Отчет за 2022

Оценка конститутивного характера свечения люминесцентных бактерий, позволила характеризовать общую биологическую активность исследуемых образцов. В ходе анализа выявлено, что безопасное применение на макрообъекте допустимо в концентрации цинка в ультрадисперсной форме — 0,0001 М, меди в ультрадисперсной форме -0,00078 М, транс-коричного альдегида – 6,1*10-6 М, 7,8 – дигидрокси-4-метилкумарина — 3,1*10-6М, экстракта Quercus Cortex — 3,13%, ферментной добавки– 0,1 %, кормового антибиотика — 0,1 %,

Для сравнительного анализа также были апробированы ультрадисперсные частицы оксидной формы цинка и меди на микрообъекте, выявлено, что степень биологической активности данных веществ выше чистых металлов, что делает данные образцы менее безопасными в эксперименте на животных. При исследовании влияния комплекса малых молекул растительного происхождения, на данном уровне антагонизма выявлено не было. Далее анализировали комплексы веществ с целью установлении синергизма или антагонизма между ними. Так, комплекс меди в ультрадисперсной форме в концентрации 0,00078 М и ферментной добавки 0,5 % не сопровождалось отрицательными эффектами в отношении биолюминесценции штамма, цинк в ультрадисперсной форме в комплексе с ферментной добавкой 0,5% в концентрации 0,00009 М приводит к снижению люминесцентного отклика. Воздействие комплекса веществ (I) — медь в ультрадисперсной форме 0,00078 М + 7,8 – дигидрокси-4-метилкумарин (3,1*10-6М) и транс-коричный альдегид (6,1*10-6 М) сопровождается выраженной интенсификацией свечения.

Рассматривая комбинацию цинка и малых молекул растительного происхождения, сделаем вывод о потенцирующем действии исследуемых веществ друг на друга в рамках биологической активности. При этом ферментная добавка не способна нивелировать данный эффект. Таким образом, воздействие на штамм Escherichia coli K12 TG1 pF1 (Эколюм) позволило предопределить предполагаемый синергизм или антагонизм исследуемых добавок. Методом динамического лазерного светорассеяния установлено, что среднее значение гидродинамического диаметра агломератов ультрадисперсных частиц цинка составило 767, ультрадисперсных части меди. Распределение гидродинамического диаметра частиц 5 % антибиотической добавки носило бинарный характер, с максимумами в 224,6 нм (68,1 %) и 1383 нм (31,8 %). Размер молекулярных констант фитобиотического экстракта Quercus Cortex составлял 59,1 нм. Гидродинамический диаметр агрегатов комплексной ферментной добавки составил 1017 нм.

АСМ-тестирование позволило установить, что исследуемые вещества в дозировках, выведенных из теста ингибирования бактериальной люминесценции, как не подавляющие, при введении в питательную среду с Eschericia coli на рельефе и размере последних сказывались незначительно. Однако при их комбинировании, в комплексы III (УДЧ Zn 0,0001 М + 7,8 – дигидрокси-4-метилкумарин (3,1*10-6М) + транс-коричный альдегид (6,1*10-6 М) и IV (УДЧ Zn 0,0001 М + ферментная добавка 0,5 % + 7,8 – дигидрокси-4-метилкумарин (3,1*10-6М) и транс-коричный альдегид (6,1*10-6 М)) наблюдалась гибель клеток, что свидетельствует о взаимном повышении биоактивного состояния внутри комбинации. Тем не менее комплексы I (УДЧ Cu 0,00078 М + 7,8 – дигидрокси-4-метилкумарин (3,1*10-6М) и транс-коричный альдегид (6,1*10-6 М)) и II (УДЧ Cu 0,00078 М + ферментная добавка 0,5 % + 7,8 – дигидрокси-4-метилкумарин (3,1*10-6М) и транс-коричный альдегид (6,1*10-6 М)) аналогичными свойствами не обладали. То есть потенцирующее действие было связано с видом металла в комплексе. Проведен первый этап экспериментальных исследований на цыплятах-бройлерах по оценке включения в рацион комплексной ферментной добавки и ультрадисперсных частиц меди, как эффективной альтернативы кормовым антибиотикам.

При анализе потребления корма за весь период выращивания, установлено, что бройлеры группы, получавшей фермент потребили на 6,7 % больше, фермент + медь в ультрадисперсной форме на 1,8 % в сравнении с показателями контрольной группы (прил. 45). По окончанию эксперимента (42 дня) выявлено, что масса бройлеров группы фермента на 10,2% (Р≤0,05) выше контроля. Разница по живой массе цыплят-бройлеров контрольной и группы получавшей фермент и ультрадисперсную медь составила 11,1 % (Р≤0,05).

Результаты анализа морфологических показателей крови свидетельствовали об увеличение концентрации эритроцитов на 3,57 % (Р≤0,05), гемоглобина на 0,8 % (Р≤0,05), гематокрита на 8,4 % (Р≤0,05) при введении исключительно ферментной добавки в сравнении с группой контроля. При комплексном введении фермента и меди в ультрадисперсной форме отметим увеличение эритроцитов на 5,5 % (Р≤0,05), гемоглобина на 12,5 % (Р≤0,05), гематокрита на 17,1 % (Р≤0,05) соответственно, в сравнении с контрольными значениями. Согласно результатам анализа биохимических показателей сыворотки крови цыплят-бройлеров, установлено, что ферментная добавка приводит к увеличению уровня общего белка на 3,7 % (Р≤0,05), мочевины на 14,1 % (Р≤0,05), магний на 3,6 % (Р≤0,001), кальций на 2,1 (Р≤0,05), фосфор на 3,9 % (Р≤0,05) со снижением холестерина на 9,1 (Р≤0,05), триглицеридов на 31,3 (Р≤0,01) в сравнении с контролем. При комплексном введении фермента и меди в ультрадисперсной форме происходило увеличение фосфора на 10,4 % (Р≤0,05) со снижением АЛТ на 9,25 % (Р≤0,05) относительно контроля. Более глубокие исследования элементного состава биосубстратов и микробиома слепой кишки бройлеров были проведены в группе с максимальной эффективностью.

Комплекс фермента и меди в ультрадисперсной форме, введённый в рацион бройлеров, способствовал увеличению концентрации кальция на 31,3 % (Р≤0,05), кремния на 22,73 % (Р≤0,01), железа на 11,16 % (Р≤0,05), магния на 10,69 % (Р≤0,05), на фоне снижения кобальта на 14,75 % (Р≤0,001), марганца на 19,87 % (Р≤0,05), алюминия 20,29 % (Р≤0,01) и селена на 28,74 % (Р≤0,05) относительно контрольных значений. Исследуемые вещества приводили к изменениям элементного состава тела цыплят-бройлеров. Было показано, что исследуемое вещество на фоне энзимсодержащей добавки оказывало влияние на скорость накопления и концентрацию ряда макроэлементов, эссенциальных, условно-эссенциальных и токсичных микроэлементов, приводя к их перераспределению. Анализ, полученных в эксперименте результатов, демонстрировал что, введение в рацион цыплят-бройлеров исследуемого вещества оказывает прямое влияние на микробиом слепой кишки, при введении УДЧ Cu на фоне энзимсодержащей диеты в кишечном содержимом были идентифицированы четыре класса: Bacteroidia (59,13 %), Clostridia (30,23 %), Erysipelotrichia (1,55 %), Negativicutes (3,61 %). При скармливании цыплятам –бройлерам рациона, содержащего УДЧ Cu в комбинации с МЭ наблюдаются повышение в опытной группе Bacteroidia на 11,8 %, в то время как значительно снижаются Clostridia на 16,5 % по отношению к контрольным значениям. Рассмотрение таксономического профиля на уровне семейств показало, что, при скармливании цыплятам-бройлерам комплекса МЭ + УДЧ Cu увеличивается популяция Rikenellaceae на 22,8 %, Bacteroidaceae на 84,3 %, в рамках Clostridia соответственное снижение доли Ruminococcaceae на 44,4 % по отношению к контролю. Таким образом, каждый микроорганизм в геноме кодирует ряд ферментов, диссоциирующих определенный набор нутриентов. Любые композиционные изменения приводят к различиям в способности микробного сообщества переваривать сложные углеводы. Выявленные прямо пропорциональные зависимости увеличения доли представителей филума Bacteroidetes с продуктивностью, связаны в первую очередь с вырабатываемыми метаболитами.

Отчет за 2023

В ходе исследований предложена стратегия питания цыплят-бройлеров, исключающая использование кормовых антибиотиков, в частности применение малых молекул растительного происхождения совместно с Cu как альтернативы антибиотическим веществам, которая сопровождается увеличением абсолютного прироста при снижении затрат корма на 1 кг прироста. Продуктивный эффект заключается в увеличение коэффициентов переваримости органического вещества, сырого протеина, сырого жира и БЭВ (от 2,18 до 5,05 % (р≤0,05). Использование в питании цыплят-бройлеров биостимуляторов является эффективным решением в отношении биологической ценности мышечной ткани, что выражается повышением уровня незаменимых аминокислот Fhe и Thr и увеличением скора первой лимитирующей аминокислоты Fhe и ряда других аминокислот, таких как: Leu+Ile, Val, His в сравнении с контролем. Введение антибиотика сопровождалось тенденцией к снижению скора лимитирующей аминокислоты (Fhe). Результаты оценки элементного состава биосубстратов, свидетельствовали о том, что введение антибиотика сопровождалось увеличением концентрации Co, Fe, Ni, Si, P, Al 10,65 – 27,1 % (р≤0,05), cо снижением I и Cd (22,48 — 31,22 % (р≤0,05)) в теле. Комплекс биостимуляторов приводил к увеличению концентрации Cu, Fe и Ca (7,2-8,53 % (р≤0,05)), со снижением Co, Mn, Zn и Cd по отношению к контролю. Результаты таксономического исследования показали, что применение в рационе цыплят антибиотика (отрицательный контроль) в субингибиторной дозировки способствовало изменению численности бактерий, относящихся к таксонам Bacteroidota (+ 18,8 %) и Bacteroidota (− 16,81 %, р≤ 0,05) в сравнении с контролем. На уровне рода были идентифицированы более высокие значения микроорганизмов Phocaeicola на 17,59 % (р≤ 0,05) и Millionella на 2,52 % (р≤ 0,05) выше, чем в контроле. При скармливании цыплятам-бройлерам комплекса биостимуляторов (малых молекул растительного происхождения совместно с Cu) наблюдалось более высокое количество бактерий филума Bacillota. Идентифицированы бактерии филума Actinomycetota. В рамках класса Bacteroidia увеличивается доля семейств Barnesiellaceae и Bacteroidaceae. Соответственно, на уровне рода наблюдалось увеличение доли Bacteroides (9,62 %) (р≤ 0,05), снижение Alistipes (3,72 %) (р≤ 0,01). Расчет индекса Chao1 показал более высокие значения при введении антибиотика относительно контроля, и снижение данного показателя на фоне применения малых молекул растительного происхождения совместно с Cu, что закономерно свидетельствовало о большем и меньшем таксономическом биоразнообразии.

Результаты 2 серии исследований показали, что эффективным является введение малых молекул растительного происхождения без дополнительного введения Cu на фоне присутствия энзимов в составе рациона. Аминокислотный состав мышечной ткани варьировался в зависимости от состава комплексной добавки. Так, при введении исключительно малых молекул растительного происхождения, наблюдались изменения профиля незаменимых аминокислот, в частности увеличение суммы Leu+Ile, Val, Phe (9,04 -11,38 % (р≤ 0,05)). Схожая закономерность была выявлена в группе, где помимо перечисленных добавок вводили Cu, наблюдалось увеличение Leu+Ile, Val, Phe (10,05 – 13,27 % (р≤ 0,05)). При рассмотрении аминокислотного скора, выявлено, что предлагаемые стратегии увеличивали скор Leu+Ile, Val, Phe. В эксперименте эффективность в отношении биологической ценности мышечной ткани выше в случае применения стратегии малых молекул растительного происхождения на фоне энзимов.

На фоне введения добавок наблюдались изменения элементного состава тканей тела, так в группе малых молекул была увеличена концентрация Na, Fe, Mg, Zn в сравнении с контролем. При этом были снижены Cu, Cr. Изменения в группе с Cu. проявлялись увеличением концентрации Ca, Cu, Mn, Cr и снижением Co. Для установления биоаккумуляции химических элементов в организме цыплят-бройлеров, проведен анализ их конверсии и выявлено, что при первой стратегии увеличивалась эффективность использования K, Fe, Mg, Zn с одновременным снижением конверсии Cu, Ni, Ca. Дополнительное введение Cu приводило к увеличению конверсии B, Ca, Cr, Sn, при этом снижение конверсии наблюдалось в отношении Cd, V, P, и Al в сравнении с контролем.

Результаты второй серии демонстрируют, что введение в рацион цыплят-бройлеров малых молекул растительного происхождения на фоне энзимов приводило к увеличению относительной численности бактерий филума Bacteroidetes и снижению Bacillota. На уровне рода наблюдались более высокие значения по количеству бактерий unclassified_Ruminococcaceae и Coprobacter. При этом, в данной гр. были идентифицированы бактерии рода Bacteroides, Barnesiella, Phascolarctobacterium, Clostridium XVIII. В группе комплексного введения биостимуляторов и ультрадисперсной Cu на фоне энзимов наблюдалось более высокое содержание микроорганизмов семейств Oscillospiraceae и Lachnospiraceae. Воздействие фактора приводило к увеличению рода Coprobacter. Индексы альфа-разнообразия показали высокое богатство, разнообразие и однородность исследуемых микробиомов. В опытных группах отмечались более высокие значения индекса Chao1 в сравнении с контролем, что может свидетельствовать о об увеличении числа таксонов на уровне рода в микробиоме. Расчет бета-разнообразия показал наличие различий в организации бактериальных сообществ между опытными и контрольной группами.

Результаты 3 серии исследований показали, что максимальный продуктивный эффект выявлен при сочетанном введении экстракта Quercus Cortex, ферментной добавки и Zn на фоне минимальных затрат корма на 1 кг прироста живой массы и увеличения коэффициентов переваримости сырого жира и сырого протеина. Таким образом, при рассмотрении результатов всех серий экспериментов, можно заключить, что каждый из предложенных вариантов способствовал росту продуктивности. Однако, максимальный стимулирующий эффект проявили следующие сочетания: 1) малые молекулы растительного происхождения и УДЧ Cu; 2) малые молекулы растительного происхождения на фоне ферментов; 3) экстракт Quercus Cortex + Zn + ферментная добавка. С экономической точки зрения, первые две обладают должным преимуществом. Эффект от предложенной стратегии превалирует над действием кормового антибиотика, что говорит о возможном использовании данных добавок в качестве эффективной и безопасной альтернативы. С учётом факта, что в существующих экономических реалиях, птицефабрики вынуждены использовать более дешевые кормовые ингредиенты, комплекс с ферментной добавкой является более универсальным.

В целях повышения эффективности производства продукции птицеводства целесообразно введение в рацион цыплят-бройлеров комплексной кормовой добавки на основе ферментной композиции 0,05 % и комплекса малых молекул растительного происхождения: транс-коричный альдегид и 7,8 – дигидрокси-4-метилкумарин. Использование предлагаемой стратегии обеспечит высокий уровень продуктивности и рентабельности благодаря возникновению комплекса причинно-следственных связей: реорганизации кишечного микробиома, улучшению переваримости, активизации метаболизма цыплят-бройлеров. Полученные результаты могут стать научно-обоснованным фундаментом отказа от кормовых антибиотиков без экономических и технологических последствий. Включение в рацион бройлеров предлагаемого комплекса сопровождается снижением себестоимости 1 кг мяса на 2,6 руб., что повлекло за собой увеличение рентабельности производства на 3,4 %.