Пробиотическая кормовая добавка с микробным бета-каротином: разработка и свойства

Введение: Комбинированные кормовые добавки, сочетающие пробиотические микроорганизмы и β-каротин, обладают потенциалом для повышения эффективности питания и укрепления здоровья сельскохозяйственных животных. Однако такие средства отсутствуют среди зарегистрированных препаратов, а микробные источники β-каротина используются крайне ограниченно. Это обусловливает необходимость поиска новых биотехнологических решений в области кормопроизводства.

Цель: Разработка каротинсодержащей пробиотической кормовой добавки (КД) и оценка её безопасности и эффективности при включении в рационы бройлерных цыплят и свиней на откорме.

Материалы и методы: Экспериментальный образец КД включал спорообразующие бактерии Bacillus subtilis BKM B–3826D и Bacillus licheniformis BKM B–3825D (по 5×10⁷ КОЕ/г каждого штамма) и инактивированную биомассу Mycolicibacterium neoaurum BKM Ac–3067D (не менее 250 мкг β-каротина/г). Токсикологическая оценка проводилась в соответствии с ГОСТ 32296–2013, класс токсичности определён по ГОСТ 12.1.007–76. Биологическую активность изучали на бройлерах и поросятах стандартными методами.

Результаты: Разработанная пробиотическая добавка отнесена к 4 классу опасности (малотоксичная). При добавлении КД в рацион бройлеров (1,0 кг/т) среднесуточный прирост массы увеличился на 4,3%, а содержание витамина А в печени — в 1,4 раза. У поросят прирост живой массы составил 6,7% по сравнению с контролем.

Выводы: Установлены безопасность и биологическая эффективность новой пробиотической кормовой добавки с микробным β-каротином. Каротиносодержащая пробиотическая добавка может быть рекомендована к использованию в специализированных и фермерских хозяйствах.

1. Буяров, В. С., Червонова, И. В., Меднова, В. В., & Ильичева, И. Н. (2020). Эффективность применения фитобиотиков в птицеводстве (обзор). Вестник аграрной науки, 3(84), 44-59. https://doi.org/10.17238/issn2587-666X.2020.3.44

2. Злепкин В. А., Злепкин Д. А., Рудаков А. В., & Злепкина Н. А. (2020). Влияние бета-каротинсодержащего препарата совместно с пробиотиками на переваримость и использование питательных веществ рационов цыплятами-бройлерами. Птицеводство, 7-8, 34-38.

3. https://doi.org/10.33845/0033-3239-2020-69-7-8-34-38

4. Иванова, Н. В., & Раджабов, Р. Г. (2019). Ресурсосберегающие технологии в свиноводстве. Вестник Донского государственного аграрного университета, 3-1, 5-9

5. Маилян, Э. С. (2021). Проблема использования антибиотиков в животноводстве и пути контроля микробной антибиотикорезистентности. БИО, 12(255), 4-16.

6. Морозова, Е. С., & Мурленков Н. В. (2021). Эффективность влияния биопрепаратов на основе бактерий рода Bacillus в технологии выращивания поросят-отъемышей. Биология в сельском хозяйстве, 1(30), 21-24.

7. Овчарова, А. Н. & Петраков Е. С. (2018). Физиологические показатели и продуктивность цыплят-бройлеров при использовании пробиотического препарата на основе бацилл . Проблемы биологии продуктивных животных, 1, 94-101. https://doi.org/10.25687/1996-6733.prodanimbiol.2018.1.94-101

8. Токарев, И. Н., & А. В. Близнецов. (2017) Влияние пробиотической добавки Ветоспорин на интенсивность роста, конверсию корма и гематологические показатели поросят-отъёмышей. Российский электронный научный журнал, 1(23), 23-31.

9. Ядерец, В.В., Карпова, Н.В., Глаголева, Е.В., Джавахия, В.В., Карташов, М.И., Ленкова, Т.Н., & Егорова, Т.А. (2024a). Влияние каротинсодержащей пробиотической добавки на продуктивные показатели бройлеров. Птицеводство, 6, 19-24. https://doi.org/10.33845/0033-3239-2024-73-6-19-24

10. Ядерец, В.В., Карпова, Н.В., Джавахия, В.В., Глаголева, Е.В., & Остренко, К.С. (2024b). Белково-каротиновая пробиотическая добавка в рационе свиней на откорме. Свиноводство, 7, 45-48. https://doi.org/10/37925/0039-713X-2024-7-45-48

11. Ядерец, В.В., Карпова, Н.В., Глаголева, Е.В., Джавахия, В.В., & Остренко, К.С. (2024c). Влияние кормовой белково-каротиновой пробиотической добавки на гемато-биохимические показатели и кишечный биоценоз поросят на откорме. Ветеринария, 12, 44 – 48. https://doi.org/10.30896/0042-4846.2024.27.12.44-48

12. Alagawany, M., Abd El-Hack, M.E., Farag, M.R., Sachan, S., Karthik, K., & Dhama, K. (2018). The use of probiotics as eco-friendly alternatives for antibiotics in poultry nutrition. Environmental Science and Pollution Research, 25, 10611–8. https://doi.org/10.1007/s11356-018-1687-x

13. Al-Seraih, A.A., Alsereah, B.A., Alwaely, W.A., Al-Hejaj, M.Y. (2022). Effect of Bacillus subtilis as a Probiotic on the productive and physiological performance of broilers. Archives of Razi Institute., 77(5), 1647-1653. https://doi.org/10.22092/ARI.2022.357803.2100.

14. Awad, W.A., Ghareeb., K., Abdel-Raheem, S., Bohm, J. (2009). Effects of dietary inclusion of probiotic and synbiotic on growth performance, organ weights, and intestinal histomorphology of broiler chickens. Poultry Science, 88(1), 49–56. https://doi.org/10.3382/ps.2008-00244

15. Azad, M.A.K., Sarker, M., Li, T., & Yin, J. (2018). Probiotic species in the modulation of gut mmicrobiota: An overview. BioMed Research International, 8, 9478630. https://doi.org/10.1155/2018/9478630

16. Ban, Y., & Guan, L.L. (2021). Implication and challenges of direct-fed microbial supplementation to improve ruminant production and health. Journal of Animal Science and Biotechnology, 12(1), 109. https://doi.org/10.1186/s40104-021-00630-x

17. Bernardeau, M., Lehtinen, M.J. Forssten, S.D., & Nurminen, P. (2017). Importance of the gastrointestinal life cycle of Bacillus for probiotic functionality. Journal of Food Science and Technology, 54(8), 2570-2584. https://doi.org/10.1007/s13197-017-2688-3

18. Grant, A., Gay, C.G., & Lillehoj, H.S. (2018). Bacillus spp. as direct-fed microbial antibiotic alternatives to enhance growth, immunity, and gut health in poultry. Avian Pathology, 47(4), 339-351. https://doi.org/10.1080/03079457.2018.1464117

19. Jha, R., Fouhse, J.M., Tiwari, U.P., Li, L., & Willing, B.P. (2019). Dietary fiber and intestinal health of monogastric animals. Frontiers in Veterinary Science, 6, 48. https://doi.org/10.3389/fvets.2019.00048

20. Jha, R., Das R, Oak, S., & Mishra, P. (2020). Probiotics (Direct-Fed Microbials) in poultry nutrition and their effects on nutrient utilization, growth and laying performance, and gut health: A systematic review. Animals, 10(10), 1863. https://doi.org/10.3390/ani10101863

21. Gadde, U.D., Oh, S., Lee, Y., Davis, E., Zimmerman, N., Rehberger, T., & Lillehoj, H.S. (2017). Dietary Bacillus subtilis- based direct-fed microbials alleviate LPS-induced intestinal immunological stress and improve intestinal barrier gene expression in commercial broiler chickens. Research in Veterinary Science, 114, 236–243. https://doi.org/10.1016/j.rvsc.2017.05.004

22. Grant, A., Gay, C.G., & Lillehoj, H.S. (2018) Bacillus spp. as direct-fed microbial antibiotic alternatives to enhance growth, immunity, and gut health in poultry. Avian Pathology, 47(4), 339-351. https://doi.org/10.1080/03079457.2018.1464117

23. Khalid, F., Khalid, A., Fu, Y., Hu, Q., Zheng, Y., Khan, S., & Wang, Z. (2021) Potential of Bacillus velezensis as a probiotic in animal feed: a review. J Microbiol., 59(7), 627-633. https://doi.org/10.1007/s12275-021-1161-1

24. Lewton, J.R,, Woodward, A.D., Moser, R.L., Thelen, K.M., Moeser, A.J., Trottier, N.L., Tempelman, R.J., & Rozeboom, D.W. (2022). Effects of a multi-strain Bacillus subtilis-based direct-fed microbial on immunity markers and intestinal morphology in diets fed to weanling pigs. Translational Animal Science, 6(3), txac083. https://doi.org/10.1093/tas/txac083

25. Ma, T., Suzuki, Y., & Guan, L.L. (2018). Dissect the mode of action of probiotics in affecting host-microbial interactions and immunity in food producing animals. Veterinary Immunology and Immunopathology, 205, 35–48. https://doi.org/10.1016/j.vetimm.2018.10.004

26. Meléndez-Martínez, A. J. (2019) An Overview of carotenoids, apocarotenoids, and vitamin A in agro-food, nutrition, health, and disease. Molecular Nutrition & Food Research, 63, e1801045. https://doi.org/10.1002/mnfr.201801045

27. Pandey, S., Doo, H., Keum, G.B., Kim, E.S., Kwak, J., Ryu, S., Choi, Y., Kang, J., Kim, S., Lee, N.R., Oh, K.K., Lee, J.H., & Kim, H.B. (2024). Antibiotic resistance in livestock, environment and humans: One Health perspective. Journal of Animal Science and Technology, 66(2), 266-278. https://doi.org/10.5187/jast.2023.e129

28. Pluske, J. R., Turpin, D.L., & Kim J.C. (2018). Gastrointestinal tract (gut) health in the young pig. Animal Nutrition, 4(2), 187-196. https://doi.org/10.1016/j.aninu.2017.12.004

29. Ramirez-Garzon, O., Barber, D., Meneses, L., & Soust, M. (2024) Effect of gestational direct-fed microbials supplementation on the metabolic profile in periparturient dairy cows. Animals, 14(20), 2928. https://doi.org/10.3390/ani14202928

30. Ruiz Sella, S.R.B.R., Bueno, T., de Oliveira, A.A.B., Karp, S.G., & Soccol, C.R. (2021). Bacillus subtilis natto as a potential probiotic in animal nutrition. Critical Reviews in Biotechnology, 41, 355–369. https://doi.org/10.1080/07388551.2020.1858019

31. Sarsour, A.H., Koltes, D.A., Kim, E.J., Persia, & M.E. (2022). Effects of a direct fed microbial (DFM) on broiler chickens exposed to acute and chronic cyclic heat stress in two consecutive experiments. Poultry Science Journal., 101(4), 101705. https://doi.org/10.1016/j.psj.2022.101705

32. Shastak, Y., & Pelletier, W. (2023). Review: Vitamin A supply in swine production: Current science and practical considerations. Applied Animal Science, 39(5), 289-305. https://doi.org/10.15232/aas.2023-02409

33. Telhig, S., Ben Said, L., Zirah, S., Fliss, I., & Rebuffat, S. (2020). Bacteriocins to thwart bacterial resistance in gram negative bacteria. Frontiers in Microbiology, 11, 586433. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.586433

34. Yaderets, V., Karpovam, N., Glagoleva, Е., Shibaeva, А., & Dzhavakhiya, V. (2023). Bacillus subtilis RBT-7/32 and Bacillus licheniformis RBT-11/17 as new promising strains for use in probiotic feed additives. Microorganisms, 11(11), 2729. https://doi.org/10.3390/microorganisms11112729

35. Yaderets, V., Karpova, N., Glagoleva, Е., Shibaeva, А., & Dzhavakhiya, V. (2023). Enhanced β-Carotene production in Mycolicibacterium neoaurum Ac-501/22 by combining mutagenesis, strain selection, and subsequent fermentation optimization. Fermentation, 9(12), 1007. https://doi.org//10.3390/fermentation9121007