CC BY
29ШТАММ BACILLUS AMYLOLIQUEFACIENS CECT 5940 (ECOBIOL®) ПОЛОЖИТЕЛЬНО ВЛИЯЕТ НА МИКРОБИОТУ КИШЕЧНИКА, УЛУЧШАЯ
ПРОДУКТИВНОСТЬ И УСВОЯЕМОСТЬ АМИНОКИСЛОТ У БРОЙЛЕРОВ В УСЛОВИЯХ ЗАРАЖЕНИЯ КИШЕЧНЫМИ ПАТОГЕНАМИ
Гущева-Митропольская Анастасия, Технический специалист ООО «Эвоник Химия» ^^
Дзядзько Николай, Технический специалист направления ifc™ ^ 1
«Здоровье кишечника» Evonik Operations GmbH ^^ Leadin9BeyDndChemi«iy
Выводы
Включение в рацион Bacillus amyloliquefaciens CECT 5940 (Ecobiol®) значительно повысило показатели потребления корма, прироста массы, доступности аминокислот (цистеин, валин, глицин и серин), выхода мяса грудки, а также улучшило коэффициент конверсии корма несмотря на заражение кишечными патогенами.
При добавлении B. amyloliquefaciens CECT 5940 значительно увеличились популяции Bacillus spp. и Ruminococcus spp. в слепой кишке, что потенциально способствовало существенному увеличению выработки в ней масляной кислоты.
Введение
Убытки мировой отрасли птицеводства в результате заболевания некротическим энтеритом по различным оценкам составляют около 6 миллиардов долларов в год (Уэйд и Кейберн, 2015 г.). Это заболевание представляет собой поражение слизистой оболочки кишечника, вызванное кокцидиями, и усугубляется размножением в кишечнике штаммов Clostridium perfringens, вырабатывающих токсины типа NetB (Кейберн и др., 2008 г.). Для борьбы с патогенными бактериями, а также для улучшения продуктивности и общего здоровья поголовья использовались антибиотические стимуляторы роста (AGP), но бесконтрольное использование AGP и развитие патогенных бактерий, устойчивых к действию таких противомикробных препаратов, привели к запрету AGP в некоторых странах. Поэтому особое внимание стало уделяться использованию пробиотиков как возможной альтернативы AGP, поскольку они в состоянии обеспечить такое же улучшение здоровья ЖКТ и дают возможность модулировать микро-биоту кишечника. Пробиотики -это живые микроорганизмы, содержащиеся в корме, которые способны снизить патогенную нагрузку, работая по принципу конкурентного исключения, и могут улучшить состояние здоровья и усвоение питательных веществ у организма-носителя. Ecobiol® - это про-биотический продукт, содержащий бактерии Bacillus amyloliquefaciens CECT 5940, которые представляют собой быстрорастущий природный штамм, характеризующийся высокой устойчивостью к желудочному и желчному секрету. Ранее
уже было продемонстрировано, что Bacillus amyloliquefaciens CECT 5940 способны улучшать коэффициент конверсии корма и уменьшать количество патогенных бактерий в кишечнике (де Оливьера и др., 2019 г.). Настоящее исследование было проведено для оценки эффективности B. amyloliquefaciens CECT 5940 (Ecobiol®) у бройлеров, подвергнутых умеренной форме принудительного заражения кишечными патогеноми. Это испытание было проведено доктором Шубяо Ву в Университете Новой Англии, Австралия.
Материалы и методы
Четыреста восемьдесят суточных цыплят-бройлеров, смешанных по полу, кросса Росс 308 со средней начальной массой 42,0 ± 0,1 г были случайным образом распределены в четыре группы с различным составом рациона, каждая группа в свою очередь была разделена на восемь клеток по 15 птиц в каждой. В соответствии с рекомендациями Evonik по аминокислотам (AMINOChick® 2.0) были составлены контрольные рационы, состоящие в основном из пшеницы, сорго и соевого шрота, для стартерного (день 1-10), ростового (день 11-24) и финишного (день 25-35) периодов выращивания. Форма корма -гранулы. Группы были сформированы следующим образом: 1) группа без заражения (т.е. здоровая), получавшая контрольный рацион без пробиотика; 2) группа без заражения (т.е. здоровая), получавшая контрольный рацион с добавкой Ecobiol 500® в дозе 0,5 г/кг (1 х106 КОЕ/г бактерий B. amyloliquefaciens CECT 5940); 3) группа с заражением (т.е. зараженная), получавшая контрольный рацион без про-биотика; и 4) группа с заражением
(т.е. зараженная), получавшая контрольный рацион с добавкой Ecobiol 500® в дозе 0,5 г/кг (1*106 КОЕ/г бактерий B. amyloliquefaciens CECT 5940). Принудительное заражение заключалось в инокулировании на 9-й день 1 мл Eimeria (по 5000 спо-рулированных ооцист E. maxima и E. acervulina и 2500 спорулирован-ных ооцист E. brunetti), затем 1 мл C. perfringens (108 КОЕ) в дни 14 и 15. Корм и вода в течение опыта предоставлялись вволю.
Живая масса и потребление корма регистрировались на 35 день для расчета прироста живой массы и коэффициента конверсии корма. Причина смерти, дата падежа и масса погибших птиц регистрировались ежедневно. На 16-й день были случайным образом отобраны и взвешены по четыре птицы из каждой клетки. Эти птицы были временно оглушены разрядом электрического тока для взятия образцов крови. Из полученных образцов крови была выделена сыворотка для анализа содержания мочевой кислоты. Образец объединенного содержимого слепой кишки объемом 1 мл использовали для выделения ДНК по методу Херавьи и др. (2017 г.). Оставшийся образец объединенного содержимого слепой кишки использовали для оценки короткоце-почечных жирных кислот (SCFA) по методу, описанному Дженсеном и др. (1995 г.). Образцы содержимого подвздошной кишки, собранные на 35-й день, лиофилизирова-ли при -50 °C и мелко измельчали. Корм и лиофилизированные образцы содержимого анализировали на общее содержание аминокислот в лаборатории AMINOLab компании Evonik в Сингапуре. Коэффициент кажущейся иле-альной доступности аминокислот (CIAD) рассчитывали по следующей формуле: CIAD = (100 - (100 * Id * AAdc / Idc * AAd)) / 100; где: Id = содержание индикатора (TiO2) в сухом веществе корма, AAdc = содержание аминокислот в сухом веществе содержимого кишки, Idc = содержание TiO2 в сухом веществе содержимого кишки, AAd = содержание аминокислот в сухом веществе корма.
ЭФФЕКТИВНОЕ № 7 октябрь ЖИВОТНОВОДСТВО 2020
Таблица 1.
Показатели продуктивности и параметры тушки, оцененные у бройлеров, получавших ЕсоЬю!® 500 в условиях заражения кишечными патогенами.
Продуктивность в дни 0-35 Убойный выход на 35-й день
Группа Прирост массы (кг) Потребление корма (кг) КККкорр. (кг/кг) Смертность (%) Грудка (%) Голень (%) Жир (%)
Без заражения 1737 2453 1,412 2,50 19,449 10,091 0,958
Без заражения + ЕсоЫо!® 1903 2644 1,389 2,50 20,520 9,875 0,898
Зараженная 1543 2343 1,520 2,50 17,918 9,750 0,961
Зараженная + ЕсоЫо!® 1658 2435 1,490 3,33 18,370 9,583 0,970
Стандартная погрешность средней 26,21 24,85 0,01 0,78 0,250 0,095 0,011
величины
Значения P
Зараженная <0,0001 <0,0001 <0,0001 0,597 <0,0001 0,113 0,058
Ecobiol® <0,0001 <0,0001 0,043 0,597 0,046 0,350 0,255
Зараженная x Ecobiol® 0,301 0,326 0,800 0,597 0,386 0,727 0,121
Основные параметры Зараженная
Нет 1820a 2548a 1,401b 2,500 19,984a 9,983 0,925
Да 1600b 2386b 1,505a 2,915 18,144b 9,672 0,965
Ecobiol®
0 1640b 2398b 1,466a 2,500 18,624b 9,896 0,960
500 г/т 1780a 2546a 1,440b 2,915 19,362a 9,718 0,937
КККкорр. = коэффициент конверсии корма с учетом смертности. *Статистические расчеты были выполнены с использованием двухфакторного дисперсионного анализа со средним критерием Тьюки, который был достоверен при 5% вероятности.
На 35-й день произвольно собрали приблизительно 1 кг помета для оценки его влажности путем сушки в печи при 105 °С в течение 24 часов. На 35-й день четыре птицы из каждой клетки были случайным образом отобраны, умерщвлены и разделаны: грудка, голени и жировой слой были отделены, а подушечки лап оценивались по баллам от 0 до 4, в зависимости от степени тяжести пододерматита (Welfare Quality, 2009 г.). Данные были статистически проанализированы в программе SPSS, версия 22. Средние значения в группах сравнивались с применением критерия Тьюки. Статистическая значимость принималась при P <0,05.
Результаты и обсуждение
Продуктивность и кажущаяся илеальная доступность в 35 дней выращивания
Результаты качества пищеварения и убойного выхода тушки представлены в таблице 1. Не наблюдалось никакой существенной взаимосвязи между принудительным заражением и добавлением B. amyloliquefaciens CECT 5940 в отношении показателей смертности, продуктивности или убойного выхода тушки (P>0,05). Спровоцированное заражение значительно снизило прирост живой массы, потребление корма и выход мяса грудки, тогда как коэффициент конверсии корма значительно увеличивался (P<0,05). С другой стороны, добавление B. amyloliquefaciens CECT 5940 существенно повысило прирост живой массы, потребление корма, выход мяса грудки и улучшало коэффициент конверсии корма (P<0,05) независимо от условий заражения. Не наблюдалось какого-либо значительного влияния заражения или добавления пробиоти-ков на смертность, выход бедра и жира (P>0,05).
Результаты, наблюдаемые в настоящем исследовании, согласуются с данными де Оливьера и др., 2019 г., которые показали, что добавление B. amyloliquefaciens CeCt 5940 значительно улучшило ККК и выход мяса грудки у бройлеров, которые также были заражены Eimeria и C. perfringens. Было отмечено, что бройлеры с лучшим ККК были способны лучше усваивать питательные вещества для наращивания мышечной массы, особенно мяса грудки.
Расчетнные коэффициенты кажущейся илеальной доступности аминокислот представлены в таблице 2. Взаимосвязи между заражением и добавлением Ecobiol® в отношении коэффициентов доступности не наблюдалось (P>0,05). Заражение не
влияло на коэффициенты доступности аминокислот (P> 0,05) вероятно потому, что отбор образцов проходил через 9 дней после заражения (день 9), что дало птицам время на выздоровление. Добавление B. amyloliquefaciens CECT 5940 значительно увеличивало все коэффициенты доступности аминокислот, особенно цистеина, валина, глицина и серина (P <0,05), независимо от условий принудительного заражения. Усиление кажущейся илеальной доступности может быть связано с уменьшением эндогенных потерь аминокислот. Другой возможной причиной может быть улучшение целостности желудочно-кишечного тракта, способствующее активности ферментов у стенки кишечника.
Показатели здоровья, короткоце-почечные жирные кислоты и определение количества микроорганизмов на 16-й день
Результаты количественной ПЦР представлены в таблице 3. Взаимосвязи между заражением и добавление Ecobiol® не наблюдались у всех бактериальных групп (P>0,05). Популяции Clostridium perfringens и Bacteroides spp. при заражении были увеличены, тогда как
популяции Bacillus, Bifidobacterium и Ruminococcus spp. были достоверно снижены (P<0,05). С другой стороны, популяции Bacillus и Ruminococcus spp. были достоверно увеличены при добавлении в рацион B. amyloliquefaciens CECT 5940, но в других бактериальных группах изменений не было.
Настоящее исследование показало, что добавления B. amyloliquefaciens CECT 5940 (Ecobiol®) способны увеличивать частоту обнаружения Ruminococcus.
Результаты количественного определения короткоцепочечных жирных кислот (SCFA) представлены в таблице 4. Никакой взаимосвязи между группами с заражением и добавлением Ecobiol® в отношении количественного определения SCFA не наблюдалось (P>0,05). Концентрация уксусной и масляной кислот при заражении уменьшалась, а молочной кислоты - значительно увеличивалась (P <0,05). Добавление в рацион B. amyloliquefaciens CECT 5940 (Ecobiol®) значительно увеличило концентрацию масляной кислоты, вероятно, из-за наблюдаемого увеличения количества Ruminococcus spp. в слепой кишке
Птицеводство
_ www.agroyug.ru
Таблица 2.
Расчетные коэффициенты кажущейся илеальной доступности аминокислот (АК) у птиц на 35-й день.
66
Кажущаяся илеальная доступность аминокислот (%)
Группа Лизин Мети-онин Цисте-ин Треонин Триптофан Валин Изолей-цин Глицин Серин Все АК
Без заражения 86,23 87,58 73,08 78,88 78,00 79,64 81,51 76,85 78,87 81,00
Без заражения + ЕсоЫо!® 87,08 88,40 74,76 79,54 79,53 80,92 82,60 78,68 80,58 82,15
Зараженная 85,46 88,18 73,47 78,37 78,28 79,05 81,13 76,28 78,25 80,60
Зараженная + ЕсоЫо!® 86,63 89,09 76,31 79,27 79,27 81,05 82,81 78,58 80,67 82,43
Стандартная погрешность средней величины 0,27 0,26 0,43 0,43 0,45 0,40 0,39 0,40 0,40 0,34
Значения P
Зараженная 0,258 0,225 0,211 0,640 0,978 0,764 0,914 0,656 0,727 0,928
ЕсоЫо!® 0,068 0,105 0,007 0,382 0,174 0,047 0,090 0,010 0,010 0,035
Зараженная х ЕсоЫо!® 0,765 0,701 0,445 1,000 0,770 0,645 0,711 0,755 0,631 0,613
Основные параметры
Зараженная
Нет 86,65 87,99 73,92 79,21 78,77 80,28 82,06 77,76 79,72 81,57
Да 86,04 88,61 74,89 78,79 78,74 80,05 81,97 77,43 79,46 81,51
Ecobiol®
0 85,87 87,88 73,26b 78,63 78,14 79,36b 81,33 76,58b 78,58b 80,81b
500 г/т 86,87 88,72 75,49a 79,42 79,41 80,98a 82,70 78,63a 80,62a 82,28a
* Статистические расчеты были выполнены с использованием двухфакторного дисперсионного анализа со средним критерием Тьюки, который был достоверен при 5% вероятности.
(таблица 3). Бутираты оказывают благоприятное действие на состояние желудочно-кишечного тракта, что также объясняет улучшение показателей роста и убойного выхода тушки (Бедфорд и Гонг, 2017 г.).
Результаты анализа концентрации мочевой кислоты в сыворотке, проведенного на 16-й день, оценки тяжести пододерматита подушечек лап (FPD) и влажности помета на 35-й день представлены в таблице 5. Не отмечалось никакой взаимосвязи между группами с заражением и добавлением Ecobiol® в отношении концентрации мочевой кислоты, FPD или влажности помета р>0,05). При заражении отмечалось значительное снижение концентрации мочевой кислоты в сыворотке крови ^<0,05), что могло быть результатом снижения потребления корма и, следовательно, снижения потребления белков и аминокислот. Кроме того, заражение значительно увеличило средний балл FPD ^<0,05). При добавлении Ecobiol® не наблюдалось никаких различий в отношении концентрации мочевой кислоты, FPD или влажности помета ^>0,05). Наше предыдущее исследование показало, что добавления Б. amyloliquefaciens CECT 5940 (ЕсоЫо!®) могут улучшить показатели качества помета и FPD (де Оли-вьера и др., 2019 г.), но в настоящем исследовании показатели были намного ниже, чем те, о которых сообщали де Оливьера с коллегами (2019 г.), что снижает возможность выявить существенные различия.
Таблица 3.
Количественное определение популяции бактерий в слепой кишке у бройлеров, получавших ЕсоЬю! 500® в условиях заражения кишечными патогенами, на 16-й день.
Количество бактерий (копий генома/г)
Группа а а и и а а и и <и ТЗ Bifidobacterium spp. s J3 й ■ (0 О. Clostridium per-fringens s u c c
о (0 ш о <и и (0 ш £ Q> os t c a -J с и mi u ОС
Без заражения 7,96 9,83 6,92 9,30 6,22 10,14
Без заражения + ЕсоЫо!® 8,30 10,02 6,98 9,32 5,84 10,18
Зараженная 7,06 10,33 5,50 9,40 9,70 9,62
Зараженная + ЕсоЫо!® 7,74 10,56 6,42 9,51 10,20 9,91
Стандартная погрешность средней величины 0,13 0,08 0,24 0,04 0,51 0,06
Значения P
Зараженная 0,002 <0,005 0,036 0,069 <0,0001 <0,0001
ЕсоЫо!® 0,030 0.089 0,282 0,401 0,530 0,029
Зараженная х ЕсоЫо!® 0,257 0.879 0,353 0,648 0,371 0,193
Основные параметры
Зараженная
Нет 8,13a 6,95a 6,95a 9,31 5,99b 10,16а
Да 7,43b 5,96b 5,96b 9,46 9,92a 9,77b
Ecobiol®
0 7,55b 10,08 6,21 9,35 8,83 9,88b
500 г/т 8,02a 10,29 6,70 9,41 8,56 10,05а
* Статистические расчеты были выполнены с использованием двухфакторного дисперсионного анализа со средним критерием Тьюки, который был достоверен при 5% вероятности.
ЭФФЕКТИВНОЕ № 7 октябрь ЖИВОТНОВОДСТВО 2020
Таблица 4.
Количественное определение короткоцепочечных жирных кислот (SCFA), вырабатываемых в слепой кишке бройлеров, получавших ЕсоЫо1 500® в условиях заражения кишечными патогеноми, на 16-й день.
Концентрация короткоцепочечных жирных кислот (мкмоль/г)
Группа Муравьиная Уксусная Пропио-новая Изомас-ляная Масляная Изовале-риановая Валериановая Молочная Янтарная
Без заражения 1,16 86,00 3,84 0,71 30,90 0,42 0,92 0,79 13,35
Без заражения + ЕсоЫоКШ 1,88 90,04 3,79 0,67 34,73 0,34 0,84 0,78 16,25
Зараженная 1,21 64,52 5,45 0,85 12,69 0,56 1,20 27,96 15,31
Зараженная + ЕсоЫоКШ 0,93 68,30 4,66 0,79 19,21 0,45 1,00 18,30 8,84
Стандартная
погрешность средней вели- 0,17 3,26 0,31 0,05 1,95 0,03 0,06 3,59 1,24
чины Значения Р Зараженная
0,286 0,001 0,055 0,188 <0,0001 0,063 0,102 0,001 0,292
Пробиотик 0,717 0,623 0,500 0,706 0,017 0,181 0,320 0,434 0,332
Зараженная х ЕсоЫоКШ 0,150 0,652 0,477 0,724 0,425 0,473 0,453 0,289 0,058
Основные показатели Зараженная
Нет 1,45 87,91a 3,82 0,69 32,67a 0,38 0,89 0,79b 14,80
Да Ecobiol® 0 1,08 66,49b 5,04 0,81 15,73b 0,50 1,09 23,13a 12,23
1,18 74,75 4,73 0,78 21,19b 0,49 1,06 15,61 14,48
500 г/т 1,31 77,62 4,31 0,74 26,37а 0,41 0,94 11,29 12,13
* Статистические расчеты были выполнены с использованием двухфакторного дисперсионного анализа со средним критерием Тьюки, который был достоверен при 5% вероятности.
Таблица 5.
Концентрация мочевой кислоты в сыворотке крови, измеренная на 16-й день, оценка пододерматита подушечек лап (FPD) и влажности помета на 35-й день у бройлеров, получавших ЕсоЫо1 500® в условиях принудительного заражения кишечными патогеноми.
День 16 День 35
Группа Мочевая кислота в сыворотке крови (мг/дл) FPD (0-4) Влажность помета (%)
Без заражения 9,87 0,08 24,74
Без заражения + ЕсоЫоКШ 9,45 0,05 29,71
Зараженная 6,82 0,16 27,57
Зараженная + ЕсоЫоКШ 6,43 0,19 27,84
Стандартная погрешность средней величины 0,33 0,02 1,47
Значения P
Зараженная <0,0001 <0,005 0,875
Пробиотик 0,287 0,938 0,393
Зараженная x Ecobiol® 0,969 0,276 0,443
Основные эффекты
Зараженная
Нет 9,66a 0,07b 27,23
Да 6,63b 0,18a 27,71
Ecobiol®
0 8,25 0,13 26,16
500 г/т 7,84 0,13 28,78
* Статистические расчеты были выполнены с использованием двухфакторного дисперсионного анализа со средним критерием Тьюки, который был достоверен при 5% вероятности.
В целом, включение в рацион Bacillus amyloliquefaciens CeCt 5940 (Ecobiol®) значительно увеличило потребление корма, прирост массы, доступность аминокислот (ци-стеина, валина, глицина и серина), выход мяса грудки и улучшило коэффициент конверсии корма независимо от условий заражения. Кроме того, независимо от условий заражения, при добавлении B. amyloliquefaciens CECT 5940 в слепой кишке значительно увеличились популяции Bacillus spp. и Ruminococcus spp., что потенциально способствовало существенному увеличению выработки масляной кислоты в слепой кишке и связанному с этим улучшению показателей продуктивности и общего здоровья кишечника.
Литература
1. AMINOChick® (2011), Evonik Industries, Health & Nutrition, HanauWolfgang, Germany.
2. Bedford, A. and J. Gong, 2017. Implications of butyrate and its derivatives for gut health and animal production. Anim. Nutr. 4(2): 151-159. Doi:1016/j.aninu.2017.08.010.
3. Bortoluzzi, C.; Serpa Vieira, B.; de Paula Dorigam,, J.C.; Menconi, A.; Sokale, A.; Doranalli, K.; Applegate, T.J. Bacillus subtilis DSM 32315 Supplementation Attenuates the Effects of Clostridium perfringens Challenge on the Growth Performance and Intestinal Microbiota of Broiler Chickens. Microorganisms 2019, 7, 71.
4. De Oliveira MJK, Sakomura NK, de Paula Dorigam, JC, Doranalli K, Soares L, Viana GDS. 2019. Bacillus amyloliquefaciens CECT 5940 alone or in combination with antibiotic growth promoters improves performance in broilers under enteric pathogen challenge. Poult Sci. 98 (10):4391-4400. doi: 10.3382/ps/pez223.
5. Jensen, M. T., R. P. Cox, and B. B. Jensen. 1995. Microbial production of skatole in the hind gut of pigs fed different diets and its relation to skatole deposition in backfat. Anim. Sci. 61:293-304.
6. Keyburn, A. L., J. D. Boyce, P. Vaz, T. L. Bannam, M. E. Ford, D. Parker, A. Di Rubbo, J. I. Rood, and R. J. Moore. 2008. NetB, a new toxin that is associated with avian necrotic enteritis caused by Clostridium perfringens. PLoS Pathog. 4:1-11. doi:10.1371/ journal.ppat.0040026.
7. Kheravii, S. K., R. A. Swick, M. Choct, and S.-B. Wu. 2018. Effect of oat hulls as a free choice feeding on broiler performance, short chain fatty acids and microflora under a mild necrotic enteritis challenge. Anim. Nut. 4:6572. doi: 10.1016/j.aninu.2017.11.003.
8. Wade, B., and A. Keyburn. 2015. The true cost of necrotic enteritis. World Poult. 31:16-17.
9. Welfare Quality. 2009. Welfare Quality® assessment for poultry (broilers, laying hens). A. Butterworth, C. Arnould, T. Fiks van Niekerk, I. Veissier, L. Keeling, G. van Overbeke, and V. Bedaux, eds. Welfare Quality® Consortium, Lelystad, the Netherlands.
