MAFFRA

MAFFRA

  • Planter som antibakteriel fodertilsætning mod diarre hos smågrise 

Mave-tarminfektioner hos smågrise reducerer dyrenes velfærd, øger dødeligheden og er et alvorligt problem både i økologiske og konventionelle besætninger. Der anvendes store mængder af antibiotika, zink og kobber til behandling og forebyggelse af diarre og infektioner i den konventionelle svineproduktion, og i mindre grad også i den økologiske. Antibiotikaforbruget kan medføre øget forekomst af multiresistente bakterier. Desuden udgør det i stigende grad et miljøproblem, at tungmetaller som zink og kobber spredes med gylle for derefter at ophobe sig i landbrugsjorden. 

Der er brug for alternative løsninger. Anvendelse af planter med en dokumenteret antibakteriel virkning som tilskudsfoder til smågrise kan måske bidrage til forebyggelse eller behandling af de bakterielle infektioner, som giver diarre hos smågrise.

Missionen i MAFFRA-projektet har været at reducere antibiotikaforbruget.

Formålet med projektet

Projektets fokus har været at udvikle antibakterielle fodertilsætninger til smågrise som erstatning for den nuværende brug af antibiotika, zink og kobber for at forebygge diarre og mave-tarmsygdomme.

Formålet med projektet var at undersøge om planter med dokumenteret antibakteriel effekt kan hæmme væksten af patogene bakterier som f.eks. E. coli, Clostridium, Salmonella, Campylobacter og Listeria i en laboratoriemodel af grisens mave-tarmsystem.

Forskerne bag projektet har kombineret planter med forskellige antibakterielle stoffer i naturlig høj koncentration til en multikomponent fodertilsætning med stærk antibakteriel effekt og samtidig med en smag, smågrise kan acceptere. Blandingsproduktet forventes at mindske risikoen for resistensdannelse.

Resultaterne viser, hvilke bakterier de enkelte planter kan hæmme i grisemodellen, og hvordan kombinationen af planter virker mod bakterierne, samt om aktivstofferne er stabile i smågrisenes mave-tarm miljø.

Projektet har forventet at udvikle 3 prototype-fodertilsætninger med dokumenterbar antibakteriel effekt, som kan anbefales til forsøg med levende smågrise i et kommende projekt.    

Projektperiode: 1-1-2016 til 31-12-2017  


Hovedspørgsmål i MAFFRA

Målet var at:

  1. identificere, dyrke og fremskaffe antibakteriel plantemateriale
  2. forarbejde disse til plantepulvere, der kunne bruges som fodertilsætninger
  3. karakterisere det biokemiske indhold af antibakterielle stoffer
  4. teste og evaluere den antibakterielle effekt af individuelle planter eller multikomponente plante-cocktails, dels mod patogene E. coli, der associeres med fravænningsdiarré, dels effekt mod gavnlige tarmbakterier, i en in vitro testmodel med mave-tarmindhold og dels i et pilotstudie med fravænningsgrise
  5. vurdere om der var additive eller synergistiske virkningsmekanismer ved at blande plantearter sammen
  6. vurdere udvalgte prototypeblandinger som mulige fodertilsætninger.    

Projektets resultater: Cocktail af ramsløg og sure bær hæmmer E.coli

Tolv plantearter, kendt for deres antibakterielle egenskaber mod bakterier, blev identificeret som de mest lovende kandidater, og plantemateriale af disse blev produceret. Tilfredsstillende udbytter er målt i marken og under forarbejdning til frysetørrede pulvere. De vigtigste antibakterielle biokemiske indholdsstoffer er målt, herunder allicin, terpener, organiske syrer, fenoler og flavonoider.

In vitro resultaterne viste, at hæmningen var lidt stærkere i mave end i tyndtarmsindhold - især for de sure bær. Ved 1 % tilsætning af plantepulver var kun ramsløg alene stærk nok til at hæmme E. coli. Ved 5 % tilsætning var både ramsløg og sure bær stærkt bakteriedræbende i grisemaveindhold, mens sennep og rabarber hæmmede lidt mindre, og peberrod, oregano, sommersar og salvie ikke kunne hæmme E. coli.

Kombinationer af 1 % ramsløg og 1% surt plantemateriale (tyttebær, ribs eller rabarber) forbedrede signifikant den antibakterielle effekt sammenlignet med 1 % ramsløg alene og viste derfor synergistisk virkning. Indholdet af allicin i ramsløg (løg) og syre (evne til at sænke pH) i bærarterne og rabarber giver de stærkeste antibakterielle virkninger.

Et pilotstudie blev gennemført på 5 uger gamle fravænningsgrise, der blev fodret med standard foder med eller uden tilførsel af en plantecocktail (3% ramsløg og 3% tyttebær) i to uger. Koncentrationen af E. coli var op til 100 gange lavere i afføring og også signifikant lavere i mave, tyndtarm, blindtarm og tyktarm hos grise, der havde fået plantecocktailen. Plantecocktailen har derfor potentiale til at reducere fravænningsdiarré.    

Frysetørret pulver af allicin-holdige løgarter (her ramsløg, men fra litteraturen også hvidløg) og surt plantemateriale, der kan sænke pH til omkring eller under pH 4 i mave og tarm (her tyttebær, ribs og rabarber) er vist at kunne dræbe eller hæmme E. coli bakterier ret effektivt både in vitro og in vivo. (Højberg et al., 2017, Canibe et al., 2018) (begge Ø&E). En synergistisk effekt kan opnås ved at blande ramsløg med en syregiver, hvorved pH sænkes let og gør allicin mere antibakteriel (Højberg et al., 2017).

Pilotstudiet demonstrerede en meget markant bakterie-hæmmende effekt i smågrises tarmkanal, der indikerer, at denne plantecocktail har et stort potentiale til at hæmme E. coli og dermed bevare mave-tarmsundheden hos fravænningsgrise og dermed måske erstatte medicinsk zink og noget antibiotika (Canibe et al., 2018, Ø&E). De vigtigste antibakterielle stoffer vurderes at være allicin (ramsløg), organiske syrer (bær) og oxalsyre (rabarber), mens fenoler og flavonoider vurderes at have mindre betydning for den samlede antibakterielle effekt (Jensen og Grevsen, 2017 (Ø&E). 

                                       Planter med dokumenteret antibakteriel virkning:

Projektleder

Martin Jensen,
AU-Årslev, Institut for Fødevarer, Århus Universitet
Email: Martin.Jensen@food.au.dk
Telefon: 8715 8331



Perspektivering og forskningsbehov fremadrettet

Projektet var et indledende projekt, der i in vitro og pilot in vivo undersøgelser har givet markante og meget lovende resultater for hæmning af patogene E.coli i fravænningsdiarré. Der er behov for ’proof of concept’, om plantecocktails faktuelt kan forhindre eller hæmme fravænningsdiarré i økologiske grise under praktiske storskala forhold, herunder i ’kontrollerede challenge-forsøg’ med indpodning af patogener, før endelige anbefalinger til praksis kan gives. Der er yderligere behov for at finde økonomisk bæredygtige planteråvarer inden for de mest lovende arter, eks. sidestreams og restprodukter af allicinholdige løgarter og sure bær til en bæredygtig pris og i opskalerede mængder.

 

Projektet har givet inspiration til griseavlere og planteindustri om hvilke planter, der kan hæmme E. coli og i hvilke koncentrationer.