UVPS - Udruženje veterinara praktičara Srbije

Prirodni način stimulacije rasta u ishrani nepreživara

Autori:

Dragan Šefer - Univerzitet u Beogradu, Fakultet veterinarske medicine, Beograd, Srbija;

Dejan Perić - Univerzitet u Beogradu, Fakultet veterinarske medicine, Beograd, Srbija;

Stamen Radulović - Univerzitet u Beogradu, Fakultet veterinarske medicine, Beograd, Srbija;

Radmila Marković - Univerzitet u Beogradu, Fakultet veterinarske medicine, Beograd, Srbija

Kratak sadržaj: Pažnja naučne i stručne javnosti, ali i potrošača hrane animalnog porekla, oduvek je bila usmerena ka pronalaženju adekvatnih nutritivnih strategija kojima bi se moglo uticati na poboljšanje, kako proizvodnih rezultata životinja uz istovremeno pojeftinjenje proizvodnje, tako i bezbednosti hrane. Antibiotici predstavljaju, u prošlosti, najčešće korišćene stimulatore rasta. Pozitivni efekti u stimulisanju rasta izazvani subterapijskim količinama antibiotika dodatih hrani za životinje prepoznati su još od kasnih 40-ih godina prošlog veka. Dodatkom antiobiotika kao aditiva, proizvođači su ostvarivali dobit koja se zasnivala na većem prirastu uz bolju konverziju i niže troškove lečenja. Uporedo sa povećanjem količine utrošenog antibiotika primećen je globalni problem porasta učestalosti rezistencije bakterija na antibiotike. Takođe je utvrđeno prisustvo rezidua antibiotika u namirnicama animalnog porekla, kao i njihovo moguće genotoksično delovanje. Da bi se navedeni rizici otklonili ili sveli na razumnu meru, Švedska je 1986. godine, prva među evropskim zemljama, zabranila upotrebu antibiotika kao promotora rasta u ishrani životinja, a nakon toga dokazala da se u optimalnim uslovima proizvodnje mogu postići odlični rezultati bez upotrebe antibiotika. Trend zabrane počele su da prate i druge zemlje, te se u regulativi (Regulation EC No 1831/2003 of the European Parliament and of the Council) od 1. januara 2006. godine antibiotici brišu iz registra aditiva koji se koriste u ishrani životinja. Shodno navedenim promenama, pojavio se interes za razvijanje novih nutritivnih strategija koje će podržati funkciju autohtone mikroflore u gastrointestinalnom traktu u kontroli patogenih bakterija. Nova generacija stimulatora rasta, kojoj pripadaju probiotici, prebiotici i fitobiotici, predstavlja dodatke hrani koji svoj efekat ostvaruju korišćenjem fizioloških mehanizama životinja omogućavajući im da u potpunosti ispolje genetski potencijal proizvodnih svojstava.

Ključne reči: antibiotici, fitobiotici, ishrana, prebiotici, probiotici

Uvod

Jedna od početnih, veoma značajnih karika u proizvodnji bezbedne hrane za ljude je proizvodnja bezbedne i kvalitetne hrane za životinje. Hrana za životinje predstavlja najdirektniju materijalnu vezu životinjskog organizma sa spoljašnjom sredinom i ima veliki uticaj na proizvodnju namirnica animalnog porekla. Pod hranom za životinje se podrazumeva sve ono što je peroralnim putem uneto u organizam, a posle resorpcije oslobođenih sastojaka iz gastrointestinalnog trakta, organizmu obezbeđuje energiju, gradivni materijal, pomaže odvijanje fizioloških i biohemijskih procesa i ne škodi zdravlju. U novije vreme, ističu se još dva kriterijuma koje hrana za životinje mora da ispuni, a to su ekonomičnost i proizvodnja biološki visoko vrednih i higijenski ispravnih namirnica životinjskog porekla (Ševković i sar., 1996).

Da bi se postiglo bolje iskorišćavanje hrane, duža održivost, lakša manipulacija, a u krajnjem ishodu, povećanje proizvodnje i poboljšanje kvaliteta namirnica animalnog porekla, pored osnovnih hraniva, u smeše se dodaje veliki broj aditiva koji imaju različite namene. Dodaci (aditivi) predstavljaju vrlo raznovrsne materije koje se dodaju hrani za životinje u malim količinama, ne smeju da budu škodljive, a moraju da ispolje efikasnost u smislu namene. One treba da potenciraju korisne, a suprimiraju štetne efekte. Njima se pre svega doprinosi održavanju dobrog zdravstvenog stanja i dobrobiti životinja, kao i smanjenju efekata stresora iz spoljne sredine na imunski sistem, ali se očekuje i da utiču na proizvodne rezultate u intenzivnom uzgoju, kao i u omogućavanju ispoljavanja genetskog potencijala životinja. Osnovna funkcija aditiva je stimulisanje prirasta životinja, efikasnije iskorišćavanje hrane, povećanje svarljivosti hranljivih materija, poboljšanje proizvodnih rezultata, a sve u cilju dobijanja jeftinijeg i bezbednijeg proizvoda animalnog porekla. Iako njihov dodatak neznatno poskupljuje hranu za životinje, krajnji uticaj na ekonomičnost stočarske proizvodnje je svakako pozitivan. Za potrošače, termin „aditiv“ često izaziva nezdravu i nebezbednu impresiju, tako da je bilo neophodno uvođenje adekvatnijeg termina: pronutritivne materije. Pronutritivne materije se definišu kao mikroingredijenti koji, uneti oralnim putem u relativno malim količinama, poboljšavaju hranljivu vrednost obroka za životinje (Sinovec, 2000).

Antibiotici kao stimulatori rasta u ishrani životinja

Posebna pažnja naučne i stručne javnosti, a svakako i potrošača, oduvek je bila usmerena ka pronalaženju adekvatnih nutritivnih strategija kojima bi se moglo uticati na poboljšanje proizvodnih rezultata životinja uz istovremeno pojeftinjenje proizvodnje (Radulović, 2014). Među brojnim jedinjenjima, antibiotici predstavljaju najstarije i u prošlosti najčešće korišćene stimulatore rasta. Pozitivni efekti izazvani subterapijskim količinama antibiotika dodatih hrani za životinje poznati su još od kasnih 40-ih godina prošlog veka. Izveden je veliki broj ogleda u kojima je efikasnost antibiotika kao stimulatora rasta dokazana u oko 72% slučajeva (Rosen, 1996).

Dodatkom antibiotika u malim količinama, pozitivan efekat se prvenstveno postiže kod životinja u toku rasta, mada postoje podaci o sličnim efektima u različitim vidovima proizvodnje. Proizvođači ostvaruju profit koji se zasniva na većem prirastu (oko 5% viši) uz bolju konverziju (oko 6% niža) i niže troškove lečenja (oko 4% niži). Kod mladih životinja su gubici, kao i pojava dijareje, niži (6%), a sa ekološkog aspekta, tokom tova svinja, kao rezultat bolje svarljivosti hrane, smanjuje se količina izmeta i đubreta (oko 45,5 l/svinji/god). Takođe, cena namirnica animalnog porekla je niža za oko 8% u odnosu na isti proizvod dobijen od životinja koje su hranjene hranom bez antibiotika (Elanco Animal Health, 1995). Korišćenjem antibiotika, vrlo brzo (već kasnih 60-ih) raste interesovanje ne samo za njihove pozitivne, već i za moguće negativne, pa i štetne efekte.

Kao negativan efekat posebno se ističe stvaranje rezistentnih sojeva enterobakterija koje predstavljaju ozbiljan problem pri terapiji obolelih životinja u veterinarskoj, ali i ljudi u humanoj medicini. Problem rezistentnih sojeva se multiplicira i pojavom unakrsne rezistencije koja je posledica adaptivne sposobnosti mikroorganizama i mutagenih efekata antibiotika. Značaj pojave rezistencije bakterija na antibiotike istakao je slučaj izolovanja Salmonellae typhimurium iz većeg broja stada junadi u Engleskoj, pri čemu je isti rezistentni soj izolovan iz ljudi koji su bili u kontaktu sa junadima. Osim rizika da se ljudi inficiraju bakterijama iz životinja rezistentnim na antibiotike, koji su korišćeni kao stimulatori rasta, povećana opasnost postoji posebno od transfera gena odgovornih za rezistenciju u bakterije digestivnog trakta ljudi. Naime, korišćenjem kontaminiranih namirnica animalnog porekla rezistentni sojevi bakterija se unose u digestivni trakt ljudi gde mogu da horizontalnim transferom gena odgovornih za rezistenciju stvore rezistentne sojeve bakterija ljudi (Streptococcus pneumonie, Staphylococcus aureus, Enterococcus spp.) (Sinovec, 2000).

Sledeći, čest, a sigurno značajniji problem, su rezidue antibiotika u namirnicama animalnog porekla, kao i moguće genotoksično delovanje antibiotika i njihovih rezidua koje se ne ispoljava odmah, ali dovodi do oštećenja genoma ljudi različitog stepena, karaktera i intenziteta. Posebnu zabrinutost izazivaju podaci EHIA (European Health Industry Association) prema kojima je u 1997. godini u Evropskoj Uniji ukupno utrošeno 10 500 t antibiotika. Od ukupne količine, 52% (5 400 t) je utrošeno u humanoj, a 48% u veterinarskoj medicini, pri čemu je 33% (3 500 t) iskorišćeno u terapeutske svrhe, a čak 1 600 t (15%, odnosno 31,2%) u cilju stimulisanja rasta životinja (Spring, 1999). Sa druge strane, postoji niz autora koji smatraju da je briga oko korišćenja antibiotika kao stimulatora rasta predimenzionirana, naročito ako se govori o postojanju rezidua jer se one ne smeju posmatrati izolovano od ostalih rezidua kao što su benzopireni i peroksidi koji nastaju prilikom prženja steka.

Zakonska regulativa

Da bi se navedeni rizici otklonili ili sveli na razumnu meru, otpočelo se sa zakonskom regulativom upotrebe antibiotika kao stimulatora rasta. U Velikoj Britaniji, Swan Committee je 1969. godine predstavio izveštaj u kome se navodi da antibiotici koji se koriste u terapiji ljudi ne treba da budu korišćeni kao antibiotici koji se dodaju u hranu za životinje (npr. tetraciklini) (Swann Committee Report, 1969). Švedska je, kao vodeća zemlja u zabrani antibiotika kao promotora rasta u hrani za životinje u Evropi, 01. januara 1986. godine zabranila njihovu upotrebu. U odnosu na period pre zabrane, ukupna potrošnja antibiotika se smanjila za 50%. Zabrana je imala i negativne efekte u svinjarskoj proizvodnji, jer se mortalitet prasadi na sisi i u odgoju povećao za 1,6%, dok se učestalost dijareje učetvorostručila, što je zahtevalo povećanje potrošnje antibiotika u terapeutske svrhe. Međutim, optimizacijom načina držanja i ishrane životinja, farmska proizvodnja je svela gubitke na nivo pre zabrane, te je Švedska dokazala da se mogu postići odlični proizvodni rezultati bez upotrebe antibiotika.

Zahvaljujući poboljšanju uslova menadžmenta i visokim higijenskim standardima 1998. godine je samo 15% prasadi tretirano antibioticima u periodu odgoja (Metzler i sar., 2005).

Uspešna zabrana upotrebe antibiotika u Švedskoj i nov pristup u uzgoju životinja, nisu imali veći odjek i uticaj na druge evropske zemlje sve do početka 90-ih godina kada je počeo da jača pokret potrošača i „konzumerizam“ kao pravac razmišljanja i marketinga što je bilo propraćeno jakom medijskom propagandom vezanoj za unakrsnu i multiplu rezistenciju pojedinih sojeva bakterija. Naučni odbor EU (Scientific Steering Committee) je 1999. godine izvršio skrining upotrebe antimikrobnih materija u EU i ograničio upotrebu antibiotika u ishrani životinja. Osnovni cilj je bio da se minimalizuje rizik od razvoja rezistentnih bakterija, kao i da se očuva efikasnost određenih antibiotika koji se koriste u humanoj medicini. Ovom zabranom su bili obuhvaćeni: bacitracin, tylosin, spiramycin, virginiamycin, olaquindox i carbadox, dok je upotreba avoparcina već bila zabranjena 1997. godine.

Nakon toga, u EU su i dalje korišćena samo četiri antimikrobna promotera rasta i to: flavofosfolipol, salinomicin natrijum, avilamicin i monensin natrijum. U regulativi (Regulation EC No 1831/2003 of the European Parliament and of the Council) od 22. septembra 2003. godine o aditivima koji se koriste u ishrani životinja iznosi se da antibiotici, izuzev kokcidiostatika i histomonostatika, mogu biti u prometu i koristiti se kao aditivi samo do 31. decembra 2005. godine, a da se od 1. januara 2006. godine, te supstance brišu iz Registra. Evropska komisija (European Commission) definiše dodatke hrani za životinje kao proizvode koji se koriste u ishrani životinja u svrhu poboljšanja kvaliteta hraniva i namirnica animalnog porekla, sa ciljem da poboljšaju performanse i zdravlje životinja obezbeđujući povećanu svarljivost hranljivih materija. Na osnovu podele Evropske komisije, aditivi se mogu svrstati u sledeće kategorije:

1. Tehnološki aditivi (konzervansi, antioksidansi, emulgatori, agensi za stabilizaciju, regulatori kiselosti, silažni aditivi);

2. Senzorni aditivi (arome, boje);

3. Nutritivni dodaci (vitamini, minerali, aminokiseline, mikroelementi);

4. Zootehnički aditivi (poboljšivači svarljivosti, stabilizatori crevne flore) i

5. Kokcidiostatici i histomonostatici

Na osnovu Uredbe „European Parliament and Council Regulation (EC) No 1831/2003“, Evropska komisija je uspostavila nova pravila za dobijanje dozvole, nadzor i označavanje aditiva. Prema ovoj Uredbi, dodaci hrani za životinje ne mogu biti stavljani u promet ako nije dato ovlašćenje nakon naučne evaluacije koja dokazuje da aditiv nema štetnih efekata kako na zdravlje ljudi i životinja, tako i na životnu sredinu. Evropska agencija za bezbednost hrane (European Food Safety Authority – EFSA) vrši procenu podataka iz dostavljenih zahteva i izdaje ovlašćenja za određene životinjske vrste i uslove upotrebe u trajanju od 10 godina. Komisija priprema nacrt Uredbe za izdavanje odobrenja u skladu sa procedurom Stalnog Odbora odgovornog za lanac hrane i zdravlje životinja (Standing Committee on the Food Chain and Animal Health – Animal Nutrition).

U Republici Srbiji je bilo dozvoljeno korišćenje samo „neresorptivnih“ antibiotika do 2005. godine, odnosno onih koji svoju funkciju vrše u digestivnom traktu, a pri tome se ne resorbuju što se dokazivalo odsustvom njihovih rezidua u tkivima. Zatim su propisi usaglašeni sa EU, čime nije dozvoljeno upotrebljavati antibiotike u hrani za životinje u cilju stimulisanja njihovog rasta. Dodaci hrani za životinje, u smislu trenutno važećeg Pravilnika o kvalitetu hrane za životinje, (službeni glasnik RS 41/09, član 74) klasifikovani su na sledeći način:

1. Vitamini i provitamini;

2. Mikroelementi i minerali;

3. Neproteinska azotna jedinjenja;

4. Aminokiseline;

5. Stimulatori rasta;

6. Kokcidiostatici i

7. Ostali dozvoljeni dodaci

U skladu sa važećim Pravilnikom (član 88), stimulatori rasta koji se koriste u proizvodnji smeša su: probiotici, prebiotici, fitobiotici i drugi dopušteni stimulatori rasta. Prema uputstvu proizvođača, mogu se dodavati i kokcidiostatici, živi mikroorganizmi (bakterije, kvasci i gljivice) i druge dozvoljene organske materije. Pravilnikom su definisane i nedozvoljene štetne materije (član 98), gde se navodi da je zabranjena upotreba hormona, sedativa, tireostatika, ali i antibiotika i sulfonamida kao stimulatora rasta.

Nutritivne strategije

Shodno navedenim zakonskim promenama, pažnja stručne i naučne javnosti se preusmerila na razvijanje odgovarajućih nutritivnih strategija koje će podržati funkciju autohtone mikroflore u gastrointestinalnom traktu u kontroli patogenih bakterija. Alternativna rešenja zasnivaju se na dobro poznatom značaju održavanja eubiotičkih odnosa u digestivnom traktu domaćina, kao jednom od najvažnijih preduslova za očuvanje zdravstvenog stanja životinja, ali i za povećanje proizvodnje visoko kvalitetnih i zdravstveno ispravnih namirnica animalnog porekla (Sinovec i sar., 1998). Efekti povećanja proizvodnih rezultata se pre svega zasnivaju na povećanju svarljivosti i resorpciji masti, proteina i ugljenih hidrata. Smatra se da se navedeni efekti obezbeđuju povećanim razlaganjem složenih organskih materija i/ili poboljšanom resorpcijom prostijih hranljivih sastojaka.

Novu generaciju stimulatora rasta predstavljaju probiotici, prebiotici i fitobiotici, čijom upotrebom se postižu slični efekti kao pri korišćenju antibiotika, s tim što se izbegavaju mogući neželjeni efekti (rezidue, karenca, rezistencija, alergije i genotoksičnost) Održavanjem ravnoteže u mikropopulaciji digestivnog trakta, kao i očuvanjem intaktnosti sluznice povećava se otpornost prema poremećajima izazvanim enteropatogenim bakterijama. Navedeni dodaci ostvaruju efekat stimulatora rasta korišćenjem fizioloških mehanizama životinja omogućavajući im da u potpunosti ispolje genetski potencijal proizvodnih svojstava.

Probiotici

Termin probiotik („za život“, suprotno od značenja antibiotik) potiče iz grčkog jezika i odnosi se na blagotvorne efekte bakterija na zdravlje ljudi i životinja. Ideja o probiotskoj terapiji datira iz početka prošlog veka kada je dobitnik Nobelove nagrade Eli Metchnikoff utvrdio da korišćenje jogurta koji sadrži laktobacile (Lactobacillus bulgaricus) rezultira smanjenjem broja bakterija koje proizvode toksine u crevima i da se navedenim načinom utiče na dugovečnost domaćina. Probiotik se definiše kao kultura specifičnog živog organizma koji pomaže životinji da obezbedi efikasno uspostavljenje populacije creva sa korisnim i patogenim mikoorganizmima. Fuller je 1989. godine dao jedinstvenu definiciju probiotika kao „živih dopunskih dodataka mikroflori koji pozitivno utiču na životinju poboljšavajući njenu mikrobijalnu ravnotežu creva“ Danas je univerzalno značenje izraza „probiotik“ definisano od strane Svetske zdravstvene organizacije (WHO) i Organizacije za hranu i poljoprivredu (FAO) Sjedinjenih Američkih Država, koji definišu probiotik kao žive mikroorganizme koji, upotrebljeni u adekvatnim količinama, ispoljavaju blagotvorno dejstvo na zdravlje organizma domaćina (Corcionivoschi i sar., 2010). Probiotici daju mogućnost izbora stimulacije rasta korišćenjem fizioloških potencijala i mehanizama životinja. Korišćenjem probiotika postižu se slični efekti kao pri korišćenju antibiotika, s tim što se izbegavaju mogući neželjeni efekti (rezidue, karenca, rezistencija, alergije i genotoksičnost) (Sinovec, 2000). Da bi ispoljile svoju efikasnost i ostvarile pozitivan uticaj na zdravlje domaćina, probiotske bakterije moraju da ispune brojne kriterijume i to da:

1. Budu pripremljene na način koji im omogućava da ostanu održive i stabilne tokom upotrebe i skladištenja;

2. Imaju sposobnost umnožavanja i opstanka u crevnom traktu;

3. Ostvare direktne i indirektne pozitivne efekte na domaćina (poboljšana crevna flora, redukovanje patogena);

4. Poseduju jaku adhezivnu sposobnost i da

5. Njihova bezbednost u upotrebi bude evidentna (Brown, 2011).

Da bi u crevima ispoljile svoje dejstvo i ostale vitalne, probiotske bakterije moraju da prežive tri neizbežne fiziološke prepreke: lizozim pljuvačke, kiselu sredinu želuca, kao i uticaj žučnih kiselina u duodenumu. Iz navedenih razloga, u svrhu obezbeđivanja opstanka tokom prolaska kroz gastrointestinalni trakt, probiotski sojevi se testiraju u pogledu otpornosti na nizak pH, žučne kiseline i enzime za varenje. Nijedan od do sada poznatih probiotika, nije sposoban da permanentno kolonizuje creva domaćina (Corcionivoschi i sar., 2010). Za proizvodnju probiotika koriste se proverene vrste i sojevi korisnih bakterija i to najčešće Bacillus (B. subtilis), Lactobacillus (L. bifidus, L. acidophylus), Streptococcus (S. faecium) i Bifidobacterium (B. bifidum). Navedene bakterije su otporne na dejstvo želudačne kiseline i efekte žučnih soli, a lako se pripajaju na sluzokožu kolona i na taj način naseljavaju digestivni trakt. One vrše značajnu in vitro inhibiciju rasta bakterija kao što su: Salmonella tiphimurium, Staphilococcus aureus, Escherichia coli i Clostridium perfringens (Radulović, 2014). Pored bakterija, u istu svrhu se koriste i kvasci (Saccharomyces i Torulopsis). Gotovi preparati mogu biti sastavljeni od čiste kulture ili od mešanih kultura mikroorganizama. Mehanizmi kojima probiotske bakterije ostvaruju blagotvorno dejstvo na organizam životinja su:

1. Smanjenje pH crevnog sadržaja putem proizvodnje organskih kiselina (mlečna, sirćetna, propionska i buterna);

2. Normalizacija korisne crevne mikroflore i sprečavanje razvoja patogene mikroflore;

3. Poboljšanje varenja i apsorpcije hranljivih materija;

4. Snižavanje nivoa toksičnih metaboličkih proizvoda u digestivnom traktu i u krvi, što smanjuje pojavu dijareje;

5. Proizvodnja prirodnih antibiotskih supstanci, poznatih kao bakteriocini, koje ispoljavaju baktericidno ili bakteriostatsko dejstvo na patogene mikroorganizme;

6. Povećanje otpornosti na bakterijske infekcije i unapređenje zdravlja;

7. Povećanje aktivnosti nekih crevnih enzima (laktaza, saharaza, maltaza) i na taj način povećanje svarljivosti hrane;

8. Podsticanje opšteg imuniteta organizma, kao i lokalnog imuniteta unutar gastrointestinalne sluznice i

9. Smanjenje nivoa triglicerida i holesterola u krvi i tkivima (Bederska Lojewska i Pieszka, 2011).

Najvažnija funkcija probiotika je modulacija mikrobiološke populacije u digestivnom traktu domaćina. Probiotske bakterije menjaju uslove u crevima onemogućavajući patogenim bakterijama da prežive. Ovakav uticaj probiotika se ostvaruje putem dva osnovna mehanizma: antagonističkom aktivnošću prema patogenim bakterijama i konkurentskim isljučivanjem. Antagonističku aktivnost prema patogenim bakterijama probiotski sojevi ostvaruju proizvodeći baktericidne supstance kao što su bakteriocini, ali i organske kiseline i vodonik peroksid. Bakteriocini inhibišu sintezu ćelijskog zida bakterija ili ga dezintegrišu (formiranjem pora). Termin „konkurentsko isključivanje“ podrazumeva prevenciju ulaska ili utemeljenja jedne bakterijske populacije u gastrointestinalnom traktu zato što je niša već okupirana konkurentskom bakterijskom populacijom. Da bi uspela, kasnija populacija mora da bude sposobnija da se utemelji ili održi u sredini ili mora da proizvodi inhibitorna jedinjenja protiv konkurentske vrste. Mogućnost sprečavanja kolonizacije patogenih mikroorganizama u crevu poznata je pod nazivom „kolonizaciona rezistenca“. Mehanizam kojim normalna bakterijska populacija ostvaruje kolonizacionu rezistenciju se zasniva, osim na proizvodnji bakteriocina i potrošnji hranljivih sastojaka, na konkurenciji za mesta pripajanja na intestinalnom epitelu. Ekološki način kontrole patogena primenom probiotika sve više postaje način izbora u odgoju životinja i preveniranju pojave različitih oboljenja (Marković i sar., 2010).

Prebiotici

Prebiotici predstavljaju nesvarljive sastojke hrane koji povoljno deluju na domaćina selektivno stimulišući rast i/ili aktivnost jedne ili ograničenog broja vrsta bakterija u digestivnom traktu, čime poboljšavaju zdravstveno stanje domaćina (Gibson i Roberfroid, 1995). Pored lokalnih, oni mogu da ispolje pozitivne sistemske efekte nakon resorpcije fermentacionih produkata metabolizma bakterija. Prebiotici direktno stižu u kolon, vrše selektivnu fermentaciju i pomažu održavanju eubioze prvenstveno korišćenjem od strane poželjne mikroflore i povećanjem ekskrecije nepoželjne mikroflore fecesom. Da bi određeni sastojak hrane imao prebiotsko dejstvo, on mora da ispuni sledeće osnovne kriterijume:

1. Ne sme biti hidrolizovan niti resorbovan u gornjim partijama digestivnog trakta;

2. Mora da predstavlja selektivan supstrat za jednu ili ograničen broj poželjnih vrsta bakterija u kolonu i da stimuliše njihov rast i/ili ih metabolički aktivira;

3. Mora da bude sposoban da menja mikrofloru kolona u smislu poželjnijeg (zdravijeg) sastava i

4. Mora da indukuje lokalne ili sistemske efekte koji su korisni za domaćina.

Roberfroid (2007) je preformulisao prethodnu definiciju i izneo da prebiotici predstavljaju selektivno fermentisane ingredijente koji omogućavaju specifične promene u sastavu i/ili aktivnosti gastrointestinalne mikrobiote kojima se pozitivno utiče na zdravlje i blagostanje domaćina. Navedeni autor je redefinisao i kriterijume za kvalifikaciju prebiotika koji treba da:

1. budu rezistentni na kiselu sredinu želuca, hidrolitički enzimski sistem sisara, kao i na resorpciju u gastrointestinalnom traktu;

2. mogu biti fermeKorisni efekti oligosaharida na zdravlje domaćina se ostvaruju pozitivnim uticajem na rast korisne mikroflore creva, inhibiranjem crevne kolonizacije patogenim bakterijama, adsorbovanjem mikroorganizama i njihovih toksina, stimulisanjem imunskog sistema, kao i pozitivnim uticajem na telesni metabolizam. Bakterije mlečne kiseline i bifidobakterije, koje se smatraju poželjnom mikroflorom u digestivnom traktu, za potrebe svog metabolizma koriste ugljene hidrate poreklom iz prebiotika. Međutim, patogene bakterije (E. coli, Salmonella spp.), kao i mnoge druge Gram-negativne bakterije nemaju ove sposobnosti i bivaju eliminisane iz crevne mikropopulacije dok poželjna bakterijska flora ima sposobnost intenzivnijeg umnožavanja (Bederska Lojewska i Pieszka, 2011).ntisani od strane crevne mikroflore i

3. dovode do selektivne stimulacije rasta i/ili aktivnosti crevnih bakterija koje pozitivno utiču na zdravlje i blagostanje domaćina.

Shodno pomenutim kriterijumima, među brojnim sastojcima hrane se izdvajaju nesvarljivi ugljeni hidrati (oligosaharidi i polisaharidi), pojedini peptidi i proteini, kao i određeni lipidi. Zbog svoje hemijske strukture, nabrojane komponente hrane ne podležu enzimskoj hidrolizi, niti se resorbuju u prednjim partijama digestivnog trakta, tako da se mogu nazvati „kolonalna hrana“. Ta „hrana“, dospevši u zadnje partije digestivnog trakta, služi kao supstrat za prisutne bakterije, indirektno obezbeđujući domaćina energijom, metaboličkim supstratima i esencijalnim mikroingredijentima. Međutim, ne mogu svi sastojci koji se svrstavaju u kategoriju kolonalne hrane da zadovolje stroge kriterijume prebiotika, zbog činjenice da su intestinalni fermentativni procesi za većinu navedenih jedinjenja nespecifični. Zbog toga se stimuliše rast i/ili aktivnost različitih vrsta bakterija ukljućujući i nepoželjne vrste, odnosno ne ispoljava se selektivnost kao jedan od glavnih kriterijuma klasifikacije (Marković i sar., 2010). Među nesvarljivim polisaharidima najveći značaj imaju pojedini oligosaharidi. Oligosaharidi se sastoje od 2–10 rezidua monosaharida međusobno povezanih glukozidnim vezama koje se formiraju između hemiacetal grupe (ili hemiketal grupe) jednog šećera i hidroksilne grupe drugog šećera. Najzastupljeniji oligosaharidi u ishrani životinja su frukto-oligosaharidi dobijeni iz pšenice i zrnevlja leptirnjača i manan-oligosaharidi poreklom iz ćelijskog zida kvasca, dok se u ishrani ljudi značajnije količine oligosaharida mogu obezbediti konzumiranjem banana, artičoke, crnog i belog luka, paradajza i meda. Uključivanjem biotehnologije u ishranu, manan-oligosaharidi dobijaju sve više na značaju. Građeni su kao polimeri manoze koji se sastoje od vrlo razgranatih lanaca mano-piranozid jedinica u kojima glavni lanac, sastavljen od rezidua manoze povezanih α-(1–6) vezama, nosi kraće grane (1–3) manoze pripojene α-(1–2) i α-(1–3) vezama, te im takva struktura obezbeđuje izrazitu otpornost na razlaganje kiselinama, odnosno digestiju, pa zato mogu neizmenjeni da prođu želudac i/ili predželuce (Sinovec, 2000).

Korisni efekti oligosaharida na zdravlje domaćina se ostvaruju pozitivnim uticajem na rast korisne mikroflore creva, inhibiranjem crevne kolonizacije patogenim bakterijama, adsorbovanjem mikroorganizama i njihovih toksina, stimulisanjem imunskog sistema, kao i pozitivnim uticajem na telesni metabolizam. Bakterije mlečne kiseline i bifidobakterije, koje se smatraju poželjnom mikroflorom u digestivnom traktu, za potrebe svog metabolizma koriste ugljene hidrate poreklom iz prebiotika. Međutim, patogene bakterije (E. coli, Salmonella spp.), kao i mnoge druge Gram-negativne bakterije nemaju ove sposobnosti i bivaju eliminisane iz crevne mikropopulacije dok poželjna bakterijska flora ima sposobnost intenzivnijeg umnožavanja (Bederska Lojewska i Pieszka, 2011).

Fitobiotici

Biljni ekstrakti predstavljaju jedan od najstarijih dodataka hrani poznatih čovečanstvu. Hiljadama godina, lekovito bilje i začini su korišćeni kao arome, ali i kao supstance koje zbog svojih antimikrobnih osobina, učestvuju u očuvanju hrane. Identifikacijom njihovih aktivnih principa koji predstavljaju nosioce navedenih efekata, ali i pronalaženjem novih tehnoloških rešenja u proizvodnji (inkapsulacija) biljni ekstrakti dobijaju sve značajniju ulogu i kao dodaci u ishrani životinja.

Fitobiotici (engl. phytobiotics) su relativno mlada grupa dodataka hrani koja je poslednjih godina privukla značajnu pažnju industrije koja se bavi proizvodnjom hrane za životinje. Fitogeni dodaci hrani za životinje (fitobiotici ili biljne droge) se definišu kao jedinjenja biljnog porekla koja se koriste u ishrani životinja sa ciljem unapređenja njihove produktivnosti putem poboljšanja proizvodnih rezultata životinja, svojstava hrane, kao i kvaliteta namirnica animalnog porekla. Navedena definicija je izvedena na osnovu načina upotrebe, s tim da se prilikom klasifikacije širokog spektra fitogenih jedinjenja mogu koristiti i drugi termini kao što su: bilje, začini, esencijalna ulja i uljane smole. U poređenju sa sintetski dobijenim antibioticima i anorganskim hemijskim materijama, ovi proizvodi, dobijeni iz biljaka, su prirodni, dokazano manje toksični, ne stvaraju rezidue i mogli bi postati idealni dodaci hrani za životinje i uspešno zameniti antibiotske promotore rasta u hrani (Marković i sar., 2010).

U biljkama se tokom sekundarnog metabolizma, odigravaju procesi katabolizma i/ili transformacije molekula šećera, aminokiselina ili masnih kiselina (rezultat primarnih metaboličkih procesa), pri čemu se nastala jedinjenja definišu kao sekundarni metaboliti. U osnovne grupe sekundarnih metabolita spadaju: alkaloidi, heterozidi, saponozidi, tanini i terpenoidi. U okviru terpenoida, isparljivi mono i seskviterpeni čine osnovu esencijalnih ulja, dok su najčešće u manjim količinama, zastupljeni i aromatični, fenilpropanski sastojci. Paracelsus von Hohenheim je prvi put upotrebio termin „Esencijalno ulje“ u XVI veku, koji se odnosio na efikasnu komponentu leka kao „Quinta essentia“ (Burt, 2004). Poznato je preko 3 000 vrsta esencijalnih ulja (EO), od kojih je 300 komercijalno važno i koristi se u industriji kao aromatične materije. Esencijalna ulja ili aromatične biljne esencije (EO) predstavljaju isparljive i mirisne supstance, uljane konzistencije, proizvedene od strane biljaka. Ona su uglavnom tečne konzistencije i različite boje u rasponu od bledo žute do smaragdno zelene, odnosno plave do tamno braon ili crvene. Esencijalna ulja se sintetišu u većini biljnih organa, a deponuju se u sekretornim ćelijama, šupljinama, kanalima, epidermalnim ćelijama ili žlezdanim dlačicama. Različiti delovi biljaka u kojima su smeštena esencijalna ulja obično su prijatnog mirisa. Esencijalna ulja koja, kao glavne komponente, sadrže aldehide ili fenole (cinamaldehid, citral, karvakrol, timol, eugenol) ispoljavaju najveću antibakterijsku aktivnost, dok EO koja sadrže terpenske alkohole poseduju nešto manju aktivnost (Radulović, 2014).

Budući da su esencijalna ulja sastavljena od velikog broja sastojaka, pretpostavlja se da njihova antimikrobna aktivnost nije vezana za specifičan mehanizam delovanja, već je usmerena na nekoliko različitih ciljeva u mikrobnoj ćeliji. Načini delovanja EO su: degradacija ćelijskog zida, oštećenje citoplazmatske membrane, oštećenje membranskih proteina, gubitak sadržaja ćelije, koagulacija citoplazme i iscrpljivanje protonskog gradijenta (Ultee i sar., 2002). Smatra se da EO ostvaruju antibakterijsko dejstvo putem dva različita mehanizma: prvi je u vezi sa njihovom hidrofobnošću koja im omogućava da se utisnu u fosfolipidni dvosloj ćelijske membrane, dok se drugi odnosi na inhibiciju bakterijskih enzima i receptora putem vezivanja na specifičnim mestima (Windisch i sar., 2008). Zahvaljujući hidrofobnoj strukturi, EO su u stanju da destabilizuju i promene permeabilnost bakterijske membrane. Navedene promene dovode do izlaska jona iz unutrašnjosti ćelije u spoljašnju sredinu, kao i do promene protonskog gradijenta i pražnjenja intracelularnih rezervi ATP-a. Izlazak jona je obično povezan sa izlaskom i drugih citoplazmatskih konstituenata, što bakterijska ćelija do određenog momenta može tolerisati bez gubitka vitalnosti, ali ako je navedeni izlazak povećan dolazi do smrti ćelije. Pored dokazanog antibakterijskog dejstava, biljni ekstrakti ispoljavaju kokcidiostatske, antihelmintičke i antivirusne efekte. Brojna istraživanja su ukazala na njihov antikancerogeni i izraženi antioksidativni efekat (Guenther, 1948).

Zahvalnica: Rad je podržan sredstvima Ministarstva prosvete, nauke i tehnološkog razvoja Republike Srbije (Ugovor broj 451-03-9/2021-14/200143).

E-mail kontakt osobe: dperic@vet.bg.ac.rs

Literatura:

1. Bederska Lojewska D, Pieszka M, 2011, Modulating gastrointestinal microflora of pigs through nutrition using feed additives, Ann Anim Sci, 11, 3, 333–55.

2. Brown M, 2011, Modes of action of probioticRecent developments, J Anim Vet Adv, 10, 14, 1895–900.

3. Burt S, 2004, Essential oils: their antibacterial properties and potential applications on foods-a review, Int J Food Microbiol, 94, 223–53.

4. Corcionivoschi N, Drinceanu D, Stef L, Luca I, Călin J, Mingyart O, 2010, Probiotics – identification and ways of action, Innov Roman Food Biotechnol, 6, 1–11.

5. Elanco Animal Health, 1995, Digestive enhances – Answer to some commonly asked questions.

6. Fuller R, 1989, Probiotics in man and animals, J Appl Bacterol, 66, 365–78.

7. Gibson GR, Roberfroid MB, 1995, Dietary modulation of the human colonic microbiota: Introducing the concept of prebiotics, J Nutr, 125, 1401–12.

8. Guenther E, 1948, The Essential Oils, D Van Nostrand, New York.

9. Marković R, Petrujkić B, Šefer D, 2010, Bezbednost hrane za životinje, Udžbenik, Fakultet veterinarske medicine, Beograd.

10. Metzler B, Bauer E, Mosenthin R, 2005, Microflora Management in the Gastrointestinal Tract of Piglets, Asian-Aust J Anim Sci, 18, 9, 1353–62.

11. Radulović S, 2014, Ispitivanje uticaja prirodnih stimulatora rasta na zdravstveno stanje i proizvodne rezultate prasadi u odgoju, Doktorska disertacija, Fakultet veterinarske medicine, Beograd.

12. Roberfroid M, 2007, Prebiotics: The concept revisited, J Nutr, 137, 830–7.

13. Rosen D, 1996, Efficiency of antibiotics, Proc WPSS, II, 141.

14. Sinovec Z, 2000, Stimulatori rasta u ishrani nepreživara, Hemijska industrija Župa, Kruševac.

15. Sinovec Z, Marković R, Jovanović N, Šefer D, Nedeljković-Trailović J, 1998, Značaj gastrointestinalne mikroflore nepreživara, Savremena poljoprivreda, 48, 1–2, 189–92.

16. Spring P, 1999, The antibiotic growth promoter situation in Europe, Biotechnology in the Feed Industry, 15, 173–83.

17. Swann Committee Report on the use of antibiotics in animal husbandry and veterinary medicine, 1969, C.M. N.D, 4190, HMSO, London.

18. Ševković N, Sinovec Z, Sinovec S, 1996, Značaj kontrole kvaliteta stočne hrane, Simpozijum tehnologije stočne hrane, Budva 4–7. Jun 1996. Tehnološki fakultet, Novi Sad.

19. U ltee A, Bennink MHJ, Moezelaar R, 2002, The phenolic hydroxyl group of carvacrol is essential for action against the food-borne pathogen Bacillus cereus, Appl Environ Microbiol, 68, 4, 1561–8.

20. Windisch W, Schedle K, Plitzner C, Kroismayr A, 2008, Use of phytogenic products as feed additives for swine and poultry, J Anim Sci, 86:E140-E14.