WO2008037827A1 - Utilización de determinados compuestos antibacterianos, derivados de alliaceas, como aditivos naturales en alimentación animal - Google Patents
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Definitions
- the invention relates, as stated in the present specification, to the use of certain antibacterial compounds, derived from alliaceae, as natural additives in animal feed.
- the object of the invention is the use of certain compounds derived from the Allium genus, as antimicrobial agents in animal feed, and as an alternative, due to their antibacterial nature, to the use of antibiotics as growth promoters.
- the field of application of the present invention is that of the animal feed industry.
- the compounds that are proposed favor the defensive capacity of the animal against digestive pathological processes.
- the invention basically consists in the use of certain specific compounds or compounds present in Alliacean plants, with a demonstrated antimicrobial capacity.
- the effectiveness of the compounds whose use is proposed is due, at least in part, to their great antibacterial potency, which causes an effective control of the potentially harmful intestinal microbiota, thus preventing digestive pathological processes.
- Gastrointestinal infections are of great relevance, for example in young animals.
- a specific case is that of the problems derived from diarrhea in piglets, since they are processes with a high impact both from a sanitary and productive point of view.
- the use of the additive would have a positive environmental impact by contributing to the reduction of the greenhouse effect.
- the inclusion of the additive in feed for ruminants can have a positive effect on the environment through the reduction of protein degradation in the rumen, which would decrease the elimination of nitrogen in excreta (urine and feces of animals) and , therefore, environmental pollution with nitrogen products.
- These compounds can be used both as unique additives in the diet (ie separately, with a purity greater than 95%) or as combinations of some of them or with other permitted synergistic products. Such compounds may also be encapsulated or supported on different inert materials or food coatings forming part of the animal diet.
- the doses of the active compounds in the final formulation of the diet in which they are included, as promoters of microbial growth may cover the range:
- the expiration period of the products or approximate interval will be 6 months- 1 year, depending on the type of product and basal diet in which they are included.
- the data obtained refer to: 1) the effect produced on the digestive microbiota of monogastric and ruminant animals; 2) the dose-response relationship; 3) the study of the microbial groups involved and their evolution depending on the specific product used; 4) the increase in the efficiency of ruminal processes; 5) the improvement in the use of nutrients from the diet; 6) the control of microorganisms that cause undesirable fermentation; 7) the determination of the most effective doses to achieve the desired beneficial effects (favor growth), alleviating the harmful ones (digestive pathological processes and inefficient fermentation) through the inclusion of these additives in diets.
- Trials are carried out to evaluate the efficacy of the antimicrobial compounds that are proposed through the diet and, therefore, their usefulness as promoters of animal growth and in the prevention and / or treatment of different gastrointestinal pathologies.
- Figure number 1 It is a graph relative to Example 1 (Study on the porcine digestive microbial composition) that shows the effect of different concentrations of the PTSO compound after 24 hours of in vitro fermentation on the total anaerobic, total aerobic, enterobacteria count. , coliforms, bacteroides, clostridia, lactobacilli and bifidobacteria present in pig feces. The vertical axis of the graph determines the loglO (cfu / g feces) and the horizontal the bacterial group.
- Figure number 2. It is a graph relative to example 2 and shows the effect of the addition of different concentrations of the PTS and PTSO compounds after 24 hours of in vitro fermentation on the count of enterobacteria in pig feces.
- the mean values affected by different indices indicate significant differences (p ⁇ 0.05).
- the vertical axis of the graph determines the log (cfu / g feces) and the horizontal the compound.
- Figure number 3. It is a graph also related to example 2 and shows the effect of the addition of different concentrations of the compounds
- Figure number 4. It is a graph relative to example 2 and shows the effect of the addition of different concentrations of the PTS and PTSO compounds after 24 hours of in vitro fermentation on the bacteroid count in pig feces.
- the mean values affected by different indices indicate significant differences (p ⁇ 0.05).
- the vertical axis of the graph determines the log (cfu / g feces) and the horizontal the compound.
- Figure number 5 It is a graph relative to example 2 and shows the effect of the addition of different concentrations of the PTS and PTSO compounds after 24 hours of in vitro fermentation on the count of clostridia in pig feces. The mean values affected by different indices indicate significant differences (p ⁇ 0.05). The vertical axis of the graph determines the log (cfu / g feces) and the horizontal the compound.
- Figure number 6. It is a graph relative to example 2 and shows the effect of the addition of different concentrations of the PTS and PTSO compounds after 24 hours of in vitro fermentation on the count of lactobacilli in pig feces.
- the mean values affected by different indices indicate significant differences (p ⁇ 0.05).
- the vertical axis of the graph determines the log (cfu / g feces) and the horizontal the compound.
- Figure number 7. It is a graph relative to example 2 and shows the effect of the addition of different concentrations of the PTS and PTSO compounds after 24 hours of in vitro fermentation on the bifidobacteria count in pig feces. The mean values affected by different indices indicate significant differences (p ⁇ 0.05). The vertical axis of the graph determines the log (cfu / g feces) and the horizontal the compound. PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
- the number of microorganisms that make up the gastro-intestinal microbiota in this animal species is very high (> 10 14 cfu / g) and includes bacteria representing very varied microbial groups
- the described assays are carried out using complete bacterial inoculums obtained from feces of piglets in the post-southeast phase.
- microorganisms less affected by the additives used are bifidobacteria and lactobacilli, which are bacteria that are part of the intestinal microbiota considered beneficial; and therefore especially relevant data.
- the diets consist of alfalfa hay (maintenance diet type for ruminants) or a 50% mixture of alfalfa hay and a commercial concentrate (type diet for lactating ruminants).
- PTS compound dose between 50 and 750ppm in relation to the inoculum volume determines a decrease in the degradation of the dry matter of the Dl diet and does not affect the degradation of the organic matter after 24 hours of in vitro incubation (Table 2 ).
- the degradation of the D2 diet is affected by lower doses (10 ppm).
- the dose required to promote an effect on the degradation of a diet seems to depend on the type of diet.
- the Dl diet is a type diet to be used with non-productive ruminants and the D2 diet is a type for the feeding of ruminants in production
- the handling of the dose and the compound to be used as an additive will depend on the physiological state of the animal.
- the decrease in rumen degradation indicates an antimicrobial effect that can be exerted on total anaerobes, cellulolytic bacteria (case of diets type Dl, rich in forages), amylolytic bacteria (case of diets type D2, which include 50% concentrate) and / or the rumen protozoa.
- Ruminal fermentation is an inefficient process because some of the energy ingested by the animal in its diet is lost in the form of methane.
- Methane is caused by the action of archaea present in the rumen.
- PTS and PTSO compounds would be more effective in this regard with D2 type diets.
- the inhibitory effect on the gas production of the compounds studied is most likely exerted through their effect on methanogenic microorganisms.
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Abstract
Utilización de determinados compuestos antibacterianos, derivados de Alliaceas, como aditivos naturales en alimentación animaL, a través de su inclusión en la dieta, para prevención y/o tratamiento de procesos patológicos digestivos sin afectar a la microbiota beneficiosa, siendo los siguientes : - propiltiosulfinato de propilo; - n-butiltiosulf inato de n-butilo; - propiltiosulfonato de propilo; - Un compuesto constituido por una mezcla de isómeros E y Z o de cada uno de ellos por separado: (E- y Z-4, 5, 9, -trithiadodeca-1, 6, Il-triene9-oxide) - 3-vinil-4-H-l,2-ditiina - 2-vinil-4-H-l,3-ditiina. Que pueden utilizarse como principios activos únicos puros de forma separada (pureza superior al 95%), bien como combinaciones de varios de ellos o en mezclas con otros productos sinérgicos; ir en estructuras encapsuladas, soportados sobre diferentes materiales inertes o recubrimientos alimentarios formando parte de la dieta animal. Las concentraciones pueden variar entre: 1-5 ppm como mínima y 10% (P/P) como máxima, según el compuesto, soporte, su combinación, tipo de dieta, estado, etc.
Description
UTILIZACIÓN DE DETERMINADOS COMPUESTOS ANTIBACTERIANOS, DERIVADOS DE ALLIACEAS, COMO ADITIVOS NATURALES EN ALIMENTACIÓN ANIMAL
D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La invención se refiere, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, a la utilización de determinados compuestos antibacterianos, derivados de alliaceas, como aditivos naturales en alimentación animal.
De forma más concreta, el objeto de la invención consiste en la utilización de determinados compuestos derivados del género Allium, como agentes antimicrobianos en alimentación animal, y como alternativa, por su carácter antibacteriano, al uso de antibióticos como promotores del crecimiento.
CAMPO DE APLICACIÓN
El campo de aplicación de la presente invención es el de la industria alimentaria animal.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La Unión Europea ha reducido drásticamente el uso de antibióticos en alimentación animal como promotores del crecimiento habiéndose llegado a prohibir en enero del 2006.
La alternativa que proponemos de estos aditivos frente al empleo de los antibióticos en los
piensos como promotores de crecimiento en alimentación animal, es realmente válida tal y cómo se demuestra con los resultados obtenidos, y anteriormente resumidos.
Los compuestos que se proponen favorecen la capacidad defensiva del animal frente a procesos patológicos digestivos.
Aparte de promover el crecimiento animal (favoreciendo la disminución de la degradabilidad de los nutrientes de la dietas, y desarrollando un control de infecciones y/o de los desequilibrios microbianos) , tienen la ventaja de que son compuestos presentes en nuestra alimentación de forma tradicional (ajo, cebolla, puerros, etc.) .
Por tanto, dichos aditivos resultarían una alternativa inocua evitándose, a su vez, el consumo de antibióticos en la alimentación y, por tanto, la consecuente aparición de las resistencias a los antibióticos en los consumidores.
Por otra parte, estos compuestos contribuyen a reducir el efecto invernadero derivado de la liberación del gas producido durante un ineficaz proceso digestivo del alimento en rumiantes.
Este efecto es muy importante actualmente en nutrición de rumiantes, ya que el gas que se libera como consecuencia de la fermentación de las dietas es fundamentalmente metano, de gran efecto invernadero.
Además, pueden contribuir a disminuir la eliminación de nitrógeno al medio a través de las excretas animales.
Cabe mencionar, que por parte del peticionario se conocen variadas referencias en las que se encuentran estudios sobre los mismos compuestos mencionados en la presente invención, sin embargo, lo hacen desde el punto de la química descriptiva, capacidad antimicrobiana en general o utilización en salud humana, pero no en alimentación animal, que es el caso que nos ocupa.
Igualmente se conocen referencias a derivados de ajo (aceite esencial de ajo, polvo de ajo, alicina, aluna, alildisulfuro, ... ) como componentes de suplementos alimenticios para mejorar la dieta animal, pero no se mencionan los compuestos concretos .
Asimismo, debe mencionarse la patente WHO 2005/089571 relativa a la utilización de extractos y compuestos de plantas del género Allium como conservantes en las industrias alimentaria y agro- alimentaria, en la cual, sin embargo, únicamente se adelanta un posible uso de dichos compuestos sin fundamento y sin aportar resultados de eficacia en alimentación animal con dietas que incluyan dichos compuestos .
Otras patentes, tal como la patente US5705152, que reclama los compuestos alliina y allinasa para formar alicina y, por tanto, trata de compuestos distintos a los aquí concernientes, o la patente KR 20020048347 relativa a un método para obtener zumos y extracto de Allium tuberosum, tratan igualmente sobre compuestos distintos.
Se puede señalar, por tanto, que el peticionario, aunque tiene^ conocimiento de la existencia de varios documentos relacionados con el uso
del ajo o sus derivados en alimentación animal, no ha encontrado en ninguno de ellos referencias directas que mencionen el uso de los compuestos aqui preconizados en alimentación animal o como alternativa al uso de antibióticos promotores del crecimiento, tal como preconiza la presente invención, pudiendo afirmar que desconoce la existencia de cualquier otra patente que presente unas características semejantes a las que aquí se propugnan.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
Así, la invención consiste básicamente en la utilización de determinados compuestos o compuestos concretos presentes en plantas Alliaceas, con una capacidad antimicrobiana demostrada.
Dichos compuestos desarrollan un amplio espectro de actividad, antibacteriana y antifúngica, con una gran potencia inhibitoria a bajas dosis.
Estos compuestos y sus derivados se proponen como una alternativa válida y eficaz, al empleo de antibióticos como promotores del crecimiento en alimentación animal (rumiantes y monogástricos) .
La efectividad de los compuestos cuyo uso se propone se debe, al menos en parte, a su gran potencia antibacteriana, lo que provoca un control eficaz de la microbiota intestinal potencialmente perjudicial, previniendo, por tanto, procesos patológicos digestivos .
Las infecciones gastrointestinales revisten una gran relevancia, por ejemplo en animales jóvenes.
Un caso concreto es el de los problemas derivados de las diarreas en lechones, al ser procesos con una alta repercusión tanto desde el punto de vista sanitario como productivo.
Así, mejorando la salud del animal se favorecen su bienestar, su crecimiento y su rendimiento productivo .
Por otra parte, la inclusión de estos compuestos en raciones para rumiantes provoca una reducción de la emisión de gases de fermentación, mayoritariamente metano, gas directamente implicado en el denominado "efecto invernadero".
Es decir, la utilización del aditivo tendría un impacto medio-ambiental positivo al contribuir a la disminución del efecto invernadero.
Adicionalmente, la inclusión del aditivo en piensos para rumiantes puede tener un efecto positivo en el medio a través de la reducción de la degradación de proteína en el rumen, lo que disminuiría la eliminación de nitrógeno en excretas (orina y heces de los animales) y, por tanto, la contaminación ambiental con productos nitrogenados.
El empleo de estos aditivos en dietas para animales de producción proporcionaría una alternativa válida al uso de antibióticos como promotores del crecimiento .
Ello es particularmente relevante en estos momentos, dado que el uso de antibióticos como promotores del crecimiento ha sido recientemente prohibido en los países de la Unión Europea.
•Por consiguiente se proponen como aditivos alternativos al uso de antibióticos en piensos, también como promotores del crecimiento animal, los compuestos siguientes en concreto:
- propiltiosulfinato de propilo
- n-butiltiosulfinato de n-butilo
- propiltiosulfonato de propilo
- 3-vinil-4-H-l,2-ditiina
- 2-vinil-4-H-l, 3-ditiina
- Un compuesto constituido por una mezcla de isómeros E y Z o de cada uno de ellos por separado: (E- y Z-4, 5, 9, -trithiadodeca-1, 6, Il-triene9-oxide)
Dichos compuestos se pueden utilizar tanto como aditivos únicos en la dieta (es decir por separado, con una pureza superior al 95%) o bien como combinaciones de algunos de ellos o con otros productos sinérgicos permitidos. También dichos compuestos podrán ir encapsulados o soportados sobre diferentes materiales inertes o recubrimientos alimentarios formando parte de la dieta animal.
Las dosis de los compuestos activos en el formulado final de la dieta en la que se incluyen, como promotores del crecimiento microbiano podrán cubrir el rango :
Dosis mínima de 5 ppm - Dosis máxima: de 5% (p/p) , expresadas en principios activos puros (pureza >95%,
determinada por C. L.A.E. (Cromatografía Líquida de Alta Eficacia) , o hasta el 10% en el caso de combinaciones de varios de estos compuestos.
El plazo de caducidad de los productos o intervalo aproximado será de 6 meses- 1 año, en función del tipo de producto y dieta basal en la que se incluyan.
Se trata de aditivos aceptables por los consumidores de productos animales (carne y leche) , que tienen un efecto beneficioso sobre el estado productivo y sanitario de los animales, la calidad de sus productos y el medio ambiente.
Se han realizado múltiples y variados ensayos para demostrar la eficacia de los productos que se proponen como aditivos, de los cuales se pueden aportar gran cantidad de datos, tanto en tablas como en gráficos .
Los datos obtenidos se refieren a: 1) el efecto producido sobre la microbiota digestiva de los animales monogástricos y rumiantes; 2) la relación dosis-respuesta; 3) el estudio de los grupos microbianos involucrados y evolución de los mismos en función del producto concreto utilizado; 4) el incremento de la eficiencia de los procesos ruminales; 5) la mejora en el aprovechamiento de los nutrientes de la dieta; 6) el control de microorganismos que provocan fermentaciones indeseables; 7) la determinación de las dosis más eficaces para conseguir los efectos beneficiosos buscados (favorecer el crecimiento) , paliando los perjudiciales (procesos patológicos digestivos y fermentaciones ineficientes) a través de
la inclusión de estos aditivos en las dietas.
Se realizan ensayos para evaluar la eficacia de los compuestos antimicrobianos que se proponen a través de la dieta y, por tanto, su utilidad como promotores del crecimiento animal y en la prevención y/o tratamiento de diferentes patologias gastrointestinales .
Estos ensayos se dirigen a la alimentación animal, tanto de rumiantes como de monogástricos .
Se muestran algunos resultados que pueden servir de ejemplo acerca de la gran capacidad antibacteriana de los compuestos que se proponen frente a los principales grupos microbianos implicados en algunos de los procesos patológicos digestivos más comunes .
Además de estos resultados acerca de la capacidad antimicrobiana, también se relacionan otros relacionados con la capacidad promotora de los aditivos propuestos a través de la dieta animal.
Dichos ensayos se han llevado a cabo en modelos, tanto de rumiantes como de monogástricos, en la Unidad de Nutrición Animal de la Estación Experimental del Zaidin (CSIC, Granada) .
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de unos gráficos, en los que se
ha representado lo siguiente:
La figura número 1.- Es un gráfico relativo al Ejemplo 1 (Estudio sobre la composición microbiana digestiva porcina) que muestra el efecto de diferentes concentraciones del compuesto PTSO tras 24 horas de fermentación in vitro sobre el recuento de anaerobios totales, aerobios totales, enterobacterias, coliformes, bacteroides, clostridios, lactobacilos y bifidobacterias presentes en heces de cerdo. El eje vertical del gráfico determina el loglO (cfu/g heces) y el horizontal el grupo bacteriano.
La figura número 2.- Es un gráfico relativo al ejemplo 2 y muestra el efecto de la adición de diferentes concentraciones de los compuestos PTS y PTSO tras 24 horas de fermentación in vitro sobre el recuento de enterobacterias en heces de cerdos. Los valores medios afectados por diferentes índices indican diferencias significativas (p<0,05). El eje vertical del gráfico determina el loglO (cfu/g heces) y el horizontal el compuesto.
La figura número 3.- Es un gráfico relativo igualmente al ejemplo 2 y muestra el efecto de la adición de diferentes concentraciones de los compuestos
PTS y PTSO tras 24 horas de fermentación in vitro sobre el recuento de coniformes en heces de cerdos . Los valores medios afectados por diferentes índices indican diferencias significativas (p<0,05). El eje vertical del gráfico determina el loglO (cfu/g heces) y el horizontal el compuesto.
La figura número 4.- Es un gráfico relativo al ejemplo 2 y muestra el efecto de la adición de diferentes concentraciones de los compuestos PTS y PTSO
tras 24 horas de fermentación in vitro sobre el recuento de bacteroides en heces de cerdos . Los valores medios afectados por diferentes índices indican diferencias significativas (p<0,05). El eje vertical del gráfico determina el loglO (cfu/g heces) y el horizontal el compuesto.
La figura número 5.- Es un gráfico relativo al ejemplo 2 y muestra el efecto de la adición de diferentes concentraciones de los compuestos PTS y PTSO tras 24 horas de fermentación in vitro sobre el recuento de clostridios en heces de cerdos. Los valores medios afectados por diferentes índices indican diferencias significativas (p<0,05). El eje vertical del gráfico determina el loglO (cfu/g heces) y el horizontal el compuesto.
La figura número 6.- Es un gráfico relativo al ejemplo 2 y muestra el efecto de la adición de diferentes concentraciones de los compuestos PTS y PTSO tras 24 horas de fermentación in vitro sobre el recuento de lactobacilos en heces de cerdo. Los valores medios afectados por diferentes índices indican diferencias significativas (p<0,05). El eje vertical del gráfico determina el loglO (cfu/g heces) y el horizontal el compuesto.
La figura número 7.- Es un gráfico relativo al ejemplo 2 y muestra el efecto de la adición de diferentes concentraciones de los compuestos PTS y PTSO tras 24 horas de fermentación in vitro sobre el recuento de bifidobacterias en heces de cerdos . Los valores medios afectados por diferentes índices indican diferencias significativas (p<0,05) . El eje vertical del gráfico determina el loglO (cfu/g heces) y el horizontal el compuesto.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A continuación se relacionan algunos ensayos realizados para demostrar la eficacia de los compuestos que se proponen como aditivos en las dietas de animales monogástricos .
A lo largo de todos los ejemplos se han utilizado las siglas PTS y PTSO como abreviaturas de los siguientes compuestos:
-propiltiosulfinato de propilo, referenciado con las siglas de PTS
-propiltiosulfonato de propilo referenciado con las siglas PTSO.
A.- EJEMPLOS 1 y 2 PARA DEMOSTRAR LA EFICACIA DE LOS COMPUESTOS QUE SE PROPONEN COMO ADITIVOS EN LAS DIETAS DE ANIMALES MONOGÁSTRICOS
Ejemplo 1 :
Estudio realizado sobre la composición microbiana digestiva porcina.
El número de microorganismos que componen la microbiota gastro-intestinal en esta especie animal es muy alto (>1014 ufc/g) e incluye bacterias representantes de grupos microbianos muy variados
(enterobacterias en general y coliformes en particular, bacteroides, clostridios, bifidobacterias, lactobacilos, etc., asi como otras muchas especies de bacterias aerobias y anaerobias) , habiéndose identificado entre 400-500 especies diferentes (ver por
ejemplo Vanbelle y col, 1990) .
Se ha estudiado el efecto de los compuestos sobre la composición de la microbiota intestinal de cerdos en la fase de postdestete.
Se ha determinado la relación dosis-efecto y la dosis óptima para el control de los microorganismos perjudiciales (enterobacterias, clostridios) sin que se afecte la microbiota potencialmente beneficiosa del tipo de las bifidobacterias y lactobacilos .
Los resultados obtenidos a partir de los ensayos descritos y otros realizados demuestran la capacidad de los productos propuestos para el control del crecimiento de los microorganismos potencialmente patógenos (coliformes, enterobacterias, clostridios) en muestras animales.
Estas especies microbianas están implicadas en la mayor parte de las diarreas y otros procesos gastro-intestinales en lechones (Zeyner y Boldt, 2005) .
Los ensayos descritos se llevan a cabo utilizando inóculos bacterianos completos obtenidos a partir de heces de lechones en fase de postdestete.
La incorporación en el medio de cultivo de uno de los compuestos (que se referencia como PTSO) en un rango de concentraciones entre 50 y 2000 mg/L inhibió el crecimiento de todos los grupos bacterianos estudiados (anaerobios totales, aerobios totales, enterobacterias, coliformes, bacteroides, clostridios, lactobacilos y bifidobacterias) , aunque el grado de sensibilidad varia en función del grupo y tipo microbiano estudiado (Figura 1) .
Estos resultados indican que los grupos que resultan inhibidos y a dosis más bajas son enterobacterias, coliformes y clostridios, que son los microorganismos con una mayor incidencia en los procesos patológicos digestivos de cerdos.
Por ello, se proponen estos aditivos como eficaces para la prevención de procesos patológicos digestivos .
Los microorganismos menos afectados por los aditivos utilizados son bifidobacterias y lactobacilos, que son bacterias que forman parte de la microbiota intestinal considerada beneficiosa; y por tanto dato especialmente relevante.
Ejemplo 2 :
Se muestran los resultados de estudios posteriores al del ejemplo 1, que confirman y amplían la información.
Se ensayan dos de los compuestos (referenciados como PTS y como PTSO) en un rango de dosis inferior (50-400 mg/L) .
Se demuestra que una concentración de 50 mg/L de uno de los productos es capaz de suprimir totalmente el crecimiento de enterobacterias, en general, y de coliformes en particular (Figuras 2 y 3) .
La población de bacteroides y clostridios (Figuras 4 y 5) se comportó de un modo similar en presencia de las distintas concentraciones ensayadas de los compuestos PTS y PTSO.
La adición de ambos compuestos a 50 mg/L provocó un leve, aunque significativo descenso en la población .
Este descenso fue más acusado
(aproximadamente un 50%) cuando la concentración fue de 200 mg/L.
La adición de cualquiera de los dos compuestos a 400 mg/L supuso la desaparición de ambos grupos microbianos .
Por su parte, los grupos de lactobacilos y bifidobacterias (Figuras 6 y 7) sufrieron un leve descenso tras la adición de 50 mg/L de ambos compuestos .
La adición de 200 mg/L, tanto de PTS como de PTSO, provocó una reducción logarítmica en las poblaciones de aproximadamente un 50%.
Dicho descenso se mantuvo o aumentó ligeramente cuando se adicionaron ambos compuestos a la concentración de 400 mg/L.
Este resultado indica una resistencia muy superior de estas especies a los efectos de estos productos .
En resumen, se puede observar que la sensibilidad de los grupos bacterianos estudiados a estos aditivos es, por orden decreciente: coliformes = enterobacterias > clostridios > bacteroides > bifidobacterias = lactobacilos.
A continuación se relacionan algunos ensayos
realizados para demostrar el efecto de los compuestos que se proponen como aditivos en raciones para alimentación de rumiantes.
B.- EJEMPLOS 3 y 4 PARA DEMOSTRAR LA EFICACIA DE LOS COMPUESTOS QUE SE PROPONEN COMO ADITIVOS EN RACIONES PARA ALIMENTACIÓN DE RUNIANTES
Ejemplo 3:
Se estudia el efecto de distintas dosis de los compuestos objeto de estudio sobre la degradación ruminal de dos dietas diferentes cuya composición aparece en la Tabla 1.
Las dietas están constituidas por heno de alfalfa (Dieta tipo para rumiantes en mantenimiento) o por una mezcla al 50% de heno de alfalfa y un concentrado comercial (Dieta tipo para rumiantes en lactación) .
Se realiza una incubación in vitro empleando como inoculo liquido ruminal de caprino.
Tabla 1.- Composición quimica de las dos dietas experimentales
Dieta Dl Dieta D2
Heno de alfalfa
Ingredientes Heno de alfalfa + concentrado
(1:1)
MS, g/lOOg Materia Fresca 92,7 91,8 g/lOOg Materia Seca
Materia orgánica 90,5 90,2
Proteína bruta 16,5 16,6
Fibra neutro detergente 51,4 41,4
Fibra ácido detergente 38,2 27,8
Lignina ácido detergente 9,27 4,76
MF: materia fresca; MS: materia seca; Dl: 100% heno de alfalfa; D2 : 50% heno de alfalfa: 50% concentrado comercial
La mayor diferencia entre las dos dietas estriba en su contenido en componentes fibrosos (fibra neutro detergente, fibra ácido detergente y lignina) , mayor en la dieta 1 que en la 2.
Los efectos se muestran en las Tablas 2 a la 6 e indican:
i) Dosis del compuesto PTS entre 50 y 750ppm en relación al volumen de inoculo determinan una disminución de la degradación de la materia seca de la dieta Dl y no afectan a la degradación del la materia orgánica tras 24 horas de incubación in vitro (Tabla 2) .
Ello indica un efecto antimicrobiano del compuesto ensayado (PTS) sobre la microbiota del inoculo ruminal (líquido ruminal procedente de caprino) .
Este efecto es de interés por cuanto que la protección de la degradación de los nutrientes en rumen implica un aumento de la cantidad de nutrientes disponibles para el animal en el intestino delgado (Salawu et al., 1999)
Un interés adicional deriva del efecto
beneficioso que la reducción de la eliminación de nitrógeno en heces y orina puede tener sobre el medio ambiente .
ii) Una dosis de 2000 ppm del compuesto denominado PTSO determina una disminución mayor de la degradación de la materia seca y de la materia orgánica de la dieta Dl tras su incubación in vitro durante 48 h (Tabla 3) .
Ello indica un efecto antimicrobiano más potente de esta dosis y de este compuesto sobre la microbiota del inoculo (liquido ruminal de caprino) . Una disminución tan drástica de la degradabilidad puede no ser beneficiosa.
iii) El estudio del efecto de dosis de 10, 25, 50, 300, 750, 1000 y 2000 ppm de los compuestos denominados PTS y PTSO (tablas 3, 4 y 5) indica (Tabla 6) que la degradación de la dieta Dl se ve afectada por dosis superiores a 25 ppm tanto del compuesto PTS como del PTSO.
La degradación de la dieta D2, sin embargo se ve afectada por dosis menores (10 ppm) .
Por tanto, la dosis requerida para promover un efecto sobre la degradación de una dieta parece depender del tipo de dieta.
Puesto que la dieta Dl es una dieta tipo a utilizar con rumiantes no productivos y la dieta D2 es tipo para la alimentación de rumiantes en producción el manejo de la dosis y del compuesto a emplear como aditivo dependerá del estado fisiológico del animal.
En cualquier caso, la disminución de la degradación en rumen indica un efecto antimicrobiano que puede ejercerse sobre los anaerobios totales, las bacterias celulóliticas (caso de las dietas tipo Dl, ricas en forrajes) , bacterias amiloliticas (caso de las dietas tipo D2, que incluyen un 50% de concentrado) y/o los protozoos ruminales .
Tabla 2.- Degradación de la materia seca (DMS) y materia orgánica (DMO) de la dieta Dl, tras incubación durante 24 h con inoculo ruminal que contiene 0, 50, 300 y 750 ppm de PTS.
Tabla 3.- Degradación de la materia seca (DMS) de la dieta Dl, tras incubación durante 48 h con inoculo ruminal que contiene 0 y 2.000 ppm de PTSO.
Tabla 4.- Degradabilidad de la materia seca y orgánica de la dieta 1 (100% heno de alfalfa) y dieta 2
(50% heno de alfalfa + 50% de concentrado) con distintas concentraciones de los aditivos PTS y PTSO tras 48h de incubación
Tabla 5.- Degradación de la materia seca y orgánica de las dietas experimentales, incubadas durante 48 h con 10 y 25 ppm de los compuestos PTS y PTSO.
Tabla 6.- Efecto de la adición de distintas concentraciones de los compuestos PTS y PTSO sobre la degradabilidad de la materia seca (DMS) y la materia orgánica (DMO) de las dietas experimentales tras 48 horas de incubación en inoculo ruminal .
Heno de alfalfa Heno de alfalfa + con- centrado
DMS DMO DMS DMO
AdiPTS PTSO PTS PTSO PTS PTSO PTS PTSO tivo, ppm
0 54,5 a 54,5a 55,6 55,6a 66,8 66,8a 66,8 66, 8a a a a
10 54,2 55,5a 54,5 48,4a 63,9 63,4a 63,9 63, 8a a b ab ab
25 52,3 a 54,5a 42,9 53,2a 59,4 62,5a 59,7 60, 6a be b b b
50 46,6 b 45, 6b 46,7 45, 9b 59,8 61,1a 59,8 63, 5a b b b
300 40,6 36, 2C 41,0 35,5° 48,3 45, 2b 47,8 44, 7b
750 39,6 30, 4d 39,2 29, 9C 43,5 38, lc 45,5 37, 4C
1000 39,1 34,5° 38,8 33,7° 45,6 37, 2C 45,1 36, 0c d
2000 39,6 30, 3d 40,0 29, 0c 45,3 36, 7C 38,7 32, 3C d
EEM 0,802 0,992 0,91 1,53 1,03 0,99 0,96 1,24
0 2 6 2 7 5
Letras en superindice distintas, en una misma columna, representan diferencias significativas
(P<0,001) para cada valor debidas al efecto de la concentración de aditivo; EEM: error estándar de la media.
Ejemplo 4.
Se estudia el efecto de distintas dosis de los compuestos objeto de estudio sobre la producción de
gas promovida por la fermentación in vitro, durante 24 y 48 horas, de las dietas cuya composición aparece en la Tabla 1.
La fermentación ruminal es un proceso ineficaz por cuanto que parte de la energía ingerida por el animal en su dieta se pierde en forma de metano.
El metano se origina por la acción de arqueas presentes en el rumen.
Este gas se considera de "efecto invernadero" .
Por tanto, la disminución de su producción en el rumen implica dos efectos positivos: económico puesto que determinaría un uso más eficiente de la energía de la dieta y medioambiental (Tedeski et al., 2003; Singh et al., 2005) Los resultados (Tabla 7) indican (Tabla 8) :
i) Dosis superiores a 25-50 ppm de los compuestos denominados PTS y PTSO determinan un descenso significativo de la cantidad de gas producido por la fermentación, tanto durante 24 como durante 48 horas, por la fermentación de la dieta Dl .
Sin embargo, en el caso de la dieta D2 el efecto inhibidor de los compuestos PTS y PTSO sobre la producción del gas de fermentación se observa con dosis menores (lOppm) .
Los compuestos PTS y PTSO serían más efectivos en este sentido con dietas de tipo D2.
ii) El efecto inhibidor de los compuestos (PTS y PTSO)
sobre la producción del gas de fermentación es dependiente del tiempo.
iii) El efecto inhibidor de los compuestos (PTS y PTSO) sobre la producción del gas de fermentación es dependiente de la dosis.
A pesar de que la disminución del gas de fermentación sea de gran interés puesto que tendría beneficios económicos y medioambientales, como se ha mencionado anteriormente, es conveniente balancear la magnitud de este efecto con la del efecto sobre la degradación ruminal expuesta en el ejemplo 3.
El balance más beneficioso dependerá del interés en distintas circunstancias de la producción animal .
El efecto inhibidor sobre la producción de gas de los compuestos estudiados se ejerce con toda probabilidad a través de su efecto sobre los microorganismos metanogénicos .
Descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más amplia su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan, haciendo constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio fundamental.
Claims
1.- UTILIZACIÓN DE DETERMINADOS COMPUESTOS ANTIBACTERIANOS, DERIVADOS DE ALLIACEAS, COMO ADITIVOS NATURALES EN ALIMENTACIÓN ANIMAL, destinados como agentes antimicrobianos, a través de su inclusión en la dieta, para prevención y/o tratamiento de procesos patológicos digestivos sin afectar a la microbiota beneficiosa, y como alternativa, al uso de antibióticos como promotores del crecimiento (con un efecto beneficioso sobre el estado productivo y sanitario de los animales, calidad de sus productos, y sobre el medio ambiente) , caracterizados por ser compuestos presentes en plantas y porque dichos compuestos concretamente son cualquiera de los siguientes:
- propiltiosulfinato de propilo
- n-butiltiosulfinato de n-butilo
- propiltiosulfonato de propilo
- Un compuesto constituido por una mezcla de isómeros E y Z o de cada uno de ellos por separado: (E- y Z-4,5, 9, -trithiadodeca-1, 6, Il-triene9-oxide)
- 3-vinil-4-H-l,2-ditiina
- 2-vinil-4-H-l,3-ditiina.
2.- UTILIZACIÓN DE DETERMINADOS COMPUESTOS ANTIBACTERIANOS, DERIVADOS DE ALLIACEAS, COMO ADITIVOS NATURALES EN ALIMENTACIÓN ANIMAL, según la reivindicación 1, caracterizados porque dichos compuestos, pueden utilizarse para su inclusión en la dieta animal bien como principios activos únicos puros de forma separada (pureza superior al 95%) , bien como combinaciones de varios de ellos o en mezclas con otros productos sinérgicos; asi como ir dichos compuestos en estructuras encapsuladas, o bien soportados sobre diferentes materiales inertes o recubrimientos alimentarios formando parte de la dieta animal.
3.- UTILIZACIÓN DE DETERMINADOS COMPUESTOS ANTIBACTERIANOS, DERIVADOS DE ALLIACEAS, COMO ADITIVOS NATURALES EN ALIMENTACIÓN ANIMAL, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizados porque las concentraciones de los compuestos activos para su inclusión en la dieta animal pueden variar en el formulado final del pienso entre los rangos de dosis siguientes: 1-5 ppm como dosis minima y 10% (P/P) como dosis máxima; en función del compuesto y/o soporte, combinación de los mismos y tipo de dieta animal a la que van destinados y estado fisiológico del animal (productivo o no) , como antimicrobianos y promotores del crecimiento animal.
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