Konferenci na Téma moderní trendy ve výživě prasat už podesáté uspořádala společnost Biofaktory Praha s. r. o. Jedním z přednášejících byl prof. Dr. F. X. Roth z Technické univerzity Mnichov. Tento německý odborník spolupracoval s prof. Kirchgessnerem a specializuje se na fyziiologii prasat, metabolismus aminokyslen a jejich nutriční účinnost. Věnoval se i studiu organických kyselin. V příspěvku na konferenci se zabýval náhradou antibiotických stimulátorů růstu, k jejichž úplnému zákazu v unii dojde v roce 2006.
Celá řada antibiotických stimulátorů růstu používaných ve výživě hospodářských zvířat již byla v EU zakázána. Důvodem se stal nárůst rezistence vůči účinku antibiotik nejen u zvířat, ale i u lidí, ačkoliv není dokázáno, zda opravdu antibiotika ve výživě zvířat způsobují nárůst rezistence v humánní sféře. Jde tedy o preventivní opatření na ochranu spotřebitele.
V roce 1997 činila v unii včetně Švýcarska spotřeba antibiotik 10 493 tun čisté substance. Z toho připadalo 52 % na humánní medicínu, 33 % použili veterináři při léčbě zvířat a 15 % bylo dávkováno antibiotických stimulátorů růstu. „To znamená, že rezistenci vytváří i terapeutické použití a i v této oblasti je třeba hledat cesty, jak jí předcházet,“ domnívá se prof. Roth.
V unii jsou zakázány: od roku 1996 Avoparcin (důvodem bylo nebezpečí křížové kontaminace s humánním antibiotikem) a od roku 1999 Tylosin, Spiramycin, Zinkbacitracin, Virginiamycin, Carbadox a Olachidox. U těchto přípravků bylo k zákazu přistoupeno pro přítomnost podobné skupiny substancí, jaká se používá v humánní a veterinární medicíně.
Povolena jsou dosud Avilamycin, Flavofosfolipol, Salinomycin a Monensin (pro skot). Chemické skupiny do níž patří povelené látka nejsou používány ve veterinární léčbě a ani u lidí.
Účinnost antibiotik
Povolená antibiotika prakticky nejsou absorbovány v zažívacím traktu a účinkují pouze proti grampozitivním bakteriím. Působí v oblasti žaludku a tenkého střeva, hrají roli v látkové výměně mikroorganismů. K dispozici není v současné době žádný stimulátor, který by působil na gramnegativní bakterie.
Princip účinku antibiotických stimulátorů růstu je následující:
- ovlivňují příznivě střevní mikroflóru, tzn. druhové složení a koncentraci,
- snižují mikrobiální fermentaci živin (např. aminokyselin),
- snižují zatížení mikrobiálními toxiny, proto má tenké střevo vyšší absorpční potenciál,
- dojde ke zlepšení zásobení živinami,
- sníží se tak infekční tlak.
To vše má za následek zvýšení užitkovosti zvířete. Při účinku antibiotik hraje velkou roli prostředí, ve kterém se zvířata nacházejí, tj. kvalita krmiva, nemocnost, teplotní stres, začátek zkrmování antibiotik, atd. „Čím horší prostředí, tím vyšší pozitivní efekt antibiotik,“ upozornil F. X. Roth. Samozřejmě i v dobrých podmínkách mají určitý pozitivní efekt. U selat je vždy účinek vyšší než u větších prasat. Jako příklad uvedl souhrnný výsledek šesti pokusů u selat a sedmi ve výkrmu prasat se zařazením Avilamycinu. U selat bylo dosaženo pozitivního efektu v přírůstku ž. h. + 12 % a o 8 % zlepšení konverze. Ve výkrmu rostla prasata lépe o 3 % a konverze byla lepší o 2 %. Mnozí tvrdí, že se účinek antibiotik snižuje při dlouhodobém podávání. To však není podle přednášejícího pravda, jak dokazují jeho zkušenosti s jejich třicetiletým užíváním.
Zákaz antibiotických stimulátorů růstu přinese i rizika, jakými je vyšší nasazení antibiotik v terapeutické sféře, zvýšení zkrmování těžkých kovů zvláště u selat, zneužití medikovaných krmných směsí jako stimulátorů růstu.
Probiotika alternativou
Jednou z alternativ náhrady antibiotik jsou probiotika. Ta se definují jako živé či životaschopné mikroorganismy, které se podávají v krmivu a stabilizují střevní mikroflóru. Jde o tři skupiny:
- bakterie mléčného kvašení, které představují přirozenou mikroflóru (např. Lactobacillus acidophilus),
- rodu Bacillus,
- kulturní kvasinky.
Zvířata mají složitou střevní mikroflóru, která je důležitá pro zdraví. Zejména u selat po odstavu, kdy dochází ke změně krmiva i jeho složení, proto je mikroflóra nestabilní a svou funkci plní nedostatečně. Probiotika mohou zlepšit stabilizaci střevní mikroflóry, např. zvýší podíl příznivých laktobacilů a potlačují coli.
Hypotéza o mechanismu účinku
Probiotika účinkují v dolních úsecích ilea, slepém střevě a vzestupném tračníku. Základním principem je antagonistické působení, konkurenční boj o limitující živiny. Mikroorganismy vytlačují z adhesních míst na střevní sliznici. Některá probiotika vytvářejí organické kyseliny, enzymy a vitamíny, stimulují imunitní systém a mají regenerující účinek na střevní sliznici. Pro chovatele je rozhodující měřitelnost účinku. Z 23 známých pokusů provedených na selatech s probiotiky vyšly následující výsledky: 5 pokusů negativně, ve 14 došlo ke zlepšení přírůstku živé hmotnosti a zbytek beze změn.
V devíti pokusech s laktobacily došlo v průměru k 5% zvýšení přírůstku ž. h. a 3% snížení konverze. V 11 pokusech s rody Bacillus byl přírůstek vyšší o 4 % a konverze lepší o jedno procento. Podle prof. Rotha jsou výsledky statisticky průkazné pouze v některých případech a reakce zvířat může být rozdílná.
Prebiotika
Prebiotika jsou oligosacharidy s velikostí molekul 3 – 10. Jsou v tenkém střevě nestravitelné a stimulují růst jednotlivých kmenů bakterií, především v tlustém střevě. Jde o frukto- nebo galaktooligosacharidy, oligofruktózu, laktulózu.
Působení lze shrnout: selektivní působení na mikroflóru, jsou substrátem pro mléčné bakterie, bifidobakterie, bakteroidy, mají bariérovou funkci proti E. coli a Salmonelle, tvoří těkavé mastné kyseliny a kyselinu mléčnou, vzniká méně skatolu, indolu ve výkalech, což znamená i menší zápach. Prebiotika jsou schopná účinek probiotik doplnit. „Hodnocení však nelze uzavřít, zejména pokud jde o kombinaci probiotik a prebiotik,“ uzavřel kapitolu F. X. Roth.
Organické kyseliny
Organické kyseliny a jejich soli představují alternativu k antibiotickým stimulátorům růstu. Používají se v Česku pro selata a prasata ve výkrmu. Zařazují se, aby došlo k poklesu pH krmiva a střevního obsahu a pufrovací kapacity krmiva. Zlepšují enzymatické trávení, využívá se i jejich biocidní vlastnosti ke stabilizaci střevní mikroflóry.
Největší problémy jsou u selat, kdy prodělají tzv. poodstavový šok, následkem toho dochází ke snížení přírůstku a průjmům. Snižuje se sekrece žaludečních kyselin a enzymů slinivky (amyláza, lipáza, trypsin). Dochází k horší konverzi krmiva, krmivo je špatně tráveno a pomnožuje se střevní mikroflóra.
Chemické a fyzikální vlastnosti organických kyselin
Používají se kyselina mravenčí (pKs = 3,75), octová (4,75) , propionová (4,88), mléčná (3,08), fumarová (3,03/4,38), citronová ( 3,14/4,76/5,95), sorbová (4,76) a soli organických kyselin: mravenčan vápenatý, mravenčan sodný, propionát vápenatý. Jako důležitý ukazatel lze označit disociační konstantu kyseliny pKs (uvedeno v závorce), která udává jak vysoké je pH, když je 50 % kyseliny disociované. Z dalších údajů, které se sledují je významná rozpustnost ve vodě, molární hmotnost, bruttoenergie, fyzikální vlastnosti, tj. skupenství pevné nebo kapalné, které je významné pro manipulovatelnost. Kyseliny v pevném skupenství nejsou těkavé a korozivní. Sypké jsou známé jako konzervanty do krmiv, jehož pH snižují.
Specifikou organických kyselin je jejich schopnost v nedisociované formě procházet buněčnou membránou mikroorganismů. V bakteriální buňce pak disociují, tím naruší pH buňky a účinnost bakteriálních enzymů. Dojde ke stresu buňky bakterie, což znamená ztrátu schopnosti dělení. Síla účinku záleží na hodnotě disociační konstanty.
„Během třiceti let provedl náš ústav pokusy s organickými kyselinami i jejich solemi,“ uvádí Roth. U selat v odchovu při optimální dávce pro efekt dosáhli průměrných výsledků (kontrola = 0 %) – tabulka 1.
Také první látkou registrovanou v unii jako alternativa náhrady antibiotik se stal přípravek Formi. Ten obsahuje hydrogenuhličitan mravenčí, třetina volné kyseliny ravenčí se uvolní v zažívacím traktu, díky tomu je účinnější. Další dva mravenčany nají účinek nižší. Pokud jsou však kombinovány s volnými kyselinami jejich účinnost se zlepšuje.
Pokud jde o chlorid vápenatý došlo v pokusech k poklesu pH krmiva a zhoršení užitkovosti. Při použití kyseliny chlorovodíkové poklesla užitkovost o 40 % díky narušení acidobazické rovnováhy.
U prasat ve výkrmu se používají organické kyseliny méně, ale i u nich mají kyseliny např. mravenčí či citronová příznivý účinek na užitkovost.
Mechanismus účinku organických kyselin
Na pH krmiva –Dojde k poklesu pH, což má antimikrobiální efekt na bakterie, kvasinky a plísně. Jde o konzervaci krmiva a ovlivnění jeho hygieny. Dávka pro konzervaci je nižší než dávka s nutričními účinky.
Žaludek – dojde ke snížení pH, zlepšení účinku pepsinu a podpoře trávení v žaludku.
Tenké střevo – zde dochází k antimikrobiálnímu efektu (viz výše) a podpoří se optimální složení mikroflóry.
Kyselina mravenčí ovlivňuje látkový metabolismus (tabulka 2).
Restriktivní krmení selat
Optimální pH žaludku se nachází pod 3,2. Je závislé na množství krmiva, které sele přijme. Při restriktivním krmení je pH ve všech částech stejně nízké. V praxi se však selata krmí ad libitum. Na jedno nakrmení tak přijmou velké množství krmiva, dojde pak k tomu, že pH v žaludku je ve velké části vyšší než je třeba pro optimální trávení. Jako nejhorší situaci uvedl přednášející, když sele dva až tři dny po odstavu nepřijímá potravu a pak dostane krmivo ad libitum. Žaludek je velmi špatně prokyselen a neplní funkci jako bariéra usmrcující bakterie. Dojde k jejich pomnožení v žaludku i horní části střeva. Pokud jsou patogenní, dostaví se u selat edémová choroba. Krmivo se špatně využívá trávicími enzymy. Dojde k dysfunkci trávicího traktu a nutričně podmíněnému průjmu.
Pufrační kapacita krmiva
Při vyšší pufrační kapacitě krmiva je vždy horší precekální stravitelnost energie, dusíkatých látek i lyzinu. Např. přídavek 2 % kyseliny fumarové do krmiva zvyšuje uvedené hodnoty. Pro optimální stravitelnost by nemělo krmivo pro selata dosahovat vysoké pufrační kapacity.
Krmiva s nízkou pufrační kapacitou jsou kukuřice, ječmen, stoupá u klíčků, cukrovarských řízků a je vysoká u vojtěškové moučky. Bílkovinná krmiva se zvyšujícím se obsahem dusíkatých látek zvyšují pufrační účinek. Nejvyšší má masokostní moučka. Monokalciumfosfát má nižší pufrační kapacitu než dikalciumfosfát. Při tvorbě receptur krmiv pro selata by měl být cíl dosáhnout pufrační kapacity pod 700 meq. Toho lze dosáhnout následovně:
- redukcí obsahu dusíkatých látek a zařazením aminokyselin,
- výběrem minerálních komponent s nižší pufrační kapacitou,
- použitím fytázy,
- zařazením organických kyselin.
Vliv kyseliny mravenčí (1,2%) na počty mikroorganismů v trávicím traktu selat: ve dvanáctníku a slepém střevě změnila nepatrně počty laktobacilů, v tenkém střevě redukovala silně počty coli bakterií. Podle nejnovějších výzkumů redukuje počty salmonel.
Na závěr uvedl přednášející tabulku (Freitag a kol, 1998), ve které shrnul více než stovku studií provedených v odchovu selat s antibiotiky, probiotiky a organickými kyselinami (tabulka 3). Stejná tabulka byla k dispozici i pro výkrm prasat (tabulka 4). Organické kyseliny dosahují výrazného výsledku, přesto i zde je velký rozptyl. Podle prof. Rotha nahrazení antibiotik ve výkrmu prasat nepřinese ekonomické výkyvy v chovu. Naopak při krmení selat může dojít ke zdravotním potížím a je důležité dodržovat hygienu. V chovech selat doporučil:
- snížit obsah dusíkatých látek v krmivu,
- zařadit krystalické aminokyseliny, fytázu,
- snížit obsah fosforu a vápníku,
- restriktivní krmení,
- zlepšit hygienu krmiv,
- stabilizovat trávení v žaludku a další.
Podle přednášky prof. dr. F. X. Rotha
Tabulka 1 – Průměrné výsledky pokusů s organickými kyselinami a jejich solemi
Organická kyselina Optimální dávka Přírůstek ž. h. (%) Konverze (%)
Kyselina sorbová 2,4 % + 27 - 7
K. mravenčí 1,2 % + 22 - 8
K. citronová 4,5 % + 19 - 9
K. fumarová 2,0 % + 12 - 7
K. mléčná 1,6 % + 8 - 2
Hydrogenmravenčan draselný 2,0 % + 23 - 6
Mravenčan vápenatý 1,3 % + 9 - 5
Mravenčan sodný 1,8 % + 5 - 3
Kyselina ortofosforečná 2,6 % - 8 + 2
Chlorid vápenatý 1,0 % - 8 + 2
Kyselina chlorovodíková 3,0 % - + 6
