doi: 10.15389/agrobiology.2020.4.682rus
УДК 636.5:591.05:539:577.2
Исследования выполнены при финансовой поддержке РНФ (проект № 16-16-10048 П).
МЕТАГЕНОМНЫЙ АНАЛИЗ МИКРОБИОМА КИШЕЧНИКА
И БИОХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МЯСА БРОЙЛЕРОВ
ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РАСТИТЕЛЬНОГО ЭКСТРАКТА Quercus cortex
В РАЦИОНАХ
В.А. БАГИРОВ1, А.С. УШАКОВ1, Г.К. ДУСКАЕВ2, О.В. КВАН2,
Ш.Г. РАХМАТУЛИН2, Е.В. ЯУШЕВА2, И.А. ВЕРШИНИНА2
На сегодняшний день использование антибиотиков в ветеринарии, а также в качестве стимуляторов роста в животноводстве считается основной причиной развития устойчивости бактерий к антибиотикам. Водные экстракты растительного происхождения могут обеспечить новые простые подходы к борьбе с патогенными бактериями. В этой связи ведется активный поиск естественных альтернативных источников противомикробных препаратов. Дикие растения считаются практически неограниченным источником фитохимических веществ. Кроме того, водные экстракты растительного происхождения могут обеспечить новые простые подходы к борьбе с патогенными бактериями. Высказываются предположения, что увеличение показателей роста бройлеров после добавления биоактивных веществ растительного происхождения может быть связано с улучшением микробного состава кишечника и метаболической функции. Для других растительных веществ характерно улучшение профиля ненасыщенных жирных кислот и аминокислот в мясе. Таким образом, чтобы получить более полную картину потенциального использования растительных экстрактов для профилактики или борьбы с бактериальными инфекциями, необходимо оценить активность растительных экстрактов в отношении микробиома кишечника сельскохозяйственных животных и птицы и качества получаемой продукции. Мы изучили влияние танинсодержащего экстракта коры дуба (Quercus cortex) на биохимический состав мяса цыплят-бройлеров и микробиом кишечника. Исследования проводили в Центре коллективного пользования научным оборудованием ФНЦ биологических систем и агротехнологий РАН (г. Оренбург) на цыплятах-бройлерах кроссам Смена 8 в 2019 году. Для экспериментов сформировали четыре группы 7-суточных цыплят (по n = 30, всего 120 особей). Контрольная группа получала основной рацион (ОР); I опытная — ОР + экстракт Quercus cortex (1 мл/кг живой массы); II опытная — ОР + экстракт Quercus cortex (2 мл/кг живой массы); III опытная — ОР + экстракт Quercus cortex (3 мл/кг живой массы). Анализ химического состава мяса цыплят-бройлеров показал, что включение в рацион птицы экстракта коры дуба в дозе 1 мл/кг живой массы способствует улучшению качества мяса за счет большего содержания влаги, сырого протеина и золы с одновременным уменьшением количества сырого жира (на 27,3 %, р ≤ 0,01). Добавление экстракта коры дуба в рацион приводило к повышению содержания незаменимых аминокислот в мясе: по лизину — на 1,63-3,43 % (р ≤ 0,01), по лейцину-изолейцину — на 2,20-5,00 % (р ≤ 0,05), метионину — на 0,55-1,93 % (р ≤ 0,05), валину — на 1,06-1,95 % (р ≤ 0,05), фенилаланину (I и II группа) — на 0,45 % и 1,14 % (р ≤ 0,05), треонину (I и II группа) — на 1,07 % (р ≤ 0,05) и 1,82 % (р ≤ 0,01). Количество заменимых аминокислот в грудных мышцах цыплят-бройлеров относительно контроля также возрастало, причем максимальный рост показателя отмечали в группе с дозировкой экстракта коры дуба 2 мл/кг живой массы. В грудных мышцах цыплят-бройлеров из I и III групп активнее, чем контроле, аккумулировались ненасыщенные жирные кислоты (в частности, содержание пальмитолеиновой было соответственно на 1,0 и 0,7 % больше; р ≤ 0,05). Эксперименты также показали, что дополнительное скармливание птице экстракта Quercus cortex (использованные рационы характеризовались различным содержанием танинсодержащих веществ) оказывает непосредственное воздействие на состав микрофлоры кишечника (в частности, на его слепой отдел). В первую очередь это влияние проявилось в отношении филумов Firmicutes и Bacteroidetes, что указывает на возможные изменения в обменных процессах у цыплят-бройлеров, например в резорбции энергии и деградации белков и полисахаридов. Численность бактерий филума Bacteroidetes повышалась в I и III группах в 3,96 и 2,10 раза относительно контроля (р ≤ 0,05), тогда как во II группе этих бактерий не обнаружили. Число представителей филума Firmicutes уменьшалось в 3,60 и 1,47 раза в I и III группах относительно контроля (р ≤ 0,05), но увеличивалось в 1,26 раза — во II группе (р ≤ 0,05). Таким образом, интенсификация процессов пищеварения в кишечнике бройлеров при применении экстракта коры дуба в дозировке 1-3 мл/кг живой массы в качестве биологически активной добавки к рациону приводила к повышению содержание аминокислот и ненасыщенных жирных кислот в тушках, что улучшает их потребительские качества.
Ключевые слова: микробиом, цыплята-бройлеры, экстракт коры дуба, жирнокислотный состав, аминокислотный состав.
V.A. Bagirov1, A.S. Ushakov1, G.K. Duskaev2, O.V. Kvan2,
Sh.G. Rakhmatullin2, E.V. Yausheva2, I.A. Vershinina2
Today, the use of antibiotics in veterinary medicine, as well as growth stimulants in animal husbandry, is considered the main reason for the development of bacterial resistance to antibiotics. Plant-based water extracts can provide simple new approaches to control pathogenic bacteria. Active search for natural alternative sources of antimicrobials, including wild plants, are almost unlimited source of phytochemicals. Plant-based water extracts can also provide simple new approaches to controlling pathogenic bacteria. Some authors suggest that an increase in broiler growth after adding active components of plants may be associated with an improvement in the microbial composition of the intestine and metabolic function. Other plant substances can improve the profile of unsaturated fatty acids and amino acids in meat. Thus, in order to get a more complete picture of the potential use of plant extracts for the prevention or control of bacterial infections, the most significant studies concern the evaluation of the activity of plant extracts in relation to the quality of products and the intestinal microbiome of farm animals and poultry. The aim of our experiment was to study the effect of Quercus cortex extract on biochemical composition of broiler chicken meat and intestinal microbiomes. The studies were carried out with Smena 8 broiler chickens (the Common Use Center for the scientific equipment of the BST RAS, in 2019). In the experiment, 120 broiler chickens aged 7-day were randomly assigned to 4 groups (n = 30 each, in 4 repetitions). The control broilers were fed the Basic Diet (BD); group I — BD + Quercus cortex extract 1 (1 ml/kg lw); group II — BD + Quercus cortex extract 2 (2 ml/kg lw); group III — BD + Quercus cortex extract 3 (3 ml/kg lw). Analysis of chemical composition of broiler chicken meat showed that the additional inclusion of oak bark extract at a dose of 1 ml/kg of live weight in the diet of the studied poultry helps to improve the quality of meat due to a 27.3 % (р ≤ 0.01) increase in moisture, crude protein and ash, while reducing the level of crude fat. The dietary oak bark extract contributed to an increase in the amount of essential amino acids, for lysine by 1.63-3.43 % (p ≤ 0,01, for leucine-isoleucine by 2.20-5.00 % (p ≤ 0.05), for methionine by 0.55-1.93 % (p ≤ 0.05), for valine by 1.06-1.95 % (p ≤ 0.05), for phenylalanine (group I and II) by 0.45 % and 1.14 %, respectively (p ≤ 0.05), for threonine (group I and II) by 1.07 % (p ≤ 0.05) and 1.82 % (p ≤ 0.01). Levels of non-essential amino acids in the pectoral muscles of broiler chickens compared to control also changed, with the maximum observed for a dosage of 2 ml/kg lw of oak bark extract. The content of unsaturated fatty acids in groups I and III increased compared to the control (for palmitoleic acid by 1.00 and 0.70 %, respectively, p ≤ 0.05). Different dosages of dietary Quercus cortex extract have a significant effect on microbiota of the blind intestine. Changes affect phyla Firmicutes and Bacteroidetes, involved in metabolic energy resorption and degradation of proteins and polysaccharides. The abundance of phylum Bacteroidetes increased 3.96-fold and 2.10-fold in groups I and III compared to the control (p ≤ 0.05), while in group II these bacteria were not found. The number of members of Firmicutes phylum decreased 3.60-fold and 1.47-fold (in groups I and III vs. the control, p ≤ 0.05) while increased 1.26 times in group II vs. the control, p ≤ 0.05 ) Thus, broilers fed 1-3 ml/kg dietary Quercus cortex extract were superior to other birds in terms of amino acid and unsaturated fatty acid levels in carcass due intensification of digestion in intestine, which improves consumer quality of meat.
Keywords: microbiome, broiler chickens, oak bark extract, fatty acids, amino acids.
1ФГБНУ ФНЦ животноводства — |
Поступила в редакцию |
