Аннотация результатов, полученных в 2024 году:

За период с 01 января по 15 декабря 2024 года полностью выполнены все планируемые работы. На данном этапе исследований осуществлено более 30 экспериментов на моделях in vitro и in vivo. Проведен комплекс экспериментальных исследований по изучению дозозависимого эффекта действия экзогенных ферментов на организм животных на микробиоту рубца и кишечника крупного рогатого скота, а также на морфологические и биохимические параметры организма. Животные находились на сбалансированном рационе с добавлением различных ферментов, таких как протеазы, липазы, целлюлазы и амилазы. Исследования показали, что добавление ферментов способствовало увеличению содержания полезной микрофлоры и снижению доли условно-патогенной микрофлоры, что улучшало переваривание и усвоение питательных веществ. Анализ крови животных выявил активацию иммунного ответа, изменения в уровне лейкоцитов, эритроцитов, гемоглобина и других показателей, что связано с воздействием ферментов на метаболические процессы. Добавление ферментов также повлияло на аминокислотный состав корма и его усвоение, показав положительное влияние на переваривание и использование аминокислот. В результате использование ферментов продемонстрировало их потенциал в улучшении пищеварения и обмена веществ у крупного рогатого скота. Второй эксперимент был направлен на изучение изменений концентрации летучих жирных кислот (ЛЖК), переваримости питательных веществ корма и биохимических параметров крови телят при введении экзогенных ферментов. Животные опытных групп получали в рацион различные дозировки ферментных препаратов. Результаты показали, что добавление ферментов способствовало увеличению концентрации ЛЖК, особенно уксусной и пропионовой кислот, что указывает на активизацию бродильных процессов в рубце. Анализ азотистого обмена выявил увеличение содержания общего и белкового азота в рубцовой жидкости. Переваримость питательных веществ и показатели биохимии крови улучшались в зависимости от типа и дозировки ферментов. При этом оптимальные результаты были достигнуты при умеренных дозах ферментных добавок, тогда как увеличение дозировки вызывало негативное влияние на организм животных. Эксперимент подтвердил положительное влияние ферментов на переваривание корма и метаболизм у телят, однако указал на необходимость точного подбора дозировок. Третий эксперимент был посвящен оценке влияния липазы на метаболизм в рубце и усвояемость питательных веществ у крупного рогатого скота. Животные получали липазу в разных дозировках. Исследования показали, что добавление фермента улучшает переваримость сухого вещества, сырого протеина и клетчатки. Умеренные дозы липазы способствовали увеличению концентрации общего азота в рубце и улучшению усвояемости эссенциальных и макроэлементов. Однако высокие дозы фермента вызывали накопление токсичных элементов и негативное влияние на организм животных. Оптимальной была признана низкая доза липазы, которая обеспечивала лучшее переваривание и усвоение питательных веществ, а также позитивно сказывалась на биохимических процессах в организме животных. Эксперимент подтвердил значимость липазы в рационе крупного рогатого скота при правильном подборе дозировок. Результаты проведённых экспериментов подтверждают значительное влияние экзогенных ферментов на улучшение переваримости и усвояемости питательных веществ у крупного рогатого скота, оптимизацию состава микробиоты рубца, повышение уровня переваримости и интенсификацию метаболических процессов. Наибольшая эффективность достигалась при использовании ферментов в оптимальных дозировках, что подчёркивает необходимость точного их подбора для предотвращения возможных негативных последствий. По полученным результатам сформированы базы данных, содержащие результаты элементного состава химуса рубца бычков казахской белоголовой породы при использовании в кормлении различных ферментных препаратов, данные по усвояемости макро и микроэлементов, являющихся условно-эссенциальными и эссенциальными, а также токсичных элементов в организме животных (№ 2024621772, №2024621852 и др.). Разработан способ снижение уровня эндогенных потерь из организма жвачных (заявка на патент №2024135197).

Аннотация результатов, полученных в 2025 году:
За период с 01 января по 15 декабря 2025 года полностью выполнены все планируемые работы. На данном этапе исследований проведено более 40 экспериментов в отношении комплекса отдельных ферментов в комплексе с микроэлементами, в различной форме в опытах in vitro и in vivo. По итогам работ подготовлено 15 публикаций в изданиях, индексируемых в Russian Science Citation Index — 4; Scopus Q1 – 1; тезисы конференций – 7; выступления на семинарах и конференциях с устными докладами – 2; зарегистрированы 1 базы данных и поданы 2 заявки на изобретение. На основании оценки элементного обмена и активности метаболических процессов в организме бычков проведена оценка и осуществлен выбор химических элементов, наиболее активно участвующих в реализации продуктивного потенциала. Установлено, что взаимодействия между ферментами, микроэлементами и процессами переваривания являются ключевыми для поддержания здоровья и биохимического баланса организма. Анализ корреляционных связей показал, что уровни ферментов и элементов координируются общей физиолого-биохимической логикой, что подтверждается наличием сильных корреляций (|r| > 0,7) и «сквозных» связей элементов, выступающих центральными узлами регуляции. По отдельным ферментам выявлено: липаза: отрицательная корреляция с Ca и P, положительная с Li; амилаза: многочисленные сильные корреляции, самая чувствительная к элементному статусу; антагонисты Cu, Se, Sn, Mg подавляют активность, вероятно за счёт токсического или конкурентного ингибирования; синергисты Zn, Cr, I усиливают активность, подчёркивая её важность в метаболизме углеводов; протеаза: выраженные, но сложные разнонаправленные связи с переходными металлами. В качестве системных регуляторов и индикаторов метаболического состояния выделены элементы: Co, Cr, Mg, Cu, Zn, Fe. Обнаружены антагонистические пары (,Zn+ и Cu− для амилазы; Cr+ и Mg− для протеазы), что свидетельствует о конкуренции и противоположных регуляторных эффектах. Проведенная оценка метаболических параметров в рубце жвачных методом in vitro при использовании комплексных соединений экзоферментов и минеральных препаратов в ультрадисперсной и органической формах показала, что применение различных препаратов существенно влияет на ферментацию и обмен веществ в рубце. Во всех опытных группах уровень ЛЖК был выше контроля. Влияние препаратов повлияло на рост небелкового азота (в 5–16 раз), что указывает на активный распад белков и перестройку азотного обмена в рубце. Повышение метаболической активности в рубце повысило переваримость сухого вещества кормов на 1,8–3,5 %. Комбинированное использование протеазы грибной, целлюлазы, протеазы микробной и добавок на основе меди и магния эффективно повышает уровень ферментации и переваримости кормов, снижает образование метана и оказывает комплексное положительное влияние на азотистый обмен. В ходе in vivo, включение микробной протеазы усиливает микробный метаболизм, что подтверждается ростом летучих жирных кислот и увеличением общего, белкового и небелкового азота. Включение УДЧ Mg в комбинации с протеазой приводит к снижению уровня ЛЖК по сравнению с протеазой отдельно и нормализации их концентраций, что указывает на способность магния регулировать микробную активность и структуру субстрата. Добавление микробной протеазы и её комбинация с УДЧ Mg влияют на таксономический состав микробиома рубца и кишечника бычков, при этом сохраняя стабильность общего альфа-разнообразия. Доминирование Bacteroidota и Bacillota характерно для всех групп, что типично для рубцовой и кишечной микробиоты жвачных. Добавки вызывают сдвиг в пользу Bacteroidota и одновременное снижение доли Bacillota, при этом в контрольной группе Bacillota сохраняет доминирующее положение. Несмотря на изменения таксономического состава. Сдвиг в соотношении Bacteroidota/Bacillota может улучшать процессы ферментации углеводов и аккумулирование ЛЖК, способствуя повышению усвояемости питательных веществ и увеличению продуктивности бычков. Применение ПМ способствует значительному улучшению прироста массы тела за счет повышения энергетического баланса и протеолитической активности, тогда как добавление УДЧ магния способствует стабилизации обменных процессов и улучшению минерального баланса, обеспечивая более сбалансированный физиологический эффект и потенциально улучшая продуктивность и здоровье животных. На основе полученных в ходе исследований результатов разработаны рекомендации по использованию в составе рационов молодняка крупного рогатого скота композиций целлюлозолитических и амилолитических экзоферментов с препаратами микроэлементов в различной форме и предназначены в качестве пособия для специалистов агропромышленного комплекса. По результатам экспериментальных исследований поданы 2 заявки на изобретение (кормовая добавка для жвачных животных № 2025122960; кормовая добавка для крупного рогатого скота № 2025122961) и зарегистрирована 1 база данных по содержанию химических элементов в химусе рубца (мг/кг), концентрацию летучих жирных кислот (ммоль/100 мл), концентрацию метаболитов азота (ммоль/л) и переваримость сухого вещества рациона (%) при включении в рацион ферментных препаратов. В текущем году опубликованы 12 публикаций белый список, из них Q1-1 (БС), RSCI – 4 (БС); РИНЦ – 7.

Возможность практического использования результатов:
По итогам проведения дополнительных исследований (участие в конкурсе на продление 2026- 2028 гг.) планируется формирование научных и технологических заделов, обеспечивающих экономический рост и социальное развитие Российской Федерации. В частности, планируется на основе результатов экспериментальных исследований заложить основу для разработки новых кормовых добавок и способов усиления метаболических процессов в организме жвачных животных, с целью увеличения продуктивности и здоровья животных, направленных на модуляцию микробиома рубца и кишечника жвачных, ингибирование вредной и поддержание полезной микрофлоры. Кроме того на основе полученных данных предлагается новая стратегия коррекции дефицита или избытка отдельных элементов у животных за счёт целенаправленной модуляции микробиоты рубца, которую необходимо подтвердить дальнейшими in vivo исследованиями.