Введенные с препаратами пробиотические штаммы взаимодействуют с сообществом бактерий кишечника (Ушакова с соавт., 2013), выделяют метаболиты, влияющие на активность иммунной, гормональной, пищеварительной систем организма-хозяина. Аспекты использования пробиотиков затрагивают широкий круг проблем, связанных с коррекцией кишечного биоценоза, иммунной, гормональной и ферментной систем молодняка и взрослых животных. Кроме того, использование пробиотиков имеет актуальное значение не только для животноводства, но и для здравоохранения в целях снижения риска заболеваемости людей и повышения экологической безопасности сельскохозяйственной продукции.
Разработан процесс твердофазного культивирования пробиотических штаммов вида Bacillus subtilis и получение биопленки на твердом носителе (синбиотический препарат ПроСтор, его модификация Санвит-К). Препараты производятся по уникальной технологии, которая включает стадию твердофазного культивирования пробиотических бактерий на фитоносителе (специально подготовленный свекловичный жом). Технология получения препаратов частично имитирует условия жизнедеятельности кишечных микросимбионтов и включает неполное твердофазное сбраживание пробиотической ассоциацией свекловичного жома (Ушакова с соавт., 2009). В результате образуется биопленка на поверхности фитоносителя, которая позволяет сохранять жизнеспособные бактерии, их метаболиты и биологически активные вещества (рис.1). Конечный продукт включает биомассу пробиотиков, продукты их метаболизма, продукты биотрансформации фитосубстрата и фитокомпоненты. Пробиотический эффект бацилл сочетается с эндоглюканазной, протеолитической, и амилазной активностями. В препаратах содержится набор важнейших ферментов: целлюлаза, эндоглюканаза, амилаза, комплекс протеаз, липаза, органические кислоты, биологически активные вещества, витамины и аминокислоты, иммуноактивные пептиды – продукты метаболизма пробиотиков. В препарат входят фиточастицы, являющиеся клетчатковым микросорбентом, и пребиотики – пектины свеклы. Пробиотические бактерии отличаются повышенной жизнеспособностью и устойчивостью к неблагоприятным условиям окружающей среды, поскольку находятся в виде биопленки на фитоносителе, а также адаптированы к условиям жизнедеятельности в кишечнике в процессе получения препарата. Исследования показали, что в биопленке по-иному, в сравнении с чистыми культурами бактерий, происходят их физиологические процессы, в том числе продукция метаболитов и биологически активных веществ. Особое значение имеют сигнальные вещества, обеспечивающие взаимодействие клеток в биопленке. По-видимому, такие вещества могут служить аналогами регуляторных молекул животного организма. Можно предположить, что соматостатин-подобный пептид, обнаруженный при развитии некоторых штаммов Bacillus subtilis, в том числе использующихся в пробиотической ассоциации препарата ПроСтор, является фактором межклеточной коммуникации (Ушакова с соавт., 2010). Известно, что грамположительные бактерии осуществляют обмен информацией, используя олигопептидные сигнальные молекулы. Согласно симбиогенетической теории происхождения эукариот многие сигнальные молекулы, общие для бактерий и эукариот, у первых выполняли синэкологические функции (обеспечение взаимодействия клетки с другими членами прокариотного сообщества), а у вторых стали обеспечивать согласованную работу клеток многоклеточного организма. При получении биопленки в препарате ПроСтор очевидно действие системы межклеточной коммуникации бактерий по принципу “Кворум сенсинг” (QS), способствующей выживанию вегетативных клеток (Kohli et all., 2018) Поэтому препараты, основанные на получении биопленки пробиотиков, отличаются от препаратов-аналогов наличием сигнальных веществ бактериального происхождения, влияющих на гомеостаз многоклеточных организмов-хозяев.
Испытания ПроСтор в ЗАО «Приосколье», Белгородская область в опытах на 900 тыс. голов показало снижение санбрака на 15%, увеличение среднесуточного привеса на 1,3%, увеличение сохранности на 0,3%, снижение конверсии корма (повышение эффективности пищеварения) на 0.6%. Кормление кур-несушек в течение 6 месяцев позволило повысить яйценоскость на 21%, снизить эмбриональную смертность на 4%.
В ООО спецхоз «Вишневский», Воронежская область, применение ПроСтора в рационе свиней показало снижение кормозатрат на единицу прироста живой массы за счет лучшей усвояемости корма на 9,4% (табл.1). Таблица 1. Показатели применения пробиотического препарата ПроСтор в рационе свиней.
Показатель | Единица измерения | +0.5 кг/т ПроСтора | Контроль |
---|---|---|---|
Количество поросят | голов | 156 | 161 |
Возраст поросят | дни | 30-49 | 30-4920 |
Продолжительность опытного кормления | дни | 20 | 20 |
Средний вес в начале опыта | кг/гол | 7,57 | 7,74 |
Средний вес в конце опыта | кг/гол | 16,27 | 15,14 |
Среднесуточный привес | кг/гол/сут | 0,435 | 0,370 |
Расход корма за опыт | кг/гол | 11,9 | 11,1 |
Среднесуточный расход корма на голову | кг/гол/сут | 0,595 | 0,555 |
Затрат корма на 1 кг привеса живой массы | кг | 1,37 | 1,50 |
Экономическая эффективность | % | +9,4 |
Показатель | Контроль | Опыт |
---|---|---|
Поголовье на начало опыта, голов | 12 | 12 |
Средняя живая масса при постановке, кг | 85,25 | 79,83 |
Живая масса в конце опытного кормления, кг | 185,50 | 191,25 |
Средний привес 1 теленка, кг | 100,25 | 111,41 |
Суточный привес 1 теленка , кг | 0,856 | 0,952 |
% к контролю | 100 | 111,2 |
Известно, что пробиотические препараты стимулируют развитие кишечных бактерий, что ведет к включению азота (из аммиака и других источников) в белок бактериальных клеток, биомасса которых затем выделяется из организма с фекалиями. Также показано, что и пребиотики способны снижать концентрацию аммония в фекалиях (Rehman, Bohm, Zentek, 2008; Flickinger et al., 2003). При этом влияние синбиотических препаратов на аммоний-азотный метаболизм в кишечнике связано со сдвигом выделения азота из мочи в фекалии (Heijnen, Beynen, 1997). Это объясняется возрастанием синтеза бактериального протеина, вызывающего уменьшение всасывания в кишечнике азота, образованного из аммония. Косвенное значение такого влияния проявляется в уменьшении неприятного аммиачного запаха на животноводческих фермах и птицеводческих хозяйствах и имеет важное экологическое значение.
- Бондаренко В. М., Мацулевич Т. В. Дисбактериоз кишечника как клинико-лабораторный синдром: современное состояние проблемы. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. С. 304-305.
- Ушакова Н.А., Бродский Е.С., Козлова А.А., Нифатов А.В. Анаэробная твердофазная ферментация растительных субстратов с использованием Bacillus subtilis // Прикладная биохимия и микробиология, 2009, том 45, № 1, с. 70-77.
- Ушакова Н.А., Вознесенская В.В., Козлова А.А., Нифатов А.В., Самойленко В.А., Некрасов Р.В., Егоров И.А., Павлов Д.С. Выделение соматостатин-подобного пептида клетками Bacillus subtilis В-8130, кишечного симбионта дикой птицы Tetrao urogallus, и влияние бациллы на животный организм //Доклады АН. 2010, том 434, № 2, с. 282–285.
- Ушакова Н.А., Некрасов Р.В., Правдин В.Г., Кравцова Л.З., Бобровская О.И., Павлов Д.С. Новое поколение пробиотических препаратов кормового назначения // Фундаментальные исследования. 2012. № 1. С. 184-192; 4.
- Ушакова Н.А., Некрасов Р.В., Мелешко Н.А., Лаптев Г.Ю., Ильина Л.А., Козлова А.А., Нифатов А.В. Влияние Bacillus subtilis на микробное сообщество рубца и его членов, имеющих высокие коэффициенты корреляции с показателями пищеварения, роста и развития хозяина //Микробиология. 2013. Т.82. №4. С.456-463.
- Flickinger E.A., Schreijen E.M., Patil A.R., Hussein H.S. Nutrient digestibilities, microbial populations, and protein catabolites as affected by fructan supplementation of dog diets// J. Anim. Sci. 2003. V.81. P.2008-2018.
- Heijnen M.L. A., Beynen A.C. Consumption of retrograded (RS3) but not uncooked (RS2) resistant starch shifts nitrogen excretion from urine to feces in cannulated piglets // J. Nutr. 1997. V.127. P.1828–1832.
- Kohli V., Rehman S., Rathlavath S., Agarwal D. Quorum Sensing: Survival Strategy of Microbes // International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences May 2018. V.7(N 05). P.165-172.
- Rehman H., Bohm J., Zentek J. Effects of differentially fermentable carbohydrates on the microbial fermentation profile of the gastrointestinal tract of broilers // J. Anim. Physiol. Anim. Nutr. 2008. V.92. P.471-480.