Влияние структуры комбикормов на микрофлору кишечника бройлеров
ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ КОМБИКОРМОВ
НА МИКРОФЛОРУ КИШЕЧНИКА БРОЙЛЕРОВ
ФНЦ «ВНИТИП» РАН
Фисинин В.И., директор, д-р биол. наук, академик
Егоров И.А., руководитель научного направления по питанию птицы,академик РАН, д-р биол. наук Ленкова Т.Н., главный научный сотрудник, д-р с.-х. наук, профессор
Грозина А.А., ведущий научный сотрудник, аспирант
Манукян В.А. заведующий отделом питания птицы, д-р с.-х. наук
ООО «БИОТРОФ+»
Лаптев Г.Ю. д-р биол. наук, ген. директор
Новикова Н.И., Ильина Л.А., Йылдырым Е.А. – кандидаты биологических наук
Никонов И.Н., Филиппова В.А., Дубровин А.В.
Аннотация: В статье представлены результаты исследований по переваримости цыплятами-бройлерами питательных веществ комбикормов, содержащих ячмень. Показано влияние состава комбикормов на микрофлору кишечника птицы.
Ключевые слова: ячмень, переваримость, кукуруза, микрофлора кишечника, T-RFLP- анализ.
Среди зерновых, возделываемых в Российской Федерации, ячмень является одной из основных фуражных культур.
Это объясняется тем, что большая часть территорий по своим климатическим и почвенным условиям благоприятна для его произрастания. Используется ячмень для кормовых целей и в других странах.
Содержание сырого протеина в зерне ячменя колеблется от 6 до 13% (в среднем 9-11%), однако протеин ячменя низкого качества. У большинства сортов ячменя зерна окружены пленками, из-за чего зерно содержит 5-6% труднопереваримой клетчатки. Лишенный оболочек ячмень в виде крупки является хорошим кормом для птицы, но содержит ингибитор трипсина и ß-глюканы, ухудшающие использование птицей питательных веществ.
Селекционерами - растениеводами выведен голозерный ячмень, в котором клетчатки содержится 2%, но такие сорта пока возделываются в ограниченном количестве. Для получения такой величины клетчатки с обычного ячменя необходимо тщательно отделить плёнку, что достигается с большим трудом. В производственных условиях на комбикормовых предприятиях полностью отделить пленку практически не возможно. Согласно данным ВНИТИП с отделением пленки у ячменя обменная энергия для птицы повышается с 267 Ккал в 100 г до 287 Ккал в 100 г, но по данным других источников обменная энергия у шелушенного ячменя на 10-15 Ккал ниже указанных величин. При этом содержание клетчатки снижается с 5,5 до 2,2%. А каждый процент снижения клетчатки увеличивает переваримость органического вещества корма на 1,2-1,6%. Главным критерием повышения обменной энергии является степень отделения пленок, т.е. уменьшение содержания клетчатки. С биохимической точки зрения клетчатка – это целлюлоза. В определяемой же химическими и физическими методами сырой клетчатки доля целлюлозы составляет 80%, лигнина – 8%, пентозанов – 10% и нерастворимых солей минеральных веществ – 2%. В нее из общего количества переходит 83% целлюлозы, 22% пентозанов и примерно 25% лигнина, остальное их количество содержится в фракции БЭВ. В оболочке зерна целлюлоза находится в связи с гемицеллюлозой (которая составляет до 50% от всех веществ оболочки), лигнином, пектиновыми веществами, смолами и минеральными веществами.
При воздействии фермента бета-глюканазы (или при кислотном гидролизе) бета-глюкан распадается до глюкозы. При воздействии ферментов пентозаназ (или гидролизе) пентазаны расщепляются на моносахариды (пентозы) арабинозу и ксилозу.
В задачу исследований входило изучение зоотехнических показателей выращивания бройлеров, переваримости и использования основных питательных веществ комбикорма, содержащего ячмень взамен части пшеницы, а также оценка воздействия этих кормов с добавкой и без добавки пробиотического препарата Целлобактерин®-Т на состав и структуру микробиоценоза кишечника. Целлобактерин® -Т - ферментативный пробиотик, выполняющий функции двух кормовых добавок: кормового фермента и пробиотика.
Для достижения поставленной цели был проведен зоотехнический и физиологический опыт в условиях вивария ФГУП «Загорское» ЭПХ ВНИТИП. В суточном возрасте было сформировано 3 группы бройлеров по 35 голов в каждой, аналогичных по живой массе.
Балансовый опыт был проведён в возрасте 30-36 суток выращивания цыплят-бройлеров кросса Кобб 500. Проведение физиологического опыта осуществляли согласно рекомендациям ВНИТИП (2013г.) [2]. Анализ микрофлоры кишечника проводили с использованием T-RFLP-анализа. Метод T-RFLP (Terminal restriction fragment length polymorphism) является одним из наиболее перспективных методов исследования количества, относительной численности и таксономической принадлежности всех бактерий без выделения их в чистые культуры, что позволяет провести глубокое сравнительное изучение микробиологических сообществ в их развитии и изменении [3].
Была изучена переваримость бройлерами питательных веществ комбикорма с включением ячменя (25% по массе комбикорма).
Схема опыта представлена в таблице 1.
Таблица 1-Схема опыта
Группа |
Особенности кормления |
1 контрольная |
Комбикорм с питательностью согласно рекомендациям по работе с кроссом Кобб 500 (ОР-1), содержащий до 60% пшеницы по массе комбикорма (без ячменя). |
2 опытная |
ОР-1 с включением 25% ячменя по массе комбикорма взамен пшеницы – (ОР-2) |
3 опытная |
ОР-2 с 25% ячменя и добавкой ферментного пробиотика «Целлобактерина® -Т» |
Рецепты комбикормов и состав премикса для цыплят-бройлеров представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Рецепты комбикормов, %
Показатель |
Группа |
|||||
1 контрольная |
2 опытная* |
|||||
Возраст бройлеров, сутки |
||||||
1-14 |
15-21 |
22-36 |
1-14 |
15-21 |
22-36 |
|
Соевый шрот Пшеница Масло подсолнечное Ячмень Рыбная мука Кормовой фосфат аммония Известняк Соль Лизин Метионин Треонин Бленд минеральный 0,08% Бленд витаминный 0,02% Итого: В 100г корма содержится: |
28,50 56,83 6,12 0,00 5,00 0,82 1,83 0,32 0,11 0,26 0,08 0,10 0,03 100 |
26,00 60,77 7,12 00,00 2,00 1,16 1,93 0,32 0,20 0,28 0,09 0,10 0,03 100 |
26,00 60,06 8,00 00,00 2,00 1,16 1,93 0,32 0,10 0,23 0,07 0,10 0,03 100 |
29,50 29,58 7,45 25,00 5,00 0,85 1,81 0,32 0,05 0,25 0,06 0,10 0,03 100 |
28,20 32,38 8,50 25,00 2,00 1,17 1,90 0,32 0,10 0,25 0,05 0,10 0,03 100
|
26,00 33,87 9,23 25,00 2,00 1,18 1,90 0,32 0,08 0,23 0,06 0,10 0,03 100
|
обменная энергия, Ккал/ 100г МДж сырой протеин сырой жир сырая клетчатка сырая зола кальций фосфор общий фосфор доступный натрий хлор лизин метионин метионин + Цистин треонин триптофан аргинин
аминокислоты усвояемые: лизин метионин метионин +Цистин треонин триптофан аргинин
|
310,28 12,96 23,25 7,94 3,39 4,60 1,00 0,72 0,40 0,19 0,29 1,40 0,64 0,98 0,94 0,31 1,48
1,19 0,58 0,86 0,72 0,26 1,24
|
315,35 13,18 21,16 8,75 3,33 4,42 0,90 0,72 0,40 0,16 0,28 1,25 0,59 0,90 0,83 0,28 1,29
1,07 0,54 0,80 0,61 0,23 1,08
|
320,47 13,38 20,00 10,57 3,19 4,35 0,90 0,71 0,40 0,17 0,27 1,17 0,54 0,85 0,80 0,27 1,26
0,99 0,50 0,75 0,60 0,23 1,06
|
310,27 12,97 23,26 9,36 4,12 4,85 1,00 0,73 0,40 0,20 0,30 1,40 0,63 0,98 0,94 0,31 1,51
1,18 0,57 0,85 0,73 0,25 1,24
|
315,25 13,18 21,03 10,21 4,11 4,71 0,90 0,73 0,40 0,17 0,28 1,25 0,57 0,90 0,83 0,28 1,36
1,05 0,51 0,78 0,64 0,23 1,11
|
320,01 13,38 20,15 10,92 4,00 4,61 0,90 0,73 0,40 0,17 0,28 1,17 0,53 0,85 0,80 0,27 1,29
0,99 0,48 0,74 0,61 0,22 1,06
|
* Опытная группа 3 получала комбикорм, аналогичный по питательности и составу опытной группе 2 с добавкой ферментного пробиотика «Целлобактерина® -Т»
Результаты исследований
Результаты T-RFLP-анализа микрофлоры содержимого слепых отростков кишечника подопытной птицы представлены в таблице 5. Слепые отростки являются отделом кишечника, где благодаря микробным ферментам (протеазам, целлюлазам, амилазам и др.) происходят основные процессы расщепления целлюлозы и крахмала [5].
В пробах слепых отростков кишечника 2 и 3 опытных групп, где пшеница в рационе цыплят-бройлеров была заменена на ячмень и введен пробиотик Целлобактерин®-Т, общее количество таксономических групп бактерий было сходным, однако доля микроорганизмов варьировала в зависимости от варианта опыта.
Установлено, что добавление в рационы птицы 25% ячменя отдельно и совместно с включением в их состав ферментного пробиотика Целлобактерина®-Т приводило к увеличению доли представителей нормофлоры кишечника птицы: бацилл, лактобактерий, целлюлозолитиков. Известно, что данные микроорганизмы в ЖКТ птицы играют важную роль в пищеварении, обеспечении её антибиотическими веществами, белками, гормонами, витаминами и рядом других соединений Целлюлозолитические бактерии, прежде всего, обеспечивают птицу отсутствующими у нее ферментами для расщепления сложных полисахаридов (целлюлаз, гемицеллюлаз и др.). Лактобактерии и бациллы обладают высокой антагонистической активностью в отношении патогенных микроорганизмов, в т.ч. сальмонелл, протея, стафилококков, кишечной палочки, стрептококков. Кроме того, бациллы обладают широкой ферментативной активностью, благодаря чему они принимают участие в процессах метаболизма различных питательных субстратов и участвуют в синтезе аминокислот, различных биологически активных веществ [6-7].
Установлено, что доля бацилл возрастала в 1,20 и 2,71 раза, лактобактерий – в 2,08 и 1,35 раза, целлюлозолитиков – в 1,24 и 1,33 раза соответственно для 2 (+25% ячменя) и 3 опытной групп (+25% ячменя и Целлобактерин® -Т). При этом повышение доли бацилл в кишечнике птицы, получавшей в составе рациона Целлобактерин®-Т, свидетельствует о хорошей приживаемости и размножении интродуцированных в ЖКТ птицы микроорганизмов, входящих в состав препарата.
Результаты анализа содержания нежелательных и патогенных бактерий в слепых отростках кишечника подопытной птицы методом T-RFLP показали, что доля отдельных патогенных бактерий при введении в рацион бройлеров 25% ячменя взамен пшеницы возрастала: кампилобактера – в 1,09 раза, патогенных клостридий – в 1,35 раза. Тогда как введение в рацион с повышенным количеством ячменя пробиотика Целлобактерина®-Т приводило к существенному снижению уровня данных патогенов: кампилобактера – в 1,17 раза, патогенных клостридий – в 1,68 раза. Содержание других патогенов у цыплят обеих опытных групп заметно снижалось: доля фузобактерий - в 1,28 и 1,81 раз, стафилококков – в 1,43 и 2,66 раз, пастерелл – в 1,45 и 5,23 раза, энтеробактерий – в 6,64 и 5,90 раз соответственно для 2 и 3 опытной групп.
При таксономическом анализе бактериальной микрофлоры установлено, что значительную долю последовательностей ДНК не удалось идентифицировать, т.е. отнести к определенному таксону. Количество неидентифицированных таксонов было наибольшим в контрольной группе (25,3 ± 1,20%), а наименьшим – во 2 опытной группе (7,76 ± 0,03%). Наличие неидентифицированных микроорганизмов в слепых отростках кишечника птицы исследователи выявляли и ранее, что указывает на полное отсутствие знаний о существовании данных таксонов, а потому и попыток определения их таксономической принадлежности и роли в пищеварительных процессах.
Таким образом, наибольшее содержание представителей нормофлоры и наименьшее - уровня патогенов наблюдается в слепых отростках ЖКТ птицы 3 опытной группы, содержащей в рационах 25% ячменя с включением в их состав ферментного пробиотика Целлобактерина® -Т.
Таблица 5 - Результаты T-RFLP-анализа состава микрофлоры слепых отростков ЖКТ бройлеров
Микроорганизм |
1 контрольная |
2 опытная |
3 опытная |
Полезная микрофлора |
|||
Бациллы |
4,01 ± 0,16 |
3,36 ± 0,01 |
10,9 ± 0,05 |
Лактобациллы |
13,20 ± 0,60 |
27,5 ± 0,4 |
17,8 ± 0,08 |
Вейлионеллы |
6,43 ± 0,31 |
7,66 ± 0,03 |
9,21 ± 0,08 |
Целлюлозолитики, в т.ч. |
32,90 ± 1,14 |
40,9 ± 0,25 |
43,6 ± 0,44 |
лахноспиры |
8,75 ± 0,39 |
1,2 ± 0,05 |
3,59 ± 0,05 |
руминококки |
3,06 ± 0,14 |
3,14 ± 0,07 |
1,98 ± 0,08 |
клостридии |
8,21 ± 0,40 |
9,88 ± 0,05 |
14,9 ± 0,08 |
бактероиды |
7,77 ± 0,32 |
16,5 ± 0,18 |
6,67 ± 0,17 |
эубактерии |
4,52 ± 0,28 |
8,12 ± 0,08 |
13,2 ± 0,09 |
Условно-патогенные бактерии |
|||
Энтеробактерии |
5,95 ± 0,22 |
0,89 ± 0,04 |
1,01 ± 0,005 |
Актиномицеты |
1,14 ± 0,06 |
2,24 ± 0,01 |
2,16 ± 0,01 |
Патогенные бактерии |
|||
Фузобактерии |
1,85 ± 0,09 |
1,44 ± 0,005 |
1,02 ± 0,007 |
Листерии |
0,13 ± 0,001 |
0,14 ± 0,001 |
- |
Стафилококки |
0,56 ± 0,021 |
0,39 ± 0,01 |
0,21 ± 0,001 |
Кампилобактер |
0,69 ± 0,024 |
0,75 ± 0,03 |
0,64 ± 0,034 |
Патогенные клостидии |
0,91 ± 0,042 |
1,23 ± 0,073 |
0,73 ± 0,003 |
Пастереллы |
2,25 ± 0,10 |
1,55 ± 0,009 |
0,43 ± 0,001 |
Пептококки |
0,62 ± 0,03 |
1,98 ± 0,004 |
1,34 ± 0,004 |
Транзитные бактерии |
|||
Псевдомонады |
4,62 ± 0,02 |
4,29 ± 0,02 |
4,97 ± 0,07 |
Некультивируемые виды |
|||
Некультивируемые |
25,3 ± 1,20 |
7,76 ± 0,03 |
9,24 ± 0,04 |
Установлено, что изменения, произошедшие в результате изменения структуры бактериального ценоза, были связаны с основными зоотехническими показателями исследуемой птицы и показателями переваримости корма (табл. 6, 7).
Основные зоотехнические показатели, полученные в опыте, представлены в таблице 6.
Таблица 6 – Основные зоотехнические показатели
Показатель |
Группа |
||
1 контрольная |
2 опытная |
3 опытная |
|
Сохранность, % |
100 |
97,1 |
100 |
Живая масса (г), в возрасте: суточные |
42,5±0,21 |
42,5±0,20 |
42,5±0,22 |
21 сутки |
872±20,22 |
810±21,14 |
875±19,4 |
36 сутки |
2094 |
1960 |
2097 |
В том числе: петушки |
2210±33,01 |
2030±35,02 |
2215±36,17 |
курочки |
1978±31,40 |
1890±30,11 |
1979±31,14 |
Среднесуточный прирост живой массы, г: за 1-36 суток |
56,99 |
53,26 |
57,07 |
Потреблено корма всего, кг |
3,403 |
3,380 |
3,409 |
Затраты корма, кг за 1-36 суток |
1,659 |
1,763 |
1,659 |
Из данных таблицы видно, что по всем зоотехническим показателям (сохранность поголовья, живой массе, среднесуточному приросту и конверсии корма) цыплята опытной группы 2 уступали птице контрольной группы и опытной группы 3.
Результаты переваримости и использования питательных веществ корма бройлерами представлены в таблице 7, из которой видно, как различалось использование питательных веществ комбикорма бройлерами контрольной и опытных групп.
Таблица 7-Переваримость и использование питательных веществ корма бройлерами, %
Группа |
Органическое вещество |
Протеин |
Использование азота |
жир |
Клетчатка |
БЭВ |
1к |
75,60 |
93,02 |
57,92 |
76,01 |
27,14 |
85,14 |
2 оп. |
70,20 |
91,40 |
55,11 |
74,00 |
15,12 |
78,90 |
3 оп. |
75,65 |
93,1 |
57,87 |
76,11 |
31,11 |
86,02 |
Лучшей переваримостью отличались комбикорма, содержащие высокий уровень пшеницы и 25% ячменя с включением в их состав ферментного пробиотика Целлобактерина® -Т.
Таким образом, включение в рационы питания бройлеров 25% ячменя, богатого некрахмалистыми полисахаридами, приводит к изменению микробиоценоза кишечника по видовому составу и структуре. Меняется видовой состав, как полезных бактерий, так и патогенов, что отражается на основных зоотехнических показателях выращивания птицы и использования основных питательных веществ комбикорма. При этом включение в комбикорма ферментного пробиотика Целлобактерина®-Т в количестве 1 кг на 1т способствует улучшению зоотехнических показателей выращивания бройлеров и корректированию микробного сообщества ЖКТ.
Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда по научному проекту №14-16-00140 «Современные представления о микрофлоре кишечника птицы при различных рационах питания: молекулярно-генетические подходы».
Литература
1. Фисинин, В.И., Егоров И.А., Околелова Т.М. Имангулов Ш.А. Кормление сельскохозяйственной птицы.- Сергиев Посад ВНИТИП, 2010. – 375 с.
2. Егоров И.А., Манукян В.А., Ленкова Т.Н., Егорова Т.В. и др. Методика проведения научных и производственных исследований по кормлению сельскохозяйственной птицы.- Сергив Посад: ВНИТИП, 2013.-51 с.
3. Брюханов А.Л., Рыбак К.В., Нетрусов А.И., Молекулярная биология.-М: Изд-во Московского университета, 2012.-480 с.
4. Redig P. The avian ceca: obligate combustion chambers or facultative af-terburners? — The conditioning influence of diet. J. Exp. Zool., 1989, 3: 66–69.
5. Тараканов Б.В. Методы исследования микрофлоры пищеваритель-ного тракта сельскохозяйственных животных и птицы. М., 2006.
6. Stanley D., Hughes R.J., Moore R.J. Microbiota of the chicken gastroin-testinal tract: influence on health, productivity and disease. Appl. Micro-biol. Biotechnol., 2014, 98: 4301-4309.
7. Apajalahti J., Kettunen A., Graham H. Characteristics of the gastrointestinal microbial communities, with special reference to the chicken. World Poult. Sci. J., 2004, 60: 223–232.