Изготовленные на основе продуктов микробного брожения кормовые добавки, способные повысить врожденную способность животных к расщеплению таких субстратов, как клетчатка, и тем самым увеличить выход питательных веществ из потребленных кормов, — ценные инструменты в современном животноводстве. Эти кормовые добавки можно считать пребиотиками или которые демонстрируют пребиотической действие. Кормовая добавка Amaferm®, которую производит компания BioZyme Inc. (Сент-Джозеф, США) путем ферментации A.O., соответствует такому определению.

Задокументировано, что у жвачных животных Amaferm® улучшал расщепления органического вещества и таким образом улучшал выход энергии (Frumholtz et al., 1989; Sun et al., 2017) и метаболического протеина (Gomez-Alarcon et al., 1990) благодаря стимуляции микробиоты кишечника. Как ожидалось, эта реакция была связана с улучшением потребления сухого вещества и надоя (Denigan et al., 1992; Gomez-Alarcon et al., 1991; Yu et al., 1997).

Цель статьи — обобщить опубликованные исследования по использованию полученной с А.О. кормовой добавки Amaferm ®, в частности для дойных коров.

Aspergillus oryzae: краткий обзор

Aspergillus oryzae — это гриб, одомашненный более 2000 лет назад, широко используется в пищевой промышленности для производства таких ферментационных продуктов, как сакэ (рисовое вино), вой (соевый соус) и мисо (соевая паста), среди других продуктов. Он входит в состав нитевидных грибов, которые способны вырабатывать ферменты секреторным образом. Среди нитевидных грибов А.О. имеет значительный потенциал для производства различных ферментов (Machida et al., 2005).

Кроме того, А.О. представляет собой геном, который объединяет около 12 000 генов, что примерно на 30% генов больше, чем в любых других Aspergilli, и на 100% больше, чем в дрожжах (Machida et al., 2005). За годы одомашнивания А.О. потерял способность производить токсины, в частности афлатоксин и приобрел метаболическою способность (Machida et al., 2005; Machida et al., 2008; Inglis et al., 2013). Благодаря этим признакам А.О. занял место в списке общепризнанных безопасными организмов (GRAS) Управление пищевых продуктов и лекарственных средств в Соединенных Штатах (FDA), а также поддерживается Всемирной организацией здравоохранения (Продовольственная и сельскохозяйственная организация/Всемирная организация здравоохранения, 1987).

Существует несколько продуктов, содержащих A.O. или его экстракты и используются как кормовые добавки для животных (Muirhead, 1998). Опубликован ряд научных работ (Wallace an Newbold, 1995), описывающих влияние продуктов на основе А.О. на микробиоту жвачных животных и их продуктивность. Большая часть опубликованных материалов о скармливании А.О. жвачными касается кормовой добавки Amaferm®, изготавливаемой компанией BioZyme Inc. (США).

Пребиотической действие

Кормовую добавку Amaferm® получено в результате контролируемого брожения специфического штамма A.O. В ходе запатентованного многоэтапного процесса, принадлежащий компании BioZyme Inc., образуется стандартизирована/нормализована биомасса безжизненоспособных клеток, которая впоследствии смешивается с наполнителем для облегчения хранения, транспортировки и приготовления кормосмеси. С 2007 года Amaferm® — единственный производный от А.О. продукт, предназначено для использования в качестве кормовой добавки для молочных коров в Европейском Союзе (Commission Regulation, EC, No 537/2007).

Из-за отсутствия живых клеток и механизма действия, который в основном предусматривает стимуляцию микробиоты кишечника и улучшения переваривания кормов (Beharka and Nagaraja, 1993; Gomez-Alarcon et al., 1990; Gomez-Alarcon et al., 1991), можно считать, что эта добавка оказывает пребиотикоподобное действие в кишечнике. Кроме того, Amaferm® термостойкий и на его био- активность не влияет такой процесс производства кормов, как гранулирование. Varel et al. (1993) также сообщали, что автоклавирования биомассы А.О., во время которого изготавливается Amaferm®, не отразилось на его способности влиять in vitro на общие и целюлолитические бактерии по сравнению с той же биомассой, которая не поддавалась автоклавированию. Кроме того, Harper et al. (1996) показали, что автоклавирование биомассы А.О. не повлияло на ее ферментативную активность in vitro и массу целого ряда анаэробных грибов, которые обычно есть в рубце.

Цель — микроорганизмы рубца

Расщепление кормов в рубце является результатом ферментативного воздействия и взаимодействия различных микроорганизмов. Что касается клетчатки, то популяция рубцовых грибов играет важную роль, ускоряя начальные этапы ее расщепления (Elliott et al., 1987). Интересно, что в присутствии A.O. наблюдается ускорение роста грибов и метаболизма (Chang et al. 1999). В исследовании in vitro Chang et al. (1999) заметили вызванный А.О. прирост плотности рубцового гриба Neocallimastix frontalis, который характеризовался увеличением количества и длины ветвей мицелия. Кроме того, в этом же исследовании авторы обнаружили увеличение выработки целлюлазы, белка и клеточной массы. Еще одно исследование показало, что стимулирование микробного роста благодаря действию А.О. влияет не только на анаэробные грибы, но и на бактерии рубца.

Beharka и Nagaraja (1993) заметили, что рост бактерий, которые расщепляют как клетчатку, так и крахмал, включая Fibrobacter succinogenes, Ruminococcus albus, Selenomonas ruminantium и Selenomonas lactilytica, ускорялся в присутствии A.O. Положительное влияние при добавлении A.O. в культуральную среду было замечено и на бактерии, способные использовать лактат в качестве источника углерода (Beharka and Nagaraja, 1993). В молочных коров рационы с высоким содержанием крахмала обычно способствуют выработке молочной кислоты в рубце, что коррелирует с повышенным риском ацидоза. Содействие развитию бактерий, использующих лактат, может уменьшить такой риск.

Ожидается, что улучшение роста микробов и секреции ферментов под действием А.О. in vitro будут транслироваться в лучшую рубцовую ферментацию in vivo, благодаря чему будет стимулироваться выработки летучих жирных кислот (ЛЖК) и микробного протеина. Летучие жирные кислоты представляют собой важнейший источник энергии в молочных коров, тогда как микробный белок является важнейшим источником метаболического протеина. Сообщалось, что скармливание А.О. молочным коровам ведет к увеличению концентрации ЛЖК в рубце и производства микробного протеина (Frumholtz et al., 1989; Sun et al., 2017; Gomez-Alarcon et al., 1990).

Улучшение переваримости кормов

Несмотря на то, что влияние пребиотического действия А.О. на микробиоту кишечника и его хозяина не выяснено полностью, убедительные данные, главным образом из исследований по молочныму скоту, указывают на улучшение переваримости как наиболее предсказуемую реакцию, особенно компонентов, богатых клетчаткой (Chang et al., 1999; Gomez-Alarcon et al., 1990, 1991). Например, при скармливании А.О. кормящим коровам увеличивалась общая перевариваемость НДК и КДК в пищеварительном тракте более чем на 13 и 23%, соответственно (Gomez-Alarcon et al., 1990; Gomez-Alarcon et al., 1991). Реакция стала еще больше (примерно на 36%), когда было оценено рубцовую ферментацию тех же фракций клетчатки в молочных коров (Gomez-Alarcon et al., 1990). В дополнение к клетчатки, исследования также продемонстрировали улучшение общей переваримости сырого протеина в пищеварительном тракте — примерно на 10% (Gomez-Alarcon et al., 1991).

Изменения переваривания в рубце, о которых сообщали Gomez-Alarcon et al. (1990 г.), связанные с эффективным ростом микробиоты рубца, что способствовало лучшему поструминальному обеспечению протеином микробного происхождения. Эти результаты согласуются с данными нескольких исследований, в которых сообщалось о активном росте грибов, целюлолитических и протеолитических бактерий, вызванный A.O. (Chang et al., 1999; Beharka and Nagaraja, 1993; Gomez-Alarcon et al., 1990, 1991). В совокупности опубликованы доказательства свидетельствуют о том, что добавление в рацион А.О. улучшает обеспеченность коров энергией и метаболическим протеином.

Молочная продуктивность коров

Влияние А.О. на продуктивность животных, главным образом молочных коров, хорошо задокументировано. Вышеуказанные изменения переваримости кормов обычно были связаны с улучшением производительности животных (Gomez-Alarcon et al., 1990; Gomez-Alarcon et al., 1991). В среднем в 18 опубликованных сравнительных исследованиях при скармливании А.О. (Amaferm® от 3 до 5 г/гол./день) коровы давали почти на 1 кг больше молока в сутки по сравнению с животными, которых кормили контрольными рационами (Cantet et al. 2019). Реакция на надой при скармливании А.О. не зависела от концентрации клетчатки (от 21,1 до 43,1% НДК в рационе) или стадии лактации (дней доения). Отсутствие зависимости между составом рациона и молочной реакцией на А.О. соответствует способности этой пребиотической добавки усиливать рост не только микробиоты, расщепляющий клетчатку, но и бактерий рубца, которые используют крахмал и лактат.

Кроме того, скармливание А.О. часто приводило к увеличению общего потребления сухого вещества и в восемнадцати сравнительных исследованиях в среднем составлял 0,4 кг/сутки. Реакция на выход молока была больше, чем на потребление, поэтому скармливание А.О. улучшило конверсию корма.

Выводы

В этом обзоре обобщены результаты опубликованных исследований об использовании созданной на основе А.О. кормовой добавки Amaferm®, с ударением на ее применении для лактирующих молочных коров. Aspergillus oryzae — это инструмент для повышения врожденной способности животных к расщеплению субстратов, в частности клетчатки, и, как результат, увеличение выхода питательных веществ из потребленных кормов. Так как А.О. улучшает рубцовую ферментацию стимулированием роста микробов, повышается концентрация ЛЖК (+ 16%) и микробного протеина в рубце (+ 30%). Это способствует обеспечению коров поструминальною энергией и метаболическим протеином, которые необходимы для поддержания молочной продуктивности. Поэтому производная от А.О. пребиотической добавка Amaferm® считается проверенным средством для улучшения продуктивности коров.

Также о положительном действии пробиотика читайте статью «Когда кормление как высший пилотаж».

Информация предоставлена ​​BioZyme Inc., США

журнал «Молоко и ферма» № 4 (55), декабрь 2019.

За более подробной информацией о пребиотике Amaferm обращайтесь:

ООО «ДК ФИД»

тел.: +38 (067) 508 68 71, эл. почта: dkfeed. ltd@gmail.com