Πέρα από τα αντιβιοτικά που ξέρουμε

Τα εναλλακτικά αντιβιοτικά ως αυξητικοί παράγοντες είναι μια από τις λύσεις της επιστήμης ως ‘απάντηση’ σε ένα χρόνιο πρόβλημα της παραγωγής ζωοτροφών για τη βιομηχανοποιημένη κτηνοτροφία.

 Μπορεί η χρήση αντιβιοτικών στη διαδικασία της τροφοδοσίας ως αυξητικοί παράγοντες να έχει απαγορευτεί εδώ και αρκετά χρόνια στην Ευρωπαϊκή Ένωση, ωστόσο δεν έχει εκλείψει η ερευνητική δραστηριότητα αναφορικά με την εξεύρεση εναλλακτικών ενώσεων. Αλήθεια, όμως, ποια είναι η προοπτική των πρόσθετων ζωοτροφών, όπως λ.χ. των οργανικών οξέων, των προβιοτικών, των πρεβιοτικών, των αιθέριων ελαίων κ.ά. προκειμένου να βελτιώσουν την αποδοτικότητα στα πουλερικά;

 Το πρόβλημα των αντιβιοτικών

Στα μέσα της δεκαετίας του ’90, η χρήση των αντιβιοτικών ζωοτροφών και ορισμένες άλλες αντιμικροβιακές ενώσεις που χρησιμοποιούνταν ως βελτιωτικά επιδόσεων βρέθηκαν στο επίκεντρο μιας σταδιακά αυξανόμενης δημόσιας κριτικής και πολιτικής αντιπαράθεσης στις χώρες-μέλη της Ευρωπαϊκής Ένωσης.

Η Σουηδία “έδειξε” τον δρόμο, όταν το 1986 απαγόρευσε τη χρήση αντιμικροβιακών αυξητικών παραγόντων, ενώ ακολούθησαν η Δανία τον Μάϊο του 1995 που έθεσε τέλος στην χρήση του Avoparcin ως αυξητικό παράγοντα και η Γερμανία (Ιανουάριος 1996). Μέχρι τον Απρίλιο του 1997 το σύνολο των κρατών-μελών της Ευρωπαϊκής Ένωσης είχαν συναινέσει προς την ίδια κατεύθυνση.

Στηριζόμενοι σε μια σειρά από ανησυχίες που σχετίζονταν με την ασφάλεια και δρώντας προληπτικά, η Ε.Ε. ανέστειλε την άδεια τεσσάρων ακόμη αντιβιοτικών ζωοτροφών (spiramycin, tylosin, virginiamycin και Zn-bacitracin) τον Ιούλιο του 1999, καθώς επίσης και δύο παραγώγων κινοξαλίνης (carbadox και olaquindox) τον Σεπτέμβριο της ίδιας χρονιάς.

Μέχρι τον Ιανουάριο του 2006, η Κοινότητα απαγόρευσε την χρήση των τεσσάρων τελευταίων αντιβιοτικών ζωοτροφών, των flavophospholipol, avilamycin, salinomycin-Na και monensin-Na. Η συνολική απαγόρευση της χρήσης αντιβιοτικών ως αυξητικών έχει ενσωματωθεί σε κανονισμό της Ε.Ε. που αφορά τα πρόσθετα τροφίμων (1831/2003). Τα χρόνια που ακολούθησαν αρκετοί επιστήμονες και ερευνητές προσπάθησαν να βρουν εναλλακτικά προϊόντα τα οποία θα λειτουργούσαν ως αντικαταστάτες των αντιβιοτικών αυξητικών παραγόντων.

Ευβιοτικά: Εναλλακτικά προϊόντα

Σήμερα δεν υπάρχει αμφιβολία ότι η αποτελεσματικότητα των πρόσθετων ζωοτροφών βασίζεται κυρίως στην αντιμικροβιακή δράση και την ικανότητά τους να επηρεάζουν και εν μέρει να τροποποιήσουν τη σύνθεση και τη συνολική συγκέντρωση της εντερικής μικροχλωρίδας.

Λαμβάνοντας αυτό υπόψιν, μπορεί να διαπιστωθεί με ποιο τρόπο διάφορες νέες και ορισμένες παραδοσιακές πρόσθετες ύλες ζωοτροφών που εκτιμάται πως επηρεάζουν τη σύνθεση ή τη δραστηριότητα της εντερικής μικροβιοτικής, όπως λ.χ. οργανικά οξέα, προβιοτικά, πρεβιοτικά, βασικά συστατικά του πετρελαίου, καθώς επίσης και Zn, Cu ενώσεις.

Τα τελευταία χρόνια, ορισμένα από αυτά τα προϊόντα έχουν περιγραφεί με τον γενικό όρο “ευβιοτικά”, η οποία σχετίζεται μια βέλτιστη ισορροπία της μικροχλωρίδας στο γαστρεντερικό σωλήνα. Kύριος σκοπός της χρήσης τέτοιων ευβιοτικών είναι να διατηρήσει την εντερική ευβίωση, η οποία θα οδηγήσει σε περαιτέρω βελτίωση της κατάστασης της υγείας και την ενίσχυση της απόδοσης των ζώων ενός αγροκτήματος.

Οργανικά οξέα

Τα οργανικά οξέα και ορισμένα από τα άλατά τους έχουν προστεθεί στις σύνθετες τροφές εδώ και αρκετά χρόνια. Το δυναμικό της διατροφής οξύνισης προκειμένου να ξεπεραστούν η πεπτική ανεπάρκεια και τα προβλήματα του μετα-απογαλακτισμού μιας σειράς ζώων παραγωγής έχει μελετηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα. Μάλιστα, η αποτελεσματικότητα των φουμαρικού οξέος, κιτρικού οξέος, μυρμηκικού οξέος, γαλακτικού οξέος, σορβικού οξέος, καθώς επίσης και ορισμένα άλατα (λ.χ. Ca-μυρμηκικό, Na-μυρμηκικό) έχει αποδειχθεί στην πράξη. Για αυτό και το σύνολο των προαναφερθέντων ενώσεων έχουν εγκριθεί επίσημα στην Ε.Ε. ως συντηρητικά ζωοτροφών.

Για τη μείωση των διατροφικών επιπέδων ένταξης με την ταυτόχρονη ενίσχυση της αποτελεσματικότητάς τους προκειμένου να καταστούν οικονομικά εφικτές, έχουν κάνει την εμφάνισή τους στην αγορά τα τελευταία χρόνια μίγματα οργανικών οξέων είτε επικαλυμμένες τους μορφές. Την ίδια στιγμή ο τρόπος της δράσης τους και οι ευεργετικές επιδράσεις των οργανικών οξέων περιλαμβάνουν, μεταξύ άλλων:

• Βελτίωση της γεύσης με ταυτόχρονη μείωση της διατροφής του pH
• Αντιμικροβιακά και αποτελέσματα συντήρησης στην διατροφή
• Μείωση του pH του στομάχου και ενίσχυση της δραστηριότητας της πεψίνης
• Επιδράσεις στην μικροχλωρίδα στο γαστρεντερικό σωλήνα, μείωση κολοβακτηριδίων και διάρροια
• Αυξημένη πεπτικότητα των θρεπτικών συστατικών

Από τον Ιούλιο του 2001, το διμυρμηκικό κάλιο έχει εγκριθεί ως πρόσθετη ύλη εκ μέρους της Ευρωπαϊκής Ένωσης, και περιλαμβάνεται στη ζωοτεχνική ομάδα προσθέτων. Τον Μάϊο του 2003, το βενζοϊκό οξύ εγκρίθηκε ως πρόσθετη ύλη ζωοτροφών, παρουσιάζοντας πολλαπλές ευεργετικές επιδράσεις.

Προβιοτικά

Τα προβιοτικά είναι βιώσιμοι μικροοργανισμοί που χρησιμοποιούνται ως πρόσθετα ζωοτροφών σε μονογαστρικά ζώα. Η όλη ιδέα γύρω από το προβιοτικό βασίζεται κυρίως στην παραδοχή ότι η άμεση σίτιση των μικροβιακών καλλιεργειών μπορεί να επηρεάσει τη σύνθεση της εντερικής μικροβίωσης. Χρησιμοποιούνται δε, επιλεγμένα στελέχη των μικροοργανισμών, που πιστεύεται ότι διαθέτουν ευεργετικές επιδράσεις στην πεπτική λειτουργία ή την υγεία των ζώων.

Τα προβιοτικά εδώ και περίπου δύο δεκαετίες έχουν καθιερωθεί στην Ευρωπαϊκή Ένωση ως μια κατηγορία πρόσθετων υλών ζωοτροφών, ενώ σήμερα υπάρχουν κάτι παραπάνω από 40 εγκεκριμένα σκευάσματα για τη διατροφή των ζώων. Στις ΗΠΑ δε, τα εν λόγω προϊόντα συνήθως διατίθενται στο εμπόριο ως άμεση μικροβιακή τροφή.

Όσο για τους τρόπους δράσης των προβιοτικών, συνοψίζονται ως εξής:

• Ανταγωνιστική πρόσφυση των προβιοτικών μικροοργανισμών στους επιθηλιακούς υποδοχείς μπορεί να αποτρέψει την προσκόλληση των παθογόνων βακτηρίων
• Ομαδοποίηση των προβιοτικών και παθογόνων βακτηρίων
• Ανταγωνισμός για θρεπτικά συστατικά μεταξύ των προβιοτικών και ανεπιθύμητα βακτήρια
• Αυξημένη σύνθεση του γαλακτικού οξέος και της μείωσης του εντερικού pΗ
• Παραγωγή συγκεκριμένων αντιβακτηριακών ουσιών
• Μειωμένη παραγωγή τοξικών αμινών και μείωση του επιπέδου αμμωνίας στο γαστρο-εντερικό σωλήνα
• Ευεργετική επίδραση στο εντερικό ανοσοποιητικό σύστημα, εξασφαλίζοντας μια βελτιωμένη εντερική άμυνα κατά των ιογενών λοιμώξεων

Πρεβιοτικά

Η συμβολή των πρεβιοτικών στην ανθρώπινη διατροφή αναπτύχθηκε και εισήχθη στη διεθνή αγορά από τους Gibson και Roberfroid (1995). Στηρίζεται δε, στην σίτιση ορισμένων άπεπτων ολιγοσακχαριτών με σκοπό τον έλεγχο ή το χειρισμό της μικροβιακής σύνθεσης και της αντίστοχης δραστηριότητας, υποβοηθώντας στη διατήρηση μιας ευεργετικής μικροχλωρίδας.

Αρχικά, διάφοροι ολιγοσακχαρίτες, που δεν είναι κάτι άλλο παρά φυσικά συστατικά των φυτών, θεωρήθηκαν ως πιθανά προβιοτικά προϊόντα για τη διατροφή των ζώων. Τέτοιοι είναι οι φρουκτο-ολιγοσακχαρίτες, ξυλο-ολιγοσακχαρίτες, ισομαλτο-ολιγοσακχαρίτες, trans-γαλακτοολιγοσακχαρίτες (TOS), μαννάνη-ολιγοσακχαρίτες και ορισμένες φρουκτάνες (λ.χ. ινουλίνη, λακτουλόζη).

Όσο για τα διαιτητικά επίπεδα ένταξης των πιθανών πρεβιοτικών κινούνται συνήθως μεταξύ 0,1 και 0,5%, ενώ πολλοί προμηθευτές τα διαθέτουν στην αγορά ως συστατικά ζωοτροφών, υποστηρίζοντας επιλεκτική ρύθμιση της εντερικής μικροχλωρίδας, μείωση των παθογόνων παραγόντων και την προώθηση των ωφέλιμων μικροοργανισμών.

Το 2007 ο Roberfroid προχώρησε στην αναθεώρηση και εφαρμογή του συγκεκριμένου concept στην ανθρώπινη διατροφή, καταλήγοντας στο συμπέρασμα πως μόνο δύο μορφές διαιτητικών άπεπτων ολιγοσακχαριτών, η ινουλίνη και TOS (μίγμα ολιγοσακχαριτών που προέρχεται από λακτουλόζη με ενζυματική τρανσγλυκοζυλίωσης), που  πληρούν το σύνολο των κριτηρίων τα οποία θεωρούνται αναγκαία για την προβιοτική ταξινόμηση.

Την ίδια στιγμή περιλαμβάνουν αντίσταση στην γαστρική οξύτητα, στην υδρόλυση από τα πεπτικά ένζυμα και στη γαστρεντερική απορρόφηση, στη ζύμωση με εντερική μικροχλωρίδα και την επιλεκτική διέγερση της ανάπτυξης των εν λόγω εντερικών βακτηρίων που συμβάλλουν στην υγεία και την ευεξία.

Ενώσεις αιθέριων ελαίων

Μια άλλη ομάδα πρόσθετων υλών ζωοτροφών που συγκεντρώνει μια έντονη δυναμική για την αντικατάσταση των αντιβιοτικών ως αυξητικών παραγόντων, είναι τα βασικά συστατικά του πετρελαίου. Αυτά, με τη σειρά τους αποτελούν ενεργά συστατικά που υπάρχουν σε διάφορα φυτά και μπαχαρικά (π.χ. θυμόλη, καρβακρόλη, ευγενόλη).

Εξαιτίας της αντιβακτηριακής δράσης τους θα μπορούσαν να είναι σε θέση να τροποποιήσουν τη σύνθεση της εντερικής μικροχλωρίδας, ασκώντας ευεργετικές επιπτώσεις στις επιδόσεις των πουλερικών. Αυτή τη στιγμή, όλες οι ενεργές ενώσεις αναφέρονται στην ομάδα των αρωματικών ουσιών και παραγόντων με βάση τη νομοθεσία της Ε.Ε.

Στα πουλερικά, έχει αναφερθεί μία μικρο-επίδραση επί της μικροχλωρίδας με ειδικά σκευάσματα των ενώσεων αιθέριων ελαίων. Ο   Hume το 2006 επισήμανε μια συνολική τροποποίηση της μικροχλωρίδας, ενώ ο Jang το 2007 τόνισε μία μείωση στην E. coli σε μεγέθη  κρεατοπαραγωγής, όταν το ειλεοτυφλικό έχει υποστεί πέψη.

Επιπλέον, οι αυξήσεις των πεπτικών ενζύμων παραγωγής έχουν προσδιοριστεί από τους Lee (2003) και Jang (2007). Ωστόσο, σπάνια έχει αναφερθεί θετική επίδραση στην απόδοση μόνο με την χρήση ενώσεων αιθέριων ελαίου. Αντ’ αυτού, ένας συνδυασμός του βενζοϊκού οξέος και των βασικών ενώσεων ελαίου έχει καταδειχθεί ότι βελτιώνει τις επιδόσεις των κοτόπουλων κρεατοπαραγωγής (Weber, 2012) και των γαλοπουλών.

Καινοτόμα project του μέλλοντος

Σημαντική έρευνα έχει διεξαχθεί κατά τη διάρκεια των τελευταίων ετών για την αξιολόγηση του δυναμικού των εναλλακτικών αντιμικροβιακών παραγόντων για την αντικατάσταση των αντιβιοτικών ως αυξητικών παραγόντων. Για παράδειγμα, μερικές φυσικές ενώσεις όπως οι λακτοφερρίνη, λυσοζύμη, βακτηριοσίνες και αντιμικροβιακά πεπτίδια φαίνεται να έχουν ευεργετικά αποτελέσματα. Συγκεκριμένα, η λακτοφερρίνη, απομονωμένη από βόειο γάλα αξιολογήθηκε ως ένα δυναμικό πρόσθετης ύλης ζωοτροφών, έχοντας σημαντικές θετικές επιδράσεις στις παραμέτρους απόδοσης που παρατηρήθηκαν σε επίπεδο 2000ppm ένταξης. Ωστόσο, λόγω του σχετικά υψηλού κόστους παραγωγής του, η πρακτική χρήση στη διατροφή των ζώων δεν είναι προς το παρόν εφικτή.

Η λυσοζύμη (1,4-beta-Ν-acetylmuramidase) αποτελεί ένα ένζυμο που εμφανίζει αντιβακτηριακές ιδιότητες. Βρίσκεται σε χαμηλές συγκεντρώσεις σε ζωικά προϊόντα, όπως λ.χ. το γάλα, τα αυγά κότας, καθώς επίσης και σε πολλούς ιστούς. Πρόσφατα δημοσιευμένα αποτελέσματα επιβεβαίωσαν ότι η διαιτητική προσθήκη λυσοζύμης οδηγεί σε βελτιωμένες επιδόσεις ανάπτυξης, γεγονός που θα μπορούσε να θεωρηθεί ως μια εναλλακτική λύση στα αντιβιοτικά αυξητικών παραγόντων.

Όσο για τις βακτηριοσίνες και τις αντιμικροβιακές πρωτεΐνες, μπορεί να έχουν προσελκύσει μεν έντονο ενδιαφέρον ως δυνητικά υποκατάστατα, ωστόσο ορισμένα κανονιστικά ζητήματα στην Ε.Ε. σε συνδυασμό με το υψηλό κόστος της παραγωγής τους, θεωρούνται παράγοντες που θα μπορούσαν να εμποδίσουν την πρακτική εφαρμογή τους στο εγγύς μέλλον. Π.Μ.

Το φωτογραφικό υλικό προέρχεται από το Center for Inflammation & Mucosal Immunology του Πανεπιστημίου της Φλόριντα. Δημοσιεύτηκε στο 1ο τεύχος του Dairy News, Δεκέμβριος 2015.