+7 (495) 565-41-94
EN
Нужна консультация
специалиста?
специалиста?
Звоните +7 (495) 565-41-94
Или оставьте заявку и мы свяжемся с вами.
Или оставьте заявку и мы свяжемся с вами.
ПТК «АйБиЭс»
Поначалу концепция использования микроорганизмов подразумевала ввод большого количества «полезных» бактерий в корм домашнего скота в те периоды, когда животные испытывали сильный стресс или заболевали. Такие микробные продукты изначально называли пробиотиками, то есть «продуктами для жизни». Однако термин «пробиотик» подразумевает наличие терапевтического действия. В США производителям запрещено заявлять, что их продукты снижают падеж, улучшают здоровье или производственные показатели животных (например, надои или потребление сухого вещества) при отсутствии каких-либо документальных доказательств их безопасности и эффективности, а также официального одобрения со стороны государственных органов власти. Таким образом, чтобы обойти эти требования, кормопроизводители совместно с органами государственного регулирования и контроля ввели более общий термин для кормовых добавок на основе микроорганизмов – «кормовые продукты микробиального происхождения» (КПМП).
Кроме того, был разработан перечень микроорганизмов, которые допустимо использовать в животных кормах.
Некоторые основные гипотезы относительно того, какую пользу могут принести кормовые продукты микробиального происхождения животным, рассмотрены в прекрасной работе исследователя Fuller (1989). Согласно одному из наиболее распространенных объяснений того, почему улучшаются показатели здоровья жвачных животных, в рацион которых входят КПМП, заключается в следующем: полезные микробы вступают в конкуренцию с потенциальными патогенами и не дают им развиваться. КПМП также могут вырабатывать конечные продукты с антимикробными свойствами (например, кислоты), которые ограничивают рост патогенов (Denev, 1996, 2006). Кроме того, ввод КПМП в корм жвачных животных способствует выведению токсических соединений из организма и выработке стимулирующих веществ.
С другой стороны, существует множество КПМП на основе бактерий, предназначенных для включения в рацион жвачных животных в определенных ситуациях. Такие продукты зачастую содержат бактерий семейства Lactobacillus, которые в принципе являются наиболее часто используемыми микроорганизмами в производстве различных препаратов. Также достаточно часто используются различные виды бактерий Bifidobacterium, Enterococcus и Bacillus (Denev, 1996).
Большинство КПМП на основе бактерий потенциально очень полезны, так как они воздействуют на микрофлору кишечника, а не рубца (Denev et al., 2000; Denev, 2006). К примеру, бактерии L. acidophilus вырабатывают молочную кислоту, которая может понижать показатель pH в тонком кишечнике до уровня, позволяющего остановить рост патогенных микробов (Denev, 2006). В ранних исследованиях применения КПМП в кормлении жвачных животных участвовал молодняк на молочном откорме, отъемыши или КРС после перевозки автотранспортом (Jenny et al., 1991; Hutchenson et al., 1980). Такие животные предположительно испытывали стресс и имели неустойчивую микрофлору кишечника (Vandevoorde et al., 1991). Во время перемещения и доставки КРС автотранспортом животные имеют ограниченный доступ к корму и воде в течение продолжительных периодов времени, что может привести к нарушению среды в их кишечнике и, как следствие, появлению в нем патогенных микробов. Предполагается, что полезные микроорганизмы в больших количествах способны восстановить колонию микроорганизмов в кишечной среде и быстро вернуть в норму функционирование кишечника у телят, испытывающих проблемы с ЖКТ после перенесенного стресса. Тем не менее, убедительные данные, способные подкрепить такие утверждения, отсутствуют. Телята, в рацион которых была введена бактерия L. acidophilus, стали меньше страдать от диареи (Beecham et al., 1977), и в их кишечнике снизилось количество бактерий кишечной палочки (Bruce et al., 1979). Однако другие исследования не выявили пользы от ввода бактериальных КПМП в рацион телят (Abu-Taroush et al., 1996; Cruywagen et al., 1996). Польза лактобактерий (в основном, L. acidophilus) в качестве добавки в рацион молодых телят (Gilliland et al., 1980), а также стимуляторов ферментации у жвачных в целом (Dawson and Newman, 1988; Dawson et al.,1990; Yoon and Stern, 1991) была описана многими другими исследователями, но сам механизм, который объяснил бы полезное действие этих бактериальных добавок, все еще не до конца ясен.
Всего несколько исследований имеют документальные доказательства положительного влияния бактериальных КПМП на показатели лактирующих коров. Лучшими кандидатами на получение таких продуктов являются высокопродуктивные коровы в начале периода лактации, так как у них наблюдается отрицательный энергетический баланс, и их рационы содержат сбраживаемые углеводы, которые иногда вызывают ацидоз. Согласно данным Jaquette et al. (1988) и Ware et al. (1988), у коров, в рацион которых была введена бактерия L. acidophilus (1 x 109 колониеобразующих единиц на голову в день), наблюдалось увеличение надоев. В работе Jeong et al. (1998) описан ввод в рацион лактирующих коров бактерий рода Lactobacillus и рода Streptococcus и отмечается увеличение надоев на 0,8 кг/день по сравнению с контрольной группой коров. Лактобактерии также могут быть полезны в качестве кормовой добавки в конце сухостойного периода лактирующих коров, когда животные испытывают стресс, и у них подавлен аппетит. Исследование Savoini et al. (2000) показало, что коровы, которые получали лактобактерии в транзитный период, вырабатывали заметно больше молока, а также имели более низкий показатель свободных жирных кислот в крови, но более высокий уровень глюкозы, чем у контрольной группы.
В целях изучения влияния КПМП на основе двух штаммов бактерии Enterococcus faecium в сочетании с дрожжами на предродовые и послеродовые показатели коров, было проведено полевое исследование с участием товарного молочного стада из 366 коров голштинской породы. Коровы получали либо КПМВ, либо плацебо в течение примерно 10 дней до ожидаемой даты отела, а также в течение 23 и более дней после отела. Применение КПМП в качестве кормовой добавки привело к увеличению процентной доли молочных жиров у коров первой лактации, процентной доли молочных белков у коров второй и последующих лактаций, а также позволило снизить дозу антибиотиков для коров второй лактации (Oetzel et al., 2007).
Пропионовокислые бактерии также могут быть полезны для жвачных животных. Эти бактерии обычно присутствуют в больших количествах в рубце тех животных, рацион которых состоял либо из фуража, либо из фуража и концентрата в равных долях. Данные бактерии способны конвертировать молочную кислоту и глюкозу в уксусную и пропионовую кислоту. Пропионовокислые бактерии могут быть полезны для рубца, так как в больших концентрациях они повышают запасы энергии в организме животных (Kung et al., 1991). Согласно исследованию Swinney-Flyod et al. (1999), у КРС на откорме, в рацион которых входили пропионовокислые бактерии (штамм P-63, 1,0x109 КОЕ на голову в день) и бактерия L. acidophilus (штамм 5345, 1,0x108 КОЕ на голову в день), был более высокий показатель конверсии корма в период адаптации к рациону с высоким содержанием концентрата, что также наблюдалось и на протяжении 120-дневного периода откорма. В исследовании Huck et al. (1999) тоже сообщалось о том, что у КРС, в рацион которых ввели бактерию L. acidophilus (5,0x108 КОЕ на голову в день) штамм BG2F04, и бактерию P. freudenrechii (1,0x109 КОЕ на голову в день), также был более высокий коэффициент конверсии корма, чем у коров на контрольном рационе. В работе Kim et al. (2000) показано, что ввод в рацион кастрированных бычков штамма DH42 бактерии P. acidipropionici в количестве минимум 1,0x107 КОЕ на голову в день привел к уменьшению молярной концентрации пропионовой кислоты за счет уксусной кислоты. Бактерия P. freudenreichii в сочетании с несколькими штаммами лактобактерий также входила в состав одного коммерческого продукта, который, согласно нескольким исследованиям, способствовал ускоренному набору массы у телят (Cerna et al., 1991). Несмотря на то, что пропионовокислые бактерии могут метаболизировать молочную кислоту, они не могут уберечь от такого острого осложнения, как лактатацидоз, так как их колонии растут слишком медленно и не обладают устойчивостью к кислотам. Один из имеющихся на рынке продуктов, в состав которого входит штамм пропионовокислых бактерий (который обычно синтезируется естественным образом в рубце), заявлен как средство для снижения вероятности отравления нитратами благодаря способности пропионовокислых бактерий метаболизировать нитраты. Однако данное заявление окончательно не подтверждено.
Согласно данным Raeth-Knight et al. (2007), ввод в рацион коров КПМП, содержащих бактерии L. acidophilus и P. freudenreichii, в середине периода лактации не повлиял на их продуктивность, переваримость пищи или ферментацию корма в рубце.
Другие исследователи изучали препараты на основе штаммов бактерий, обладающих способностью к утилизации лактата (бактерии M. elsdenii и P. shermanii), на предмет их потенциала предотвращать расстройство рубца из-за избытка молочной кислоты у КРС, рацион которых отличается высоким содержанием концентрата (Robinson et al., 1992; Hession and Kung, 1992; Kung and Hession, 1995). Многие первоначальные исследования in vitro и ряд маломасштабных практических испытаний, посвященных бактериальным кормовым добавкам, показали, что данные продукты могут играть некую роль в предотвращении расстройства рубца. Несмотря на многообещающие результаты, реакция животных на бактериальные кормовые добавки в реальных производственных условиях была крайне неустойчива, поэтому эти добавки не нашли широкого применения на крупных производствах.
Благодаря своему полезному действию ДК регулируют активность и количество микробов в рубце жвачных. Дрожжевые кормовые добавки стимулируют рост положительных микроорганизмов в рубце. К примеру, ДК приводят к росту общего количества анаэробных микроорганизмов (Dawson et al., 1990; Newbold et al., 1991; Girard, 1997; Jouany, 2001a) и целлюлозолитических бактерий (Harrison et al., 1988; Girard, 1997; Jouany, 2001a) в рубце жвачных. Согласно данным Blake (1993) и Girard (1997), ДК стимулируют целлюлозолитическую активность микроорганизмов рубца, что увеличивает их общее количество, улучшает переваривание клетчатки, снижает накопление молочной кислоты, уменьшает концентрацию кислорода в жидкости рубца, а также улучшает утилизацию крахмала, полученного с кормом. Благодаря своему действию ДК влияют на (ингибируют) выработку летучих жирных кислот, тем самым стабилизируя среду рубца и ускоряя переваривание пищи. ДК также напрямую стимулируют деятельность имеющихся в рубце грибков, которые способны улучшать переваривание клетчатки (Chaucheryas et al., 1995a). Они увеличивают количество содержащихся в рубце простейших и улучшают переваривание нейтрально расщепляемой клетчатки у кастрированных бычков, основу рациона которых составляет солома (Plata et al., 1994). ДК также продемонстрировали способность стимулировать ацетогенные бактерии в присутствии метан-продуцирующих бактерий (Chaucheryas et al., 1995a), что, в свою очередь, может способствовать улучшению ферментативных процессов в рубце.
Многие исследователи напрямую связывали благотворное действие дрожжевых препаратов с изменениями, которые наблюдаются в ферментативных процессах рубца, а также микробной популяции в пищеварительном тракте (Williams and Newbold, 1990; Dawson, 1992; Newbold et al., 1996; Wallace, 1996; Jouany, 2001a; Fallon and Earley, 2004).
Научно доказано, что некоторые препараты на основе дрожжевых культур стимулируют рост колоний и концентрацию полезных бактерий в рубце (Jouany, 2001a; Dawson, 2002; Dawson and Tricarico, 2002). Чаще всего в рамках исследований влияния ДК на жвачных отмечается увеличение концентрации общих анаэробных и целлюлозолитических бактерий в рубце (Wiedmeier et al., 1987; Harrison et al., 1988; Dawson et al., 1990; Newbold and Wallace, I992; Girard, 1997; Jouany, 2001a). При этом некоторые исследования подтверждают, что препараты на основе ДК могут стимулировать рост бактерий, обладающих способностью к утилизации лактата (Edwards, 1991; Girard et al., 1993; Girard, 1997; Jouany, 2001a), протеолитических бактерий (Yoon and Stern, 1996) и иных бактерий, способных конвертировать в рубце молекулярный гидроген в ацетат (Chaucheyras et al., 1995a). Кроме того, препараты на основе ДК проявляют способность усиливать активность грибков, отвечающих за переваривание клетчатки в рубце (Chaucheyras et al., 1995c; Jouany, 2001a). Предполагается, что увеличение концентраций полезных микроорганизмов и улучшение микробной активности стимулирует пищеварительные процессы и разрушение промежуточных веществ метаболизма, которые могут вызвать расстройство рубца.
Способность дрожжей стимулировать рост определенных групп бактерий органично дополняется множеством других физиологических и метаболических действий на рубец, а также может объяснить ускоренный синтез белка, улучшение стабильности рубца и микробной активности.
Многие исследователи отмечали важность наличия жизнеспособных или метаболически активных дрожжевых клеток в дрожжевом препарате для оптимального стимулирования рубца. Препараты на основе ДК, прошедшие обработку в автоклаве, теряли свою способность стимулировать рост колонии жизнеспособных бактерий в рубце (Dawson et al., 1990; El Hassan et al., 1993). Тем не менее, облученные дрожжевые клетки, потерявшие способность к воспроизводству, сохранили свою метаболическую активность и успешно использовались для стимулирования микробной деятельности в рубце (El Hassan et al., 1993). В рамках указанных выше исследований установлено, что метаболическая активность (а не ингибированное воспроизводство) является неотъемлемой частью того базового процесса, который позволяет извлечь максимальную пользу из дрожжевых кормовых добавок. По этой причине метаболическую активность необходимо учитывать в любой модели, призванной объяснить общее действие дрожжей в рубце. Некоторые данные указывают на то, что кормовые добавки на основе ЖДК могут благотворно влиять на азотистый обмен в рубце (Dawson, 2002). Такое влияние проявляется в более низкой концентрации аммиака в рубце у животных, в рацион которых введены дрожжевые добавки, что согласуется с наблюдаемым увеличением концентрации бактерий в рубце. Кроме того, все эти изменения проявляются и в увеличении транспорта азота, выработанного бактериями, в тонкий кишечник (Erasmus et al., 1992). Изменения, связанные с транспортом азота, также связывают с изменениями базового транспорта аминокислот из рубца. Увеличение транспорта микробного белка из рубца согласуется с теоретическими моделями, прогнозирующими стимулирование роста колоний микробов в рубце и более эффективную конверсию аммиачного азота в микробный белок. Так как микробные белки зачастую используются для стимулирования синтеза белков в организме высокопродуктивных жвачных, в ходе наблюдений было установлено, что определенные дрожжевые кормовые добавки могут стимулировать синтез белков у мясного и молочного скота.
Кормовые добавки на основе ДК влияют на метаболизм молочной кислоты в рубце. ДК препятствуют избыточному накоплению молочной кислоты в рубце КРС, рацион которых содержит сбраживаемые углеводы. Согласно исследованию Sullivan and Martin (1999), ввод дрожжевой культуры S. cerevisiae в рацион молочных коров улучшил показатель утилизации лактата и переваривание целлюлозы. По утверждению исследователей Lyons (1993), Jouany (2001a), и Strohlein (2003), некоторые штаммы дрожжей используют лактат более эффективно, благодаря их способности стимулировать утилизацию лактата с помощью пропионовокислых бактерий. Способность данных бактерий утилизировать лактат имеет крайне важное значение для стабилизации среды в рубце. По данным Doreau and Jouany (1998), Back (2006) и Chevaux and Fabre (2007), дрожжи позволили сократить диапазон суточных колебаний pH у отдельных животных, а также выравняли разницу между значениями данного показателя в целом, что привело к большей стабильности среды рубца в течение дня. Ускоренный метаболизм молочной кислоты теоретически должен повышать показатель pH в рубце, что может стать одной из причин, по которой ДК приводили к увеличению количества целлюлозолитических бактерий в рубце и улучшению переваривания клетчатки (Arambel et al., 1987). Согласно исследованию Chaucheyras et al. (1995b), дрожжевая культура S. cerevisiae способна предотвращать накопление молочной кислоты, составляя конкуренцию бактериям Streptococcus bovis в борьбе за глюкозу, а также стимулируя поглощение молочной кислоты бактерией Megasphaera elsdenii (предположительно, производя аминокислоты и витамины). Тем не менее дрожжи не были способны предотвратить острый приступ лактатацидоза при кормлении животных большим количеством сбраживаемых углеводов, требующих ферментативного расщепления (Aslan et al., 1995; Dawson and Hopkins, 1991; Jouany, 2001a).
В 1982 году компания Alltech Inc. выпустила продукт Yea-Sacc®1026 – естественную кормовую добавку, содержащую штамм дрожжей S. cerevisiae под номером 1026, который был выявлен и зарегистрирован в Национальном центре дрожжевых культур (г. Норвич) в 1957 году (регистрационный номер CBS 493.94). Добавка Yea-Sacc®1026 не содержит генетически модифицированные организмы (Lyons, 1997). Данный продукт широко изучался различными университетами и научно-исследовательскими институтами по всему миру в период с 1980-х по 2000-х гг. Двадцать лет исследований позволили компании Alltech отобрать наиболее эффективные ДК. Добавка Yea-Sacc®1026 содержит выращенные естественным образом специальные живые дрожжевые культуры, которые обладают максимальной способностью стимулировать микрофлору рубца и оптимизировать его функционирование.
Результаты многих исследований подтвердили, что Yea-Sacc®1026 играет заметную роль в стабилизации ферментации пищи в рубце и лечении различных расстройств рубца. В работах Williams et al. (1991) и Jouany (2001a) продемонстрировано благотворное влияние добавки Yea-Sacc®1026 на концентрацию молочной кислоты в рубце тех животных, основу рациона которых составляют высококонцентрированные корма. Снижение концентрации молочной кислоты у животных, питающихся высокоэнергетическими кормами, связывают с более высоким показателем pH в рубце и рассматривают как признак более стабильного протекания ферментативных процессов в рубце. Такие изменения в ферментативных процессах предположительно улучшают пищеварение, а также могут способствовать росту потребления кормов. Добавка Yea-Sacc®1026 способна предотвращать накопление молочной кислоты в рубце, что указывает на некую роль живых дрожжей в борьбе с расстройствами рубца, вызванными кормлением высокопроизводительного молочного и быстрорастущего мясного скота высокоэнергетическими кормами.
Согласно результатам исследований Girard et al. (1993); Girard (1997) и Jouany (2001a), более низкие концентрации молочной кислоты с большой долей вероятности объясняются ускоренным ростом бактерий, обладающих способностью к утилизации лактата, а также их повышенной активностью в рубце. При этом прямое ингибирование продуцентов молочной кислоты, переваривающих крахмалы, не повлияло на концентрацию молочной кислоты.
ДЖК улучшают ферментативные процессы в рубце благодаря их способности удалять избыточный кислород (Newbold et al., 1996; Jouany, 2001a), создавая более оптимальную среду для анаэробных бактерий рубца. Важно отметить, что не все штаммы дрожжей S. cerevisiae стимулируют ферментативные процессы в рубце. Например, в работе Newbold et al. (1995) отмечается, что определенные штаммы дрожжей S. cerevisiae стимулировали бактерии рубца с разной эффективностью, но причина таких различий была не ясна.
Несмотря на наличие некоторого базового понимания механизма положительного действия дрожжевых культур на микробную популяцию рубца, физиологический аспект ускоренного микробного роста описан еще не достаточно подробно. Чтобы объяснить стимулирующее действие дрожжевых культур в рубце был разработан ряд гипотетических биохимических механизмов (Dawson and Girard, 1997; Chevaux and Fabre, 2007). Некоторые их этих гипотез построены вокруг способности дрожжей вырабатывать важные питательные вещества или коферменты, стимулирующие микробную активность, тогда как в других гипотезах акцент делается на способности дрожжей контролировать концентрацию кислорода в среде рубца. В более поздних моделях выдвигается предположение, что дрожжи могут стать главным звеном в развитии стабильной ассоциации микробов (Jouany, 2000). Согласно данной модели клетки дрожжей могут стать площадкой для метаболических процессов, а также сформировать среду, которая будет способствовать росту полезных микроорганизмов вокруг субстратов.
У таких моделей может быть множество привлекательных особенностей, тем не менее каждая их них по-своему ограничена и не может объяснить абсолютно все механизмы действия дрожжей в рубце.
В недавних исследованиях утверждается, что в общем стимулировании роста полезных бактерий рубца участвует большее число базовых механизмов (Girard and Dawson, 1994, 1995; Girard, 1996, 1997). Результаты данных исследований позволили выделить группу небольших азотсодержащих соединений, которые заставляют бактерии расти в логарифмической прогрессии и тем самым стимулируют микробную активность. Основные химические параметры таких соединений аналогичны небольшим биологически активным пептидам. Стимулирующее действие таких небольших пептидов наглядно демонстрируется в исследованиях с чистыми культурами бактерий рубца (Girard, 1996). Пептиды, содержащие синтетический триптофан, демонстрируют аналогичное стимулирующее действие, а также способность стимулировать рост репрезентативных бактерий рубца, переваривающих клетчатку. Такое стимулирующее действие не было связано с отдельными аминокислотами и отмечалось только при концентрациях, которые были значительно ниже тех, при которых можно было бы предположить, что дефицит данных соединений вызывает замедление роста. Вместо этого, данные соединения, по-видимому, служат метаболическими триггерами, которые инициируют экспоненциальный рост полезных бактерий рубца. Стимулирующее действие, направленное на определенные штаммы бактерий рубца, может объяснить многие из наблюдаемых результатов деятельности дрожжей в рубце.
По всей видимости, стимулирующие пептиды не сохраняют свою стабильность в среде рубца. Попытки выявить их присутствие в жидкости рубца были безуспешны. Вполне возможно, что действие протеолитических ферментов и быстрое поглощение пептидов микроорганизмами разрушают эти соединения в рубце в течение короткого времени.
Данное наблюдение вполне согласуется с потребностью в метаболически активных дрожжевых препаратах, которую отмечали многие исследователи (Dawson et al., 1990; El Hassan et al., 1993; Girard, 1997). По-видимому, метаболически активные клетки дрожжей являются бесконечным источником таких пептидов и, соответственно, могут постоянно стимулировать небольшой рост полезных бактерий рубца. Все эти наблюдения в совокупности позволяют утверждать, что стимулирующее действие дрожжей можно объяснить наличием в рубце биологически активных соединений.
Кормовые добавки на основе ДК влияют на пищеварение жвачных животных. Большинство ученых сходятся во мнении, что дрожжевые культуры могут играть значительную роль в ферментативных процессах рубца, оказывая благотворное действие на пищеварение. В ходе исследований, проведенных в нескольких лабораториях, было доказано, что использование ДК в качестве кормовых добавок стимулирует пищеварительные процессы в рубце и повышает потребление корма (Kumar et al., 1997). Потребление СВ часто рассматривается как производное от исходной скорости переваривания клетчатки. Таким образом, стимуляция пищеварения в рубце, по всей видимости, имеет первостепенное значение для потребления корма и может являться фактором повышения продуктивности животных. Согласно этим исследованиям кормовые добавки на основе ДК играют важную роль в пищеварении животных, получающих рацион с высоким содержанием фуража (Dawson and Tricarico, 2002).
На практике сельхозпроизводители обычно озабочены вопросом, как именно какая-либо кормовая добавка влияет на продуктивность животных (привес и выработку молока) и конверсию корма. За последние двадцать лет действие ЖДК в организмах животных – главным образом, у молочного и мясного скота – было хорошо изучено (Jouany, 2001a; Chevaux and Fabre, 2007).
Было проведено множество исследований, результаты которых свидетельствуют не только о благотворном влиянии ЖДК, но и о малой эффективности различных ЖДК для таких параметров, как потребление корма и выработка молока у лактирующих коров. В работе Dawson и Tricarico (2002) были проанализированы результаты 22 опытов по изучению кормовой добавки Yea-Sacc®1026 с участием 9 039 лактирующих молочных коров. Выяснилось, что у животных, получавших кормовые добавки на основе ДК, выработка молока выросла в среднем на 7,3%, причем результаты были неоднородны и варьировались в диапазоне от 2% до 30%. В контролируемых условиях рост выработки молока составил 1,8 л, что является статистически значимой разницей, а в естественных условиях – 1,4 л. Согласно данным Gunter (1989), ДК наиболее эффективны в течение первых 100 дней лактации. Кроме того, ДК могут способствовать сохранению выработки молока у молочных коров после достижения пика лактации (Alonzo et al., 1993). Изменение привеса у мясных жвачных, получавших кормовые добавки на основе ДК, также не отличалось однородностью: от незначительного увеличения до роста более чем на 20%. В среднем показатель среднесуточного привеса был равен 8,7%.
Как правило, препараты на основе ДК наименее эффективны при использовании сбалансированного рациона, обеспечивающего оптимальный баланс желудочно-кишечной микрофлоры, и существенно повышают продуктивность в условиях стресса, вызванного пищевыми факторами и факторами окружающей среды. Тем не менее результаты многих исследований, проведенных как в контролируемых, так и в естественных условиях, свидетельствуют о том, что добавки на основе ДК могут быть одним их ключевых элементов стратегии повышения продуктивности жвачных животных (Dawson and Tricarico, 2002).
Согласно наблюдениям положительное влияние ДК на продуктивность животных объясняется скорее ростом потребления корма, а не улучшением переваримости кормов.
ДК повышают скорость разложения твердых кормов в рубце в течение 6–8 часов после их поедания. В результате для заполнения пищеварительного тракта на том же уровне животные потребляют больше сухого вещества. Данный механизм физической регуляции может объяснить рост потребления корма у животных, получавших экспериментальный рацион. Другим фактором, который может влиять на регуляцию потребления корма, является скорость прохода содержимого рубца в послерубцовый отдел, но влияние ДК на этот параметр нестабильно (Jouany, 2001a).
В некоторых исследованиях (Williams et al., 1991; Wohlt et al., 1991; Dawson and Tri- carico, 2002) наблюдался рост потребления сухого вещества (СВ) при использовании ДК, тогда как другие исследования (Arambel and Kent, 1990; Kung and Muck 1997) не подтверждают этот факт. Аналогичным образом, одни исследования (Piva et al., 1993; Kung et al., 1996) демонстрируют повышение выработки молока, а другие (Erdman and Sharma, 1989; Swartz et al., 1994) – нет. Также в нескольких работах отмечался рост потребления СВ у коров при применении ДК до отела (Dann et al., 2000; Wohlt et al., 1991), а в других источниках нет данных о таких результатах (Robinson, 1997; Soder and Holden, 1999). Это означает, что даже при опытах с одним и тем же препаратом на основе ДК возможна разная ответная реакция.
Как было выявлено в некоторых исследованиях, не все штаммы дрожжей в равной степени способны стимулировать рост численности микроорганизмов рубца. О разнице в действии штаммов свидетельствуют исследования с чистыми и смешанными культурами бактерий рубца. Только 7 из более 50 штаммов оказались способны стимулировать рост численности бактерий, отвечающих за переваривание клетчатки в рубце (Daw- son and Hopkins, 1991). В других исследованиях предполагается, что лишь немногие штаммы дрожжей могут активизировать рост численности бактерий, отвечающих за переваривание клетчатки в рубце, и бактерий, необходимых для утилизации лактата.
Аналогичные результаты были получены в исследовании Newbold et al. (1996): штаммы пивных и пекарских дрожжи по-разному влияют на основные группы микроорганизмов рубца. В частности, пекарские дрожжи лишь ограниченно стимулируют рост колоний. Данные исследования показывают, что к выбору штаммов дрожжей S. cerevisiae для препаратов на основе ДК, предназначенных для жвачных животных, нужно подходить с особой осмотрительностью. Благодаря этим исследованиям также можно объяснить неоднородное влияние ДК на продуктивность животных: в ранних исследованиях зачастую применялись дрожжевые кормовые добавки с сомнительным составом, возможно, с малоэффективными штаммами дрожжей.
Большинство исследователей сходятся во мнении, что только кормовые добавки на основе ЖДК имеют ощутимое влияние на ферментативные процессы в рубце, оказывая благотворное действие на пищеварение. Исследования, проведенные в разных лабораториях, подтверждают, что кормовые добавки на основе ЖДК положительно сказываются на пищеварительных процессах в рубце (Williams and Newbold, 1990; Dawson, 1992; Newbold et al., 1996; Wallace, 1996; Chevaux and Fabre, 2007). Однако в ходе этих исследований наблюдалось лишь незначительное изменение в показателях переваривания СВ. В то же время сразу после добавления препаратов на основе ЖДК в рацион жвачных изменился такой показатель как первоначальная скорость переваривания. Ученые проверяли это действие дрожжевых кормовых добавок как методом in vitro (Dawson and Hopkins, 1991), так и in vivo (Williams and Newbold, 1990; Smith et al., 1993; Kumar et al., 1997). Поскольку потребление корма часто рассматривается как производное от скорости переваривания клетчатки, ранняя стимуляция пищеварения в рубце, по всей видимости, в значительной степени влияет на объем потребляемого корма и может являться фактором повышения продуктивности животных. Согласно этим исследованиям, кормовые добавки на основе ЖДК играют важную роль для пищеварения животных, получающих рацион с высоким содержанием фуража.
В работе Nocek et al. (2003) рассматривается влияние кормовых добавок на основе ЖДК на продуктивность молочных коров в транзитный период.
По сравнению с контрольной группой, у коров, которым после отела давали кормовые продукты микробиального происхождения, отмечались более высокие показатели потребления СВ, выработки молока и содержания белка в молоке. Кроме того, в исследованиях Hoover et al. (1986) и Strzetelski et al. (1996) изучалось влияние различных дозировок и порций грубых кормов и концентратов на молочную продуктивность и эффективность переваривания в рубце. Помимо этого, в работе Nikkhah et al. (2004) описывается влияние различных дозировок ЖДК (S. cerevisiae, штамм SC-47; 0, 3, 6 и 12 г дрожжей ежедневно) на молочную продуктивность молочных коров голштинской породы. Ученые пришли к выводу, что ЖДК оказывают благоприятное воздействие на здоровье рубца. Также из других доступных источников известно, что в жидкости рубца животных, которым давали кормовые добавки на основе ЖДК, повысились такие показатели, как содержание летучих жирных кислот, концентрация пропионовой кислоты (Sullivan and Martin, 1999) и уксусной кислоты (Nursoy and Baytok, 2003) и снизилось содержание аммиака (Enjalbert et al., 1999; Kamra et al., 2002; Nursoy and Baytok, 2003; Strohlein, 2003). Кроме того, имеются данные о значительном росте числа бактерий рубца и инфузорий (Sune, 1998; Kamra et al., 2002, Alshaikh et al.,2002, Ando et al., 2004). В работе Ando et al. (2004) отмечается, что использование добавки Yea-sacc®1026 позволяет существенно повысить расщепляемость грубых кормов через 6 часов (P<0,05) после употребления живых дрожжей.
В исследованиях Doreau and Jouany (1998), Zheng et al. (2000) и Strohlein (2003) тоже подтверждается, что при добавлении ЖДК (S. cerevisiae) в рацион молочных коров происходит заметное повышение молочной продуктивности. Положительное влияние ДК на продуктивность молочных коров и состав молока объясняется тем, что растет суточное потребление корма и улучшается переваримость питательных веществ (Jouany, 2001).
В ходе исследования Nikkhah et al. (2004) выяснилось, что при использовании опытного рациона с ЖДК показатели потребления СВ и молочной продуктивности не снизились (P>0,05), но состав молока улучшился, в частности, выросли содержание жиров и массовая доля сухих веществ в молоке (P<0,05). Согласно Formigoni et al. (2005) добавка Yea-Sacc®1026 позволяет значительно повысить потребление СВ и молочную продуктивность молочных коров в течение всего жизненного цикла, в том числе в условиях теплового стресса. Ученые заявляют, что добавка Yea-Sacc®1026 существенно улучшила состав коровьего молока, в частности, содержание жиров (P<0,01) и белков (P<0,05). В исследовании Bertin and Andrieu (2005) было продемонстрировано благоприятное влияние добавки Yea-Sacc®1026 на показатели высокопродуктивных молочных коров. При использовании этой добавки наблюдался заметный рост молочной продуктивности, а также более эффективное восстановление ресурсов организма, чем в контрольной группе. В работе Kravale et al. (2005) также указывается на то, что добавка Yea-Sacc®1026 позволила значительно улучшить молочную продуктивность молочных коров и содержание жиров и белков в коровьем молоке, особенно в жаркое время года. В опытном стаде, получавшем добавку Yea-Sacc®1026, были получены более высокие экономические показатели по сравнению с контрольной группой. Многие исследователи отмечали, что добавка Yea-Sacc®1026 оказывает значительное благоприятное действие на a) потребление СВ (Fallon and Earley, 2004a, 2004b; Bertin et al., 2005; Sinclair et al., 2006); b) надои молока у молочных коров (Sinclair et al., 2006; Tricarico et al., 2006), лактирующих буйволов (Abo El-Nor and Kholif, 1998; Agovino, 2006), молочных овец и коз (Sara et al., 2004; Spruzs and Selegovska, 2004); c) мясистость ягнят (Sara et al., 2004), телят (Fallon and Earley, 2004b) и быков на откорме (Fallon and Earley, 2004a).
Yea-Sacc®1026 – это передовой продукт на основе дрожжевых культур, который улучшает продуктивность современных, генетически улучшенных молочных коров с высоким потенциалом. Yea-Sacc®1026 ускоряет рост популяции полезных бактерий рубца и улучшает утилизацию кормов, тем самым помогая жвачным животным полностью реализовать свой потенциал без дополнительных затрат. Yea-Sacc®1026 избавляет от пищеварительных расстройств, стимулирует поглощение сухого вещества, улучшает коэффициент конверсии корма, увеличивает надои, а также улучшает характеристики молока и показатели мясного скота. Yea-Sacc®1026 – это первый продукт на основе живых дрожжевых культур, который получил одобрение в ЕС в качестве препарата, улучшающего продуктивность молочного скота, а также телят и КРС на откорме (EU, 2003; OJEU, 2004a, 2004b).
Согласно данным Chevaux and Fabre (2007), ввод в рацион молочных коз и лактирующих овец добавок на основе живых дрожжевых культур положительно повлиял на сокращение количества соматических клеток в молоке. У коз, в рацион которых входили живые дрожжи (в особенности, штамм S. cerevisiae SCI-1077), снизилась популяция патогенной бактерии E. coli в экскрементах, тогда как общая популяция полезных лактобактерий значительно возросла. По утверждению авторов исследования, увеличенная популяция лактобактерий в организме участвующих в опыте животных могла привести к уменьшению популяции условно-патогенной бактерии E. coli, причем не только посредством регулирования показателя pH, но также составляя конкуренцию рецепторам на поверхности желудка, тем самым улучшая стабильность кишечной экосистемы. Кроме того, если принять за постулат то, что живые дрожжевые культуры оптимизируют пищеварение в рубце, можно выдвинуть другую гипотезу о том, что живые дрожжи также могут способствовать регулированию микрофлоры в нижнем кишечнике, ограничивая количество остаточных питательных веществ и тем самым препятствуя развитию патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.
В целом, многие согласятся с тем, что в состав КПМП должны входить именно живые дрожжевые культуры. Соответственно, такие дрожжевые культуры должны обладать способностью выживать в процессе обработки, хранения, а также в кишечной среде. В то же время, потребность в большом количестве живых дрожжевых культур (S. cerevisiae) была предметом споров. Как уже указывалось ранее, некоторые продукты гарантированно содержат клетки живых дрожжей (напр., 1.0x109 КОЕ/г) и вводятся в рацион в небольших количествах (10–20 г в день), тогда как производители других продуктов утверждают, что для получения пользы живые организмы не требуются. Присутствующие в дрожжевых экстрактах метаболиты рассматривались в качестве «активных» ингредиентов. По данным исследования Dawson et al. (1990), после обработки в автоклаве дрожжи теряли свое стимулирующее действие в отношении целого ряда целлюлозолитических бактерий рубца. Несмотря на наличие предпосылок, указывающих на способность дрожжей расти в монокультурах рубца (Dawson et al., 1990), мы писали о том, что дрожжевые культуры S. cerevisiae не размножались в стерильной жидкости рубца даже с учетом их метаболической активности (Kung et al., 1996). В работе Durand-Chaucheyras et al. (1998) было получено подтверждение, что ввод дрожжевых культур S. cerevisiae не привел к образованию колонии в рубце ягнят, а в исследовании Kung and Muck (1997) отмечалось, что дрожжи в основном вымывались из рубца. Поскольку споры о полезности живых дрожжевых культур не утихают, требуются более фундаментальные исследования, посвященные данной теме. Многие исследования направлены на поиск новых способов производства и применения дрожжевых культур с целью получения оптимальной ответной реакции организма животного.
Продолжительные исследования живых дрожжевых культур позволили выработать ясные, научно-доказанные стратегии коррекции и оптимизации микробиальной деятельности в желудочно-кишечном тракте, а также механизмы улучшения продуктивности и здоровья жвачных животных.
Автор выражает искреннюю благодарность профессору Ж.П. Жуани (Национальный институт сельскохозяйственных исследований, Франция) за его ценные советы по настоящей публикации.