Tilbake til søkeresultatene

BIONÆR-Bionæringsprogram

Condensed tannins from Norwegian pine and spruce bark - antiparasitic effects and potential commercial exploitation

Alternativ tittel: Kondeserte tanninar i bark frå norsk furu og gran - antiparasittiske effektar og potensiell kommersiell utnytting

Tildelt: kr 10,0 mill.

Parasittar i mage og tarm hos småfe er eit stort problem, både økonomisk for bonden og for dyra der parasittar kan føre til sjukdom og redusert velferd. Vidare er det eit aukande problem at parasittane utviklar resistens mot preparat som blir brukt til å behandle dyra. Det er vist at moderate mengder kondenserte tannin (CT) i dietten kan redusere problema med innvollssnyltarar og eincella parasittar i mage og tarm hos drøvtyggjarar. Fôrplanter som inneheld tannin er ikkje godt tilpassa norske dyrkingsforhold, men bark frå bartre kan ha høgt innhald av CT. Noreg har ein sterk skogindustri. Bark frå denne industrien er ei mogleg kjelde for ekstraksjon av tanninar. I prosjektet evaluerte vi produksjonen av bark slik den er i dag med omsyn til industriell utvinning av CT. Vi analyserte kvalitet og kvantitet av CT i barkressursar. Vi testa den biologiske aktiviteten av CT ekstrahert frå bark mot innvollsorm i laboratorieforsøk og i dyreforsøk, samt mot eincella parasittar i laboratorieforsøk, og vi skisserte metodar for industriell ekstraksjon og prosessering av CT frå bark. Totalt seks parti av gran- og furubark vart henta frå eit sagbruk og ein papirmassefabrikk, frå høvesvis sommaren 2017 og vinteren 2018. Vatn og svake løysemiddel, som aceton og metanol, blei brukt til å produsere ekstrakt med auka innhald av CT. Løysemidla gav høgare CT-utbytte enn vatn. Aceton og metanol gav om lag same utbytte for furu, medan aceton var mest effektiv for gran. Høgaste CT-utbytte fekk vi frå gran, og høgare frå sagbruket enn frå papirmassefabrikken. CT-innhaldet per tørrvekt ekstrakt var likt eller høgare for furu, noko som tyder på færre andre komponentar i ekstraktet og dermed eit reinare produkt. For gran var det ingen effekt av årstid, medan det for furu var høgast CT-innhald i sommar-partiet. Tilpassing av prosessen for industriell produksjon er vurdert. Faktorar som er undersøkt er å redusere volumet av løysemiddel ved å køyre fleire ekstraksjonsrundar, effekt av barkens partikkelstorleik på utbyttet, og ekstraksjon av rå bark. Alle ekstrakta blei testa mot vanlege innvollssnyltarar hos sau med to laboratoriemetodar. Den eine metoden testa om ekstrakta reduserte klekking av parasittegg og den andre om ekstrakta hemma rørsleevna til levande larver. Medan mange av ekstrakta hadde sterk effekt i å redusere eggklekking ved høgaste konsentrasjon, hadde aceton-ekstraktet frå vinterbark av furu best effekt ved lågaste konsentrasjon for begge nematodeartane brukt. For den eine arten (Teladorsagia circumcincta) var effekten av bark avhengig av dose, mens for den andre arten (Trichostrongylus colubriformis) verka furuekstraktet også ved svakare konsentrasjonar. Førebelse resultat av testen på levande larver tyder på at ekstrakta har lågare effekt på larver enn på egg. Dersom dette kan stadfestast i pågåande forsøk, gir det betre innsikt om moglege måtar å bruke slike ekstrakt til å kontrollere parasittar. Alle ekstrakta vart også testa på to livsstadium av storfe-rundormen Ostertagia ostertagi, med same type laboratoriemetodar som for rundormane hos sau. Sju av ekstrakta vart også test mot nyklekka larver. De fleste av ekstrakta hindra eggklekking og drap unge larver ved høge dosar, men ekstrakta verka ikkje mot velutvikla infeksiøse larver. Verknaden av ekstrakta varierte både med omsyn til dosering av ekstrakt og livsstadium til parasitten. Dette tyder på at det kan vere ulik verkemekanisme både av ekstrakta og ovafor livsstadium til organismen. Effekten av barkekstrakta vart også testa i cellekulturarar mot dei eincella parasittane Cryptosporidium parvum og Eimeria spp. Desse parasittane kan gi kraftig diarè hos unge lam og kalvar, og C. parvum kan også føre til diarè og alvorleg sjukdom hos menneske. Pilot-testing av ekstrakta tyda på at det er antiparasittisk effekt mot C. parvum. Basert på disse resultata vart tre ekstrakt valde for å teste den mest effektive ekstraksjonsmetoden. Resultata viser at effekten av både metanol- og acetonekstraktet er doseavhengig. Det var ingen var forskjell mellom den sterkaste doseringa av acetonekstraktet og positivkontrollen, legemiddelet paromomycin. Seks barkekstrakt har blitt testa i laboratoriet på Eimeria frå lam (sporuleringsinhibisjonstest), men her har vi ikkje funne effekt. Basert på laboratorieforsøka med rundormar hos sau og den eincella parasitten C. parvum, valde vi ut eit furuekstrakt for å teste effekten av ekstraktet mot nematoden Heligmosomoides bakeri hos levande mus, ein parasitt svært lik sjukdomsframkallande invollsorm hos produksjonsdyr og menneske og mykje brukt som modellorganisme. Resultata frå dette forsøket er under statistisk evaluering. Førebels analyse av data tyder på at acetonekstraktet frå furu ikkje har effekt mot H. bakeri in vivo. Eit viktig resultat var at det tendensar til at ekstraktet reduserte belastninga parasittane ytte på mus ved at kroppsvekta var noko høgare hos parasittinfiserte mus enn hos mus som ikkje fekk barkekstrakt.

Arbeidet har gitt oss meir og betre kunnskap om innhaldet av kondenserte tannin i bark frå norsk skogindustri og om antiparasittisk effekt av ekstrakt frå bark. Som ein del av utviklinga mot ein biobasert og sirkulær økonomi er det aukande interesse for utnytting av bark. Sjølv om målet for prosjektet var bruk av barkekstrakt som middel mot parasittar, vil ekstraksjons-resultata, erfaringane frå prosessutviklinga og dei teoretiske vurderingane ha betydeleg nytteverdi også for anna bruk av barkekstrakt.

Condensed tannins (CT) are regarded as anti-nutrients as they may reduce feed intake, nutrient digestion and production in livestock. However, the inclusion of small amounts of CT in the diet of ruminants may decrease problems with gastrointestinal parasites. Tannin containing forages are not well adapted to Norwegian cultivation conditions, but Norway has a strong forest industry and bark harvested from conifer species may have high content of CT. In the proposed project we will: 1) evaluate bark as it is produced today with regard to its utilization in industrial processing of CT; 2) characterize CT quality and quantity in bark resources and their structure-activity relationships; 3) test the biological activity of bark CT against helminths and parasitic protozoa in ruminants in vitro and against helminths in vivo. 4) develop industrial extraction and processing of bark CT. Dissemination of knowledge gains is ensured by integrated activities. The project draws on the coordinated interaction of national and international players in research and enterprises: Norwegian Centre for Organic Agriculture, Norwegian Institute of Bioeconomy Research, SINTEF, Norwegian Institute of Wood Technology, Veterinærinstituttet, Scotland?s Rural College, University of Copenhagen, Bergene Holm AS, Norske Skog Saugbrugs AS. Felleskjøpet Fôrutvikling, Animalia, Norges Bondelag and Norsk sau og geit participate in the Stakeholder advisory group.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Budsjettformål:

BIONÆR-Bionæringsprogram