(86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/FI02/00393 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (21) Numer zgłoszenia: (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/FI02/00393 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego: , WO02/ PCT Gazette nr 47/02 (51) Int.Cl. A23K 1/06 ( ) (54) Sposób wytwarzania dodatku do paszy dla zwierząt i jego zastosowanie (30) Pierwszeństwo: ,FI, (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 04/05 (73) Uprawniony z patentu: SUOMEN REHU OY,Helsinki,FI (72) Twórca(y) wynalazku: Juhani Vuorenmaa,Tampere,FI Nina Rautonen,Espoo,FI (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 12/09 (74) Pełnomocnik: Hawrylak Jolanta, Rzecznik Patentowy, PATPOL Sp. z o.o. PL B1

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób wytwarzania dodatku do paszy dla zwierząt do stosowania w zapobieganiu chorobom jelitowym i zastosowanie tego dodatku do zapobiegania chorobom jelitowym w połączeniu z preparatem do żywienia. Jelitowa równowaga bakteryjna stanowi podstawowy warunek zdrowia i dobrostanu, jak również produktywności zwierząt. Zaburzenia tej równowagi przejawiają się jako biegunka i inne jelitowe problemy zdrowotne, i mogą prowadzić nawet do śmierci zwierzęcia. Zwierzęta o jednym żołądku są zabezpieczane przed wpływem szkodliwych bakterii, poprzez dodawanie do paszy stosowanej do żywienia zwierząt różnorodnych antybiotyków i chemioterapeutyków hamujących wzrost bakterii. Zatem produkty probiotyczne, takie jak różnorodne bakterie, kwasy i drożdże, mogą być dodane do pasz w celu utrzymania równowagi jelitowej oraz w celu uniknięcia stosowania antybiotyków. Istnieją więc mieszaniny paszowe z oligosacharydami dodanymi do pasz w celu zahamowania wzrostu szkodliwych bakterii albo w celu wspierania wzrostu użytecznych bakterii. Zgłoszenie patentowe FI ujawnia hydrolizat drożdży zawierający oligosacharydy i/lub polisacharydy oraz ich zastosowanie w zapobieganiu chorobom jelitowym. Stosowanie antybiotyków pociąga za sobą problem rozwoju szczepów bakteryjnych odpornych na antybiotyki a w konsekwencji stanowi zagrożenie zdrowia ludzi. Problemem związanym z produktami probiotycznymi jest ich różnorodność i ogólnie niska skuteczność; ponadto, koszt ich stosowania jest stosunkowo wysoki. Podobnie, problem dotyczący paszy zawierającej czyste oligosacharydy oraz znanej uprzednio paszy zawierającej oligosacharydy i/lub polisacharydy polega na zmiennym i ogólnie zbyt słabym wpływie oligosacharydów i/lub polisacharydów na zapobieganie chorobom jelitowym. Dodatkowo, cena czystych oligosacharydów jest wysoka. Celem niniejszego wynalazku jest wyeliminowanie wymienionych powyżej wad. Istotą wynalazku jest ujawnienie sposobu wytwarzania dodatku do żywności, który może być stosowany w celu wywarcia skuteczniejszego wpływu na bakterie jelitowe, tak aby promować zdrowie i/lub wzrost zwierząt. Sposobem według wynalazku wytwarza się skuteczny dodatek do pasz o jednolitej jakości, który może być stosowany do zredukowania chorób jelitowych u zwierząt, w oszczędny sposób. W sposobie według wynalazku wytwarzania dodatku do pasz, drożdże browarniane są filtrowane i przetwarzane w taki sposób, że ich struktura komórkowa ulega rozerwaniu i skuteczne stężenie oligo- i/lub polisacharydów, betaglukanu i/lub białek na powierzchni struktur komórkowych zwiększa się, to znaczy że struktura komórkowa pęka i uwalnia oligo- i/lub polisacharydy, betaglukan i/lub białka, w celu ich zastosowania do zapobiegania chorobom jelitowym. Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób wytwarzania dodatku do paszy dla zwierząt do stosowania w zapobieganiu chorobom jelitowym, w którym to sposobie drożdże browarniane są traktowane hydrolitycznie przy użyciu kwasu lub/i zasady, w procesie autolitycznym i/lub enzymatycznym, przy czym, że drożdże browarniane filtruje się mechanicznie przed procesem hydrolitycznym do zawartości substancji suchej równej 15%, korzystnie do zawartości substancji suchej równej 18-20%. Korzystnie w sposobie według wynalazku filtrowane drożdże browarniane traktuje się kwasem i/lub zasadą, także korzystnie drożdże browarniane traktuje się enzymatycznie. Dalszym przedmiotem wynalazku jest zastosowanie dodatku do paszy dla zwierząt otrzymanego sposobem według wynalazku do zapobiegania chorobom jelitowym, w połączeniu z preparatem do żywienia, w ilości stosowanego dodatku od 0,01 do 1,0% wagowego, korzystnie 0,1 do 0,3% wagowego zmieszanego z substancjami żywnościowymi. Wynalazek jest oparty na pracy badawczej, w której poszukiwano dodatków do żywności/karmy, i dokonano niespodziewanej obserwacji, że przez wstępne przefiltrowanie drożdży browarnianych i dalsze ich przetworzenie hydrolityczne, tak że struktura komórkowa drożdży browarnianych ulega zniszczeniu, otrzymuje się produkt, który, gdy jest podany zwierzęciu razem z paszą, to zmniejsza choroby jelitowe zwierząt znacznie skuteczniej od produktu otrzymanego jedynie poprzez poddanie drożdży browarnianych procesowi hydrolitycznemu. Mechanizm działania tak otrzymanego produktu w zapobieganiu chorobom jelitowym jest oparty na tym, że jego stosowanie w połączeniu z paszami hamuje adhezję bakteryjną do jelita, co oznacza, że uwolnione oligo- i/lub polisacharydy i/lub białka w połączeniu z filtrowaniem drożdży browarnianych i zniszczeniem ich struktury komórkowej działa w sposób analogiczny do receptorów szkodliwych bakterii, takich jak E. coli w jelitach, osłabiając zdolność bakterii do przywierania do ścianek jelita.

3 PL B1 3 Ponadto, oligo- i/lub polisacharydy, betaglukan, białka, nukleotydy, peptydy i/lub inne substancje uwolnione w połączeniu z wymienionym powyżej zniszczeniem struktury komórkowej drożdży browarnianych są użyteczne pod względem regulacji liczności bakterii jelitowych. Produkty po zniszczeniu struktury komórkowej, otrzymane w procesie filtrowania i hydrolizy mają wpływ na zwierzęcą odpowiedź immunologiczną, to jest pewne składniki drożdży browarnianych, na przykład struktury cukru z drożdży, które zawierają fosfor, mogą zwiększać odpowiedź immunologiczną zwierząt, hamując w ten sposób choroby jelitowe. Sposób wytwarzania ma dodatkowo wpływ na typ i intensywność odpowiedzi immunologicznej. Drożdże browarniane są wytwarzane jako produkt uboczny w przemyśle piwnym. Normalnie, mieszaninę drożdży piwnych odprowadza się po produkcji piwa do pojemników magazynowych, gdzie drożdże browarniane odkładają się w dolnej części zbiornika. Po tym procesie, oddziela się piwo pozostające na powierzchni. Zawartość drożdży browarnianych w suchej substancji otrzymanej w ten sposób zwykle zmienia się w zakresie od 7 do 13% wagowych. W sposobie według niniejszego wynalazku, drożdże browarniane osadzone na dnie zbiornika filtruje się mechanicznie i/lub ciśnieniowo. Drożdże browarniane mogą być filtrowane przy użyciu dowolnej znanej metody. W celu zapobieżenia zatkaniu się filtrów, na przykład płytek filtracyjnych, można stosować wstrząsarki, na przykład mikro-wstrząsarki o wysokiej częstotliwości, i/lub pewne, inne techniki odpowiednie do zapobiegania zatkaniu. Gęstość filtra dobiera się na podstawie rozmiaru cząstek drożdży. Zawartość drożdży browarnianych w substancji suchej, filtrowanej według niniejszego wynalazku wynosi co najmniej 15% wagowych, korzystnie 18-20% wagowych. W stosowanych drożdżach browarnianych, oligo- i/lub polisacharydy, betaglukan, białka, takie jak mannoproteina, są związane w strukturach komórkowych surowca. W sposobie według wynalazku, struktura komórkowa drożdży browarnianych ulega zniszczeniu hydrolitycznemu, przy użyciu kwasu i/lub zasady, w procesie autolitycznym i/lub enzymatycznym. Oprócz procesu hydrolitycznego, jest/są także możliwe obróbka cieplna i/lub traktowanie drożdży browarnianych środkiem powierzchniowo czynnym, i/lub traktowanie powodujące zniszczenie struktury komórkowej surowca co może być zrealizowane, na przykład poprzez poddanie struktury komórkowej działaniu siły mechanicznej, hydrostatycznej i/lub ciśnienia. Kwasy stosowane w hydrolizie mogą być, na przykład zwykłymi kwasami mineralnymi, takimi jak kwas solny, kwas siarkowy, kwas fosforowy, kwas azotowy i im podobnymi, jak również silnymi kwasami organicznymi, na przykład kwasem mrówkowym, kwasem octowym, kwasem propionowym i im podobnymi. Zakres ph zastosowany w hydrolizie może wynosić poniżej 4, na przykład 2 do 4. W hydrolizie zasadowej, stosowane alkalia mogą być na przykład zwykłymi wodorotlenkami metali alkalicznych, takimi jak wodorotlenek sodu, wodorotlenek potasu itd., wodorotlenek amonu albo inne alkalia uwalniające oligo- i/lub polisacharydy. Enzymy, które można stosować w hydrolizie enzymatycznej obejmują, na przykład różnorodne proteazy, na przykład proteazy kwasowe albo zasadowe. W procesie hydrolizy także można stosować enzym zawarty w drożdżach browarnianych, i w tym przypadku hydroliza przebiega poprzez autolizę. Dalej, hydroliza może być wykonana przy użyciu innych dodanych enzymów, proteaz, rybonukleaz i deaminaz. W procesie enzymatycznym także można stosować połączenia kilku enzymów, jednocześnie i/lub w kolejności, na przykład papainy, rybonukleazy i/lub deaminazy. Ogólnie, sposób może być realizowany przy użyciu enzymów wymienionych w poniższym opisie i/lub innych znanych enzymów i wykazujących pożądany efekt niszczenia struktury komórkowej surowca, razem i/lub oddzielnie, na przykład jak opisano poniższej. W hydrolizie, drożdże można ogrzewać do temperatury przekraczającej 40 C, w autolizie i hydrolizie enzymatycznej na przykład do C, a w kwasowej i zasadowej hydrolizie na przykład do C. Długość okresu ogrzewania może zmieniać się zależnie od temperatury, na przykład od 1 do 12 godzin. Nierozpuszczalne i rozpuszczalne frakcje otrzymane na drodze hydrolizy zawierają pożądane oligo- i/lub polisacharydy, betaglukan i/lub białka. Hydrolityczny rozkład drożdży jest opisany w opisach patentowych i zgłoszeniach patentowych: FI , WO 96/38057 i GB Takie metody, jak również inne znane metody, mogą być stosowane w połączeniu z wynalazkiem, jako produkt, który można stosować, należy rozumieć produkt niefrakcjonowany jako taki, albo frakcję nierozpuszczalną albo rozpuszczalną.

4 4 PL B1 Produkt wytwarzany sposobem według wynalazku może być dodawany do paszy albo karmy bezpośrednio jako taki, w postaci wilgotnej albo suchej, i może być ogólnie obrobiony w pożądany sposób. Dodatek do paszy wytworzony sposobem według wynalazku może być stosowany w paszach przeznaczonych dla zwierząt o jednym żołądku, na przykład trzody chlewnej, zwłaszcza świń, drobiu, takiego jak kury, kurczaków brojlerowych i indyków, cieląt, zwierząt takich jak lisy, i zwierząt domowych, takich jak psy i koty, koni, zwłaszcza źrebiąt, ryb i tak dalej, w celu zapobieżenia chorobom jelitowym. Ilość dodatku do żywności stosowana w paszach/pożywieniu zwierząt o jednym żołądku może wynosić 0,01-1,0% wagowego, korzystnie 0,1-0,3% wagowego całkowitej ilości paszy, obliczonej względem substancji suchej. Dodatek może być zastosowany razem z paszą/pożywieniem albo oddzielnie. Odpowiednie zastosowanie dodatku jest takie, że dzienny pobór wynosi 0,1-10 g/dzień, korzystnie 0,1-3 g/dzień. Taki dodatek może także być stosowany w żywności dla ludzi, na przykład w preparatach żywnościowych dla dzieci albo dorosłych, albo oddzielnie, jako preparaty służące do poprawienia zdrowia, dla osiągnięcia równowagi bakterii jelitowych i zapobiegania chorobom jelitowym. Gdy jest dodany do paszy zwierzęcej, dodatek wytworzony sposobem według wynalazku jest około 25-30% skuteczniejszy w hamowaniu wzrostu szkodliwych bakterii i promowaniu wzrostu użytecznych bakterii, od produktu wytworzonego z nieprzefiltrowanych drożdży browarnianych. Jednocześnie wzrost zwierząt, wykorzystanie paszy i całkowita ekonomia produkcji są poprawione. Dodatkowo, użyteczne składniki drożdży są zachowane w tym samym produkcie. Dalej, wynalazek umożliwia oszczędne wytwarzanie dodatku do pasz. Dodatkowo, stosowanie produktów paszowych w niniejszym wynalazku, to jest naturalnych produktów paszowych w żywieniu zwierząt, stwarza szansę zaprzestania stosowania antybiotyków w paszach. Ryzyko rozwoju szczepów bateryjnych odpornych na antybiotyki jest mniejsze i spowodowane przez nie zagrożenie dla zdrowia ludzi również jest mniejsze. Wynalazek zostanie opisany szczegółowo w odniesieniu do poniższych przykładów jego wykonań. P r z y k ł a d 1 W tym eksperymencie, dodatek do pasz według wynalazku wytworzono z drożdży browarnianych o zawartości substancji suchej równej 9% wagowych, otrzymanych z przemysłu piwnego. Drożdże browarniane były filtrowane mechanicznie przy użyciu filtru dokładnego oczyszczania, poprzez wstrząsanie płytek filtracyjnych przy użyciu mikrowstrząsarki o wysokiej częstotliwości. Drożdże filtrowano do zawartości suchej substancji równej 18%. Podczas filtrowania, 3-4% substancji suchej usunięto z cieczą, i wydajność drożdży w suchej substancji wyniosła 50-60% ilości oszacowanej. Przefiltrowane drożdże browarniane hydrolizowano kwasem. Podczas hydrolizy, odczyn ph zawiesiny drożdży utrzymywano na poziomie 2-3 przy użyciu mocnego kwasu i w temperaturze C. Następnie, zwiększono ph do wartości 4-5, i otrzymany produkt schłodzono. Otrzymany produkt końcowy może być stosowany jako taki, albo może być wysuszony znanymi sposobami. P r z y k ł a d 2 W tym eksperymencie, porównano wpływ hydrolizatu drożdży, takiego jak wytworzony w przykładzie 1, na przywieranie bakterii E. coli do błony śluzowej świni na płytkach do mikromiareczkowania z odpowiednim wpływem hydrolizatu drożdży wytworzonego sposobem ujawnionym w zgłoszeniu patentowym FI , eksperyment został opisany w publikacji Conway, P.L., (1990) Infection and Immunity, 58, Obecność K88-secyficznych receptorów w śluzie krętniczym świni zależy od wieku. Wyniki zostały przedstawione w Tabeli 1. T a b e l a 1 przywieranie E. coli, % ilość substancji testowej w analizie % próbka kontrolna hydrolizat, niefiltrowane drożdże hydrolizat, filtrowane drożdże % odfiltrowany z substancji niefiltrowanej 100 0,16 21,4 16,2 76 0,08 45, ,016 82,3 60,7 74

5 PL B1 5 Na podstawie wyników ustalono, że dodatek według wynalazku jest skuteczniejszy o około 25-30% w hamowaniu przywierania E. coli od produktu wytworzonego z niefiltrowanych drożdży browarnianych. P r z y k ł a d 3 Ten eksperyment przeprowadzono w celu zbadania wpływu hydrolizatu drożdży wytworzonego w przykładzie 1 i hydrolizatu 2 według wynalazku, na jelitową odporność szczurów. Odporność określono poprzez pomiar zawartości IgA w przewodzie pokarmowym i określenie proporcji odpornych komórek z próbek tkanki jelitowej. Oznaczenia porównawcze wykonano przy użyciu produktu kontrolnego i produktu betaglukanowego. Do każdego z testów użyto 6 szczurów. Próbki tkanki pobrano z dwunastnicy i jelita krętego 28 dni po rozpoczęciu eksperymentu karmienia. Próbki rozcieńczono i oznaczono IgA przy użyciu nowej metody ELISA, która jest stosowana do pomiaru odpowiedzi immunologicznej na poziomie jelit. Według wcześniejszych sposobów, odporność mierzono pośrednio z hodowli komórek albo próbek krwi. Przy użyciu nowego sposobu, jest możliwy pomiar zarówno odporności za pośrednictwem komórki jak i odporności za pośrednictwem przeciwciał w jelitach, i w ten sposób możliwy jest bezpośredni pomiar wpływu hamującego różnorodnych produktów przeciw chorobom jelitowym. W oznaczeniach zastosowano monoklonalne przeciwciała specyficzne dla odpornych komórek szczurów. Produkt według wynalazku (0,3%) i betaglukan nie miał większego wpływu na zawartość IgA w przewodzie pokarmowym. Oba zwiększały zawartość IgA w porównaniu z próbką kontrolną. W mniejszych stosunkach, produkt według wynalazku zwiększał zawartość IgA w porównaniu z próbką kontrolną. Częstości makrofagów i komórek CD8-dodatnich (komórki dodatnie/0,5 kosmka) zostały przedstawione w Tabeli 2. T a b e l a 2 próbka kontrolna betaglukan hydrolizat z przykładu 1 hydrolizat 2 makrofagi 8,2 5,8 15,7 13,0 CD8+ 8,5 13,0 19,5 15,0 Na podstawie tabeli 2 można stwierdzić, że produkt wytworzony sposobem według wynalazku powoduje znaczny wzrost częstości komórek makrofagowych i określony wzrost częstości komórek CD8-dodatnich. Produkt według wynalazku stymuluje miejscowo w przewodzie pokarmowym te typy odpowiedzi immunologicznej, które mają znaczenie zwłaszcza w zakażeniach wewnątrz-komórkowych (wirusy, pasożyty, i bakterie proliferujące w komórkach), zapewniając dodatkowe zabezpieczenie nawet przed innymi zakażeniami poza wywołanymi przez E. coli, podczas gdy produkt betaglukanowy był bardziej lub mniej nieskuteczny. Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób wytwarzania dodatku do paszy dla zwierząt do stosowania w zapobieganiu chorobom jelitowym, w którym to sposobie drożdże browarniane są traktowane hydrolitycznie przy użyciu kwasu lub/i zasady, w procesie autolitycznym i/lub enzymatycznym, znamienny tym, że drożdże browarniane filtruje się mechanicznie przed procesem hydrolitycznym do zawartości substancji suchej równej 15%, korzystnie do zawartości substancji suchej równej 18-20%. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że filtrowane drożdże browarniane są traktowane kwasem i/lub zasadą. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że filtrowane drożdże browarniane są traktowane enzymatycznie. 4. Zastosowanie dodatku do paszy dla zwierząt otrzymanego sposobem według zastrzeżeń 1-3 do zapobiegania chorobom jelitowym, w połączeniu z preparatem do żywienia w ilości stosowanego dodatku od 0,01 do 1,0% wagowego, korzystnie 0,1 do 0,3% wagowego zmieszanego z substancjami żywnościowymi.

6 6 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,00 zł.