A nátrium-benzoát alkalmazása a malacok étrendjében

A benzoesav az élelmiszeripar által régóta használt tartósítószerek egyike. Gabel (1921) az elsõk között mutatta ki a benzoesavnak a baktériumokkal szembeni hatását. Hasonló eredmények mutatkoztak a gombák és az élesztõk vonatkozásában is. Az antimikrobiális hatásmechanizmus a benzoesav-molekula disszociálatlan, telítetlen és zsírban nem oldott alapformájának a baktériumsejtek membránján át történõ diffúzióján alapul.

A csekély oldhatóság miatt a benzoesavnak lassú az abszorpciója, és a magas savi disszociációs állandó (pKa = 4,19) következtében a benzoesav jó antimikrobiális hatású, nemcsak a savas kémhatású gyomorszakaszon, hanem a malacok inkább semleges kémhatású bélrendszerében is. A benzoesav oldódási kinetikáját az 1. táblázat mutatja be.

A benzoesav befolyásolni tudja a mikrobák sejtmembránjának áteresztõképességét is, gátolva azok sejten belüli, specifikus enzimrendszerét. Ez a benzoesavat hatékonnyá teszi mind a Gram-negatív, mind a Gram-pozitív baktériumokkal szemben, amint azt a 2. és 3. táblázat mutatja.

Egy (hat különféle szerves savra vonatkozó) összehasonlító tanulmány kimutatta, hogy a gátló hatás sokkal inkább a gyomortartalmon át érvényesült, mint a vékonybél-tartalomban, ami abban nyilvánult meg, hogy a coliform baktériumok (ellentétben a tejsav-baktériumokkal) 4,5 pH-jú gyomortartalomnál már képtelenek voltak szaporodni. A másik öt, rövid szénláncú zsírsavval (SCFA) való összehasonlításban a benzoesav mutatta a legnagyobb gátló hatást.

Kevesebb ammónia

A benzoesav és a benzoátok nem halmozódnak fel az élõ szervezetben. Ha a sav felszívódik a bélrendszeren keresztül, azt a máj lebontja és (a glicinnel való reakció során) hippursavvá alakítja át. A hippursavat a vesék kiválasztják, és az a vizelettel kiürül a szervezetbõl. Ily módon a protein lebomlásából származóan hippursav formájában több nitrogén ürül a szervezetbõl, mint amennyi karbamid formában ürülne. Ez a vizelet és a vizelet-kiválasztó rendszer savasodását okozza, amelynek következtében kevesebb ammónia szabadul ki a trágyagödörben lévõ trágyalébõl. Valójában az alacsonyabb pH mellett a karbamidot ammóniává alakító ureáz enzim aktivitása lecsökken, mivel a vizeletben lévõ ammónia fõként a karbamidból keletkezik, amelyet az ürülékben jelen lévõ ureáz enzim katalizál a következõ reakcióegyenlet szerint:

A benzoesav malacnevelésben való alkalmazását nagy érdeklõdés kíséri, azonban a benzoesavnak hátrányos tulajdonságai is vannak: a vízben való gyenge oldhatóság, a penetráns szaghatás és a környezet porterhelése.

Benzoesav más formában

A nátrium-benzoát volt az elsõ olyan tartósítószer, amelynek az élelmiszerekben való használatát az Amerikai Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatala (US Food and Drug Administration – FDA) engedélyezte. Ez az anyag a természetben is elõfordul, így megtalálható az áfonyában, a szilvában, a ringlóban, a fahéjban, a fokhagymában, az almában és még sok más növényben. A termék savas környezetben ellenáll a baktériumok és gombák lebontó hatásának. A nátrium-benzoát FDA szerinti besorolása „GRAS”, (generally recognised as safe = általánosan biztonságosnak elismert), és élelmiszer-adalékként való használata az EU-ban is engedélyezett: „Az Európai Parlament és a Tanács 95/2/EK irányelve a színezékeken és édesítõszereken kívüli egyéb élelmiszer-adalékanyagokról, (Official Journal, E sorozat 211 sz., 1995. február 20.), III. melléklet: Feltételesen engedélyezett tartósítószerek és antioxidánsok”.

Az anyagot édesként, sósként, keserûként jellemzik. Az eredmények a különféle szerves sav alapú táplálék-kiegészítõk ízér­zékelési különbségeire utalnak. Ha választási lehetõséget kapnak, a malacok elõnyben részesítik a nátrium-benzoáttal adalékolt takarmányt.

Jóllehet a disszociálatlan benzoesav a leghatásosabb antimikrobiális szer az élelmiszer-tartósítás területén, szélesebb körben a nátrium-benzoátot használják, mivel az több mint 200-szor jobban oldható, mint a benzoesav. A nátrium-benzoát a gyomor savas közegébe jutva benzoesavvá alakul.

A Wageningeni Egyetem (Hollandia) Állattudományi Munkacsoportjának malac-kísérletei (2007) azt mutatták, hogy a nátrium-benzoát minden más, esszenciális olaj vagy növényi kivonat alapú adalékot megelõz a rotavírus és a 0149K91 + K88 E. coli kórokozókkal (ETEC) szembeni küzdelemben. A tápanyaghasznosítás a benzoáttal kezelt csoportban volt a legjobb, a negatív kontrollcsoporthoz és a karvakrollal (cymophenol-lal) vagy a butiráttal kezelt csoportokéhoz képest. Ennek következtében a súlygyarapodás az ETEC-próbát követõen a benzoát-csoportban magasabb volt, mint a negatív kontrollcsoportban, vagy a karvakrol-, a butirát- és az allicin-csoportban.

A Kemira cég nátrium-benzoát alapú terméke

A malacok szoptatási idõszakát világszerte fertõzõ betegségek kísérik, valamint a szoptatási idõszak utáni hasmenés (post-weaning diarrhoea, PWD), vagy a bél-traktus szoptatási idõszak utáni kóli­baktérium fertõzése. E betegség leggyakoribb okozója a toxint termelõ Escherichia coli (ETEC) bélbaktérium, amely ellen az állattenyésztésben a növekedési erély elõmozdítása érdekében, valamint gyógyszerként évtizedeken keresztül antibiotikumokat alkalmaztak, ám igen sok baktériumtörzs rezisztenssé vált az antibiotikumokkal szemben.

A Kemira Oyj cég Protural nevû nátrium-benzoát termékét az EU-ban mint a malacok számára készülõ állattenyésztési takarmány-adalékot jegyezték be. 2011. januárjában az Európai Élelmiszerbiztonsági Hivatal (European Food Safety Authority, EFSA) szakvéleményt adott ki a Protural biztonságos és hatásos voltáról, amelyben megállapította, hogy a nátrium-benzoát a környezetben gyakran elõforduló természetes eredetû anyag, amely biztonságos az állatok és a környezet számára. Nem irritálja a bõrt és a szemet, és csak csekély mértékben hat a légzõszervekre.

A Protural jól oldódik és a gyomor savas közegében könnyen benzoesavvá alakul:

Laboratóriumi kísérlettel igazolták, hogy az így kicsapódott benzoesav az iparilag elõállított benzoesavval ellentétben nagyon finom és diszpergált eloszlású, így jóval nagyobb aktív felületet ad.

Egy öt malackísérletbõl álló sorozat összetett elemzése azt mutatta, hogy 4 kg Protural-nak 1 tonna takarmányhoz való adagolása a malacok növekedési erélyének jelentõs javulását eredményezte, amint az a 4. táblázatban követhetõ.

A szopós malacok napi gyarapodása és végsõ testsúlya szignifikánsan magasabb volt, a napi takarmányfelvétel mérhetõen növekedett, és a tápanyag-hasznosítás (feed conversion ratio, FCR) is javult. Ezen túlmenõen a Protural-adalékkal táplált malacok ürüléke sokkal tömörebb állagú volt, mint a kontroll csoportban. A hasmenés elleni antibiotikumokkal kezelt malacok aránya a Protural-csoportban alacsonyabb volt, mit a kontroll csoportban. Az elhullás – még ha statisztikailag nem szignifikánsan is – minden kísérletben alacsonyabbnak bizonyult. A feljegyzések szerint a kontroll csoportban az elhullási esetek túlnyomó többségét a Streptococcus suis baktérium általi fertõzés okozta. A nátrium-benzoáttal adalékolt takarmánnyal táplált malacok ürülékmintáinak elemzése mind az aerob és anaerob baktériumok összes mennyiségének, mind az enterobaktériumok és a streptococcusok mennyiségének vonatkozásában kisebb értéket mutatott.

Rövid láncú zsírsavak (Short Chain Fatty Acid, SFCA) kombinációi

Az állatok gyomor- és bélrendszerében elõforduló összes mikroorganizmussal szemben egyetlen anti­mikrobiális szer sem hatásos teljes mértékben. Elméletileg kombinálni lehetne a különféle hatásmechanizmusú antimikrobiális szereket egyetlen olyan szerben, amely kiküszöböli ezt a hiányosságot. Ezzel szélesebb hatásspektrumot vagy erõsebb antimikrobiális – eubiotikus – hatást lehetne megvalósítani és az ilyen kombinált szer alkalmazásával növelni lehetne az állattenyésztési teljesítményeket. Valóban: a takarmányok savasításának gyakorlata egyike a legkövetkezetesebb és leggazdaságosabb alternatíváknak az antibiotikus növekedésserkentõ szerekkel szemben, különösen a malacok étrendjében. Az utóbbi két évtizedben erre a célra különféle savakat és sókat használtak. A szerves savak csökkentik a gyomor pH-ját, javítják az emésztést és erõsítik az ártalmas mikrobákkal szembeni gátat.

A rövid láncú zsírsavak (SCFA) savas környezetben baktériumölõ hatásúak, fõként a Gram-negatív baktériumokkal szemben. Az SFCA sorozat legrövidebb tagja a hangyasav, de az állati takarmányba keverve ennek van a legsavasabb viselkedése és baktériumölõ hatása. Széles körben elfogadott, hogy a szerves savak kombinációi kiterjedtebb antimikrobiális hatásúak, mint a savak egyenként. A rövid láncú zsírsavakkal ellentétben a Protural a bélrendszer inkább semleges kémhatású környezetében is mûködik, és így hatásos a Gram-pozitív kórokozókkal szemben is.

A Leuveni Egyetem (Belgium) 2004-ben növendék-malacokkal végzett kísérletei azt mutatták, hogy a savkeverékek nátrium-benzoáttal együtt adagolva sokkal jobban javítják a tápanyag-hasznosítást, mint a benzoesavas keverékek vagy a benzoesav egymagában. A nátrium-benzoátos keverékek következetesen növekvõ takarmányfelvételt mutatnak. A Wageningeni Egyetemen (Hollandia, 2008) a szopós malacok esetében kimutatták, hogy a nátrium-benzoáttal való takarmányozás növeli a külsõ felszín területét nemcsak az éhbélben, de a teljes vékonybélben is. Ez a hatás növekvõ napi táplálékfelvétellel járt együtt, mivel (az egyes, különféle takarmányozású sertéscsoportok összehasonlítása alapján) a bélrendszer külsõ felszínének nagysága és a napi tápanyagfelvétel között szoros pozitív összefüggés áll fenn. A bélrendszer felszínének növekedéséhez nem társultak olyan akut kórtünetek, mint a nyálkahiány, gyomorfekély, helyi eróziók vagy helyi vérzések. Ezt a thaiföldi Kasetsart Egyetem (Bangkok, 2010) kísérleti gazdaságának eredményei is megerõsítették. A Protural és savak együttes kombinációjával takarmányozott malacok bél-csillószõrének hossza szignifikánsan növekedett a magas cinkoxid tartalmú takarmánnyal etetett malacokéhoz képest.

Ezen túlmenõen a savkeverékeknek a Protural-lal együtt való etetése, kiváltva vele a cinkoxidot, szignifikánsan javítja a táplálékfelvételt és növeli a malacok vágósúlyát. A cinkoxidot sok országban valóban felírják az állatorvosok (egészen 3000 ppm-ig terjedõ gyógyászati adagolásban) a hasmenés-problémák leküzdésére, ezáltal abnormális környezeti terhelést okozva.

Következtetések

Összefoglalásul megállapítható, hogy a nátrium-benzoát pozitív hatással van a malacok bélrendszerének morfológiájára, elõsegítve az éhbél felszínének növekedését, ami a napi tápanyagfelvétel javulásával jár együtt. Ezek nagyon fontos megfigyelések, mivel a vékonybél-rendszer fejlesztése a szoptatási idõszakban olyan takarmányozási stratégia, ami elõsegíti a malacoknak a szilárd takarmányhoz való szoktatását. Ezen túlmenõen kísérletek bizonyították, hogy a Protural képes szabályozni a bélrendszer mikroflóráját, hozzájárulva az egészséges gyomor-bél traktus kialakulásához. Ugyancsak megállapítható, hogy a Protural-lal (vagy a Protural-lal készülõ keverékekkel) szemben nem lép fel íz-averzió, ellenkezõleg: ezek a napi tápanyagfelvétel folyamatos növekedését és ezáltal szignifikánsan növekvõ napi súlygyarapodást eredményeznek. A tápanyag hasznosulása szintén szignifikánsan növekszik a szoptatást közvetlenül követõ idõszakban.

Forrás: AllAboutFeed, Vol 2 NR 9, 2011

Szerzõk: André Meeusen és Yvonne van der Horst, Kemira ChemSolutions, Hollandia

Fordította: Takács Tamás