orz decorticat, suplimentat cu beta-glucanaz\* (dup\ Rotter [i col.)(72) ============================================ Furaj + enzime* Consum de furaj Greutate corporal\ IC (kg/t) (g) (g) kg furaj/kg spor ============================================ Control 618 361 1,72 Control + 0,5 634 424 1,49 Control + 1,0 630 423 1,49 Control + 2,0 618 418 1,48 Control + 4,0 635 431 1,47 ============================================ * - produsul Allzyme BG al firmei Alltech, Inc., SUA

- 83 -


Tabelul 18 Efectele supliment\rii cu celulaze* a ra]iei bazate pe orz decorticat, la pui broiler de g\in\ (dup\ Rotter [i col.)(72) ============================================ Furaj pe baz\ de : Consum de Greutate IC furaj (g) corporal\ (g) (kg furaj/kg spor) ============================================ Grù 2910 1529 1,90 Orz decorticat 2941 1473 2,00 Orz + enzime (0-2 s\pt\mâni) 2978 1539 1,93 Orz + enzime (0-4 s\pt\mâni) 3047 1598 1,91 Orz + enzime (0-6 s\pt\mâni) 2992 1638 1,83 ============================================ * produsul Allzyme C al firmei Alltech Inc., SUA.

Experien]e efectuate pe pui de carne au ar\tat c\ [i `n cazul supliment\rii cu celulaze a hranei pe baz\ de orz decorticat (56-68 %) se poate influen]a pozitiv ingesta, sporul de cre[tere `n greutate [i consumul specific de nutre] combinat (tab.18) (72). Cel mai nou preparat enzimatic de uz furajer oferit de firma Alltech poart\ denumirea "Allzyme Vegpro", prezentat ca fiind primul produs enzimatic destinat special `mbun\t\]irii valorific\rii proteinei din soia; de asemenea, aceea[i firm\ recomand\ produsul "Allzyme FD" pe baz\ de lipaze [i proteaze pentru hidrolizarea [i mai buna valorificare a f\inii din de[euri de la abatoarele de p\s\ri. Şi experien]e desf\[urate `n cadrul Universit\]ii de Stiin]e Agricole Hebbal din India au eviden]iat efectul pozitiv al adaosului de celulaze, hemicelulaze [i beta-glucanaze `n hrana puilor broiler de g\in\, asupra cre[terii `n greutate, asupra digestibilit\]ii celulozei brute [i asupra conversiei hranei `n sporul de cre[tere (performan]e apreciate la vârsta de 6 s\pt\mâni);

efectul a fost

evident atât `n cazul unui con]inut al ra]iei `n celuloz\ brut\ de 3,5% (12,8 % NDF), cât [i de 6,5 % (20,2% NDF), `mbun\t\]irea performan]elor productive fiind pus\ pe seama unei mai bune utiliz\ri a energiei din frac]iunile celulozice din hran\ (17).

- 84 -


Alte cercet\ri (67) au vizat influen]a unor enzime furajere (glucanaz\ [i amilaz\) asupra performan]elor productive ale g\inilor ou\toare hr\nite cu un furaj combinat con]inând 20-69% secar\;

rezultatele ob]inute au indicat faptul c\

suplimentarea enzimatic\ nu a determinat o cre[tere semnificativ\ a produc]iei de ou\ sau reducerea cheltuielilor cu furajul consumat, `ns\ propor]ia de substan]\ uscat\ din excremente a sc\zut propor]ional cu cre[terea propor]iei de secar\ `n ra]ie. Unele dintre cele mai cunoscute produse enzimatice sunt cele ale firmei Finnfeeds Int. (FFI), alc\tuite specific pentru porci (gama "Porzyme" - SP, TP [i SF) sau p\s\ri (gama "Avizyme" - SX, TX [i CX), unele deja amintite. Produsul "Porzyme-SP" este recomandat pentru purcei având ra]ia pe baz\ de orz/grù/[rot soia, "Porzyme-TP" pentru purcei cu ra]ii bazate pe grù/porumb/[rot soia, iar "Porzyme-SF" este conceput pentru a fi inclus `n furajele combinate bogate `n orz, la porci `n cre[tere-finisare. "Avizyme-SX" (pe baz\ de beta-glucanaze) este recomandat a fi inclus la p\s\ri `n re]etele bazate pe orz, permi]ând `nlocuirea cu orz a grâului sau a porumbului, `n propor]ie de pân\ la 60% din ra]ie. "AvizymeTX" (cu xilanaze) este recomandat pentru ra]iile pe baz\ de grù, sporind eficien]a economic\ prin cre[terea poten]ialului performant al hranei, iar "Avizyme-CX" (cu celulaze) este specific pentru g\ini, ca supliment `n hrana bazat\ pe secar\ sau triticale.

Firma FFI experimenteaz\ [i un produs enzimatic specific destinat

curcilor, denumit "Avizyme-TK", cât [i un preparat complex cu o activitate enzimatic\ sporit\, denumit "Avizyme 2ooo".

Produsele din ambele game

(Porzyme/Avizyme) sunt sub form\ de pulberi uscate [i se recomand\ a fi ad\ugate `n propor]ie de 1 g/kg furaj, direct sau prin intermediul unui premix. Firma Kemin produce [i comercializeaz\ diferite amestecuri multienzimatice (pulberi sau lichide) cum ar fi produsul "Kemzyme HF" (cu celulaze, betaglucanaze, alfa-amilaze, lipaz\ [i proteaz\) destinat `n special monogastricelor - 85 -


hr\nite cu furaje (ex. [rot de floarea soarelui) cu un con]inut mai ridicat `n celuloz\ brut\ (HF = Height Fibre), produsele "Kemzyme W" (cu hemicelulaze, xilanaze, beta-glucanaze, lipaz\ [i proteaz\ - pentru re]ete pe baz\ de grâu), "Kemzyme B" (cu beta-glucanaze, alfa-amilaze, celulaze, lipaz\ [i proteaz\ - pentru ra]ii de hran\ pe baz\ de orz), "Kemzyme PS" (pentru re]ete prestarter [i starter) [i "Kemzyme Dry" (pentru re]ete standard) pentru monogastrice, sau produsul "Kemzyme Dairy Dry" (un complex de enzime stabilizate: alfa-amilaz\, betaglucanaz\ [i celulaz\) special destinat rumeg\toarelor `n scopul cre[terii cantit\]ii [i calit\]ii produc]iei de lapte, recomandat a fi utilizat `n doz\ de 15-30 g pe zi [i pe animal (98). Firma Rhone-Poulenc Nutrition Animale (cu reprezentan]\ [i `n România) ofer\ urm\toarele produse enzimatice de uz furajer proprii: Rovabio PF P betaglucanase (2000 unit\]i AGL/g, sub form\ de pulbere) [i Rovabio PF LC betaglucanase (500 unit\]i ALG/ml, sub form\ lichid\), ambele destinate p\s\rilor cu ra]ii pe baz\ de orz, [i Rovabio TR P xylanase (2000 unit\]i AXC/g, pulbere) [i Rovabio TR LC xylanase (500 unit\]i ALG/ml, lichid) destinate alimenta]iei p\s\rilor pe baz\ de grâu. Produsul "Selfeed" al firmei japoneze Ghen Corp. este un complex polienzimatic de uz furajer, con]inând proteaze (min. 1000 unit./g), amilaze (min. 7500 unit./g), celulaze (min. 4000 unit./g), lipaze (min. 300 unit./g) [i pectinaze (min. 200 unit./g); experien]e efectuate la Bombay Veterinary College (India) au demonstrat c\ suplimen-tarea hranei puilor broiler de g\in\ cu "Selfeed" (1 g/kg furaj), a determinat reducerea semnificativ\ a consumului specific de furaj, rezultând o sporire a profitului pe pas\re cu pân\ la 14% (66). Alte dou\ "cocktailuri enzimatice" sunt produsele comerciale "Prowiko-B 2000 S" (con]inând 2000 UI beta-glucanaz\ + 80 UI alfa-proteaz\ + 25000 UI alfa-

- 86 -


amilaz\/g produs) [i "Endofeed" (con]inând 750 UI beta-glucanaz\ + 650 UI pentozanaz\/g); suplimentate `n ra]ia (cu 40-60 % triticale) puilor broiler de g\in\, `n doze de 1,5-5 g/kg furaj, pot `mbun\t\]i ingestia de furaj [i cre[terea `n greutate cu 2,5-5,6% (67). BASF & Gist Brocades ofer\ un preparat polienzimatic denumit "Natugrain", pe baz\ de endo-xilanaze [i beta-glucanaze, capabil s\ determine `mbun\t\]irea valorific\rii energiei din ra]iile pe baz\ de orz, secar\ sau grâu [i preparatul "Vevozyme" con]inând alfa-amilaz\, destinat ra]iilor pe baz\ de porumb, efectele concretizându-se `ntr-o conversie superioar\ a hranei `n produc]ia monogastricelor. Firma Danisco din Danemarca ofer\ un preparat polienzimatic de uz furajer denumit "Grindazym GP-2ooo", con]inând un amestec de arabinaze, xilanaze [i pectinaze, recomandat a fi utilizat (`n doz\ de numai 0,5 g/kg furaj) la monogastrice, permi]ând cre[terea propor]iei de orz sau de [rot de floarea soarelui chiar [i `n ra]ia p\s\rilor (pui broileri sau g\ini ou\toare) f\r\ a afecta produc]ia realizat\, dar cu influen]\ pozitiv\ asupra rentabilit\]ii (96). Firma

Lucta

din

Spania

produce

[i

comercializeaz\

un

produs

multienzimatic denumit "Luctazyme", pe care `l recomand\ ca fiind deosebit de eficient `n alimenta]ia tineretului porcin. De asemenea, firma Cenzone Tech. Inc. din SUA ofer\ un preparat enzimatic de uz furajer specific, denumit "Cenzyme", `n timp ce firma Primalco Biotec (din Grupul Alko - Finlanda) ofer\ enzime furajere prin produsul "Econase". Rezultate bune (`mbun\t\]irea cre[terii `n greutate [i a conversiei hranei) au fost ob]inute [i `n cazul supliment\rii cu produsul "Roxazyme G" a ra]iei con]inând 30% secar\ la pui broiler de g\in\; "Roxazyme G" - produs al firmei Hoffmann LaRoche din Elve]ia - este un preparat enzimatic complex ce con]ine glucanaze,

- 87 -


pectinaze, xilanaze, celulaze [i amilaze, recomandat nu numai pentru puii broiler de g\in\ ci [i pentru g\ini ou\toare, curci, ra]e sau gâ[te (96). Firma Novo Nordisk A/S produce preparatele enzimatice denumite comercial "Bio-Feed", "Bio-Feed Plus" [i "Energex" (`n principal pe baza de pentozanaze [i beta-glucanaze), ar\tând c\ utilizarea acestora (`n propor]ii de 0,05 - 0.2%) `n hrana animalelor permite o cre[tere a digestibilit\]ii [i a eficien]ei valorific\rii hranei, `n condi]iile reducerii poten]ialului poluant al dejec]iilor (8). "Provizym" este numele unui nou produs enzimatic al firmei Provimi (Olanda) [i este destinat alimenta]iei porcilor; produsul con]ine enzime produse de microorganisme selec]ionate, enzime capabile s\ ajute animalul s\ utilizeze mai bine ingredientele furajere mai bogate `n celuloz\. Şi `n România, cu prec\dere `n ultimii ani, au fost puse la punct tehnologiile de producere a unor preparate enzimatice de uz furajer, `ns\ aplicarea `n produc]ie nu a fost generalizat\, nefiind `ncheiat\ etapa de testare a acestor produse. Ca atare, exist\ `n acest domeniu un front larg de lucru `n ceea ce prive[te atât producerea cât [i utilizarea `n hrana animalelor, `n condi]ii de eficien]\ maxim\, a preparatelor enzimatice indigene, pentru extinderea cât mai rapid\ a acestor aditivi furajeri. Astfel, un colectiv al Institutului de Biologie [i Nutri]ie Animal\ (IBNA) Balote[ti a testat pe porcine influen]a administr\rii enzimelor furajere române[ti proteaza bacterian\ [i celulaza Cx, realizate de Institutul de Cercet\ri Chimico-Farmaceutice (ICCF) din Bucure[ti - asupra performan]elor de cre[tere [i eficien]ei utilizarii hranei. Proteaza bacterian\ utilizat\ a fost biosintetizat\ cu ajutorul tulpinii ICCF nr. 22 de Bacillus subtilis (cultivat\ timp de 24 ore, pe un mediu ieftin, compus din 1% [rot de soia; 3% porumb; 0,4% t\râ]e; 0,1% clorur\ de calciu; o,01% sulfat de Mg [i ap\ pân\ la 100%). Preparatul enzimatic ob]inut prin atomizarea integral\ a mediului de cultur\, având o activitate de 0,2 Unit\]i - 88 -


Ansson (UA) pe gram de produs, a fost introdus `n hrana tineretului porcin `n]\rcat, prin intermediul premixului Zoofort P1+2, `n cantit\]i care au asigurat 3-5 UA/kg nutre] combinat. Celulaza Cx a fost produs\ cu ajutorul tulpinii ICCF nr. 23 de Aspergillus niger (cultivat\ timp de 120 de ore pe un mediu compus din 2,5% [rot de soia, 1% f\in\ de cioc\l\i de porumb [i ap\). Preparatul enzimatic, ob]inut prin atomizarea integral\ a mediului de cultur\, având o activitate de 2000 UCx / gram de produs, a fost introdus `n hrana porcilor destina]i `ngr\[\rii, prin intermediul Zoofortului P3+4, `n cantit\]i care au asigurat `ntre 10-30 UCx / kg nutre] combinat sau 50 UCx / kg nutre] combinat. Rezultatele experiment\rilor efectuate au dovedit faptul c\ administrarea proteazelor ICCF la purcei `n]\rca]i, a influen]at pozitiv ingestia de hran\ [i a sporul mediu zilnic, totodat\ `mbun\t\]ind valorificarea hranei [i conversia proteinei `n sporul de cre[tere cu peste 10%. De asemenea, administrarea celulazei furajere ICCF `n hrana porcilor la `ngr\[at, `n doze de pân\ la 50 UCx/kg nutre], `n condi]iile introducerii `n ra]ie [i a unor nutre]uri cu con]inut ridicat `n celuloz\, a determinat cre[terea sporului mediu zilnic [i diminuarea consumului specific de hran\, cu circa 10-15% (36). Un alt preparat enzimatic furajer indigen este produsul denumit "Subtilaza Z", ob]inut prin cultivarea submers\ a tulpinii ATCC Bacillus subtilis 8646; mediul de cultur\ fermentat se deshidrateaz\, iar produsul ob]inut se incorporeaz\ pe suport de t\râ]e sau f\in\ de grâu. Produsul finit are activitate amilolitic\ [i proteolitic\; administrat `n hran\ purceilor - `n special `n perioada `n]\rc\rii, când echipamentul enzimatic propriu este incomplet dezvoltat - permite o predigerare a amidonului [i proteinelor din nutre]urile de origine vegetal\, cu efect stimulator pentru cre[tere.

[i `mbun\t\]ind conversia hranei `n sporul de cre[tere `n

greutate. - 89 -


În cadrul Facult\]ii de Zootehnie a Universit\]ii Agronomice [i de Medicin\ Veterinar\ Ia[i au fost intreprinse mai multe cercet\ri cu privire la utilizarea de preparate enzimatice furajere `n alimenta]ia diferitelor specii de animale. Astfel, o serie de cercet\ri efectuate de Halga [i col. (29) au urm\rit efectul administr\rii `n hrana tineretului porcin a proteazei bacteriene tip ICCF, `n compara]ie cu efectul unui preparat similar din import (denumit "Neutrase"); rezultatele ob]inute au dovedit faptul c\ sporul `n greutate [i valorificarea hranei au fost superioare la animalele din loturile care au beneficiat de suplimentarea hranei cu diferite doze de proteaze, constatându-se c\ proteaza indigen\ utilizat\ a determinat efecte comparabile cu cele ale produsului din import folosit. O alt\ serie de cercet\ri (30) au eviden]iat efectul favorabil al celulazelor, ca tratament biologic aplicat pentru `mbun\t\]irea valorii nutritive a nutre]urilor celulozice. Astfel, unele cercet\ri privind efectul productiv al paielor tratate cu celulaze ICCF, asupra vitezei de cre[tere [i valorific\rii hranei la tineretul taurin la `ngr\[at; experien]ele, desf\[urate `n cadrul SCPCB Dancu-Ia[i, au eviden]iat faptul c\ tratamentul enzimatic aplicat nutre]urilor grosiere a influen]at pozitiv viteza de cre[tere a animalelor, cele mai bune rezultate ob]inându-se atunci când tratarea enzimatic\ a fost asociat\ cu suplimentarea cu 3,4% uree. Teu[an (81) a efectuat tratamente de tip "uscat" asupra paielor de orz cu celulaze bacteriene (1500-10000 UA celulaze/kg SU paie), eviden]iind cre[terea digestibilit\]ii substan]ei organice [i m\rirea valorii nutritive a paielor `n urma tratamentelor efectuate; de asemenea, `n experien]e de produc]ie a constatat la ovinele `n hrana c\rora s-au introdus paie tratate enzimatic cu celulaze o cre[tere a ingestibilit\]ii paielor, dar si m\rirea sporului mediu zilnic [i reducerea consumului specific.

- 90 -


Pop (59) a eviden]iat influen]a pozitiv\ a supliment\rii cu celulaze a hranei puilor broiler de g\in\ con]inând pân\ la 5-6% celuloz\ brut\, efect reflectat `n `mbun\t\]irea performan]elor de cre[tere;

de asemenea, a ob]inut rezultate

favorabile `n cazul utiliz\rii unor preparate enzimatice pe baz\ de beta-glucanaze `n ra]ii pe baz\ de orz la pui broiler de g\in\. De asemenea, `n cadrul Facult\]ii de Zootehnie Ia[i, au fost efectuate o serie de cercet\ri privind utilizarea `n alimenta]ia tineretului de cyprinide a unor furaje tratate cu preparate enzimatice, fiind folosit\ `n acest scop Subtilaza Z (deja prezentat\) [i constatându-se o influen]\ pozitiv\ asupra supravie]uirii puietului [i mai ales, sporirea masei corporale a tineretului din speciile Hypophtalmichthys molitrix [i Aristichthys nobilis. O alt\ problematic\ abordat\ de mai mul]i cercet\tori este cea a valorific\rii superioare a substan]elor minerale din hrana animalelor folosind enzime exogene. Astfel, `n cazul fosforului, prin suplimentarea enzimatic\ - cu fitaze microbiene - a ra]iei animalelor, au fost ob]inute rezultate care au demonstrat valabilitatea metodei [i diversele avantaje antrenate: reducerea consumului de suplimente minerale con]inând fosfor (`n general, fosfa]i) [i mai ales, reducerea polu\rii mediului printr-o reducere important\ a cantit\]ilor de fosfor din dejec]ii. Acidul fitic este un component obi[nuit al oric\ror semin]e; ca urmare, unele materii prime importante `n formularea nutre]urilor combinate, cum ar fi porumbul boabe sau grâul furajer, con]in propor]ii `nsemnate de fosfor fitic (fita]ii, s\ruri ale acidului fitic, reprezentând `n medie 70% din fosforul total). `n absen]a enzimelor specifice - fitaze -, fosforul fitic nu poate fi utilizat de c\tre monogastrice, reg\sindu-se direct `n dejec]iile acestora; mai mult chiar, fiecare mol de acid fitic fixeaz\ 3-6 moli de calciu `n fitat de calciu - form\ insolubil\ prin care ambele minerale devin indisponibile pentru organismul animal. - 91 -


Fitazele desfac efectiv prin hidroliz\ grup\rile fosfat ale fita]ilor, moleculele de fosfat fiind disponibile pentru absorb]ia `n intestin. La monogastrice, fitazele (pu]ine, unele provenind chiar din semin]ele ingerate [i altele produse de flora digestiv\ redus\) [i fosfatazele intestinale sunt `n mod obi[nuit ineficiente pentru hidrolizarea fita]ilor din hran\, impunându-se un aport exogen de fitaze. Fitazele suplimentate sunt de origine microbian\, mai multe microorganisme fiind produc\toare ale acestor enzime, cele mai folosite `n acest scop apar]inând genului Aspergillus. Se apreciaz\ `n general, ca suficient\ o suplimentare cu 800-1200 unit\]i enzimatice fitaz\ pe kg de furaj, ca alternativ\ la folosirea altor suplimente minerale cu fosfor; aceast\ suplimentare enzimatic\ permite cre[terea digestibilit\]ii fosforului din hran\ pân\ la 50% ([i chiar peste), reducând cu 20-30 % excre]ia de fosfor `n dejec]ii. Este interesant de remarcat faptul c\, `n timp ce fitazele vegetale (din plante) sunt optim active la o valoare pH a mediuleui de aprox. 5 [i la o temperatur\ de circa 50oC, fiind considerabil inactivate la temperaturi de peste 6070oC [i iremediabil inactivate la pH de 2.5, fitazele microbiene au o stabilitate mult mai larg\ atât `n ceea ce prive[te temperatura cât [i valoarea pH a mediului `n care ac]ioneaz\; ca atare, acestea din urm\ rezist\ mai bine `n cazul incorpor\rii `n nutre]uri ce urmeaz\ a fi supuse unor procese prelucrative ce impun o cre[tere a temperaturii la peste 70oC, r\mânând active de asemenea [i dup\ trecerea prin stomac (unde pH-ul este foarte sc\zut, de ex. sub 2.5 la p\s\ri), ambele aspecte conducând la o eficacitate superioar\. Un preparat enzimatic pe baz\ de fitaze este produsul "Natuphos", realizat de BASF & Gist-Brocades [i comercializat din anul 1991. Utilizarea acestui produs `n hrana monogastricelor - `n special - determin\ o `mbun\t\]ire a utiliz\rii fosforului din ingesta (antrenând astfel [i o cre[tere a utiliz\rii calciului), permite reducerea propor]iei de suplimente minerale ce con]in fosfor (aspect economic - 92 -


important) [i reduce, totodat\, con]inutul `n fosfor al dejec]iilor; acest din urm\ aspect, deosebit de important din punct de vedere ecologic, indic\ cre[terea randamentului de utilizare a fosforului `n organismul animal. Experien]e f\cute `n acest sens de c\tre firma Gist-Brocades, `n colaborare cu Holland's Produktschap voor Veevoder, au dovedit faptul c\ `n cazul utiliz\rii produsului Natuphos `n hrana porcilor [i p\s\rilor s-a redus cu 35-50 % con]inutul `n fosfat al dejec]iilor rezultate, ceea ce este foarte semnificativ. Se consider\ astfel c\, dac\ `n prezent, `n Olanda, cantitatea de fosfa]i din dejec]iile animalelor atinge 100 milioane de kg anual, utilizarea fitazelor - respectiv a produsului Natuphos - ar reduce aceast\ cantitate la circa 70 de milioane kg anual. Enzimele (fitazele) care stau la baza produsului comercializat sunt rezultatul a cinci ani de cercetare-dezvoltare desf\[urat\ de c\tre firma produc\toare, pe un program de utilizare de microorganisme modificate genetic; aceste enzime sunt rezistente la temperaturile ridicate de granulare [i sunt active `ntr-un domeniu larg de valoare pH, respectiv 2-7, nefiind deci afectate de aciditatea din stomacul porcilor sau din gu[a (ingluvia) p\s\rilor. `n cazul unei doze normale de includere `n furaj, respectiv de 100 g/ton\, costurile vor reprezenta 3,5-4 $ SUA la tona de furaj, `nlocuind `ns\ 6-7 kg de fosfat monocalcic (3). Caracteristici [i efecte asem\n\toare are [i produsul enzimatic al firmei Alltech (din SUA), denumit comercial "Allzyme Phytase", ce se recomand\ a fi utilizat `n doz\ de 1 kg/tona de furaj. Comparabil ca stabilitate la temperatur\ [i pH (2,5-5,5) pentru activitate, acest preparat difer\ de cel prezentat anterior prin faptul c\ enzimele sunt extrase de la Aspergillus niger, iar produsul finit include [i un al doilea component - `n afara enzimelor - respectiv o su[\ selec]ionat\ de drojdii vii, care are menirea de a stimula producerea de fitaz\ `n tractusul gastrointestinal, sporind [i pe aceast\ cale randamentul utiliz\rii fosforului; ca urmare, produsul ar putea fi inclus [i `n categoria probioticelor (4). - 93 -


În concluzie, se poate afirma c\ utilizarea enzimelor furajere suscit\ un interes deosebit pentru nutri]ioni[ti, reprezentând o posibilitate cert\ de `mbun\t\]ire a performan]elor productive ale animalelor;

`n special `n cazul

monogastricelor, suplimentarea enzimatica poate reprezenta o cale eficient\ de `mbun\t\]ire a valorific\rii hranei [i mai ales de reducere a costului hranei - prin introducerea `n ra]ie a unor resurse furajere mai ieftine decât cele folosite uzual (cum ar fi orzul, secara, triticalele sau semintele [i [rotul de floarea soarelui etc.).

3.4. Antibiotice furajere [i ionofori

3.4.1. Definire, istoric, importan]\, acceptare Antibioticele constituie una dintre cele mai importante grupe de substan]e ce pot fi ob]inute prin biosintez\ microbian\, facând parte din categoria metaboli]ilor secundari (idioli]i), fiind deci produse de c\tre unele microorganisme (`ndeosebi bacterii filamen-toase [i mucegaiuri) `n faza de idiofaz\ (cu preponderen]\); substan]e cu ac]iune de tip antibiotic se produc [i prin sintez\ chimic\, acestea fiind `n general coccidiostatice (cum sunt cele din grupa sulfamidelor, trimethoprimul [.a.) sau alte chimioterapeutice [i nefiind acceptate pentru uzul furajer. Se apreciaz\ c\, sunt cunoscute `n prezent peste 5500 de antibiotice (dar numai ceva mai mult de 100 sunt comercializate [i utilizate curent), iar totalul produc]iei mondiale de antibiotice dep\[e[te 25 000 de tone anual, cu o valoare

- 94 -


estimata la 4-5000 de milioane de US$; aceste cifre `nglobeaz\ atât antibioticele de uz terapeutic, cât si cele destinate uzului furajer. Pe plan mondial, consumul de antibiotice `n sectorul cre[terii animalelor dep\[e[te cu mult consumul uman, acestea fiind utilizate atât ca agen]i terapeutici, cât [i ca aditivi furajeri (promotori de crestere). Primul antibiotic descoperit a fost penicilina - Fleming, `n 1929 - dar abia spre sfâr[itul anilor '40 antibioticele au `nceput s\ cunoasc\ adev\rata consacrare. Utilizarea antibioticelor `n hrana animalelor, ca biostimulatori, dateaz\ de la `nceputul anilor '50, dup\ ce, `n 1947 (sau 1949 - dup\ alte surse), Moor descoperise c\ sulfamida [i streptomicina introduse `n hrana p\s\rilor diminueaz\ num\rul de bacterii patogene din microflora intestinal\ a acestora, determinând totodata, o sintez\ sporit\ de vitamine [i o accelerare a cre[terii. Antibioticele de uz furajer pot fi definite ca fiind substan]e bacteriostatice sau bactericide care, folosite `n doze de zeci/sute de ori mai mici decât cele terapeutice (de regul\, `ntre 5-30 mg/kg nutre]), ac]ioneaz\ la nivelul florei digestive, contribuind la men]inerea st\rii de s\n\tate a animalelor [i la `mbun\t\]irea valorific\rii hranei, realizând un efect promotor al cre[terii acestora. În raportul Swann, elaborat `n septembrie 1969, antimicrobienele au fost separate, pentru prima dat\, `n dou\ mari categorii: pentru uz furajer [i pentru uz terapeutic. Eviden]ierea faptului c\ folosirea antibioticelor ca aditivi furajeri poate periclita s\n\tatea omului, printr-o posibil\ remanen]\ rezidual\ [i dezvoltare a fenomenului de antibiorezisten]\, a condus la o restric]ionare drastic\ a utiliz\rii acestora ca promotori de cre[tere la animale (85). Antibioticele se g\sesc pe lista aditivilor furajeri recunoscu]i de c\tre Uniunea European\ (tab. 19);

cele specificate `n Directiva U.E. 524/1970

- 95 -


(reactualizat\ prin Directiva 153/1987) sunt aprobate pentru a fi utilizate `n hrana animalelor `n ]\rile U.E. (tab.21), `n timp ce altele sunt interzise (tab.20)(85). Tabelul 19 Aditivi furajeri recunoscu]i de U.E. (85) ============================================ Antibiotice (ca promotori de cre[tere) Factori de cre[tere neidentifica]i Coccidiostatice [i histomonostatice Antioxidan]i Substan]e aromatizante [i odorizante Emulsifian]i, agen]i stabilizatori, lian]i Agen]i coloran]i [i pigmen]i Conservan]i, inoculan]i Vitamine [i agen]i vitaminici Oligo-elemente [i elemente urm\ Enzime (preparate enzimatice) ============================================ Tabelul 21 Aditivi furajeri neautoriza]i `n ]\rile U.E. (85) ============================================ Tetracicline Peniciline + cefalosporine Aminoglucozide (streptomicin\, neomicin\) Macrolide (eritromicin\, oleandomicin\, lincomicin\) Sulfamide [i trimethoprim Nitrofurani (exceptând produsul Nitrovin) Produse pe baz\ de arseniu sau deriva]i Hormoni [i anti-hormoni ============================================

P\rerile speciali[tilor sunt `mp\r]ite, referitor la influen]a utiliz\rii antibioticelor `n hrana animalelor asupra inducerii antibiorezisten]ei.

Unele cercet\ri

concluzioneaz\ faptul c\, aproape toate antibioticele ar creea antibiorezisten]\ `n organismul animal (76), `n timp ce altele arat\ c\ nu exist\ indicii clare `n acest sens, `n cazul utiliz\rii unor doze limitate, mult sub nivelul dozelor terapeutice (85). - 96 -


Tabelul 21 Aditivi furajeri aproba]i pentru utilizare `n hrana animalelor, prin Directiva U.E. 524/1970, Anexa 1 Specia/ Vârsta Antibiotice1) (mg/kg furaj) categoria (pân\ la) -----------------------------------------------------------------------de animale 2) 3) 4)* 5) 6) 7) __________________________________________________________________ Curci

16 s\pt. 26 s\pt.

10-20 1-20

Pui de g\in\ 1-20 G\ini ou\toare 2- 5 P\s\ri de curte 4 s\pt. (mai pu]in ra]e, 16 s\pt. 1-20 gâ[te, porumbei) Purcei Porci -peste:

4 luni 6 luni

Vi]ei Taurine

16 s\pt. 6 luni nelimitat

Miei, iezi Oi

16 s\pt. 6 luni

5-20

5-20 5-20 2-20

5-20

7-15

10-25+ 5-80+ 5-50 10-40 1-20 5-20 8-16+ 6-16 2-10

5-80+ 5-20

10-40 5-20

5-20 5-70

5-20

5-20 15-100 5-20 5-70

5-50 5-20

5-80 5-50 5-20 5-80+ 5-50 5-20

10-20 15-40 15-30

5-50 5-20

5-50 5-20

Animale de blan\ 2- 4 5-20 Iepuri 2- 4 ==========================================

5-20

1) - anexa cuprinde norme [i pentru produsele: Olaquindox, Monensin, Carbadox 2) - Flavophospholipol 3) - Spiramicin\ 4) - Avoparcin - * interzis `n UE de la 1 aprilie 1997 5) - Tylosin 6) - Virginiamicin\ 7) - Zinc-bacitracin\ + - se adaug\ `n `nlocuitorii de lapte - 97 -


În prezent, orientarea pe plan mondial este de a utiliza `n hrana animalelor, ca promotori de cre[tere, numai antibiotice special destinate acestui scop - cum sunt flavomicina, zinc-bacitracina, virginiamicina - [i care nu sunt utilizate `n scop terapeutic.

3.4.2. Principii de ac]iune, factori de influen]\ Antibioticele de uz furajer au efect biostimulator, efect dependent `ns\, de o serie de factori precum: felul antibioticului, specia [i vârsta animalului, compozi]ia chimic\ a furajului `n care sunt incluse, starea de s\n\tate a animalului, condi]iile de `ntre]inere etc. Se consider\ c\, dintre specii [i categorii, tineretul aviar [i purceii se preteaz\ cel mai bine la utilizarea `n hran\ a antibioticelor ca promotori de cre[tere.

Efectul

administr\rii antibioticelor de uz furajer este mai evident la animalele cu diferite afec]iuni, `n special tulbur\ri intestinale, la animalele tarate, `ntre]inute `n condi]ii precare de igien\ sau hr\nite cu ra]ii caren]ate, `n special proteic [i vitaminic. Mecanismul exact de ac]iune a antibioticelor utilizate ca promotori de cre[tere nu este pe deplin elucidat; s-a constatat `ns\, c\ antibioticele au o influen]\ favorabil\ asupra organismului animal pe mai multe c\i, `ntre care urm\toarele: - `mpiedic\ `nmul]irea unor germeni patogeni cu localizare intestinal\ (de ex. E. coli, responsabil de producerea diareei atunci când prolifereaz\ peste o anumit\ limit\); - reduc activitatea unor microorganisme care pot provoca infec]ii subclinice ce afecteaz\ starea de s\n\tate a animalului, sc\zând `n aceste condi]ii apetitul [i valorificarea hranei; - favorizeaz\ dezvoltarea `n tractusul digestiv animal a unor bacterii utile; - influen]eaz\ pozitiv metabolismul proteic [i vitaminic `n special, [i metabolismul bazal `n general.

- 98 -


Pentru a se evita posibilitatea adapt\rii unor germeni patogeni, cât [i pentru men]inerea efectului biostimulator, se impune schimbarea periodic\ a antibioticului furajer folosit.

3.4.3. Utilizare practic\: recomand\ri, produse comercializate, rezultate ob]inute În România, primele preparate antibiotice de uz furajer folosite au fost pe baz\ de clortetraciclin\ (produsele denumite Vitaurom, Aurex, Ciclofurin) [i de tetraciclin\ (produsul Tetraxin), fiind testate `n hrana p\s\rilor, porcilor, mieilor [i vi]eilor sugari.

De asemenea, au mai fost folosite oxitetraciclina, eritromicina,

penicilina potasic\ [i preparatele numite Furadicil [i Stimulin. Utilizarea tuturor acestora este `n prezent evitat\, antibioticele `n cauz\ fiind [i de uz terapeutic. În perioada 1972-1973, `n cadrul Facult\]ii de Zootehnie a Institutului Agronomic Ia[i s-au efectuat cercet\ri privind utilizarea a dou\ noi antibiotice de uz furajer `n hrana monogastricelor, [i anume griseofulvina [i virginiamicina. Utilizându-se griseofulvina `n hrana puilor broiler de g\in\ [i a tineretului porcin, `n doze de 0,5-1,25 % (la puii broiler) [i respectiv, 0,5-1,75 % (la purcei), s-au ob]inut rezultate superioare `n ceea ce prive[te sporul `n greutate [i eficien]a valorific\rii hranei `n sporul de cre[tere, la ambele specii (213;214).

De asemenea, s-a

eviden]iat experimental influen]a pozitiv\ a introducerii virginiamicinei `n ra]ie, asupra cre[terii [i `ngr\[\rii porcinelor `n condi]iile exploat\rii industriale (cre[terea cu 3-6% a sporului mediu zilnic [i reducerea cu 3-4,6 % a consumului specific de furaj)(69). În prezent, cele mai folosite antibiotice furajere sunt urm\toarele: - Virginiamicina - ob]inut\ cu ajutorul unei su[e de Streptomyces virginus, este utilizat\ `n peste 40 de ]\ri, cu rezultate foarte bune, doza optim\ economic fiind considerat\ de 5 mg/kg furaj; - 99 -


- Flavomicina (flavofosfolipol) - ob]inut\ din Streptomycetele cenu[iiverzui este, de asemenea, un antibiotic furajer foarte des folosit, cu eficien]\ maxim\ `n cre[terea puilor de carne (la care se folose[te `n doze de 1-4 mg/kg furaj), dar dând rezultate bune [i la celelalte specii/categorii de animale; - Tilosin (produsul comercial "Tylan") - antibiotic izolat [i extras dintr-o tulpin\ de Streptomyces fradiae, este utilizat atât la puii broiler, cât [i la purcei; - Salinomicina - ob]inut\ dintr-o su[\ de Streptomyces albus, este utilizata `ndeosebi la tineret porcin `n cre[tere, `n doze de 25-50 mg/kg furaj; - Zincbacitracina - antibiotic cu destina]ie exclusiv furajer\. Antibioticul Avoparcin (denumit comercial [i "Avotan"), ob]inut din Streptomyces candidus, mult folosit atât la p\s\ri [i porci cât [i la rumeg\toare, a fost interzis ca aditiv furajer `n ]\rile Uniunii Europene de la data de 1 aprilie 1997.

3.4.4. Cazul special al rumeg\toarelor. Ionoforii.

În ultimul timp, au fost efectuate numeroase cercet\ri cu privire la efectele benefice ale utiliz\rii unor antibiotice (sau substan]e de tip antibiotic) `n hrana rumeg\toarelor, `ndeosebi ca fermoregulatori ai metabolismului ruminal. Utilizarea acestor substan]e vizeaz\ atât tineretul dup\ `n]\rcare - mai ales cel destinat `ngr\[\rii -, cât [i animalele adulte. Principalele obiective ce se doresc a fi atinse pe aceast\ cale sunt: - reducerea pierderilor de energie la nivel ruminal prin reducerea metanogenezei; - modificarea cantit\]ii [i propor]iei acizilor gra[i volatili (AGV) produ[i `n rumen;

- 100 -


- reducerea propor]iei de degradare `n rumen a frac]iunilor proteice cu valoare biologic\ ridicat\ (`n special a aminoacizilor) din hran\; - `mbun\t\]irea absorb]iei [i a randamentului de valorificare a substan]elor nutritive din hran\ `n produc]ia animal\; - favorizarea men]inerii st\rii normale de s\n\tate a animalelor prin evitarea apari]iei unor tulbur\ri metabolice de natur\ nutri]ional\ (acidoze, cetoze, intoxica]ii cu amoniac etc.). În cazul rumeg\toarelor, se cumuleaz\ efectele specifice antibioticelor furajere realizate la nivel intestinal (similar monogastricelor), cu cele realizate al nivelul rumenului. La nivelul rumenului, principalele efecte ale utiliz\rii antibioticelor furajere sau a ionoforilor sunt urm\toarele: - modificarea raportului dintre principalii AGV produ[i `n rumen, `n sensul cre[terii propor]iei acidului propionic, `n condi]iile unei cantit\]i totale de AGV egal\ sau crescut\; - inhibarea producerii de metan `n rumen, reducându-se pe aceast\ cale pierderile energetice pentru organismul animal (este important de eviden]iat faptul c\ numai `n cazul producerii acidului acetic [i indirect, a acidului butiric, se produce [i metan, pe când degradarea glucidelor spre formare de acid propionic evit\ metanogeneza ruminal\); - reducerea cantit\]ii de acid lactic produs `n rumen (`n special a formei active L-ac.lactic), cu consecin]e favorabile asupra pH-ului ruminal (mai stabil) [i asupra apetitului (mai ridicat); - reducerea proteolizei microbiene, a produc]iei de complec[i aminici decarboxila]i [i `n special a cantit\]ii de NH3 din rumen (evitându-se eventualele tulburari ce pot s\ apar\ `n cazul unei produceri excesive de NH3), `mbun\t\]induse pasajul ruminal al proteinelor nobile (cre[te proteina digestibil\ intestinal\ de origine alimentar\ - PDIA). - 101 -


La nivel intestinal, asem\n\tor cazului monogastricelor, efectele utiliz\rii acestor substan]e la rumeg\toare includ: - reducerea grosimii pere]ilor intestinali, odat\ cu diminuarea procesului de re`nnoire a celulelor epiteliale [i `ncetinirea tranzitului intestinal; - cre[terea digestibilit\]ii proteinelor `n general [i `n special `mbun\t\]irea absorb]iei aminoacizilor; - inhibarea unor germeni cu poten]ial patogen (ex.: E.coli, Salmonella sp., Clostridium sp.) [i diminuarea producerii de toxine microbiene; - reducerea ureolizei intestinale [i a cantit\]ii de NH3 din intestin. Toate aceste efecte specifice stau la baza efectelor generale concretizate `n cre[terea eficien]ei utiliz\rii energiei [i proteinei din hran\ [i `mbun\t\]irea perfoman]elor productive ale animalelor. Pentru realizarea acestor deziderate sunt folosite atât unele antibiotice clasice de uz furajer - ca virginiamicina, flavomicina [i avoparcinul (Avotan) - cât [i substante de tip antibiotic dar cu specific de fermoregulatori ruminali [i amelioratori ai transferului ionilor prin pere]ii celulari

-

asa-numi]ii "ionofori", cum sunt

"Monensin"-ul si "Lasalocid"-ul. Fiecare dintre aceste produse ionofore prezint\ particularit\]i cu privire la efectele determinate:

monensinul antreneaz\ `ndeosebi o cre[tere foarte

puternic\ a propor]iei de acid propionic `n rumen [i este singurul care scade usor apetitul [i deci, ingesta de hran\; virginiamicina reduce drastic producerea de acid lactic [i proteoliza `n rumen; avoparcinul [i flavomicina determin\ cre[terea total\ a produc]iei de AGV `n rumen (cu pân\ la 10 %), avoparcinul fiind `ns\ mai activ la nivel intestinal iar flavomicina antrenând [i o reducere important\ a proteolizei [i a produc]iei de NH3 din rumen (cu 10-14 %) [i inhibând `ndeosebi clostridiile (61). Produsul "Monensin" - unul dintre produsele cele mai utilizate `n acest scop - este ob]inut din Streptomyces cinnamonenzis, fiind comercializat [i sub denumirea de "Rumensin". Doza considerat\ optim\ `n utilizarea "Monensin"- 102 -


ului (ca [i a produsului "Lasalocid") la rumeg\toare (`n special, la tineretul taurin la `ngr\[at) este de 100-125 mg/kg furaj `n ra]ie (recomand\ri U.E.)(2); rezultatele prezentate de numero[i autori (Hennig, 1979; Dvorak, 1980; Polasek, 1980; Dyer, 1980; Clanton, 1981; Sharow, 1981; Thonney, 1981 - cita]i de S\l\jan)(76), indic\ faptul c\ acest tip de biostimulatori ce modific\/dirijeaz\ procesele fermentative `n rumen, ameliorând astfel fermenta]ia ruminal\ `n sensul dorit de om, determin\ o cre[tere a eficien]ei de utilizare a hranei [i a sporului mediu zilnic realizat.

Practic, se modific\ tipul de fermenta]ie ruminal\ - `n

general, favorizându-se producerea de acid propionic, `n detrimentul produc]iei de acid acetic [i implicit, de metan. Cercet\ri efectuate "in vitro" au dovedit faptul c\ antibioticele de tipul "Monensin"-ului [i "Lasalocid"-ului sunt capabile s\ fac\ diferen]ierea `ntre bacteriile ruminale care produc acetat [i cele produc\toare de propionat [i butirat, inhibându-le pe primele [i stimulându-le pe ultimele, cu efecte pozitive la tineretul taurin [i ovin `n cre[tere [i `ngr\[are, concretizate `n sporirea ratei zilnice de cre[tere [i `n `mbun\t\]irea gradului de conversie a hranei; aceste efecte sunt variabile [i dependente de natura nutre]urilor [i structura ra]iilor (23). Cu excep]ia "Monensin"-ului, care necesit\ unele m\suri speciale `n cazul utiliz\rii - o perioad\ de acomodare de minimum dou\ s\pt\mâni, reluat\ `n cazul unei `ntreruperi a administr\rii, respectarea dozelor [i o bun\ omogenizare `n furaj -

restul substan]elor amintite nu necesit\ nici o precau]iune `n utilizare, fiind

considerate sigure atât pentru animal, cât [i pentru consumatorul produc]iilor animale. Viitorul antibioticelor ionofore pare a fi mai sigur decât cel al antibioticelor furajere clasice, perspectivele acestora din urm\ fiind puse, a[a dup\ cum s-a mai ar\tat, sub semnul `ntreb\rii.

- 103 -


Majoritatea antibioticelor au roluri

favorabile în cre[tere [i `ngr\[are,

concretizate `n sporirea ratei zilnice de cre[tere [i `n `mbun\t\]irea conversiei hranei;

aceste efecte sunt variabile [i dependente de natura nutre]urilor [i

structura ra]iilor (23). Cu excep]ia "monensin"-ului, care necesit\ unele m\suri speciale `n cazul utiliz\rii - o perioad\ de acomodare de minimum dou\ s\pt\mâni, reluat\ `n cazul unei `ntreruperi a administr\rii, respectarea dozelor [i o bun\ omogenizare `n furaj -

restul substan]elor amintite nu necesit\ nici o precau]iune `n utilizare, fiind

considerate sigure atât pentru animal, cât [i pentru consumatorul produc]iilor animale. Viitorul antibioticelor ionofore pare a fi mai sigur decât cel al antibioticelor furajere clasice, perspectivele acestora din urm\ fiind puse, a[a dup\ cum s-a mai ar\tat, sub semnul `ntreb\rii.

3.5. Probiotice

3.5.1. Definire, istoric, importan]\. Dac\ utilizarea antibioticelor ca stimulatori de cre[tere `n hrana animalelor a `nceput, `nc\, de peste patru decenii, folosirea probioticelor este o preocupare nou\ a nutri]ioni[tilor, ce s-a impus cu preponderen]\ `n ultimii ani [i care solicit\ `n continuare, noi cercet\ri. Interesul crescând fa]\ de probiotice a fost stimulat de obiec]iile [i aversiunea tot mai accentuate ce se manifest\ fa]\ de utilizarea antibioticelor ca promotori pentru cre[tere la animale. La numai câ]iva ani dup\ ce antibioticele au `nceput a fi folosite ca aditivi furajeri, s-a stabilit faptul c\ acestea sunt responsabile de apari]ia fenomenului de - 104 -


antibiorezisten]\ [i ca au remanen]\ rezidual\ atât `n organismul animal, cât [i `n produsele de origine animal\;

totodat\, a ap\rut o reac]ie `mpotriva utiliz\rii

antibioticelor chiar ca agen]i terapeutici, din cauza tulbur\rilor intestinale determinate de dereglarea florei microbiene din tubul digestiv consecutiv administr\rii lor pe cale oral\. Aceste considerente au determinat c\utarea de alternative la utilizarea antibioticelor `n hrana animalelor, iar o solu]ie posibil\ [i se pare - reu[it\, este folosirea probioticelelor (58). Unii autori consider\ c\ utilizarea probioticelor a aparut tocmai ca r\spuns la `ntrebarea: "Cum pot fi evitate `mboln\virile la nivelul tubului digestiv, men]inând flora digestiv\ sub control f\r\ a folosi antibiotice ?" si ca probioticele sunt chiar opusul antibioticelor, respectiv produse ce con]in microorganisme vii, administrate `n hrana

animalelor pentru a ob]ine efecte folositoare prin potentarea florei

digestive benefice (33). Teoretic, prin administrarea `n hran\ de bacterii de un anumit tip, poate fi men]inut\ flora digestiv\ nepatogen\ normal\, cu efect evident benefic pentru animal, `n special `n condi]ii care ar putea cauza distrugerea echilibrului microbian caracteristic st\rii normale de s\n\tate. Administrând o cantitate mare de bacterii "bune", cele "rele" nu au posibilitatea s\ predomine.

În principal, bacteriile

considerate a fi "bune" sunt cele acidolactice, cum ar fi lactobacilii [i unele specii de streptococi. Ilia Metchinikov

(laureat al premiului Nobel), este considerat pionierul

utiliz\rii probioticelor (78), fiind primul carcet\tor care a studiat (empiric), `nc\ `n primul deceniu al secolului XX, posibilitatea `nlocuirii florei patogene a tubului digestiv prin aport exogen zilnic cu flor\ "impus\" alcatuit\ din lactobacili [i streptococi (din iaurt). Tezele lui Metchinikov au fost aprofundate, pe baze [tiin]ifice, de c\tre Bonhoff [i colaboratorii s\i, rapoartele cercet\rilor lor (din anii 1954-1964) servind - 105 -


pentru stimularea investiga]iilor privind rolul microflorei intestinale `n protec]ia `mpotriva bacteriilor enterice patogene (78). În decursul anilor, termenul de "probiotic" sensuri.

a fost folosit `n mai multe

Astfel, initial acest termen a fost utilizat pentru a descrie substan]e

produse de c\tre unele protozoare [i care le stimuleaz\ pe altele si abia mai târziu a fost folosit pentru a denumi acei aditivi furajeri care au efect benefic asupra animalului "primitor", prin influen]area florei tubului digestiv:

Parker (1974) a

definit probioticele ca fiind "organisme sau/[i substan]e care contribuie la echilibrul microbian intestinal". Aceasta definitie dat\ de Parker a fost considerata prea imprecis\ [i Fuller (1989) a propus o definitie nou\: "probioticele sunt aditivi furajeri pe baz\ de microorganisme vii, care influen]eaz\ benefic animalul primitor prin `mbun\t\]irea echilibrului microbian intestinal al acestuia",

defini]ie ce

accentueaz\ importan]a celulelor vii microbiene ca fiind componente esen]iale ale unui

probiotic

si

`nl\turând

completarea

cu

"substan]e

produse

de

microorganisme" (21). De asemenea, probioticele au mai fost definite de c\tre Toullec [i Quillet (83) ca fiind preparate ce con]in bacterii vii - de regul\, lactobacili [i streptococi - [i care sunt incluse `n hran\ `n scopul de a `mpiedica dezvoltarea bacteriilor patogene `n tubul digestiv al consumatorului, pe când Jurubescu [i col. (41) au dat probioticelor o defini]ie mai larg\, considerându-le a fi produse naturale ce con]in microorganisme vii - bacterii, protozoare, drojdii, fungi - [i unele produse ale acestora (de regul\, microorganisme din clasa simbion]ilor existen]i `n tractusul digestiv al animalelor s\n\toase [i `nalt productive). Mordenti (51) arat\ c\ termenul de "probiotice" se cuvine a fi folosit pentru numirea unor forme de microorganisme sau substan]e care, substituind sau integrând promotori naturali de cre[tere, sunt `n masur\ de a exalta produc]ia zootehnic\, `n special pe calea `mbun\t\]irii st\rii de s\n\tate a tubului digestiv - 106 -


prin reglarea florei/faunei microbiene - adeseori dereglat\, `n special `n sistemul intensiv de cre[tere. Defini]iilor date de c\tre Parker [i Mordenti li se repro[eaz\ faptul c\, teoretic, ar permite `ncadrarea antibioticelor de uz furajer `n categoria produselor probiotice. ]inând cont de acest aspect [i având `n vedere `ntreaga bibliografie studiat\, propunem urm\toarea defini]ie: produsele probiotice sunt preparate naturale ce con]in microorganisme vii (uneori [i substan]e produse de c\tre acestea - exceptând antibioticele) [i care, ac]ionând asupra florei tractusului digestiv, determin\ efecte benefice pentru organismul animalului "primitor", `n sensul favoriz\rii st\rii normale de s\n\tate, `mbun\t\]irii valorific\rii hranei [i stimul\rii produc]iei.

3.5.2. Importan]a microflorei digestive

Studii asupra microflorei tractusului digestiv animal [i a importan]ei pe care o are aceast\ microflor\ `n ap\rarea st\rii de s\n\tate `n special `mpotriva maladiilor infec]ioase gastro-intestinale, au fost f\cute `n ultimii ani de numero[i cercet\tori din `ntreaga lume (11; 21; 34; 41; 51; 60; 73; 78). Ac]iunea protectoare a microflorei intestinale este variat\ [i chiar definit\ prin termeni diferi]i: antagonism bacterian (Freter, 1956), interferen]\ bacterian\ (Dubos, 1963), efect barier\ (Ducluzeau, 1970), rezisten]\ la colonizare (Van der Waaij, 1971) sau excludere competitiv\ (Lloyd, 1977)(21). O bun\ dovad\ a acestui efect protector al florei digestive este observa]ia ca animalele "germ-free" (libere de germeni) sunt mult mai predispuse la `mboln\viri de tipul tulbur\rilor gastro-intestinale, comparativ cu animalele conven]ionale (cu flor\ intestinal\ complet\, normal\).

Coolins [i Carter (1978) au dovedit c\

- 107 -


[oarecele "germ-free" poate fi omorât cu 10 celule de Salmonella enterides, `n timp ce pentru omorârea [oarecelui cu flor\ normal\ sunt necesare 106 celule de S. enterides, ceea ce demonstreaz\ c\ flora digestiv\ este factorul important `n aceast\ diferen]iere (21). Flora protectoare stabilizat\ `n tractusul digestiv este echilibrat\, dar poate fi influen]at\ [i dereglat\ de unii factori de mediu (alimenta]ie, microclimat, stress, igien\ precar\ sau excesiv\, tratamente cu antibiotice pe cale oral\ etc.). Aceste situa]ii `n care echilibrul microflorei digestive este afectat `n sens malefic, constituie fondul pe care valoarea tratamentului probiotic iese cel mai bine `n eviden]\, probioticele ac]ionând `n scopul refacerii balan]ei florei microbiene caracteristice st\rii normale de s\n\tate.

3.5.3. Microorganisme probiotice

Referitor la speciile de bacterii probiotice, acestea ar trebui s\ `ndeplineasc\ urm\toarele caracteristici de baz\: - s\ fie coabitan]i normali ai tractusului digestiv animal (exist\ excep]ii); - s\ aib\ capacitate ridicat\ de aderen]\ [i colonizare pe epiteliul pere]ilor tractusului digestiv; - s\ aib\ timp scurt - respectiv ritm intens - de regenerare [i dezvoltare; - s\ produc\ substan]e utile (de ex., antimicrobiene - cum ar fi acidul lactic) [i s\ nu produc\ substan]e nedorite (de ex., toxice); - s\ prezinte stabilitate ridicat\ [i s\ poat\ fi ob]inute [i utilizate cu u[urin]\. Aceste caracteristici reprezint\, practic, criteriile folosite pentru selec]ionarea tulpinilor de microorganisme probiotice.

Ar fi ideal ca probioticul s\ aib\

capacitatea de a coloniza permanent tractusul digestiv `n urma unei singure - 108 -


administr\ri (sau a unei scurte perioade de administrare), ceea ce `nc\ nu s-a putut realiza, deocamdat\ efectele probioticelor `ncetând, mai repede sau mai târziu, dup\ oprirea administr\rii lor. Între diferitele forme de microorganisme exist\ diferen]e mari sub raportul capacita]ii de supravie]uire. Spre exemplu, `n cazul bacteriilor, cea mai mare stabilitate o prezint\ sporii, urma]i ca rezisten]\ de c\tre enterococi [i unii streptococi, apoi de pediococi [i speciile leuconostoc, iar dup\ ace[tia urmeaz\ lactobacilii - dar `n cadrul acestora existând diferen]ieri `ntre specii, Lactobacillus plantarum fiind, spre exemplu, mai stabil decât L. acidophilus. Bacteriile lactice au fost primele utilizate `n producerea de preparate probiotice, dintre acestea, "pionierii" fiind Lactobacillus acidophilus [i Streptococcus faecium. În anul 1983, de pild\, `n Italia, unica specie autorizat\ `n tratamente probiotice era S.faecium (73).

Aceste genuri bacteriene sunt [i

ast\zi cele mai utilizate, `ns\ paleta microorganismelor utilizate `n scop probiotic sa l\rgit considerabil: separat sau al\turi de unii lactobacili [i streptococi, se mai folosesc bifidobacterii, spori de Bacillus subtilis, culturi vii de drojdii (`ndeosebi Saccharomyces cerevisiae) etc. Speciile microbiene cele mai utilizate `n preparatele probiotice sunt: Lactobacillus bulgaricus, L.acidophilus, L.casei, L.helveticus, L.lactis, L.salivarius, S.faecalis,

L.plantarum,

Streptococcus thermophilus,

Bifidobacterium ssp.;

S.faecium,

cu dou\ excep]ii (L.bulgaricus [i

S.thermophilus - utilizate `n producerea iaurtului), toate speciile de mai sus se g\sesc `n mod natural `n tractusul digestiv animal. Principalii agen]i probiotici utiliza]i `n alimenta]ia animal\ `n SUA (tab. 22), au fost diferen]iati `n func]ie de sursa de ob]inere, `n: microorganisme identificate [i izolate din rumen [i respectiv, microorganisme provenind din alte surse (41).

- 109 -


Tabelul 22 Lista principalelor microorganisme utilizate ca probiotice `n S.U.A. (dup\ Pendleton)(41) S P E C I A Aspergillus niger Aspergillus oryzae Bacillus coagulans Bacillus licheniformis Bacillus subtilis Bacteroides amylophilus Bacteroides ruminicola Bacteroides suis Bifidobacterium animals Bifidobacterium bifidum Bifidobacterium infantis Bifidobacterium longum Bifidobacterium thermophilum Lactobacillus acidophilus Lactobacillus brevis Lactobacillus bulgaricus Lactobacillus casei Lactobacillus cellobiosis Lactobacillus delbruekii Lactobacillus fermentum Lactobacillus lactis Lactobacillus reuterii Leuconostoc mesenteroides Pediococcus acidilacticii Pediococcus cerevisiae Pediococcus pentosacens Propionibacterium freudenreichii Propionibacterium shermanii Saccharomyces cerevisiae Streptococcus cremoris Streptococcus diacetylactis Streptococcus faecium Streptococcus intermedius Streptococcus lactis Streptococcus thermophilus

Rumen

S U R S A: Alte surse + + +

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

În ultimii ani, producerea de preparate probiotice a cunoscut un avânt deosebit, unele estim\ri de dat\ recent\ ar\tând c\ la `nceputul anilor '90 numai `n Fran]a erau propuse spre comercializare `n jur de 50 de asemenea produse, - 110 -


con]inând fie un singur tip de microorganisme (produse "monogerm"), fie pân\ la 13 tipuri de microorganisme diferite ("cocktail"-uri probiotice);

`n ace[ti aditivi

furajeri de tip probiotic erau reprezentate aproape 70 de specii microbiene, `n concentra]ii deosebit de variate.

3.5.4. Principii de ac]iune, factori de influen]\

În ceea ce prive[te modul de ac]iune al probioticelor, de[i mai sunt multe aspecte intime de elucidat acesta este `n general cunoscut, existând un suport consistent de date din cercet\rile [i experimentele efectuate `n acest sens. Principalele mecanisme prin care probioticele `[i manifest\ ac]iunea benefic\ pentru organismul animal sunt prezentate `n tab. 23. Tabelul 23 Mecanisme de ac]iune a probioticelor =========================================== 1. Reducerea num\rului unor microorganisme patogene, prin: a) - producerea de compu[i antibacterieni; b) - compe]i]ia pentru nutrien]i; c) - competi]ia pentru locusurile de fixare-colonizare. d) - alterarea metabolismului unor specii microbiene patogene, prin sporirea sau inhibarea activit\]ii unor enzime; 2. Producerea de substan]e utile: enzime, aminoacizi, vitamine (complex B, K), acizi organici, antitoxine; 3. Neutralizarea unor toxine `n tractusul gastro-intestinal (cum sunt enterotoxinele produse de E.coli) 4. Stimularea imunit\]ii organismului animal, prin: a) - cre[terea nivelului anticorpilor; b) - sporirea activit\]ii macrofagelor. ===========================================

- 111 -


De asemenea, efectele favorabile antrenate de folosirea probioticelor `n alimenta]ia animal\ pot avea la baz\ [i urm\toarele elemente: - stimularea produc]iei de enzime endogene a animalului primitor; - modificarea cheltuielilor metabolice pentru func]ia digestiv\ a animalului; - producerea de peroxid de hidrogen, ceea ce conduce la activarea sistemului lactoperoxidaz\ - thiocianat; - reducerea metaboli]ilor inflamatorii de origine bacterian\ (de tipul aminelor heterociclice)(91). Sarra [i Bottazzi (73) consider\ c\ microorganismele autohtone din tractusul digestiv animal (folosite `n majorit\]ea produselor probiotice), pot exercita o ac]iune favorabil\ pentru animalul "gazd\" prin urm\toarele modalit\]i:

* pot

participa `n sens util la digestia [i metabolismul substan]elor nutritive din hrana ingerat\, producând ele `ns\[i protein\, aminoacizi, vitamine - de care uneori, "gazda" nu ar putea dispune; * pot inactiva unii produ[i toxici prezen]i `n tubul digestiv;

* pot oferi "gazdei" un "efect-barier\" `mpotriva microorganismelor

patogene aflate `n tranzit `n tractusul digestiv, `mpiedicând fixarea [i colonizarea acestora, prin ocuparea fizic\ a locusurilor specifice de ata[are, consumând substratul nutritiv [i dezvoltându-se preponderent [i producând substan]e bactericide sau bacteriostatice - `n primul rând acid lactic, responsabil de reducerea pH-ului mediului la valori specifice dezvolt\rii microorga-nismelor utile [i nefavorabil germenilor patogeni, dar [i alte substan]e, inclusiv bacteriocine. În mod unanim, se accept\ faptul c\ la baza eficien]ei probioticelor st\ ac]iunea acestora asupra florei tractusului digestiv, efectele benefice fiind consecin]a acestei ac]iuni.

Probioticele controleaz\, practic, echilibrul florei

microbiene digestive, exaltând flora util\, de tip fermentativ, `n detrimentul florei nocive, deseori de putrefac]ie [i patogen\, cu scopul creerii, men]inerii sau - 112 -


restabilirii unei balan]e microbiene specifice st\rii de s\n\tate (normale) [i favorabil\ ob]inerii unei produc]ii la nivelul dorit. Reducerea num\rului de germeni patogeni, nedori]i `n tractusul digestiv al animalelor, poate fi realizat\ de c\tre probiotice prin producerea de substan]e efect antibacterian selectiv, `n primul rând unii metaboli]i primari, cum sunt acizii organici [i peroxidul de hidrogen, care s-a dovedit c\ au efect antibacterian "in vitro"; efectul "in vivo" este pus `n principal pe seama determin\rii sc\derii pH-ului la valori ce nu permit proliferarea germenilor patogeni. Un alt mecanism pentru prevenirea coloniz\rii tractusului digestiv animal de c\tre

microorganisme

patogene

este

competi]ia

desf\[urat\

de

c\tre

microorganismele probiotice fa]\ de cele patogene pentru locusurile de fixare pe suprafa]a epiteliului pere]ilor tractusului digestiv.

Bacteriile acidolactice sunt

cunoscute ca fiind ata[ate `n mod normal la peretele tractusului digestiv al galinaceelor [i porcilor, iar efectul de excludere competitiv\ manifestat fa]\ de unii germeni nedori]i - cum sunt E.coli [i chiar Salmonella - inclusiv prin competi]ia pentru nutrien]i, a fost dovedit `n diverse cercet\ri efectuate de

Stavric [i

col.(1987), Fuller (1973), Barrow [i col. (1980) - cita]i de Fuller (21); Nurmi [i Rantala (1973), Lloyd [i col. (1977),

Soerjadi [i col.(1981) - cita]i de

Snoeyenbos (78); Mordenti (51). A[a de exemplu, Nemeskery (1983) a dovedit c\ microorganisme din genul Streptococcus `mpiedic\ colonizarea `n tubul digestiv a mai multor tipuri de germeni patogeni comuni mamiferelor [i p\s\rilor (tab.24) (11).

- 113 -


Tabelul 24 Efectul streptococilor asupra unor agen]i patogeni (dup\ Nemeskery, 1983 - citat de Chapman)(11) AGENTUL PATOGEN

Inhibare (%) datorat\ prezen]ei streptococilor

E.coli enteropatogen\ Enterotoxine produse de E.coli Salmonella sp./ var. animale Shigella sp. Pseudomonas Clostridium perfrigens

80 75 45 50 50 100

În ceea ce prive[te modul `n care lactobacilii pot influen]a metabolismul microbian `n tractusul digestiv, se consider\ c\ ace[tia pot inhiba activitatea unor enzime importante pentru dezvoltarea microbilor (cum sunt beta-glucouronidaza [i azoreductaza) sau pot intensifica activitatea altor enzime (ca de ex. betagalactozidaza, util\ `n reducerea intoleran]ei la lactoz\). Stimularea sistemului imunitar al animalelor prin aministrarea de probiotice a fost pus\ `n eviden]\ de diver[i cercet\tori: Bealmar [i col. (1984) au stabilit c\ animalele conven]ionale, cu flor\ digestiv\ complet\, prezint\ niveluri sporite ale activit\]ii fagocitare [i a imunoglobulinelor, comparativ cu animalele "germ-free"; Roach [i Tannock (1980) au dovedit c\ o tulpin\ de Enterococcus faecium, stabilit\ ca fiind mono-asociat\ la [oareci "germ-free", a fost capabil\ s\ reduc\ num\rul de Salmonella typhimurium la nivelul splinei acestora, ceea ce indic\ un efect sistemic - pentru ca bacteriile respective s\ poat\ avea acest gen de efecte sistemice, este necesar ca acestea s\ aib\ capacitatea de migra din tractusul digestiv `n circula]ia sistemic\, fapt dovedit de Berg (1983) [i Bloksma (1981); Saito [i col. (1983) [i Bloksma [i col. (1981) au demonstrat c\ L.casei [i L.plantarum, administra]i parenteral, stimuleaz\ activitatea fagocitar\ (21).

- 114 -


3.5.5. Utilizare practic\: recomand\ri, produse folosite, rezultate ob]inute Referitor la modalit\]ile posibile de utilizare a probioticelor, sunt avute `n vedere urm\toarele: - introducerea unuia sau mai multor simbion]i `n tractusul digestiv, `n scopul restabilirii unui microbism eubiotic, cu efect pozitiv direct asupra st\rii de s\n\tate a animalului "primitor" [i indirect asupra productivit\]ii acestuia; - introducerea unuia sau mai multor simbion]i `n tractusul digestiv pentru a schimba `n avans microbismul adaptat pentru o anumit\ "sarcin\" (de ex. un anumit tip de ra]ie, regim de furajare) cu un microbism adaptat la dieta din perioada care urmeaz\, cu reducerea corespunz\toare a perioadei de adaptare [i a efectelor nedorite legate de aceasta, `mbun\t\]ind valorificarea hranei; - introducerea `n tractusul digestiv al animalelor a unui/unor simbion]i naturali, sau a unor microorganisme ob]inute prin inginerie genetic\, specializate pentru a anumit\ "sarcin\", cum ar fi cre[terea digestibilit\]ii furajelor celulozice, eliminarea agen]ilor patogeni din anumite ni[e ecologice, reducerea excesului de amoniac etc.; - introducerea unuia sau a mai multor simbion]i `n tractusul digestiv, fie `n doze zilnice, pe toat\ perioada de exploatare a animalului, fie folosind inoculi pentru un [oc ini]ial, urmat de men]inerea unor doze regulate "de `ntre]inere" (94). Pentru o eficacitate maxim\, se recomand\ ca probioticele s\ fie administrate la animale `n urm\toarele situa]ii: a) - imediat dup\ na[tere / ecloziune, deoarece tractusul digestiv al f\tului / puiului trebuie considerat axenic pân\ `n momentul contactului cu mucoasa - 115 -


vaginal\ `n timpul parturi]iei (respectiv, ciocnirea cojii oului la ecloziune), moment `n care `ncepe colonizarea bacterian\; interesul este de a popula cât mai rapid [i mai complet tractusul digestiv cu flor\ microbian\ util\, controlat\. Ar fi ideal\ ob]inerea `n condi]ii de produc]ie de animale "SPF" ("specific pathogen free" organisme libere de germeni patogeni specifici) sau gnotobiotice (cu flor\ microbian\ cunoscut\, controlat\), ob]inute prin contaminarea animalelor axenice cu o microflor\ selec]ionat\, benefic\; `n viziunea oamenilor de [tiin]\, acestea ar fi animalele "normale" ale viitorului, care s\ permit\ ob]inerea unui profit maxim de pe urma simbiozei cu microflora implantat\; b) - `n timpul perioadelor de stress (legat de tehnologia de cre[tere [i exploatare: `n]\rcare, schimb\ri ale ra]iei administrate, lotiz\ri, vaccin\ri etc.); c) - imediat dup\ tratamentele terapeutice de mas\, care produc modific\ri profunde ale microflorei intestinale (`n special `n cazul tratamentelor cu antibiotice pe cale oral\). Referitor la condi]iile pe care trebuie s\ le `ndeplineasc\ un bun preparat probiotic, se apreciaz\ c\ acestea ar fi urm\toarele: - trebuie ca microorganismele con]inute s\ apar]in\ unor tulpini capabile s\ exercite un efect benefic asupra animalului "primitor", ca de ex., cre[terea rezisten]ei la `mboln\viri sau stimularea cre[terii; - produsul trebuie s\ nu fie patogen sau toxic; - produsul trebuie s\ con]in\ celule viabile, `n numar cât mai mare, de[i nu este stabilit\ exact o doz\ minim\ eficace; - probioticul trebuie s\ fie capabil s\ supravie]uiasc\ [i s\-[i desf\[oare activitatea `n interiorul tractusului digestiv (s\ reziste la pH sc\zut [i la activitatea unor enzime [i acizi organici din tractusul digestiv);

- 116 -


- produsul s\ fie stabil [i capabil de a r\mâne activ o perioad\ cât mai `ndelungat\, atât `n condi]ii de stocare cât [i `n cazul `n care furajul `n care a fost `nglobat urmeaza a fi supus granul\rii. În prezent, exist\ pe plan mondial date destul de numeroase cu privire la rezultatele practice ale utiliz\rii probioticelor `n hrana animalelor, confirmând avantajele [i rasp`ndirea folosirii acestora;

datele cu referire la utilizarea

probioticelor `n ]ara noastr\ sunt, `ns\, mult mai pu]ine. Experien]e efectuate `n SUA, Germania, Elve]ia [i Danemarca, pe animale libere de germeni, au demonstrat eficien]a `nlocuirii microflorei digestive cu o flor\ controlat\ util\, capabil\ s\ confere protec]ie `mpotriva patogenilor enterici, eviden]iindu-se stimularea cre[terii [i reducerea morbidit\]ii [i mortalit\]ii. Rezultate ob]inute `n acest domeniu sunt prezentate de diver[i cercet\tori: folosind lactobacili ad\uga]i `n hran\, Pollman [i col. (1980) au ob]inut rezultate pozitive la purcei-starter (dar nu [i `n cazul porcilor `n cre[tere-finisare), constatând o cre[tere a sporului `n greutate (cu 2-8%), concomitent cu reducerea consumului specific;

Han [i col. (1984), suplimentând hrana porcilor cu

Lactobacillus sporogenes [i Clostridium butyricum, au constatat c\, de[i efectul asupra cre[terii nu a fost semnificativ, `mbun\t\]irea conversiei hranei a fost evident\ [i important\, suplimentarea cu probiotic determinând [i reducerea num\rului de stafilococi [i coliformi din tractusul intestinal al porcilor; Mordenti (1986) a constatat c\ efectul promotor de cre[tere pe care l-a ob]inut administrând Enterococcus faecium la porcine, poate fi `mbun\t\]it ad\ugând `n hran\ [i peptide din zer;

Kohler [i Bohl (1964) au dovedit c\ administrarea de

Lactobacillus acidophilus a protejat purceii sugari `mpotriva diareei, fenomen eviden]iat [i de Kimura (1983), folosind `ns\, un preparat probiotic pe baza de Bifidobacterium

thermophilum

[i

Bifidobacterium

pseudolongum;

Underdahl (1980), administrând Enterococcus faecium `n hrana porcilor - 117 -


`naintea unei infest\ri experimentale cu E.coli patogen\, a realizat protejarea porcilor `mpotriva diareei pe care E.coli o poate provoca, fenomen observat [i de c\tre Wadstrom (1984), pe tineret cunicul; Muralidhara (1971) a identificat [i izolat o tulpin\ de Lactobacillus lactis capabil\ s\ reduc\ num\rul de E. coli `n tractusul digestiv al porcilor, tulpin\ care s-a constatat c\ este `n mod obi[nuit ata[at\ la suprafa]a epiteliului intestinal; exist\, `ns\, [i cercet\tori care nu au ob]inut rezultate pozitive sau semnificative folosind lactobacili ca agen]i antidiareici (Pozo-Olano, 1978; Pearce [i Hamilton, 1974) (21). Rezultatele unui experiment efectuat `n cadrul Universit\]ii din Filipine au demonstrat posibilitatea prevenirii tulbur\rilor enterice la purceii sugari, prin administrarea probioticului "All-Lac", produs de Alltech Inc., (SUA): la purceii care au primit probioticul `n hran\ (25 g/animal), s-a constatat o reducere a mortalit\]ii [i `n special a inciden]ei diareei neo-natale, chiar comparativ cu utilizarea `n hran\ a unor antibacteriene (Trimethoprim [i Colistin-sulfat); de asemenea, utilizarea probioticului a influen]at favorabil [i sporul mediu zilnic `n greutate al purceilor.

Rezultate similare au fost ob]inute [i `n cazul folosirii

probioticului "Lacto-Sacc" - un complex bacterii/drojdii, mai exact lactobacili + Saccharomyces sp. - produs tot de Alltech Inc.: introdus (`n doz\ de 1 g/kg furaj) `n hrana scroafelor gestante [i `n lacta]ie (cu 7 zile `nainte de f\tare [i pân\ la trei s\pt\mâni dup\ f\tare), a determinat o reducere semnificativ\ a mortalit\]ii purceilor noi-n\scu]i, `n timp ce la tineretul porcin `n cre[tere a determinat cre[terea ingestiei zilnice de furaj, m\rirea vitezei de cre[tere [i reducerea consumului specific de hran\ (6; 15; 21; 24; 31; 90; 91). Trebuie remarcat faptul c\ majoritatea cercet\rilor cu privire la efectele zootehnice ale utiliz\rii probioticelor au fost efectuate la purcei `n [i imediat dup\ `n]\rcare, când sunt supu[i la diver[i factori stresan]i (alimentari, de `ntre]inere, - 118 -


lotiz\ri) capabili s\ afecteze echilibrul microbian digestiv. Al\turi de numeroase experien]e `n care s-au ob-]inut rezultate evidente `n sensul amelior\rii performan]elor productive, `n literatura de specialitate sunt citate [i cercet\ri cu rezultate nesemnificative `n acecest sens (tab. 25). Tabelul 25 Efectele unor probiotice asupra performan]elor de cre[tere la purcei (dup\ Rychen [i Simoes-Nunes)(68) PROBIOTIC pe baz\ de

Cercet\ri `ntreprinse de

Rezultate ob]inute (% fa]\ de lotul martor) SMZ*

IC*

Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus plantarum [i Streptococcus faecium

Pollman [i col. 1980 Pollman [i col. 1980 Collington [i col. 1990

+ 2,6 + 9,7 0

- 3,6 - 4,4 0

Streptococcus faecium

Roth [i Kirchgessner 1986 Roth [i Kirchgessner 1986 Jost 1987

+ 5,9 0 0

- 5,3 0 0

Lactobacillus fermentum [i Streptococcus faecium

Nousiainen [i Suomi 1991 Nousiainen [i Suomi 1991

0 0

0 0

Complex de lactobacili

Danek [i col. 1991 McLeese [i col.1992 Kowarz [i col. 1994

+10,4 0 0

0 0

Bacillus cereus

Nguyen [i col. 1988 Kirchgessner [i col. 1993 Nguyen [i col. 1988 Eidelsburger [i col. 1992

+15,8 + 9,0 0 0

- 5,9 0 0 0

L.bulgaricus, L.casei [i S.thermophilus

Lessard [i Brisson 1987

+ 9,0

0

* SMZ = spor mediu zilnic IC = indice de consum

- 119 -


In Anglia a fost testat la porcine un produs probiotic denumit "Toyocerin", fabricat de Forum Chemicals, dup\ licen]\ japonez\; administrarea probioticului `n hrana scroafelor (1 kg/ton\ furaj) a determinat reducerea inciden]ei diareei la purceii sugari, sc\derea num\rului de E.coli `n fecalele scroafelor [i purceilor [i diminuarea cazurilor de "febr\ de f\tare" la scroafe (33). Probioticul "Toyocerin" este, `n original, produsul firmei japoneze Toyo Jozo Co.Ltd. (`n Japonia produsul numindu-se "Seikin-Zei"), fiind un preparat ce con]ine spori viabili de Bacillus toyoi. Produsul este stabil pe durata mai multor luni de stocare [i nu este afectat ca activitate de c\tre eventualii agen]i antimicrobieni incorpora]i `n furaj; de asemenea, este stabil la aciditate, ceea ce asigur\ ajungerea sporilor bacterieni la nivel intestinal, unde se dezvolt\ forma bacilar\. Firma produc\toare arat\ c\ probioticul `n cauz\ are capacitatea de a reprima multiplicarea bacteriilor nedorite, patogene (de tipul E.coli) din tractusul digestiv, unde favorizeaza dezvoltarea lactobacililor [i a altor microorganisme benefice, `nt\rind sau ref\când echilibrul normal al florei bacteriene digestive; de asemenea, ad\ugarea probioticului `n hrana animalelor duce la sc\derea concentra]iei amoniacului `n sângele portal, `n con]inuturile gastro-intestinale [i `n fecale. Con]inând bacterii tranzitante [i nu specifice tractusului digestiv animal, produsul "Toyocerin" este eliminat din lumenul intestinal dup\ o perioad\ definit\ de timp (dup\ `ntreruperea administr\rii) [i nu cauzeaz\ efecte secundare nedorite la animalele "primitoare" [i nu las\ urme reziduale `n produsele de origine animal\; doza pe care o recomand\ produc\torul este de 1 kg/ton\ furaj. Utilizat `n hrana g\inilor ou\toare pe durata stresului c\ldurii de var\, probioticul `n cauz\ a influen]at pozitiv consumul de hran\, produc]ia de oua [i calitatea ou\lor (97). Firma olandez\ Franklin Products Int. produce [i comercializeaz\ un produs

probiotic

denumit

"Fralac-LBC", - 120 -

con]inând

bacterii

acidolactice


(Streptococcus faecium, su[a Cernelle 68); produsul este recomandat ca stabilizator al florei intestinale, promotor al cre[terii [i profilactic fa]\ de diaree. Produc\torii arat\ c\ su[a SF 68 are propriet\]i de bioregulator al florei intestinale datorit\ ritmului de reproducere-dezvoltare foarte rapid, stabilit\]ii la pH acid [i efectului inhibitor asupra germenilor entero-patogenici; produsul este stabil `n premixuri vitamino-minerale, cât [i la temperaturile uzuale de granulare (95 % din bacterii supravie]uiesc temperaturilor de 50-80oC), iar bacteriile con]inute nu formeaz\ tulpini rezistente [i nu s-au descoperit reziduuri `n carnea animalelor "primitoare" (96). Firma Burlington BioMedical Co. (SUA) produce [i comercializeaz\ produsul probiotic "Vetfeedor", ar\tând c\ utilizarea acestuia `n hrana animalelor `mbun\t\]este valorificarea hranei [i stimuleaz\ cre[terea, prin reglarea florei gastro-intestinale [i men]inerea - pe aceast\ cale - a st\rii de s\n\tate a animalelor (96). Compania Santel, produce [i comercializeaz\ sortimentul de probiotice "Levucell", pe baz\ de culturi vii de drojdii, `ntre care produsul "Levucell SB" special destinat animalelor monogastrice (96). Un alt produs probiotic comercializat `n SUA este "BioteemTM " - realizat de firma J.A. Matt Inc.; produsul con]ine spori de Bacillus sp. (o combina]ie de mai multe su[e), spori care, ingera]i de animal odat\ cu hrana suplimentat\ probiotic, germineaz\ `n tractusul digestiv animal, apoi bacteriile se dezvolt\ [i multiplic\, oferind organismului animal o serie de avantaje rezultate din metabolismul lor - de ex. producerea de enzime. Firma recomand\ utilizarea produsului `n hrana tuturor speciilor (combinat sau nu cu antibiotice) [i sus]ine c\ probioticul nu `[i pierde din eficacitate dup\ 8 s\pt\mâni de la supunerea (la granulare) la temperatura de 102oC (96).

- 121 -


"Cocbactin" este un aditiv furajer microbian patentat `n anul 1985 de firma Bio-Tehniques Lab.Inc. (din SUA), ce con]ine o singur\ su[\ de Lactobacillus acidophilus (su[a BT 1386, caracterizat\ printr-o capacitate crescut\ de aderare la epiteliile tubului digestiv [i de rezisten]\ / supravie]uire `n sistemul digestiv al rumeg\toarelor). Experien-]ele desf\[urate de c\tre firma produc\toare au indicat o influen]\ semnificativ\ a admi-nistr\rii probioticului `n hrana animalelor, `n sensul cre[terii sporului `n greutate vie [i `mbun\t\]irii conversiei hranei `n sporul de cre[tere, la tineret taurin la `ngr\[at (96). Firma Taveta GmbH comercializeaz\ probioticul "Oralin", produs de Chevita GmbH din Germania.

Produsul con]ine microorganisme vii din su[a

Enterococcus faecium NCIB 10415 [i este destinat ad\ug\rii `n furajele pentru finisare la taurine, porcine, p\s\ri [i alte specii.

Probioticul stabilizeaz\ flora

intestinal\, reducând riscurile de apari]ie a tulbur\rilor intestinale [i `mbunat\te[te valorificarea hranei (96). Bacteriile acidolactice sunt [i componente de baz\ pentru produsele probiotice din gama "Protexin" ale firmei Probiotics Int. Ltd., din Marea Britanie. Aceste produse con]in 7 specii de bacterii selec]ionate (Streptococcus faecium, Lactobacillus

plantarum,

L.casei,

L.bulgaricus,

L.acidophilus,

S.thermophilus [i Bifidobacterium bifidum) [i dou\ drojdii produc\toare de celulaze (Torulopsis spp. [i Aspergillus oryzae). Gama "Protexin" cuprinde produse specifice pentru porci, cai [i oi, pe categorii de vârst\, st\ri fiziologice [i produc]ii (inclusiv un produs de uz uman, denumit Protexin B)(99). Firma Pioneer (SUA) produce [i comercializeaz\ produsele probiotice din gama "Probios", con]inând bacterii lactice; produsele din aceast\ gam\ difer\ `n func]ie de specia "]int\" (p\s\ri/porci/ taurine) [i sunt prezentate sub diferite forme, corespunz\tor modului de administrare: spray, solu]ii, pudr\, granule. Speciile

- 122 -


bacteriene folosite sunt: Lactobacillus plantarum, L.acidophilus, L.casei [i Streptococcus faecium. În Fran]a a fost testat [i produsul "Acosil-F3" al firmei Santel, alc\tuit dintrun amestec de orz [i leguminoase `ncol]ite [i bacterii lactice; utilizat dup\ o prelabil\ maturare de 6 s\pt\mâni, produsul (cu stabilitate pentru 6 luni) s-a dovedit eficace la vaci de lapte (determinând `mbunatatirea apetitului, a produc]iei de lapte [i a fertilit\]ii), la ovine `naintea f\t\rii (cre[terea semnificativ\ a greut\]ii mieilor la f\tare) [i la scroafe `nainte [i dup\ f\tare (reducerea mortalit\]ii la purceii noi-n\scu]i) (10). De asemenea `n Fran]a, dar `n cadrul INRA, au fost intreprinse cercet\ri privind utilizarea produsului probiotic "Paciflor", ce con]ine spori maturi de Bacillus IP 5832. Efectele administr\rii probioticului `n hrana curcilor [i a ra]elor au constat `n stimularea cre[terii puilor (bobocilor) nou-ecloziona]i, cur\]irea penajului ra]elor [i reducerea mortalit\]ii la curci , f\r\ a fi influen]at\ calitatea carcasei p\s\rilor; de asemenea, utilizarea probioticului "Paciflor" a `mbun\t\]it semnificativ viteza de cre[tere [i conversia hranei la porcine, iepuri, pui de g\in\ [i curc\ (54; 55). Probioticele pot fi utlizate [i la taurine, existând date `n acest sens atât la vi]ei, cât [i la adulte, atât la vacile de lapte, cât [i `n cazul taurinelor pentru carne. Astfel, s-a demonstrat experimental c\ administrarea de bacterii lactice (prin probioticul "Cerbiobovis") `n hrana vacilor de lapte a avut, dup\ trei s\pt\mâni de administrare, un efect pozitiv constant asupra produc]iei cantitative de lapte [i asupra con]inutului laptelui `n protein\, dar numai pe durata folosirii probioticului; folosirea aceluiasi probiotic "Cerbiobovis" (`n doz\ de 17 g/cap/zi) la t\ura[i la `ngr\[at (`n perioada de vârst\ 5-7 luni) [i taurine adulte reformate (`n perioada de finisare), a determinat m\rirea vitezei de cre[tere [i a calit\]ii carcasei (140;141). - 123 -


De asemenea, la ovine [i caprine s-au ob]inut rezultate bune `n prevenirea tulbur\rilor digestive prin introducerea `n hrana acestora a probioticului "Cerbiocap", `n doze zilnice de 5-7 g/animal. A[a dup\ cum s-a ar\tat [i produsele care `ncorporeaz\ culturi de drojdii vii sunt `ncadrate [i utilizate ca probiotice. Un astfel de produs pe baz\ de culturi de drojdii este "Yea-Sacc", produs de Alltech Inc. din SUA, con]inând o su[\ de Saccharomyces cerevisiae - 1026 - considerat\ a fi "maestrul orchestrei ruminale". Efectele probioticului respectiv asupra metabolismului ruminal includ: sporirea ratei fermentative, cre[terea sintezei de protein\ microbian\ [i influen]area schimbului de ioni de hidrogen - ceea ce are ca efect cre[terea valorii pH-ului, reducerea form\rii [i eliminarii de metan [i stimularea form\rii de AGV (52). Experien]e efectuate de mai mul]i cercet\tori indicat faptul c\ administrarea produsului "Yea-Sacc" `n hrana vacilor de lapte a determinat cre[terea produc]iei de lapte [i a con]inutului laptelui `n gr\sime [i protein\, `mbun\t\]irea valorific\rii hranei, reducerea cheltuielilor [i m\rirea profitului.

Rezultate pozitive au fost

ob]inute [i utilizând "Yea-Sacc" `n hrana scroafelor de reproduc]ie, `n experien]e desf\[urate `n anul 1988 la Universitatea din Arizona (respectiv, `mbun\t\-]irea cantitativ\ [i calitativ\ a produc]iei de lapte la scroafele cu purcei, a performan]elor de reproduc]ie [i a st\rii de s\n\tate). De asemenea, produsul "Yea-Sacc" a fost utilizat cu succes la vi]ei `n cre[tere, tineret taurin la `ngr\[at, oi [i miei, iepe [i mânji, efectele benefice determinate fiind sus]inute de rezultatele cercet\rilor efectuate. Firma Franklin Products produce [i comercializeaz\ un preparat probiotic similar, denumit "Fra-Sacc", recomandând utilizarea acestuia la toate speciile de animale, `n doz\ de 4oo g/tona de furaj (96).

- 124 -


De asemenea, firma Diamond V Mills Inc. are pe pia]\ dou\ astfel de produse, denumite "Diamond V Yeast Culture" [i "Diamond V XP Yeast Culture". Utilizarea probioticelor la p\s\ri reprezint\ o solu]ie de mare perspectiv\ atât `n rezolvarea problemelor antrenate de folosirea antibioticelor furajere ca biostimulatori (prin `nlocuirea acestora sau prin corectarea efectelor lor negative asupra florei digestive), cât [i `n profilaxia fa]\ de maladiile provocate de germeni cu localizare digestiv\, cum ar fi E.coli, Salmonella, Clostridium etc. Constatarea conform c\reia completarea hranei cu antibiotice la p\s\rile conven]ionale are efect pozitiv asupra cre[terii [i s\n\t\]ii, efect ce nu se manifest\ `n cazul p\s\rilor axenice, a demonstrat cu claritate rolul major pe care microflora tractusului digestiv `l are [i la aceast\ categorie de animale, `n men]inerea st\rii de s\n\tate [i asupra productivit\]ii. A ren\scut astfel, interesul cercet\torilor fa]\ de microflora tractusului digestiv al p\s\rilor. Aceast\ microflor\ `[i exercit\ func]iile sale `n mod optim atunci când `n tractusul digestiv sunt prezente speciile microbiene utile specifice habitatului ingluvial [i intestinal, creând echilibrul normal al microflorei. Se pare chiar, c\ la p\s\ri influen]a microflorei digestive asupra digestiei, performan]elor productive [i st\rii de s\n\tate este mai pregnant\ decât la alte specii monogastrice, balan]a dintre bacteriile favorabile [i cele patogene fiind mai delicat\, iar sensibilitatea la pH accentuat\ (un pH sc\zut, `ntre 4 [i 5, este favorabil dezvolt\rii bacteriilor lactice, `n timp ce un pH ridicat, `ntre 6 [i 7, este optim pentru dezvoltarea germenilor cu poten]ial patogen, de tipul E.coli). Dominick [i Jensen (1984) au demonstrat, `n experien]e pe curci gnotoxenice, efectul inhibitor manifestat de Enterococcus faecalis asupra implant\rii intestinale [i dezvolt\rii la acest nivel a unei su[e de E.coli o78 virulent\ (27). - 125 -


S-a demonstrat experimental la p\s\ri faptul c\ prin aport exogen de flor\ alc\tuit\ preponderent din lactobacili se poate men]ine echilibrul florei digestive caracteristic st\rii normale de s\n\tate, corespunz\tor unei prezen]e dominante a lactobacililor ata[a]i suprafe]ei epiteliale a tractusului digestiv al puilor, `nc\ din prima zi de via]\ (11). Cercet\ri efectuate pe pui broiler de g\in\ imediat dup\ ecloziune, au demonstrat importan]a popul\rii tractusului digestiv cu bacterii lactice `nc\ din acest moment, deoarece la ecloziune, `n condi]ii sterile, valoarea pH din tubul digestiv al puilor este apropiat\ de 6, fiind favorabil\ prolifer\rii germenilor patogeni. Totodat\, la tineretul aviar lipse[te o secre]ie gastric\ suficient\ de acid, capabil\ s\ men]in\ `n tractusul digestiv un pH sc\zut, ideal; or, acidul lactic produs de c\tre bacteriile lactice, `nc\ din gu[\, "mi[cându-se" `mpreun\ cu ingesta spre intestin, compenseaz\ aceast\ lips\ de acid. Producerea de acid lactic `mpiedic\ dezvoltarea altor bacterii nedorite (mai ales E.coli), doar drojdiile fiind capabile s\ reziste pH-ului acid creat;

acestea formeaz\ `mpreun\ cu

lactobacilii o simbioz\ particular\, fiind capabile s\ stimuleze cre[terea odat\ cu producerea de factori de cre[tere specifici (73). In cadrul Universit\]ii Auburn din SUA s-a demonstrat faptul c\ introducerea `n hrana broilerului de g\in\ a unor culturi mixte de Streptococcus faecium [i Lactobacillus acidophilus determin\ o reducere semnificativ\ a valorii pH la nivelul cecumului puilor. Experien]e desf\[urate la Universitatea de Stat North Carolina din SUA, au arat\t c\ administrarea unui probiotic ("Primalac", produs de Star Labs., pe baz\ de lactobacili) `n hrana broilerului de g\in\ (500 mg/kg furaj), cu o s\pt\mân\ `nainte de sacrificare, a avut ca efect reducerea prezen]ei Salmonella-ei atât `n cecumul, cât [i `n carcasa puilor sacrifica]i. S-a demonstrat c\ administrarea `n hran\ a unor culturi de bacterii probiotice previne stabilirea Salmonella infantis `n cecumul puilor de g\in\, iar Watkins [i Miller (1983), - 126 -


Lloyd (1977) [i Weinack (1979) au eviden]iat faptul c\ tratamentul profilactic sau terapeutic cu probiotice determin\ la pui reducerea num\rului de Salmonella typhimurium [i Staphylococcus aureus (11;34). Suplimentarea hranei broilerilor de g\in\ cu zer [i cu un produs probiotic con]inând Bifidobacterium pseudolongum, Bifidobacterium thermophilum [i Lactobacillus acidophilus, a redus nivelul re]inerii Salmonellei typhimurium inoculate experimental, f\r\ a afecta negativ performan]ele productive ale puilor (5). Şi alte studii [i cercet\ri au eviden]iat efectul favorabil al probioticelor asupra performan]elor productive ale p\s\rilor [i `n mod deosebit, la broilerul de g\in\. Astfel, Atherton [i Robbins (1987) au ar\tat faptul c\ includerea probioticului "Lacto-Sacc" (prezentat anterior) `n hrana puilor broiler de g\in\ pân\ la vârsta de 21 de zile, a influen]at favorabil rata de cre[tere [i conversia hranei (tab.26)(11). Tabelul 26 Influen]a probioticului "Lacto-Sacc" inclus `n hrana broilerilor de g\in\ (11) ========================================== Furaj administrat Lot Control + Lacto-Sacc (1 kg/t furaj) ========================================== Nr. pui 32 32 Spor `n greutate (g) 459,6 491,3 Furaj consumat (g) 993,4 990,9 Consum specific (IC) 2,16 2,01 ==========================================

Studii efectuate la p\rin]i de broileri de g\in\ au demonstrat c\ utilizarea aceluiasi probiotic ("Lacto-Sacc", 1 kg/t furaj), a permis ob]inerea `n plus fa]\ de martorul f\r\ probiotic `n hran\, a 131 de pui pentru fiecare ton\ de furaj utilizat\, ceea ce a determinat reducerea costurilor pe pui cu 0,06 $ SUA (tab. 27), `n timp - 127 -


ce prin utilizarea probioticului "Yea-Sacc" (1 kg /t furaj) s-a realizat o cre[tere cu 12 % a eclozionabilit\]ii (un procent fiind echivalentul ob]inerii `n plus a circa 40 de pui broiler pe tona de furaj) (77). Tabelul 27 Efectul introducerii probioticului "Lacto-Sacc" `n hrana p\rin]ilor de broiler de g\in\ (dup\ Sefton)(77) ========================================== Furaj administrat Control + Lacto-Sacc (1 kg/t furaj) ========================================== Num\r indivizi 17000 17000 S\pt\mâni de produc]ie 43,2 43,0 % de ecloziune al ou\lor 83,3 85,7 Furaj / ou (g) 325 318 Furaj / pui (g) 390 371 Pui / tona de furaj 2564 2695 ==========================================

Furuse [i col. (22) au studiat efectul supliment\rii hranei broilerilor de g\in\ cu bacterii produc\toare de alanin\ (su[e denumite AR-8-3 [i AB-605), efect concretizat `n `mbun\t\]irea ratei de cre[tere, a consumului de furaj [i a valorific\rii hranei `n sporul de cre[tere, dar f\r\ ca rezultatele s\ fie semnificative. Cercet\ri efectuate `n cadrul Universit\]ii Agricole din Praga au eviden]iat efectul biostimulator al probioticelor "Lactiferm" (produs de Mediapharm) [i "Proma" (produs de Probiotics Madeta) introduse `n hran\, atât la pui broiler de g\in\ (la care s-a ameliorat cre[terea `n greutate [i valorificarea hranei), cât [i la puicu]e [i g\ini ou\toare (la care au fost `mbun\t\]ite semnificativ produc]ia de ou\ [i conversia hranei)(45). Un alt probiotic folosit la pui de g\in\ este "Ferlac TM" (produs de Institutul Rosell din Canada);

experimental s-a dovedit reducerea mortalit\]ii [i

`mbun\t\]irea conversiei hranei `n sporul de cre[tere la puii ce au beneficiat de probiotic de la vârsta de o zi (86). - 128 -


În România, primul probiotic autohton a fost bolul mericic recoltat de la vaci [i administrat imediat vi]eilor sugari suferinzi de diaree sau, `n scop profilactic, administrat o dat\ pe s\pt\mân\ tuturor vi]eilor. Acest procedeu a fost utilizat `n unele ferme din ]ar\, `nc\ din jurul anului 1950. Într-un studiu privitor la evolu]ia utiliz\rii probioticelor `n România, Jurubescu [i col.(41) arat\ c\ `ntre anii 1955-1965, `n mai multe institu]ii de cercetare [i de `nv\]\mânt superior din ]ara noastr\ (pionieratul fiind perioada anilor 1949-1954, la fostul Institut de Cre[terea Animalelor [i Medicin\ Veterinar\ din Arad ) s-au f\cut cercet\ri vaste `n domeniul microbiologiei ruminale [i a celei specifice tractusului digestiv al monogastricelor;

`n cadrul

Institutului Agronomic "Nicolae B\lcescu" din Bucure[ti au fost efectuate cercet\ri cu privire la utilizarea unor promotori naturali de cre[tere `n alimenta]ia p\s\rilor (larve vii sau uscate de Bombyx mori [i lichid ruminal proasp\t, colectat zilnic de la oi prev\zute cu fistule canulate permanente), rezultatele obtinute fiind favorabile [i `ncurajatoare; `n cadrul Institutului Agronomic Ia[i, Ro[u [i col. (69) au studiat influen]a folosirii `n hrana animalelor (purcei [i pui de g\in\) a miceliilor de penicilin\ [i aureomicin\, preparatele utilizate fiind denumite: "Ciclofurin", "Stimulin" [i "Vitaurom-40". În aceea[i perioad\, `n cadrul Institutului de Cercet\ri Veterinare [i Biopreparate "Pasteur" din Bucure[ti [i la Laboratorul Experimental de Fertilizan]i Bacterieni de la B\neasa, au fost ob]inute primele produse probiotice autohtone din culturi (unice sau asociate) de microorganisme selec]ionate, cultivate pe medii diferite, Berbinschi [i Ungureanu (4) ob]inând [i utilizând preparatul denumit "BCA". Acest produs, ce con]inea o tulpin\ de Lactobacillus acidophilus, a fost testat cu rezultate pozitive, atât `n scop profilactic, cât [i terapeutic `mpotriva tulbur\rilor gastro-intestinale la vi]ei, miei [i purcei (tab. 28).

- 129 -


Tabelul 28 Rezultate privind utilizarea probioticului BCA `n tratamentul [i profilaxia enteropatiilor la animale (dup\ Berbinschi [i Ungureanu)(4) ================================================================== Uz terapeutic Specia/ Uz profilactic vârsta doza animale animale eficacitate doza animale animale eficacitate ml/cap tratate protejate % ml/cap tratate protejate % =================================================================== Vi]ei 30-100 10 10 100 50-120 3 3 100 1-360 zile Miei 2-60 zile

20-50 450

390

86,6

30-75

100

75

75

Purcei 15-30 1215 1215 100 20-50 2700 2406 89,1 sugari ===================================================================

Hulpoi [i Cojocaru (1960) au izolat [i multiplicat peste 30 de tulpini de Lactobacillus acidophilus din dejec]iile de la p\s\ri, vi]ei [i porci [i au testat câteva dintre acestea la tineret porcin [i vi]ei, asociindu-le cu Saccharomyces cerevisiae `n hran\, `n scopul prevenirii enteropatiilor; rezultatele ob]inute au fost pozitive [i autorii au meritul de a fi primii cercet\tori din ]ara noastr\ care au asociat bacterii acidolactice [i drojdii `n scop probiotic. De asemenea, Gheorghiu [i col. (1961) au studiat posibilit\]ile de utilizare a unor biopreparate bacteriene, denumite Azotobacterin [i Fosfobacterin, `n alimenta]ia pe[tilor (la crapul de cresc\torie), iar Stefan [i Botti (1961) au folosit culturi de Azotobacter crococcum `n alimenta]ia puilor de g\in\ (41). A urmat o perioad\ de circa 2o de ani `n care cercet\rile privind folosirea probioticelor au sc\zut `n intensitate, probabil datorit\ expansiunii spectaculoase a multitudinii de promotori de cre[tere antibiotici, pân\ la descoperirea efectelor secundare nedorite ale utiliz\rii antibioticelor ca aditivi furajeri.

- 130 -


Mai recent, `n anii '80, `ndeosebi cercet\torii de la Institutul de Biologie [i Nutri]ie Animal\ (IBNA) Balote[ti [i-au intensificat cercet\rile `n domeniul probioticelor, realizând produse probiotice proprii [i, pe baza rezultatelor ob]inute `n cercet\rile efectuate, promovând extinderea producerii [i utiliz\rii produselor respective `n `ntreaga ]ar\. Astfel, un colectiv de cercet\tori de la IBNA Balote[ti, a ob]inut [i omologat produsul "Lactosil", recomandat atât ca probiotic `n hrana animalelor, cât [i ca inoculant `n producerea nutre]urilor murate (87). Produsul `n cauz\ con]ine culturi bacteriene din speciile Lactobacillus plantarum (preponderent), , la care se pot ad\uga [i unele drojdii din genurile Meirillia sau

; microorganismele [i o parte a mediului de cultur\ sunt puse

pe un suport (t\râ]e de grù, f\in\ de cereale sau amestec), rezultând forma semiumed\ de prezentare a produsului (având 50-65% SU), sau se utilizeaz\ o suspensie de culturi bacteriene, respectiv forma lichid\ a produsului (con]inând 8-18 % SU).

Preparatul, conform normelor de producere, con]ine 500-1000

milioane celule/gram, are o valoare a acidit\]ii de 50-100o Thorner aciditate, are `nsu[iri organoleptice corespunz\toare [i efect dietetic [i probiotic la vi]ei, purcei [i pui de g\in\. Câteva unit\]i din jude]ul Ia[i au fost `ntre primele din ]ar\ care, pe baza tehnologiei IBNA, au trecut la producerea [i utilizarea curent\ a preparatului probiotic "Lactosil"; produsul a fost realizat la fostele AEI Holboca, ISCIP Tome[ti [i AEI Avicola Uricani, fiind testat pe vi]ei la SCPCB Dancu [i AEI Holboca, pe purcei la AEICIP Tome[ti [i ISCIP Tome[ti [i pe p\s\ri la AEI Avicola Uricani. Doza de utilizare recomandat\, pe animal [i pe zi, a fost de 50-500 g la vi]ei (`n func]ie de vârst\), 50-200 g la purcei [i 5-10 gla pui de g\in\. Biotestele efectuate au eviden]iat capacitatea "Lactosil"-ului de a determina cre[terea sporului mediu zilnic `n greutate [i de a reduce atât inciden]a afec]iunilor gastro-intestinale, cât [i pierderile cauzate de acestea (59; 87).

- 131 -


Un alt probiotic produs de IBNA Balote[ti - produsul "Probiolact 1-IBNA" (con]inând circa 500 milioane unit\]i colonie/ml, din care L.plantarum [i L.casei reprezint\ circa 50 %), a fost testat `n scopul `mbun\t\]irii eficien]ei bioproductive a nutre]ului combinat pentru purcei, comparativ cu un produs probiotic din import, denumit "PHBI-1986", produs de firma Pioneer Overseas Corp. din SUA (care con]ine bacterii acidolactice [i drojdii vii)(13).

S-a constatat c\ administrarea

probioticelor la na[tere, la vârsta de 11 zile [i la `n]\rcare a determinat instalarea unei microflore simbionte normale la purceii din loturile tratate, influen]ând pozitiv capacitatea digestiv absorbtiv\, aspecte oglindite `n realizarea de parametri bioproductivi semnificativ superiori martorilor f\r\ probiotic `n hran\; totodata, a fost `mbunatatit gradul de valorificare a hranei. Ca urmare, s-a propus extinderea utiliz\rii produsului respectiv `n unit\]ile de produc]ie din ]ar\, recomandându-se administrarea probioticului imediat dup\ na[tere (per os, sub form\ de inocul lichid), la vârsta când `ncepe consumul de nutre] combinat (probioticul fiind inclus `n re]eta 0-1), la `n]\rcare (`ncorporat `n furaj), cât [i ori de câte ori apar cazuri de diaree (administrat individual, timp de 3 zile consecutiv, dar numai la 12 ore dup\ `ncheierea tratamentului cu chimioterapice sau antibiotice pe cale oral\. Probioticul din import "PHBI-1986" a determinat ob]inerea unor rezultate superioare celor `nregistrate `n cazul folosirii probioticului indigen, ceea ce indic\ necesitatea perfec]ion\rii acestuia din urm\. Pe acea[i linie se `nscriu [i cercet\rile efectuate de IBNA Balote[ti referitor la folosirea unui alt produs original, denumit "Protamid", ce con]ine celule vii ale unei su[e de drojdii (Candida utilis 17 IBNA, circa 500 mil./ml) care este `n mod natural asociat\ cu bacterii lactice. `n urma test\rii la porcine, taurine [i p\s\ri, rezultatele au ar\tat c\ introducerea "Protamid"-ului `n amestecurile furajere determin\ reducerea consumului specific de furaj pe unitate de produs [i cre[terea sporului mediu zilnic `n greutate, efectul probiotic al drojdiilor fiind evident. - 132 -


Activitatea probiotic\ a culturilor de Candida utilis 17 IBNA este sus]inut\ de urm\toarele observa]ii: - introduse `n tractusul digestiv la porci [i p\s\ri, `n orice cantitate, continu\ s\-[i manifeste capacitatea metabolic\ [i de multiplicare; - administrate `n cantit\]i ridicate, determin\ cre[terea apetitului [i favorizeaz\ dezvoltarea simbion]ilor digestivi utili; - culturile de Candida utilis 17 IBNA au permanent `n mediul lor nutritiv bacterii acido-lactice, num\rul acestora din urm\ sporind rapid `n condi]ii de anaerobioz\, invadând `n numai cinci zile `ntreg tractusul digestiv al "purt\torului" [i determinând reducerea pH-ului pân\ la valori de circa 3,7; - prin metabolismul lor, culturile `n cauz\ ofer\ o suplimentare a proteinelor, enzimelor [i vitaminelor de origine microbian\ pentru organismul animal "primitor".

3.5.6. Utilizarea combinat\ a antibioticelor furajere [i a probioticelor Cercet\ri recente studiaz\ posibilitatea utiliz\rii combinate `n hrana animalelor (concomitent sau consecutiv), atât a probioticelor cât [i a antibioticelor. La o prim\ apreciere, combinând antibiotice [i probiotice, efectul acestora din urm\ ar fi anulat ca urmare a propriet\]ilor bacteriostatice / bactericide a antibioticelor. Exist\ `ns\, anumite combina]ii antibiotic-probiotic care s-au dovedit posibile [i utile, favorizând `mbun\t\]irea performan]elor productive animale. `n acest scop, se are `n vedere capacitatea probioticelor de a "corecta" unele efecte secundare nedorite ale tratamentelor cu antibiotice pe cale oral\, probioticele ref\când echilibrul florei microbiene digestive. Pe aceast\ baz\, se consider\ c\ rela]ia dintre aceste dou\ grupe diferite de produse poate fi armonioas\ [i chiar util\, `n cazul realiz\rii unui efect sinergic, benefic pentru organismul animal primitor. - 133 -


Unii cercet\tori au determinat sensibilitatea unor tipuri de bacterii utilizate ca probiotice, fa]\ de antibiotice [i coccidiostatice; astfel, Aimutis (1990) a stabilit concentra]ia de antibiotic care nu reu[e[te s\ inhibe bacteriile probiotice, `n timp ce Quinlan (1990) a determinat gradul de inhibare a unor bacterii probiotice la dozele normale (de uz furajer) ale unor antibiotice (9). Tabelul 29 Compatibilitatea `ntre unele probiotice [i antibiotice / coccidiostatice (dup\ Castaldo)(9) ================================================================== All-Lacc2) Antimicrobian (doza Bacillus (su[a)1) compatibil\, g/ton\) CH200 CH201 BC768 inhibare: =================================================================== Apramycin 2,3 2,3 2,3 Acid arsanilic 90 nul\ Bacitracin\ 50 minim\ Zincbacitracin\ 50 50 50 Carbadox 1,5 3,0 1,5 25 40 % Clortetraciclin\ 7,o 7,8 7,8 50 80 % Eritromicin\ 185 2,9 185 Flavomicin\ 454 minim\ Furazolidon 4,7 4,7 4,7 10 minim\ Lasalocid 22,5 22,5 720 Lincomycin 200 12,5 200 4 nul\ Monensin 400 400 400 30 40 % Neomycin 17,5 2,2 8,8 Nicarbazin 113 nul\ Nitrofurazon\ 7,8 7,8 7,8 Novobiocin 5,5 5,5 5,5 Nystatin 100 100 100 Oxitetraciclin\ 15,6 7,8 7,8 Penicilin\ 12,5 1,6 12,5 50 30 % Rifampicin 1,6 1,6 1,6 Streptyomicin\ 22,5 11,2 5,6 50 40 % Sulfametazin 100 100 100 100 nul\ Tetraciclin\ 7,8 7,8 7,8 Tylosin 15,6 15,6 15,6 50 80 % Virginiamicin\ 1,6 1,6 6,2 ================================================================== 1) CH2oo = Bacillus licheniformis; CH2o1 = Bacillus subtilis; BC768 = Bacilus coagulans 2) Con]ine L.acidophilus (ATCC-33198) [i S.faecium (ATCC-19434) - 134 -


În tab. 29 sunt prezentate dozele de compatibilitate `ntre unele antibiotice [i coccidiostatice [i unele probiotice, doze indicate de Castaldo (9). În cazul utiliz\rii consecutive a celor dou\ tipuri de preparate, `ntotdeauna probioticul urmeaz\ administr\rii antibioticului; `n fapt, antibioticul "preg\te[te terenul" (aseptizând, practic, tractusul digestiv) pentru probiotic (care repopuleaz\ tractusul cu microorganisme utile), m\rindu-se astfel eficacitatea acestuia din urm\. Mai mul]i cercet\tori au studiat influen]a diferitelor tipuri de antibiotice/probiotice asupra performan]elor animalelor:

combina]ii

Jones [i col.,1986,

Bouque [i col.,1988, Moser [i col.,1988 (9). Jesse (1990) a efectuat cercet\ri privind efectele utiliz\rii combinate de antibiotice [i probiotice `n hrana tineretului porcin, folosind neomicin\, neoteramicin\ [i oxitetraciclin\ [i un probiotic pe baz\ de lactobacili ("Cocbactin"); combina]ia nu a dus la pierderea efectelor pozitive ob]inute `n mod obi[nuit `n cazul utiliz\rii probioticului respectiv, efectul de stimulare a cre[terii fiind chiar poten]at (9). Jiraphocakul [i col. (40) au ob]inut rezultate favorabile `n experien]e efectuate pe tineret de curc\, folosind un produs probiotic al firmei Toyo Jozo Co.Ltd., denumit "Floramate" (pe baz\ de Bacillus subtilis), concomitent cu suplimentarea hranei cu antibiotice (zincbacitracin\ [i bamberimicin\); rezultatele s-au concretizat `n m\rirea sporului mediu zilnic `n greutate pân\ la vârsta de 12 [i 16 s\pt\mâni (rezultate superioare `n cazul combin\rii probioticului cu bamberimicin\) [i cre[terea eficien]ei valorific\rii hranei `n sporul de greutate (pân\ la vârsta de 20 de s\pt\mâni); nu a fost influen]at\ viabilitatea animalelor supuse tratamentului respectiv. De asemenea, Jensen (38) a `ntreprins cercet\ri pe pui broiler de g\in\ cu privire la posibilitatea de administrare combinat\ `n hran\ a unui antibiotic - 135 -


(Avoparcin, 15 ppm) cu culturi bacteriene (Bacillus licheniformis [i B.subtilis, 3,2x106 spori/g furaj), eviden]iind un efect pozitiv asupra cre[terii [i a valorific\rii hranei. Unii cercet\tori consider\ c\ drojdiile vii, având o fiziologie diferit\ de cea a bacteriilor, se preteaz\ mai bine la combinarea `n hran\ cu antibiotice. În concluzie, se poate aprecia c\ probioticele au un poten]ial real de sus]inere [i stimulare a produc]iei animale. `n România, producerea [i utilizarea probioticelor este `n plin\ afirmare, existând [i posibilitatea utiliz\rii produselor probiotice oferite de pia]a mondial\; se impune `ns\, o mai mare receptivitate pentru ace[ti noi aditivi furajeri.

3.6. Prebiotice 3.6.1. Definire, rol, importan]\ În ultimul timp, cercet\torii din domeniul nutri]iei [i alimenta]iei animalelor acord\ o aten]ie deosebit\ unei noi categorii de substan]e ce sunt definite prin termenul de "prebiotice". Acestea sunt substan]e care sus]in sau favorizeaz\ dezvoltarea [i multiplicarea

microorganismelor

probiotice,

ca

de

exemplu

unele

oligozaharide sau acizi organici. Administrate separat sau concomitent cu folosirea unui probiotic, prebioticele creeaz\ `n tractusul intestinal condi]ii de mediu (acizii) sau de hran\ (oligozharidele) `n favoarea microorganismelor utile (aceste zaharuri sunt utilizate selectiv de c\tre flora digestiv\ a animalelor, unele putând fi degradate numai de anumite genuri/specii microbiene - cum sunt cele probiotice din genurile - 136 -


Lactobacillus, Bifidobacterium [i Bacteroides - c\rora le ofer\ carbon [i energie necesare dezvolt\rii [i prolifer\rii); `n acela[i timp, prebioticele pot ac]iona specific `mpotriva coloniz\rii germenilor cu poten]ial patogen (salmonelle, clostridii, E.coli etc.) pe epiteliul pere]ilor intestinali, determinând o stare tranzitual\ a acestora [i `n final eliminarea lor din intestin odat\ cu componentele nedigerate.

3.6.2. Oligozaharide prebiotice: disponibilit\]i, activitate, utilizare practic\

Folosirea unor oligozaharide ca prebiotice reprezint\ o modalitate interesant\ de manipulare a florei intestinale [i a metabolismului monogastricelor f\r\ a folosi antibiotice. Oligozaharidele sunt glucide solubile dar capabile s\ reziste atacului enzimelor digestive endogene, omul [i animalele neputându-le deci, metaboliza direct. Ca urmare, acestea ajung nedegradate `n intestine, unde au calitatea de a influen]a selectiv flora microbian\, ac]ionând ca substrat specific pentru dezvoltarea unor microorganisme utile [i `n acela[i timp, antrenând `n deplasarea lor germenii poten]ial patogeni (care ader\ la acestea datorit\ receptorilor specifici pentru hidra]i de carbon, `n loc s\ se fixeze pe epiteliul peretelui intesinal sau chiar desprinzându-se de pe acesta) care ajung a fi tranzitan]i [i elimina]i `ntr-o propor]ie mult mai mare. Prin introducerea oligozaharidelor `n hrana animalelor `n doze limitate (mai mici de 1%), s-a demonstrat c\ se poate `mbun\t\]i semnificativ sporul de cre[tere `n greutate [i starea de s\n\tate a animalelor, efectele fiind dependente de felul oligozaharidelor folosite, dar [i de specia [i vârsta animalelor. Totu[i, modul de ac]iune al oligozaharidelor prebiotice se apreciaz\ c\ nu a fost, pe deplin elucidat, b\nuindu-se c\ acesta nu se limiteaz\ numai la - 137 -


influen]area metabolismului animal prin modelarea florei intestinale ci implic\ [i o serie de interrela]ii biologice specifice `nc\ neclarificate. Un argument `n acest sens ar fi faptul c\ ob]inerea de rezultate reproductibile este, `nc\, dificil\; de asemenea, s-a constatat o eficacitate mai mare a utiliz\rii oligozaharidelor `n scop prebiotic `n experien]e desf\[urate `n condi]ii de produc]ie comparativ cu cazul cercet\rilor efectuate `n condi]ii controlate asigurând condi]ii de mediu, alimenta]ie [i igien\ optime. Oligozaharidele pot fi ob]inute prin tehnici diferite - prin extrac]ie din plante, prin hidrolizarea enzimatic\ a unor polizaharide sau (majoritatea) prin sintez\ enzimatic\ -, predominând c\ile biotehnologice. Cele mai disponibile oligozaharide sunt: fructooligozaharide, alfa-glucooligozaharide, beta-glucooligozaharide [i alfa-galactooligozaharide. Fructooligozaharidele (FOZ) pot fi ob]inute prin toate cele trei c\i ar\tate, dar sunt produse industrial preponderent prin sintez\ enzimatic\ (de ex. din sucroz\, cu ajutorul speciilor Aspergillus niger sau Aureobasidum pullulans, se ob]ine un produs denumit Neosugar con]inând glucoz\, sucroz\ [i FOZ - ca de ex. nistoz\); alte FOZ folosite `n scop prebiotic sunt Raftiloza (ob]inut\ prin hidroliza enzimatic\ a inulinei) sau produsul comercializat `n Japonia, SUA [i Europa sub denumirea de Profeed. FOZ sunt folosite ca aditivi furajeri prebiotici. Alfa-glucooligozaharidele (a-GOZ) sunt, de asemenea, folosite ca prebiotice [i se pot ob]ine prin sintez\ enzimatic\ din maltoz\ sau maltodextrani (izomaltooligozaha-ride) cu ajutorul unor specii de Aspergillus, din amidon (folosind

enzime

produse

de

Aureobasidum

pullulans

sau

Bacillus

stearothermophilus) sau din sucroz\ (folosind dextransucraze produse de Leuconostoc mesenteroides sau unii streptococi.

- 138 -


Beta-glucooligozaharidele (ß-GOZ) pot fi ob]inute prin tehnici enzimatice (din glucoz\, lactoz\ sau xilani) dar `n cantit\]i prea mici [i la costuri prea mari pentru a putea fi folosite ca aditivi furajeri. Galactooligozaharidele (GalOZ), cum sunt rafinoza, stahioza [i verbascoza, se g\sesc `ndeosebi `n semin]ele de leguminoase (ex. soia) [i au mai degrab\ efecte nedorite (pot determina flatulen]\ [i diaree), unele fiind, `ns\, folosite prebiotic. Un exemplu de produse prebiotice pe baz\ de oligozaharide sunt cele din gama "Bio-Mos" (pe baz\ de manani) realizate de firma american\ Alltech prin fermenta]ia unor zaharuri cu ajutorul drojdiei Saccharomyces cerevisiae; mananii rezist\ acizilor din stomac, ajungând nedegrada]i `n intestin, unde sunt folosi]i selectiv de c\tre diferitele microorgnisme: pot fi descompu[i de enzimele secretate de unele bacterii utile, promovându-le dezvoltarea sau pot atrage [i "lega" unii germeni patogeni din intestin favorizând eliminarea lor odat\ cu con]inutul intestinal nedigerat. Gama cuprinde produse specifice pentru p\s\ri ("Avi-Mos"), porci ("Por-Mos") [i iepuri ("Lapo-Mos"), ]inând cont de particularit\]ile florei digestive la aceste specii; produc\torul recomand\ includerea lor `n hran\ `n propor]ii de 0,5-1 kg/tona de furaj combinat, garantând stabilitatea produselor pentru doi ani. În ceea ce prive[te utilizarea FOZ sau GOZ ca aditivi furajeri prebiotici, cele mai bune rezultate zootehnice au fost ob]inute `n cazul purceilor [i iepurilor, dar exist\ date `n acest sens [i la broileri de g\in\ [i vi]ei; dozele recomandate variaz\ `ntre 0,1-0,2% (GOZ) [i 0,25-0,75% (FOZ). Rezultatele s-au concretizat `n stimularea cre[terii `n greutate a animalelor, reducerea consumurilor specifice de hran\, `mbun\t\]irea st\rii de s\n\tate (reducerea frecven]ei unor germeni ca Salmonella, E.coli sau Clostridium `n intestin [i a apari]iei diareei, reducerea cheltuielilor veterinare), cu finalitate `n `mbun\t\]irea eficien]ei economice. - 139 -


În concluzie, se poate aprecia c\ oligozaharidele folosite ca prebiotice prezint\ urm\toarele avantaje: - sunt aditivi furajeri naturali, ce pot fi considera]i ecologici; - rezist\ la temperaturi `nalte [i la atacul acid din stomac, deci nu creaz\ probleme `n ceea ce prive[te includerea `n hrana animalelor; - nu au efecte secundare [i nu se acumuleaz\ `n ]esuturile animale; - nu prezint\ nici un pericol pentru s\n\tatea animalelor sau a omului care consum\ produsele animale ob]inute; - pot fi ob]inute la un cost sc\zut, competitiv `n raport cu dozele de utilizare [i efectele zootehnice determinate. In ceea ce prive[te viitorul utiliz\rii acestor substan]e `n alimenta]ia animal\, se impune `n primul rând exacta lor definire [i cunoa[terea complet\ a mecanismelor prin care ac]ioneaz\ pentru ca, pe aceste baze, s\ poat\ fi recunoscute [i incluse `n reglement\rile `n vigoare cu privire la aditivii furajeri. Datorit\ calit\]ilor lor [i avantajelor antrenate, folosirea oligozaharidelor prebiotice consider\m c\ poate avea perspective deosebite, reprezentând una dintre c\ile moderne de sporire a performan]elor `n cre[terea animalelor (`ndeosebi monogastrice).

- 140 -


3.7 Acizi organici 3.7.1. Acidifierea hranei la animale: importan]\, principii

Acidifierea natural\ a hranei sau a apei consumate la animale `n scopul control\rii microflorei digestive, `mbun\t\]irii valorific\rii hranei, stimul\rii produc]iilor [i men]inerii st\rii de s\n\tate este o preocupare relativ recent\, dar de mare interes, a cercet\torilor din domeniul nutri]iei animale. Principiul utiliz\rii acizilor organici `n alimenta]ia animalelor are la baz\ `n principal urm\toarele considerente: - utilitatea supliment\rii produc]iei endogene de acid din stomac, produc]ie limitat\ cantitativ `n special la categoriile tinere de animale; - reducerea valorii pH a hranei ingerate antreneaz\ [i reducerea pH-ului gastric, cantitatea m\rit\ de acid la nivel stomacal determinând o `mbun\t\]ire a conversiei pepsinogenului `n pepsin\ urmat\ de o mai bun\ digestie [i valorificare `ndeosebi a proteinelor din hran\; - acizii organici ad\uga]i `n hran\ au rol prebiotic: prin reducerea valorii pH `n tractusul digestiv se previne dezvoltarea [i proliferarea unor germeni patogeni - inadaptabili la mediu acid, ca de ex. Salmonella, Clostridium, Staphylococcus sau E.coli -, fiind `ns\ favorizat\ multiplicarea microrganismelor utile - cum sunt bacteriile acidolactice (lactobacili, bifidobacterii) sau unele drojdii; - acizii organici ac]ioneaz\ [i ca agen]i chelatici, prin suplimentarea lor `n tubul digestv rezultând o `mbun\t\]ire a absorb]iei [i utiliz\rii substan]elor minerale; - unii acizi organici sunt intermediari importan]i `n metabolismul energetic; - suplimentarea cu acizi organici `mbun\t\]e[te palatabilitatea unor furaje.

- 141 -


În prezent, acizii organici sunt produ[i preponderent prin metode biotehnologice, cu ajutorul microrganismelor.

3.7.2. Utilizare practic\, produse folosite, rezultate ob]inute Acidifian]ii sunt destina]i cu prec\dere monogastricelor (porci [i p\s\ri) [i `ndeosebi tineretului acestora, dar pot fi utili [i `n alimenta]ia tineretului altor specii, ca de exemplu la vi]ei, fiind deseori inclu[i `n substituen]ii de lapte. Ca modalitate practic\ de utilizare, s-a avut `n vedere atât ad\ugarea acizilor organici direct `n furaj, cât [i posibilitatea acidifierii apei de b\ut. Cele mai multe cercet\ri au fost efectuate pe porcine;

exist\ deja, un suport

substan]ial de date [i lucr\ri [tiin]ifice publicate care confirm\ faptul c\ tineretul porcin r\spunde favorabil la reducerea valorii pH a ra]iei prin acidifiere cu acizi organici, `ndeosebi `n perioada imediat urm\toare `n]\rc\rii. Primele cercet\ri cu privire la utilizarea de acidifian]i `n alimenta]ia porcinelor dateaz\ de aproape 30 de ani, `n anii 1968-1970 Cole [i col. eviden]iind c\ ad\ugarea de acizi organici `n apa de b\ut la purceii `n]\rca]i poate determina `mbun\t\]irea vitezei de cre[tere [i a conversiei hranei, odat\ cu reducerea num\rului de E.coli `n intestinul sub]ire al purceilor supu[i tratamentului; `n cercet\rile respective, cele mai bune rezultate au fost ob]inute `n cazul folosirii acidului lactic (tab. 30)(14).

- 142 -


Tabelul 30 Efectele acidifierii apei de b\ut asupra performan]elor purceilor `n]\rca]i (dup\ Cole)(14) ============================================================ Agentul acidifiant: Martor Acid Acid Acid Propionat lactic propionic propionic de Ca % `n ap\ -0,8 0,8 0,4 0,8 =========================================================== EXPERIENŢA A (1968) Furaj ingerat (kg/zi) 1,009 1,027 0,927 0,931 Spor mediu (kg/zi) 0,372 0,409 0,355 0,345 I.C.(kg furaj/kg spor) 2,72 2,53 2,68 2,70 EXPERIEN]A B (1970) Furaj ingerat (kg/zi) 0,909 0,973 0,882 0,991 Spor mediu (kg/zi) 0,336 0,372 0,323 0,409 I.C (kg furaj/kg spor) 3,01 2,76 2,80 2,42 ============================================================= * acidifiere efectuat\ timp de 4 s\pt\m`ni dup\ `n]\rcarea purceilor la v`rsta de 56 de zile

A ap\rut, `n consecin]\, ideea de a utiliza `n combina]ie acizi organici [i bacterii produc\toare de acid lactic. De altfel, acidul lactic a fost primul acid organic produs prin fermenta]ie microbian\ (prin fermentarea glucozei de c\tre Lactobacillus delbrueckii). Mai recent, cercet\ri `ntreprinse pe tineret porcin au dovedit avantajele consistente ale includerii `n ra]ia zilnic\ a unui acidifiant complex, denumit "Acid-Pak 4-Way" (elaborat de firma Alltech din SUA, firm\ care produce [i un alt preparat acidifiant de uz furajer, denumit "Sal-Zap", pe baz\ de acid formic). Produsul "Acid-Pak 4-Way" con]ine un complex de acizi organici (acid citric, citra]i, acid sorbic, benzoa]i) bacterii lactice (Lactobacillus acidophilus, Streptococcus faecium), enzime (celulaze, proteaze [i amilaze), electroli]i [i agen]i aromatizan]i. Includerea acestui acidifiant `n hrana tineretului porcin, `n propor]ie de 1%, a determinat `mbun\t\]irea ratei de cre[tere [i o valorificare superioar\ a hranei; `n tab. 31 sunt prezentate rezultatele a dou\ experien]e `n acest sens (11; 14). - 143 -


Tabelul 31 Rezultate privind utilizarea produsului "Acid-Pak 4-Way" la tineret porcin ===================================================== Specificare Experien]a 1 Experien]a 2 ===================================================== Acid-Pak 4-Way `n ra]ie 1% 1% valoarea pH a hranei 5,78 5,49 5,58 5,01 spor mediu zilnic (g) 299 332 388 418 I.C.(kg furaj/kg spor) 1,74 1,57 1,61 1,60 ======================================================

Rezultate ob]inute `n cadrul Universita]ii de Stat din Kentucky (SUA)(14) `n experien]e desf\[urate cu privire la efectul ad\ug\rii de acizi organici `n hrana purceilor `n]\rca]i, au demonstrat, de asemenea, influen]a benefic\ a utiliz\rii acidifian]ilor respectivi asupra ratei de cre[tere [i asupra indicelui de conversie a hranei; aceast\ influen]\ pozitiv\ a fost pus\ pe seama ac]iunii favorabile a acidit\]ii crescute asupra hidrolizei pepsinogenului `n pepsin\ [i respectiv, o mai bun\ degradare a proteinei p`n\ la nivel de aminoacizi, al\turi de o posibil\ ac]iune inhibitorie pe care acizii organici ar manifesta-o asupra microflorei patogene din tubul digestiv al animalelor. Cercet\ri efectuate de Ross (69) cu privire la eficien]a `ngr\[\rii purceilor cu ra]ii con]in`nd diferite adaosuri proteice, prin suplimentare cu acizi organici [i bicarbonat de sodiu, au eviden]iat faptul c\ ad\ugarea `n ra]ie de acid fumaric (3%), a determinat sc\derea valorii pH a furajului (de la 5,5 la 3,6) [i cre[terea sporului mediu zilnic cu circa 10%, `n timp ce adaosul combinat de acid fumaric [i bicarbonat de sodiu a avut ca efect reducerea valorii pH a hranei de la 5,5 la 4,3 [i o cre[tere mai pu]in spectaculoas\ a sporului `n greutate. Firma Franklin Products Int. BV. (din Olanda) produce [i comercializeaz\ un produs pe baz\ de acizi organici, special destinat utiliz\rii `n hrana diferitelor categorii de porcine. Produsul respectiv, denumit "Formac-SP", este un amestec bine echilibrat de acizi organici (acid formic [i acid propionic) [i s\ruri derivate ale acestor acizi (formiat de - 144 -


Ca [i propionat de Ca), prezentându-se ca o pudr\ u[or granulat\, galben-maronie, con]inând circa 90% SU; firma produc\toare recomand\ utilizarea produsului `n cauz\ `n propor]ie de 1,3 % `n ra]ia porcilor sub 23 de kg greutate vie, [i `n propor]ie de 0,8 % `n ra]ia celor de peste 23 de kg. `n ceea ce prive[te ac]iunea [i efectele produsului "FormacSP", produc\torul arat\ c\ utilizarea acestuia `n hran\ previne multiplicarea exploziv\ a E.coli [i a Salmonella prin reducerea pH-ului `n tractusul gastro-intestinal; totodat\, se stimuleaz\ activitatea enzimelor (`n special a pepsinei), ceea ce, al\turi de valoarea pH sc\zut\ a con]inutului stomacal, contribuie la cre[terea digestibilit\]ii substan]elor nutritive [i, implicit,la o mai bun\ utilizare a energiei din hran\. Produsul "Formac-SP" determin\ cre[terea ingestiei de furaj prin `mbun\t\]irea mirosului [i gustului acestuia, iar prin acizii organici con]inu]i are efect decontaminant `mpotriva mucegaiurilor, asigurând buna calitate a furajului. De asemenea, mai multe cercet\ri au eviden]iat influen]a pozitiv\ a acidifierii hranei sau apei de b\ut la p\s\ri - `n special la puii broiler de g\in\ [i curc\ -, atât asupra performan]elor lor productive, cât [i asupra st\rii de s\n\tate. În cazul p\s\rilor este ineficient\ utilizarea acidului lactic; s-a constatat faptul c\ introducerea acestui acid `n hrana p\s\rilor determin\ o inhibare a bacteriilor lactice [i a altor specii microbiene utile din tractusul digestiv al acestora, efect datorat formarii peroxidului de hidrogen [i producerii unei substan]e inhibitoare numit\ "acidolin" (fenomen eviden]iat de Hamden [i Mikolajcik, `n anul 1974)(11). Rezultatele unor cercet\ri prezentate de Sefton (77) [i de Chapman (11) demonstreaz\ cu claritate faptul c\ acidifierea apei de b\ut a puilor a determinat reducerea mortalit\]ii, cre[terea greut\]ii la livrare [i reducerea consumului specific de furaj (tab. 32).

- 145 -


Tabelul 32 Efectele acidifierii apei de b\ut la puii broiler de g\in\ (Sefton, 77; Chapman, 11) Specificare Lot martor Lot experimental (+ Acid-Pak 4-Way) ===================================================================== Experien]a A (dup\ Sefton)(77) Pui la `nceputul experien]ei Pui la sfâr[itul experien]ei Mortalitate (%) Greutate medie la livrare (lb) I.C. (kg furaj / kg spor)

57 000 49 590 13 4,24 1,97

Experien]ele B,C,D (dup\ Chapman)(11) Experien]a B* - nr. pui `n experien]\ 118 000 - mortalitate (%) 1,35

38 000 34 961 8 4,31 1,92

118 000 0,87

Experien]a C** - nr. pui `n experien]\ - mortalitate (%) - I.C.(kg furaj/kg spor)

20 000 3,10 1,96

20 000 2,90 1,91

Experien]a D** - nr. pui `n experien]\ - mortalitate (%) - I.C.(kg furaj/kg spor)

60 000 3,50 1,95

60 000 3,00 1,91

===================================================================== * - Acid-Pak 4-Way `n apa de b\ut (1 lb/128 galoane ap\), `n perioada 1-7 zile ** - Acid-Pak 4-Way `n apa de b\ut (1 lb/128 galoane ap\), continuu `n perioada 1-7 zile [i apoi o dat\ pe s\pt\mân\ pân\ la sacrificare

Alte cercet\ri (37) au studiat efectele ad\ug\rii de acid propionic `n hrana puilor broiler de g\in\, atât asupra microflorei intestinale, cât [i asupra performan]elor de produc]ie ale acestora [i asupra caracteristicilor carcasei. Ad\ugarea de acid propionic (0,2%, 0,4% sau 0,8%) nu a influen]at semnificativ greutatea corporal\ la vârsta de 49 de zile, valorificarea hranei sau propor]ia de gr\sime `n carcas\, la nici unul dintre sexe; s-a - 146 -


constatat `ns\, un efect semnificativ `n ceea ce prive[te reducerea `nc\rc\rii cu Salmonella a c\rnii din carcas\ (puii au fost inocula]i experimental cu Salmonella typhimurium). Rezultate asem\n\toare au fost ob]inute [i `n experien]e `n care acidifierea hranei s-a f\cut cu acid formic (1 %, `n hran\) sau cu formiat de calciu (1,45 %, `n furaj); aceste rezultate sunt `n contradic]ie cu alte date din literatura de specialitate, care consemneaz\ [i `n cazul folosirii acestor acizi organici `n hrana broilerilor de g\in\ o influen]\ pozitiv\ asupra performan]elor productive ale acestora. Firma CCA (Compagnie Chimique d'Aquitanie) produce [i comercializeaz\ un preparat acidifiant furajer (cu calit\]i [i de conservant) denumit "Digest-Acid-Plus", destinat alimenta]iei purceilor. Produsul este caracterizat ca fiind o pulbere cu calit\]i organoleptice pl\cute, cu trei nivele de ac]iune: odat\ introdus `n furaj, ofer\ o protec]ie `mpotriva contamin\rii acestuia cu diver[i germeni nedori]i, `mbun\t\]ind totodat\ [i ingesta; la nivelul stomacului purceilor, stimuleaz\ o mai bun\ digestie a substan]elor nutritive, `ndeosebi a proteinelor; la nivel duodenal, optimizeaz\ digestia [i absorb]ia, dar controleaz\ [i popula]iile bacteriene din segmentele urm\toare ale tubului digestiv. Firma american\ Cenzone ofer\, de asemenea, un produs specific acidifiant, denumit "Acid-Way", firma Agrimerica produce acidifiantul "Syneracid", recomandat `ndeosebi la porcine iar firma Biomin din Austria are pe pia]\ un acidifiant propriu de uz furajer denumit "Biotronic". Acizii organici sunt utiliza]i `n prezent [i drept conservan]i biologici, atât `n producerea nutre]urilor murate (uneori `n amestec cu bacterii lactice [i enzime - mai ales celulaze), cât [i `n industria nutre]urilor combinate (ca inhibitori ai mucegaiurilor, `n special).

- 147 -


3.8. Agen]i de cre[tere a palatabilit\]ii

În categoria agen]ilor de cre[tere a palatabilit\]ii sunt incluse `n mod obi[nuit urm\toarele dou\ grupe de substan]e: aromele furajere [i `ndulcitorii.

3.8.1. Arome furajere

No]iunea de "arome furajere" define[te o serie de compu[i organici naturali sau sintetici cu miros [i/sau gust distinct placut, folositi `n alimenta]ia animalelor pentru a modifica (`n sens util) aceste caracteristici ale hranei, având `n vedere multiplele avantaje ce pot fi ob]inute pe aceast\ cale: - cre[terea palatabilit\]ii ra]iilor ce includ nutre]uri ce sunt, `n mod obi[nuit, refuzate sau mai pu]in agreate de animale datorit\ unui gust sau miros specific (dar care pot fi preferabile din punct de vedere al costului [i disponibilit\]ii lor); - men]inerea unui nivel ridicat de consum a unui furaj instabil ca structur\ sau caracteristici (din diverse cauze:

aprovizionare defectuoas\, calitate variabil\, stocare

necorespunz\toare, procese de oxidare, alterare etc.); - atragerea animalelor spre hran\ [i stimularea consum\rii ei; - devansarea `n]\rc\rii [i dep\[irea acestei perioade f\r\ probleme prin stimularea cosumului hranei nelactate; - mascarea unor mirosuri nedorite sau nepl\cute caracteristice unor furaje sau ce pot fi preluate de hran\ din mediu; - `mbun\t\]irea poten]ialului de marketing al unor nutre]uri prin imprimarea unei "semn\turi" specifice de arom\ (gust/miros).

- 148 -


Ani[ul [i ghimberul au fost, probabil, primele arome utilizate `n alimenta]ia animalelor, urmate de melase - `n anii 1930 -, dup\ care mai târziu - dup\ al doilea r\zboi mondial - a `nceput s\ se dezvolte producerea de arome furajere de sintez\ chimic\ sau biologic\, ajungându-se `n prezent, ca unele arome artificiale s\ fie de câteva ori mai puternice decât aromele naturale similare. Aromele furajere comercializate la momentul actual au o stabilitate ridicat\ la diferi]i factori cu poten]ial distructiv, ca de exemplu: temperatur\ ridicat\, umiditate, oxidan]i etc. Glutamatul monosodic este unul dintre corectorii de gust de larg\ utilizare atât `n alimenta]ia uman\, cât [i `n cea animal\, având la baz\ acidul glutamic (aminoacid neesen]ial la mamifere, esen]ial la p\s\ri) produs prin biotehnologie. In prezent, produc]ia mondial\ de acid glutamic ob]inut pe aceast\ cale este apreciat\ la peste 350 000 de tone (65), principala ]ar\ produc\toare fiind Japonia. Cercet\torul japonez Kinoshita a produs pentru prima oar\ acid glutamic pe cale biotehnologic\, `n anul 1956, cu ajutorul unui microorganism denumit Corynebacterium glutamicus, folosind un mediu bogat `n glucoz\ [i `n ioni de amoniu. Procesul de biosintez\ a glutamatului pe aceast\ cale presupune o prim\ faz\ de oxidare a glucozei `n citrat, acesta putând fi chiar el folosit ca ameliorator de palatabilitate la taurine. De asemenea, se produc mari cantit\]i de acid citric pornind de la melase, cu ajutorul unor su[e de Aspergillus niger. Acidul citric este folosit `n alimenta]ia animalelor [i ca antioxidant - de ex. `n `nlocuitorii de lapte pentru vi]ei. În prezent, `n locul glucozei pure sunt folosite alte surse de carbon, cum ar fi melasa, etanolul (folosind Brevibacterium lactofermentum) sau n-parafine (cu Corynebacterium alkanoliticum). `n România, `n cadrul sec]iei Biosinteze a ICCF Bucure[ti s-a produs acid glutamic cu ajutorul unor su[e de Brevibacterium lactofermentum (mutante iradiate, producând pân\ la 60 g acid glutamic/l mediu). - 149 -


Experien]e efectuate pe animale - cele mai multe la porcine, dar [i la taurine, ovine, caprine, - au eviden]iat cu claritate faptul c\ prin folosirea unor arome furajere se poate m\ri semnificativ ingestia de hran\, crescând corespunzator [i performan]a productiv\ a animalelor. Astfel, utilizarea aromelor furajere `n nutre]urile combinate "starter" pentru purcei este, deja, foarte raspândit\, cunoscându-se c\ este imperios necesar ca ace[tia s\ consume hrana uscat\ cât mai devreme posibil pentru a dep\[i cu succes `n]\rcarea [i a realiza performan]e ridicate de cre[tere `n continuare. Or, s-a stabilit faptul c\ purceii sugari recunosc imediat aroma specific\ laptelui de scroaf\ [i sunt puternic atra[i spre consumul furajelor impregnate cu aceast\ arom\; de asemenea, un rol asem\n\tor `l au `ndulcitorii. Utilizarea aromelor furajere nu este limitat\ numai la aceast\ categorie de porcine; ele pot fi folosite cu succes la porcii destina]i `ngr\[\rii pentru a "masca" mai ales schimb\rile de structur\ [i valoare a ra]iei, men]inând un nivel ridicat al ingestiei [i implicit, al performan]ei de cre[tere. Între cele mai folosite substan]e aromatizante se impune a fi men]ionate [i esen]ele sintetice de c\psuni, fragi, vanilin\, alaturi de vanilie, cacao, ani[ [i diferite uleiuri eterice vegetale naturale; desigur, o mare parte dintre acestea nu se produc pe cale biotehnologic\, acestea fiind prezentate doar `n contextul tematicii abordate, cu caracter informativ.

3.8.2. Îndulcitori (edulcoran]i)

O alt\ categorie de substan]e utilizate `n scopul `mbun\t\]irii palatabilit\]ii furajelor [i cre[terii ingestiei de hran\, `ndeosebi la purcei, o reprezint\ `ndulcitorii (edulcoran]i). Folosirea `ndulcitorilor a ap\rut ca o alternativ\ la folosirea sucrozei `n alimenta]ia purceilor (amatori de gust dulce) `n scopul stimul\rii consumului altor nutr]uri decât laptele

- 150 -


matern, cât mai de timpuriu [i `n cantit\]i cât mai mari,pentru a dep\[i u[or criza de `n]\rcare [i a le `mbun\t\]ii performan]ele de cre[tere. Sucroza a r\mas elementul de referin]\ cu care se compar\ caracteristicile noilor substan]e sau produse edulcorante, care trebuie s\ corespund\ urm\toarelor condi]ii de calitate:

- s\ aib\ acela[i gust ca [i sucroza; - s\ aib\ con]inut caloric redus `n condi]iile unei mari puteri de `ndulcire; - s\ nu fie toxici pentru om sau animale; - s\ fie competitivi sub aspect economic; - s\ corespund\ legisla]iei `n vigoare privind aditivii furajeri.

În func]ie de activitatea lor, `ndulcitorii produ[i [i folosi]i `n mod obi[nuit pot fi `mp\r]i]i `n trei categorii: - `ndulcitori "clasici", ca melasa, glucoza, zaharoza, dextroza, sucroza; - `ndulcitori "acu]i" (HIS - High Intensity Sweeteners), care ofer\ imediat un intens gust dulce pe o perioada scurt\ (a[a cum este, de exemplu, zaharina sodic\) [i - `ndulcitori "poten]atori", reprezentând substan]e cu o capacitate de `ndulcire mult mai mare decât a sucrozei (de ex. NHDC - neohesperidin dihidrocalona - are o capacitate de `ndulcire de 1500 de ori mai mare decât a sucrozei) [i a c\ror denumire indic\ faptul c\ sunt folosi]i (`n propor]ii foarte mici) `n combina]ie cu `ndulcitorii clasici sau acu]i - [i chiar [i cu unele arome - pentru a produce un gust dulce mai intens, mai durabil, mai atr\g\tor; acest mod de ac]iune sinergic corespunde termenului de "poten]are". De asemenea, ace[tia au [i cpacitatea de a "masca" unele gusturi nedorite, cum ar fi gustul amar sau metalic tipic asociat zaharinei. Dintre cei mai folosi]i `ndulcitori naturali men]ion\m: xilitolul (produs pe cale chimic\ din xilan, cu putere de `ndulcire egal\ cu a sucrozei), xilofructoza (dizaharid sintetizat cu ajutorul unei enzime produse de Penicillium frequentans) [i de curând, taumatina, substan]\ puternic edulcorant\ (de peste 2000 de ori mai dulce decât sucroza [i de aproape 100 000 de ori mai dulce decât zaharul) produs\ biotehnologic cu ajutorul - 151 -


drojdiei Saccharomyces cerevisiae la care s-a inserat gena resposabil\ preluat\ de la Thaumatococcus danielii);

al\turi de ace[tia se mai folosesc o serie de edulcoran]i

artificiali - zaharina, alitamul (ob]inut din acid L-aspartic si D-alanina), aspartamul (ob]inut din acid L-aspartic [i L-fenilalanina; firma Bioeurope a reu[it s\ produc\ pe cale biotehnologic\ alfa-aspartam, aceasta fiind frac]iunea cea mai uil\, deoarece betaaspartamul are gust amar), sorbitolul, ciclama]ii (ex. ciclamatul de sodiu) [i al]ii. În ceea ce prive[te viitorul utiliz\rii agen]ilor de cre[tere a palatabilit\]ii, perspectiva pare a fi deosebit de atr\g\toare, `n special `n domeniul amelior\rii paltabilit\]ii; de asemenea, se consider\ ca fiind deosebit de interesant\ clarificarea modului `n care evolueaz\ odat\ cu vârsta animalelor [i preferin]ele acestora fa]\ de caracteristicile hranei gust [i miros. Comportamentul alimentar animal, ce include preferen]ialitate sau refuz fa]\ de anumite furaje datorit\ mirosului sau gustului specific, ofer\ evidente oportunit\]i pentru folosirea acestei categori de aditivi furajeri.

3.9. Alte produse biotehnologice de uz furajer Pe lâng\ produsele mai importante deja prezentate - protein\ de origine microbian\, aminoacizi, enzime, antibiotice furajere, probiotice, prebiotice, acizi organici [i agen]i de cre[tere a palatabilit\]ii - biotehnologia ofer\ [i alte substan]e sau produse ce pot fi folosite `n alimenta]ia animalelor, ca vitamine, pigmen]i (coloran]i) [i hormoni.

3.9.1. Vitamine [i pigmen]i Vitaminele sunt substan]e organice importante pentru organismul animal prin rolul lor func]ional, f\r\ a avea `ns\, rol structural sau energetic. Al\turi de enzime [i hormoni, vitaminele fac parte din grupa catalizatorilor biologici, contribuind la stimularea [i reglarea - 152 -


diferitelor procese metabolice, fiind indispensabile pentru cre[terea [i dezvoltarea normal\ a oric\rui organism. De[i rolul lor a fost sesizat `nc\ cu multe secole `n urm\, prima vitamin\ a fost descoperit\ abia `n anul 1911, când Cazimierz Funk a izolat tiamina din t\râ]ele de orz, o substan]\ care vindeca boala beri-beri [i care a primit denumirea de vitamin\ (amin\ vital\) pentru c\ con]inea azot aminic [i se ar\ta indispensabil\ vie]ii. Necesitatea aportului exogen de vitamine la animale este diferit\ `n principal `n func]ie de specie. Singura vitamin\ care nu ridic\ probleme la animale, putând fi sintetizat\ `n cantit\]ile necesare organismului (excep]ii: om, primate, cobai) este vitamina C. Alte vitamine pot fi sintetizate par]ial, cum ar fi cele pentru care se g\sesc provitamine `n diferite furaje administrate animalelor (cazul vitaminei A sau a vitaminelor D) sau care provin din aminoacizi (vitamina PP - din triptofan). Microorganismele ce alc\tuiesc microflora digestiv\ pot, de asemenea, s\ sintetizeze unele vitamine (vitamina K [i complexul vitaminic B), dar trebuie avut `n vedere faptul c\, dac\ la rumeg\toare exist\ o microflor\ bogat\ situat\ (`n prestomace, `ndeosebi `n rumen) anterior intestinului sub]ire (unde are loc preponderent absorb]ia), putând fi asigurate necesit\]ile organismului `n vitaminele respective, la monogastrice [i carnasiere flora digestiv\ este redus\ - sau `n cazurile excep]ionale ale cabalinelor sau palmipedelor, este situat\ `ntr-un segment digestiv (cecum) situat dup\ intestinul sub]ire, ceea ce `mpiedic\ `n mare m\sur\ absorb]ia vitaminelor de sintez\ microbian\ de la acest nivel - [i se impune un aport exogen `n aceste vitamine. A[a dup\ cum s-a mai ar\tat, vitaminele fac parte din categoria metaboli]ilor primari produ[i `n mod natural de c\tre microorganisme pentru a-[i asigura necesarul unei dezvolt\ri [i multiplic\ri viitoare. Ac]ionând asupra regl\rii metabolice [i efectuând unele modific\ri genetice corespunz\toare, se poate ob]ine un surplus `nsemnat de produc]ie a anumitor vitamine: - 153 -


a[a de exemplu, bacteria Ashbya gossyppii poate sintetiza de 20 000 de ori mai mult\ riboflavin\ (vit. B2) decât ì este necesar pentru cre[tere, `n timp ce unele mutante de Pseudomonas denitrificans pot produce de 50 000 de ori mai mult\ ciancobalamin\ (vit. B12) decât tipul normal (65; 74). Pe cale biotehnologic\, prin microbiologie industrial\, se produc mai multe vitamine, `ntre care cele specifice complexului vitaminic B (tiamina, riboflavina [i ciancobalamina fiind produse `n cele mai mari cantit\]i), vitaminele K [i acidul L-ascorbic (vitamina C); de asemenea, o serie de microalge pot fi folosite pentru producerea de carotenoizi cu efect de provitamine A, dar care pot fi folosi]i [i ca pigmen]i (coloran]i) `n alimenta]ia animal\ (`ndeosebi `n alimenta]ia p\s\rilor [i a pe[tilor ornamentali). În cazul provitaminelor A, procedeele biotehnologice de ob]inere a carotenoizilor folosind culturi de microalge (beta-carotenul din Dunaliella bardawil reprezint\ 10% din greutatea uscat\ a algei) sau ciuperci (Blakeslea trispora sau drojdii Rhodotorula) sunt `nc\ prea costisitoare, fiind preferat\ extragerea din morcovi, citrice sau lucern\ sau sursele directe de vitamin\ A - gr\simea din ficatul unor pe[ti marini ("ulei de pe[te"), ficatul animalelor abatorizate etc. Dintre vitaminele K, prin sintez\ microbian\ se ob]ine vitamina K2 (farnochi-non\), principalele microorganisme produc\toare fiind din genul Bacillus (B. subtilis, B.cereus, B. mycoides, B. proteus, B. flexeneri, B. aerogenes), al\turi de Sarcina luteea, Staphylococcus aureus, Mycobacterium tuberculosis, Proteus vulgaris [i Escherichia coli. Tiamina (vit. B1) este produs\ microbiologic de c\tre microorganisme specifice florei intestinale, cum sunt Bacillus proteus, B. mesentericus, B. aerogenes, B. vulgatus sau E. coli, dar [i de al]i germeni, `ndeosebi de drojdii (ca Saccharomyces cerevisiae); exist\ `ns\ [i microorganisme mari consumatoare de tiamin\, strâns dependente de existen]a acestei vitamine `n mediul lor de cultur\, cum sunt mutantele auxotrofe de tiamin\. Tiamina influen]eaz\ direct metabolismul intermediar [i indirect cre[terea [i - 154 -


dezvoltarea animalelor, mai sensibile la caren]a `n tiamin\ fiind p\s\rile [i porcii; `n cazul fierberii hranei, circa 1/3 din tiamina con]inut\ trece `n solu]ia apoas\. Riboflavina (vit. B2) este produs\ la scar\ industrial\ folosind, a[a cum deja s-a ar\tat, bacteria Ashbya gossyppii sau prin fermentarea laptelui smântânit sau a zerului cu Clostridium acetobutylicum, Candida tropicalis [i Candida guillermondia, dar [i prin cultivarea ciupercii Eremothecium ashby; reprezint\ unul dintre factorii de cre[tere pentru organismele tinere, datorit\ rolului important jucat `n metabolismul substan]elor proteice `n general [i al aminoacizilor `n special [i func]iei de constituent celular esen]ial. Acidul pantotenic (vit. B3) se produce pe cale industrial\ [i prin biosintez\ microbian\, din drojdii, mucegaiuri (Streptomyces fradiae) [i mai ales din bacterii (Acetobacter aerogenes, Clostridium butylicum, Pseudomonas fluorescens, Proteus vulgaris, E. coli). Un gram de acid pantotenic con]ine 70000 de UI sau "unit\]i pui de g\in\" (corespunz\tor cantit\]ii zilnice necesare la un pui de g\in\ pentru prevenirea dermatitei specifice, puiul fiind complet dependent de aportul exogen al aceastei vitamine). Vitamina PP (niacina, vit.B4) poate fi biosintetizat\ din triptofan (care joac\ rol de provitamin\ PP) de microorganisme ca E. coli, Neurospora crassa, Xanthomonas pruni [i altele; exist\ [i microorganisme auxotrofe de niacin\. Niacina previne apari]ia pelagrei la om [i animale, simptomele caren]ei fiind dermatite, diaree, demen]\ ("3D"). Acidul folic (vit. B5) este cunoscut ca factor de cre[tere la p\s\ri (`ndeosebi la puii de g\in\) [i `n general la tineretul animal;

poate fi biosintetizat cu ajutorul unor

microorganisme ca E. coli, Bacillus subtilis, Streptococcus faecium sau Lactobacillus arabinosus, flora intestinal\ oferind un aport util de acid folic la animale. Piridoxina (vit. B6) este produs\ `n cantit\]i mari de c\tre Saccharomyces cerevisiae dar [i de unele bacterii, ca Acetobacter xilinum, Acetobacter aerogenes, Proteus vulgaris, Pseudomonas fluorescens. Vitamina B6 intervine `n metabolismul glucidic, lipidic [i al aminoacizilor, contribuind la buna func]ionare a sistemului nervos [i muscular,

- 155 -


având un rol important `n biosinteza substan]elor responsabile de transmi-terea stimulilor nervo[i. Biotina (vit. B7) se poate ob]ine pe cale biotehnologic\ folosind culturi de drojdii, ciuperci inferioare (din genurile Penicillium [i Aspergillus) sau bacterii (Lactobacillus casei, L. bulgaricus, L. acidophylus, Corynebacterium diptheriae, Pseudomonas sp., E. coli); exist\, de asemenea, microorganisme auxotrofe de biotin\. Biotina este prezent\ `n toate celulele vii [i influen]eaz\ cre[terea [i dezvoltarea datorit\ `ndeosebi rolului important jucat `n sistemele enzimatice metabolice din organismul animal. Ciancobalamina (vit. B12) se poate produce cu ajutorul speciei Pseudomonas denitrificans (deja amintit\) sau folosind bacterii din genul Propionibacterium [i drojdii ca Rhizopus arrhizus [i Rhizopus nigricans. Este indispensabil\ omului [i animalelor, având o importan]\ deosebit\ `n hematopoez\ (`n caren]\ ap\rând anemia pernicioas\), `n func]ionarea celulelor nervoase [i `n cre[tere `n general. Colina (factor vitaminic lipotrop) este sintetizat\ de majoritatea microorganismelor dar este produs\ industrial pe alte c\i decât cele biotehnologice. Acidul ascorbic (vit. C) este ob]inut industrial `ndeosebi pe cale microbiologic\, mari produc\toare fiind bacteriile Acetobacter suboxydans [i Pseudomonas fluorescens, dar se practic\ [i extragerea sa din surse vegetale (fructe citrice, ardei, c\tin\ etc.). Are un rol deosebit de complex `n organism, fiind un antioxidant recunoscut. Pe pia]a produselor furajere exist\ diverse preparate vitaminice, ca de exemplu produsele "Lutavit B2 SG 80" (al firmei BASF) sau "MicrovitTM B2 Supra 80" (al firmei Rhone-Poulenc Animal Nutrition) ambele con]inând riboflavin\. Pigmen]ii cei mai folosi]i alimenta]ia animal\ sunt cei carotenoizi, de tipul betacarotenului [i a criptoxantinei [i astaxantinei, prin introducerea acestora `n hran\ urm\rindu-se influen]area culorii unor produse animale (culoarea g\lbenu[ului ou\lor, culoarea carcasei broilerilor etc.). Cu ajutorul microorganismelor se pot produce cantit\]i - 156 -


importante de pigmen]i carotenoizi, `n afara algelor (de tipul spirulinei) fiind folosite [i Blakeslea trispora (pentru beta-caroten) [i Phaffia rhodozyma (pentru astaxantin\). Producerea pe cale biotehnologic\ a unor vitamine [i pigmen]i cu destina]ie furajer\ este o activitate cu largi perspective, având `n vedere pretabilitatea unor microorganisme la aceste produc]ii [i marele poten]ial al tehnicilor biotehnologice moderne, cum sunt ingineria genetic\ [i clonarea.

3.9.2. Hormoni

Cei mai folosi]i hormoni `n scopul biostimul\rii produc]iilor animale sunt cei anabolizan]i (ce pot fi inclu[i `n hran\ sau injecta]i, pentru `mbun\t\]irea produc]iei de carne) [i cei cu poten]ial de sporire a produc]iei de lapte (ca BST-ul sau somatocrinina, administra]i, `ns\, numai parenteral); ca atare, sub aspect furajer, ar interesa numai prima categorie amintit\. Anabolizan]ii hormonali sunt substan]e cu rol reglator [i biostimulator asupra asimila]iei [i sintezei proteice `n organimsmul animal, `mbun\t\]ind balan]a azotat\ [i favorizând formarea [i dezvoltarea musculaturii `n condi]iile unei valorific\ri superioare a proteinelor [i energiei din hran\; efectele utiliz\rii lor difer\ mai ales `n func]ie de sexul, specia [i vârsta animalelor. Dup\ originea lor, anabolizan]ii hormonali pot fi grupa]i `n mai multe categorii: naturali / artificiali, endogeni / exogeni, steroizi / nesteroizi; hormonii pot fi clasifica]i [i ]inând cont de glanda secretoare, modul de asociere, activitatea lor etc. În ceea ce prive[te utilizarea preparatelor hormonale `n hrana tineretului taurin destinat produc]iei de carne, de[i controversat\, este relativ extins\, `ndeosebi `n SUA. Se consider\ c\ pe aceast\ cale, viteza de cre[tere `n greutate [i implicit, produc]ia cantitativ\ de carne, pot fi m\rite cu 10-30 %, `n condi]iile reducerii propor]iei de gr\sime din carcas\. - 157 -


`n prezent, hormonii cei mai folosi]i `n acest scop - deseori `mpotriva legii - sunt cei steroidieni (dintre cei clasici, naturali), trembolonul (dintre cei artificiali) [i mai nou, beta-agoni[tii. În special datorit\ posibilei remanen]e a produselor hormonale `n carnea animalelor (dar [i datorit\ supraproduc]iei de carne [i concuren]ei acerbe de pe aceasta pia]\), Uniunea European\ a hot\rât interzicerea utiliz\rii `n alimenta]ia animalelor a hormonilor naturali sau sintetici, `ncepând din anul 1988. De un interes deosebit se bucur\, `n prezent, studiul posibilit\]ilor de utilizare a hormonilor `n cre[terea vacilor de lapte. Administrarea acestor hormoni la animale nu se face pe cale furajer\, ci prin injectare subcutanat\ sau intramuscular\ [i ca atare, ace[tia nu fac parte din categoria aditivilor furajeri; cu toate acestea, având `n vedere posibilit\]ile actuale de producere cu ajutorul bacteriilor manipulate genetic [i importan]a zootehnic\ pe care o pot avea, am considerat oportun\ prezentarea câtorva aspecte legate de utilizarea lor. Administrarea hormonului somatotrop bovin (somatotropina, GH sau BST) sau a somatocrininei (GRF) se consider\ c\ poate determina o m\rire cu 10-30 % (circa 1000 l/vac\/lacta]ie) a produc]iei cantitative de lapte, `n condi]iile cre[terii valorii nutritive a laptelui cu 5-15 % (o8). Hormonul BST este secretat, `n mod natural, de c\tre glanda hipofiz\ a bovinelor [i a fost izolat pentru prima dat\ `n anul 1936, de c\tre cercet\tori ru[i. Folosirea `n scopul cre[terii produc]iei de lapte la vaci a `nceput `n Anglia, `n timpul celui de-al doilea razboi mondial, perioad\ `n care era nevoie de prelevarea a 20 de glande hipofize pentru extragerea unei singure doze zilnice. În prezent, prin inginerie genetic\, hormonul BST se produce de manier\ industrial\ cu ajutorul bacteriilor. Practic, se izoleaz\ din ADN-ul unei celule somatice de la vac\ gena r\spunz\toare de producerea hormonului BST, gen\ ce este "decupat\" cu ajutorul enzimelor de restric]ie, este extras\ din celula ini]ial\ [i implantat\ `ntr-o plasmid\ bacterian\ (E.Coli);

ca urmare, celula bacterian\ con]inând aceast\ nou\ informa]ie - 158 -


genetic\ `ncepe s\ produc\ hormon BST, odat\ cu multiplicarea (de miliarde de ori) a bacteriei multiplicându-se [i cantitatea hormonului produs, ce este apoi separat [i purificat din cultura respectiv\. Viitorul utiliz\rii hormonilor - ob]inu]i prin biotehnologii sau nu - `n alimenta]ia animal\ [i `n zootehnie `n general, este dificil de prognozat, existând argumente atât `n favoarea avantajelor permise de utilizarea acestora, cât [i `n sensul unor rezerve sau chiar interdic]ii fa]\ de folosirea lor.

- 159 -


BIBLIOGRAFIE 1. BAUSSIER M. 1989. Antibiotiques activateurs de croissance chez les bovins. Bulletin des G.T.V.(Fran]a), nr.3 (57-8o). 2. BERBINSCHI C., UNGUREANU C. 1959. Prevenirea [i tratarea enteropatiilor la animale cu ajutorul culturilor de bacterii acidofile BCA. Rev. Probleme de Zootehnie [i Med.vet., nr.1. 3. BEST P. 1991. Enzymes star at VIV-Europe. Feed Int., vol.12, nr.2 (8-1o). 4. BEST P. 1992. Growth promoters in the European Comunity. Feed Int., vol.13, nr.5 (816). 5. BILGILI S.F., MORAN E.T. 1990. Influence of whey and probiotic - supplemented withdrawal feed on the retention of Salmonella intubated into market age broilers. Poultry Science, vol.69, nr.10 (167o-1674). 6. BOURNE S. 1991. Comparation amoung acid treatments under commercial production conditions. Proc. of Alltech's Seventh Ann. Symp., Nicholasville, SUA (397-398). 7. CARRAUD A. 1990. Resultats de l'utilisation de probiotiques en bovins a viande. Bulletin des G.T.V., nr.6 (65-73). 8. CARRE B., LESSIRE M., NGUYEN T.H., LARBIER M. 1992. Effects of enzymes on feed efficiency and digestibility of nutrients in broilers. Proc. of XIX World's Poultry Congrss, vol.3, Amsterdam (411-415). 9. CASTALDO D.J. 1991. Combined in feed: antibiotics and probiotics. Feed Int., vol.12, nr.7 (2o-26). 10. CHANSIAUX M. 1987. Bacteriile `n `mbun\t\]irea nutri]iei. Cre[terea animalelor docum. curent\, nr.5 (14). 11. CHAPMAN D.J. 1988. Probiotics, acidifiers and Yeast culture: a place for natural additives in pig and poultry production. Proc. of Alltech's Fourth Ann. Symp., Nicholasville, SUA. 12. CIOCAN Virginia. 1989. Utilizarea ciupercii Pleurotus pentru ridicarea valorii nutritive a furajelor grosiere. Analele IBNA Balote[ti, vol.XIV (1988), Bucure[ti (165-17o). 13. CIUREL Val., JURUBESCU V., GHERCIU Mihaela. 1989. Cercet\ri privind utilizarea probioticelor `n scopul `mbun\t\]irii eficien]ei bioproductive a re]etei 0-1 la purcei. Analele IBNA Balote[ti, vol.XIV (1988), Bucure[ti (83-89). 14. COLE D.J.A. 1989. Sow nutrition - the key to profitable pig production. Proc.of Alltech's Fifth Ann. Symp., Nicholasville (1o7-12o). 15. COLE D.J.A. 1990. Investigation into the use of Lacto-Sacc in sow diets and the control of piglet mortality. Proc. of Alltech's Sixth Ann. Symp., Nicholasville, SUA (513). 16. COWMAN W.D. 1993. The stability of enzymes in animal feeds. Feed Int. vol.14, nr.5. 17. DEVEGOWDA G., NAGALAKSHMI R. 1992. Effect of enzyme supplementation on performance of broilers. Proc. of XIX World's Poultry Congress (vol.3), Amsterdam (449-45o). 18. DEXAMIR A. 1976. Substituirea nutre]urilor proteice de origine animal\. Edit. Ceres, Bucure[ti. 19. DONKERS W. 1989. Enzymes are nature's teeth. Pigs, nr.11 (15-16). 20. DRĂGĂNESCU M. 1985. Contextul istoric al revolu]iei biologice [i biochimice. Revolu]ia biologic\. Edit. Academiei Române, Bucure[ti.

- 160 -


21. FULLER R. 1989. Probiotics in man and animals. Journal of Applied Bacteriology, vol.66 (365-378). 22. FURUSE M., YANG S.I., SHIRAI K., OKUMURA J.I. 1990. Effect of alanine producing bacteria on the growth of chicks. Poultry Science, vol.69, nr.6 (1o23-1o26). 23. GEORGESCU GH.(coord.) 1995. Tratat de crestere a bovinelor. vol.3, Ed.Ceres, Bucure[ti. 24. GOMBOS S. 1991. The Hungarian experience of using biological products; the way forward to creating more market acceptable animal production. Proc. of Alltech's Seventh Ann. Symp.,Nicholasville, SUA (199-21o). 25. GUERRERO G., HOYOS G. 1991. Direct fed microbials and acidifiers for poultry. Proc. of Alltech's Seventh Ann. Symp., SUA (407-412). 26. GUILLOT J.F. 1990. Qu'est-ce qu'un probiotique? Bulletin des G.T.V., nr. 6 (15-2o). 27. GUILLOT J.F., YVORE P. 1990. Etudes experimentales des probiotiques chez les volailles. Bulletin des G.T.V., nr.6 (33-37). 28. HADDEN G. 1995. A new generation of feed enzymes. Poultry Int., vol.34, nr.2. 29. HALGA P., AVARVAREI Teona, STAN Gh., TEUŞAN V., TOMA Mariana, LAZĂR Roza, MARINESCU Maria. 1979. Efectul proteazei furajere tip ICCF la tineretul porcin `n cre[tere. Simp. [t. U.A.Ia[i, 13-15 dec. 1979. 30. HALGA P., STAN Gh., AVARVAREI Teona, TEUŞAN V., NICORICI R., SÎRBU Mariana, PÎNTEA Gh. 1988. Cercet\ri privind efectul productiv al paielor tratate cu celulaze tip ICCF `n stare lichid\, asupra vitezei de cre[tere [i valorific\rii hranei la tineretul taurin la `ngr\[at. Lucr. [t., seria Zootehnie-Med.Vet., vol.31, Univ.Agr.Ia[i (25-26). 31. HARKER A.J. 1989. Improving pig performance while satisfying consumer requirements: a role for yeast culture and probiotics. Proc.of Alltech's Fifth Ann. Symp., Nicholasville, SUA. 32. HEADON R.D. 1989. Biotechnology: a World of endless possibilities. Proc. of Alltech's Fifth Ann. Symp., Nicholasville (1-11). 33. HIGGINSON S. 1986. Probiotics: battle of the bugs. Pig Farming, Anglia, nr.4 (3o-31). 34. HOLLISTER A.G. 1990. Manipulation of intestinal microbial activity in youngs animals to control mortality. Proc.of Alltech's Sixth Ann. Symp., Nicholasville, SUA (153-166). 35. INBORR J. 1989. Practical application of feed enzymes. Feed Enzymes in Animal Production Confference, Solihull, U.K., 21 sept.1989. 36. ISAR Mariana, MARINESCU Maria. 1989. Influen]a proteazelor [i celulazelor asupra parametrilor bioproductivi la porcine. Analele IBNA Balote[ti, vol. XIV (1988), Bucure[ti (185195). 37. IZAT A.L., ADAMS M.H., CABEL M.C., COLBERG M., REIBER M.A., SKINNER J.T., WALDROUP P.W. 1990. Effects of formic acid or calcium formiate in feed on performance and microbiological characteristics of broilers. Poultry Science, vol.69, nr.10 (1876-1882). 38. JENSEN F.J.,JENSEN M.M. 1992. The effect of using growth promoting Bacillus strains in poultry feed. Proc. ofXIX World's Poultry Congress (vol.3), Amsterdam (398-402). 39. JEROCH H., JACKHISH Brigitte, ABOUD M., WEBER K., GEBHARDT G. 1990. Ergebnisse weiterer Pruffungen des Beta-Glucanase enthaltenden Enzympraparates Prowiko-B zu einer gerstenreichen Broiler mastmischung. Arch. Anim. Nutr., Berlin, vol.4o, nr.4 (317-327). 40. JIRAPHOCAKUL S., SULLIVAN T.W., SHAHANI K.M. 1990. Influence of a dried Bacillus subtilis culture and antibiotics on performance and intestinal microflora in turkeys. Poultry science, vol.69, nr.11 (9-14)

- 161 -


41. JURUBESCU V., CIUREL VAL., CUREU I., GHEORGHIU V. 1990. Romanian probiotics for farm animals. IBNA Balote[ti - Archiva zootechnica, vol.II, Bucure[ti (9-23). 42. KAHRS D. 1991. Improving the health and growth of piglets with Toyocerin. Proc. of Huhn & Schwein Seminar, Hanover, Germany. 43. KIISKINEN T., PIIRONEN J. 1990. Effect of phytase supplemen-tation on utilization of phosphorus in chicken diets. Proc. of 8-th European Poultry Confference, Barcelona, Spain (37638o). 44. KOUDELA K., KUMPRECHT I., PASEKA A., GASNAREKZ., HREBIKOVA M. 1992. A continous application of lysine syntesizing germs on Gallus domesticus Proc. of XIX-World's Poultry Congress (vol.3) (4o3). 45. KOUDELA K., NYIRENDA C.S., PASEKA A. 1992. Experimental application of probiotics Lectiferm on production performance of pullets and layers at large scale farming. Proc. of XIX-World's Poultry Congress (vol.3), Amsterdam (445). 46. LINDNER R.K. 1991. The roles of the private and public sectors in the development and diffusion of biotechnology in agricul-ture. The XXI Int. Conff. of Agric. Econom., Tokyo, 22-29 aug.1991. 47. LYONS T.P. 1992. From waste to feed through enzyme technology. Feed Int., vol.13, nr.2 (8-12). 48. McLEOD K.R., KARR K.J., DAWSON K.A. 1991. Influence of Yeast Culture and Monensin on ruminal metabolic end products and feedlot performance. Proc.of Alltech's Seventh Ann. Symp., Nicholasville, SUA (321-324). 49. MENNESSIER M. 1990. Avec l'hormone BST, une vache en vaut deux. Science et vie, nr.Dec. (58-64). 50. MILOŞ M., DRÎNCEANU D. Furajele - caracteristici nutritive [i utilizare. Edit. Ceres, Bucure[ti, 1984. 51. MORDENTI A. 1983. Idrolizzati proteici e batteri lattici: nuovi aspetti della loro utilizzatione. Atti del Seminario "Aminoacidi e batteri lattici in alimentazione animale", Bologna, 16 dic.1983 52. NEWBOLD J. 1990. The yeast culture Yea-Sacc 1o26 as a rumen modifier. Alltech Biotechnology Center, Nicholasville, SUA (211-214). 53. NEWMAN K. 1991. Phytase: the enzyme, its origin and characteristics; impact and potential for increasing phosphorus availability. Proc.of Alltech's Seventh Ann. Symp., Nicholasville, SUA (169-178). 54. NGUYEN T.H. 1990. Effects zootechniques et sanitaires du bioregulateur Paciflor ND. Bulletin des G.T.V., nr.6 (39-52). 55. NGUYEN T.H. 1991. Probiotics - a nutritional bioregulator. Misset World Poultry, vol.7, nr.2 (37). 56. NICU D.M. 1990. Perspective ale bioingineriei [i biotehnologiei aplicate `n structuri de sisteme industriale. Ingineria industrial\ - prezent [i perspectiv\. Edit. Academiei Române, Bucure[ti. 57. PEPPLER J.H., STONE C.W.Ch. 1976. Feed yeast products; an update of the properties of feed yeast and their application. Feed Management, Aug.1976, New Jersey, SUA. 58. POP M. 1993. Probioticele - o nou\ categorie de biostimulatori. Lucr. st., anale U.A.Iasi, seria zoot. [i med.vet., vol.35-36,. 59. POP M. 1995. Cercetari cu privire la posibilitatile de utilizare a unor produse obtinute prin biotehnologii, `n alimenta]ia broilerului de g\in\ crscut intensiv. Teza de doctorat, U.A.Iasi.

- 162 -


60. POP M., CARP-CARARE M., HALGA P., STAN Gh., POP Cecilia, GALCA I., COMSA St. 1993. Modific\ri ale florei tractusului digestiv ca urmare a utiliz\rii unui probiotic la puii broiler de g\in\. Lucr.[t., anale U.A.Ia[i, seria zoot. [i med. vet., vol.35-36. 61. POP M., HALGA P., STAN Gh. 1993. Preocup\ri noi `n nutri]ia animal\ - manipularea florei digestive. Lucr. [t., anale U.A.Iasi, seria zoot. [i med.vet., vol.35-36. 62. POP M., HALGA P., STAN Gh., POP Cecilia. 1991. Biotehnologiile: trecut, prezent [i viitor. Cercet\ri agronomice `n Moldova, anul XXIV (supliment), Ia[i, 1991 (185-192). 63. POP M., HALGA P., STAN Gh., GALCA I., POP Cecilia, COSTIN G. 1992. Cercet\ri privind influen]a utiliz\rii unui preparat enzimatic indigen, ob]inut prin biotehnologie, `n hrana broilerului de g\in\. Lucr. [t., anale U.A.Iasi, seria zoot. [i med.vet., vol.35-36. 64. POP M., PIPERNEA N. 1993. Biotehnologii [i inginerie genetic\ - perspective `n zootehnie. Lucr. [t., anale U.A.Ia[i, seria zoot. [i med.vet., vol.35-36.. 65. RAICU P. (coord.), DUMITRU I., BOLDOR O., ATANASIU L., POPA Lidia, MESTER R., IORDACHESCU Dana, POPOVICI Gh., BADEA Elena, FLONTA Maria, ARDELEAN I. 1990. Biotehnologii moderne. Edit. Tehnic\, Bucure[ti. 66. RAJMANE B.V. 1992. Direct fed enzymes for broilers. Feed Int., vol.13, nr.5 (32-34). 67. RICHTER G., OCHRIMENKO Ch., LEMSER Annelore, WERNER J. 1990. Influence of enzyme preparations on the performance of laying hens fed with rye. Arch. Anim. Nutr., Berlin, vol.40, nr.9 (823-83o). 68. RYCHEN G., SIMOES NUNES C. 1995. Effets des probiotiques microbiens. INRA Production Animales, vol.8, nr.2 (mai 1995) (97-104). 69. ROŞU E., GRIGORAS D., STAVILĂ S., MOLDOVAN I., POPOVICI M., ŞERBAN D. 1959. Efectele utiliz\rii `n hrana animalelor a miceliilor de penicilin\ [i aureomicin\ produse la fabrica "Chimica Ia[i": Stimulin, Ciclofurin, Vitaurom-40 (la purcei [i pui de g\in\). Lucr. [t., Inst. Agr. Ia[i, III, Ia[i (2oo). 70. ROŞU E., HALGA P., STAN V. 1972. Proteinele din furaje. Edit. Ceres, Bucure[ti. 71. ROŞU E., HALGA P., STAN V., VASILESCU V., MARINESCU A., URMĂ Gh., TĂNASE D. 1974. Influen]a virginiamicinei asupra cre[terii [i `ngr\[\rii porcinelor `n condi]ii de exploatare industrial\. Lucr. [t., Inst. Agr. Ia[i, II - Zootehnie-Med.Vet., Ia[i (13-14). 72. ROTTER B.A., MARQUARDT R.R., GUNTHER W. 1989. Optimising responses from enzyme in poultry and pig diets: new methods for ensuring response. Proc.of Alltech's Fifth Ann. Symp., Nicholasville, SUA (149-159). 73. SARRA P.G., BOTTAZZI V. 1983. I batteri lattici nell'ecologia microbica del tratto digerente. Atti de Seminario "Aminoacidi e batteri lattici in alimentazione animale", Bologna, Italia (9-22). 74. SASSON A. 1988. Biotehnologiile: sfidare [i promisiuni. Edit.Tehnic\, Bucure[ti. 75. SASSON A. 1993. Biotehnologii [i dezvoltare. Edit.Tehnic\, Bucure[ti. 76. SĂLĂJAN Gh. 1988. Valorificarea unor noi resurse furajere `n cre[terea [i `ngr\[area animalelor. Edit. Ceres, Bucure[ti. 77. SEFTON T. 1989. Challenges facing the poultry industry. Proc.of Alltech's Fifth Ann. Symp., Nicholasville, SUA (84-93). 78. SNOEYENBOS G.H. 1989. The gut microflora: the first line of defense of any animal. Proc.of Alltech's Fifth Ann. Symp. (261-27o). 79. STANCU M ., SEGAL B. 1975. Surse noi de proteine. Edit. Tehnic\, Bucure[ti. 80. TĂRĂBOANŢĂ Gh., VACARU-OPRIS I., STAN Tr., HOLTEA V. 1974. Contributii cu privire la efectul folosirii griseofulvinei furajere asupra cresterii tineretului porcin. Lucr.st., seria Zoot. [i Med.vet., Univ.Agr.Iasi (3-4). - 163 -


81. TEUŞAN V. 1991. Contribu]ii la `mbun\t\]irea tehnologiilor de utilizare a nutre]urilor grosiere `n alimenta]ia rumeg\toarelor (ovinelor). Tez\ de doctorat. U.A.Ia[i. 82. TOPALA N.D. 1982. Microorganismele metilotrofe [i importan]a lor pentru industria de biosintez\. Lucr. celui de-al treilea Simpozion de Microbiologie industrial\. Bucure[ti (31-46). 83. TOULLEC R., QUILLEZ J. 1987. Les facteurs de croissance: une necesite. Cultivar 2000, nr.22o (7-8). 84. VAGNEUR M. 1990. Essai d'administration de probiotiques chez la vache laitiere. Bulletin des G.T.V., nr.6 (61-63). 85. VANBELLE M. 1989. The European perspective on the use of animal feed additives: a world without antibiotics, anabolic agents or growth hormones? Proc.of Alltech's Fifth Ann.Symp.,Nicholasville, SUA (191-2o8). 86. VILLENEUVE P., LEFRANCOIS M.R, BORDELEAU L.M. 1992. Utilization of direct fed microbials (Ferlac TM) as growth promoting and stress alleviating factor. Proc.of XIX World's Poultry Congress (vol.3), Amsterdam (447). 87. VINTILĂ M. 1988. "Lactosilul" - preparat biologic pentru conservarea prin `nsilozare a furajelor [i nutre] dietetic de tip probiotic pentru alimenta]ia tineretului animal. Rev. Produc]ia animal\ - Zoot. [i Med. Vet., nr.2 (13-17). 88. WATKINS B.A., KRATZER F.H. 1984. Drinking water treatment with a commercial preparation of a concentrated lactobacillus culture for broiler chickens. Poultry Science, vol.63 (1671-1673). 89. WATKINS B.A., MILLER B.F. 1983. Competitive gut exclusion of avian pathogens by Lactobacillus acidophilus in gnotobiotic chicks. Poultry Science, vol.62 (1772-1779). 90. WENK C. 1990. Yeast cultures, lactobacilli and a mixture of enzymes in diets for growing pigs and chickens under Swiss conditions: influence on the utilization of the nutrients and energy. Proc.of Alltech's Sixth Ann. Symp., Nicholasville, SUA (315-33o). 91. WILLIAMS P.E.V. 1989. Biotechnologie et probiotiques en Grande-Bretagne. Buletin des G.T.V., nr.3 (13-28). 92. * * * Advice on live microbial feed additives: know your probiotic's colony count. Feed Int., vol.12, nr.11/1991 (64-66). 93. * * * Amilaze [i celulaze tehnice `n furajarea animalelor. Cre[terea animalelor doc.curent\, nr.8/1988 (24-26). 94. * * * Avian advances. Feed Int., vol.13, nr.6/1992 (38-42). 95. * * * Diamond V announces a new "low inclusion" yeast culture. Research with "XP" Yeast Culture. HOTLINE, Nov.1988, USA. 96. * * * Feed International., vol.11-16 (1991-1996) 97. * * * For growth promotion & better performance: Toyocerin - Bacillus toyoi spore preparation. Poultry Int.,vol.29, nr.8/1990. 98. * * * Natural feed additive gives dual benefits. Kemin's technical experts explain how a combination of enzymes can give benefits in feed manufacture and to the livestock. World Poultry, Febr.1990. 99. * * * Protexin B. Breaking the dependance on drugs. Probiotics Int. LTD., Animal Health Division, U.K., 1990. 100. * * * The true story about true Yeast Culture Diamond V XP. Diamond V Mills Inc., Cedar Rapids, Iowa, SUA, 1990. 101. * * * Livestock Prod.Sci. EAAP News, vol.45, nr.25, apr. 1996. 102. * * * Building blocks of modern animal production. Feed Mix, vol.2, nr.4, 1994. 103. * * * Biotechnologie (coord. R. SCRIBAN), Edit. Tec&Doc, Paris, 1994. - 164 -


ANEXA 1

Preparate enzimatice comercializate ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Firma Produsul Enzime con]inute Destina]ie produc\toare comercial (obiective) Alltech

Allzyme PB Allzyme BG Allzyme L Phytase Allzyme AB Allzyme AF Allzyme PT Allzyme C Allzyme Vegpro

proteaz\ bacterian\ beta-glucanaz\ bact. lipaz\ fungic\ fitaz\ fungic\ amilaz\ bacterian\ amilaz\ fungic\ pentozanaz\ fungic\ celulaz\ fungic\ a-galactozidaz\

ra]ii `nalt proteice ra]ii bogate `n orz [i secar\ ra]ii cu gr\simi animale/vegetale utilizarea fita]ilor din cereale ra]ii pe baz\ de porumb hran\ lichid\ amidonoas\ ra]ii pe baz\ de grâu/triticale ra]ii cu nivel m\rit `n celuloz\ ra]ii pe baz\ de soia

Alko

Econase BGP Finase F

beta-glucanaz\ fitaze

ra]ii bogate `n orz utilizarea fita]ilor din cereale

BASF & Gist Brocades

Natuphos Natugrain

fitaze xilanaze+ß-glucanaze

utilizarea fita]ilor din cereale ra]ii pe baz\ de grâu [i orz

Danisco (Grindsted)

Grindazyme GV Grindazyme GP

ra]ii pe baz\ de orz/ov\z ra]ii pe baz\ de grâu

FinnFeeds

Avizyme SX Avizyme TX Avizyme CX Porzyme SP,TP

ß-glucanaze+celobiaz\ arabinaze+xilanaze+ pectinaze ß-glucanaze+complex xilanaze+complex celulaze+complex complex enzimatic

Hoffmann La Roche

Roxazyme

complex enzimatic

dieta porcilor [i p\s\rilor

Kemin

Kemzyme Kemzyme HF Kemzyme B Kemzyme W

complex enzimatic celulaze+complex ß-glucanaze+complex xilanaze+complex

dieta porcilor [i p\s\rilor ra]ii cu [rot de floarea soarelui ra]ii pe baz\ de orz ra]ii pe baz\ de grâu

Lesaffre

Safizyme

complex enzimatic

dieta porcilor [i p\s\rilor

Novo Nordisk

Bio-Feed Bio-Feed pro Bio-Feed plus Energex

beta-glucanaze proteaze pentozanaze+ hemicelulaze complex enzimatic

ra]ii pe baz\ de orz ra]ii `nalt proteice (starter) ra]ii pe baz\ de grâu/secar\ triticale ra]ii pe baz\ de porumb/sorg/soia

Rovabio PF Rovabio TR --------------------

beta-glucanaz\ xilanaz\ ----------------------------

ra]ii pe baz\ de orz/ov\z ra]ii pe baz\ de grâu/secar\ -----------------------------------------

RhonePoulenc ----------------

- 165 -

ra]ii bogate `n orz, la p\s\ri ra]ii pe baz\ de grâu, la p\s\ri ra]ii bogate `n celuloz\, la p\s\ri nutre]uri combinate pentru porci


ANEXA 2 Preparate probiotice comercializate -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Microorganisme con]inute Denumire Firma comercial\ produc\toare -----------------------------------------------------------------------------------------------------bacterii lactice (+ orz `ncol]it) ACOSIL-F3 Santel - Fran]a Streptococcus thermophilus, Lactobacillus helveticus ADJULACT 2000 Bel Industries bacterii lactice ALL-LAC Alltech - SUA spori de Bacillus spp. BIOTEEM J.A.Matt Inc. SUA Streptococcus faecium cernelle 68, Bacillus toyoi BOVIFERM IVFC Lactobacillus acidophilus BT 1386 COCBACTIN Bio-Techniques L. acidophilus, L. bulgaricus, S. thermophilus COFALACTYL Coophavet Streptococcus faecium, Lactobacillus acidophilus FEEDMATE 68 Anchor Labs Bacillus subtilis FLORAMATE Toyo Jozo Co. Streptococcus faecium cernelle 68 FRALAC-LBC Franklin Products Sacharomyces cerevisiae Franklin Products FRA-SACC Lactobacillus lactis, Lactobacillus helveticus IVFC GASTROLACTYL Streptococcus faecium M 74 LACTIFERM AB Medipha Bacterii lactice, Saccharomyces spp. Alltech LACTO-SACC L.plantarum, L.casei, L.acidophilus, L.thermophilus IBNA Bucure[ti LACTOSIL celule vii de drojdii LEVUCELL Santel Streptococcus faecium SF 68 Bioferment LBC ME17 Streptococcus faecium FA Plate Bonn MICROFERM Enterococcus faecium NCIB 10415 Chevita - Germania ORALIN Bacillus cereus CIP 5832 Prodeta - Fran]a PACIFLOR lactobacili Star Labs - SUA PRIMALAC L.acidophilus, L.plantarum, L.casei, S.faecium Pioneer HiBred PROBIOS Candida utilis 17 IBNA Probiotics Int. PROTAMID Streptococi, lactobacili, Bifidobacterium bifidum IBNA Bucure[ti PROTEXIN Streptococcus faecium SF 68 Santel STARFLOR Bacillus toyoi TOYOCERIN Toyo Jozo Co. Lactobacillus acidophilus, Streptococcus lactis GIFAVET VIVOLAC 1026 Saccharomyces cerevisisae 1026 Alltech YEA-SACC 8417 YEA-SACC Saccharomyces cerevisisae 8417 Alltech

- 166 -

Biotehnologii in alimentatia animalelor

Recommend Documents