Biochemical parameters of the blood of goats of the Zaanen breed when using a preparation based on Bacillus amyloliquefaciens

Full Text

Молочное и мясное козоводство широко распространено в Российской Федерации и в Самарской области, в частности. Молочное козоводство – одно из наиболее перспективных и рентабельных направлений животноводства. Сбалансированное кормление коз молочного направления продуктивности дает возможность реализовывать заложенный в породе генетический потенциал по получению высококачественной молочной продукции [1-2].

В настоящее время возможностей внедрения различных инноваций в деятельность предприятий всех отраслей важно применять на практике научно обоснованные предложения и разработки. Инновационное преобразование деятельности хозяйств регионов должно быть ориентировано на обеспечение конкурентных преимуществ как на внутренних, так и на внешних продовольственных рынках [3].

Учеными доказано, что применение пробиотиков и других биологически активных веществ дополнительно к основному рациону приводит к ускорению обмена веществ в организме сельскохозяйственных птиц и животных, к повышению всасывания питательных веществ и уменьшению затрат корма на единицу прироста живой массы [4-9].

Оценку антимикробного потенциала новых штаммов Lactobacillus Acidophilus in vitro по отношению к возбудителям кишечных инфекций молодняка сельскохозяйственной птицы провел Л. Р. Валиуллин с коллегами. Наибольшей активностью целлюлазы и амилазы обладал штамм IV8. Штамм IV72 характеризовался более высоким, по сравнению с штаммом IV8, уровнем биосинтеза протеазы, фитазы и липазы [10-11].

Учеными разрабатываются экономически выгодные способы производства и применения в сельском хозяйстве новых пробиотиков с устойчивыми физико-химическими характеристиками, высокими показателями бактерицидной и фунгицидной активности. Авторы H. Wang, L. Huang, Y. Li и др. определили, что B. amyloliquefaciens бактериальный штамм, выделенный из почвы, проявлял лакказную активность. Лакказы могут быть идеальны для разнообразного биотехнологического и промышленного применения благодаря своей стабильности в экстремальных условиях (рН, высокая температура, галогениды, тяжелые металлы и моющие средства) [12].

Серьезную опасность представляют химические фунгициды, поскольку известно отрицательное влияние химических препаратов на человека и животных. В качестве альтернативных средств защиты растений Р. Р. Азизбекян, Н. И. Кузнецова, А. Н. Кузин предложили использовать биологические препараты, основу которых составляют метаболиты бактериального происхождения, проявляющие антагонистическую активность по отношению к различным возбудителям. Штамм Bacillus amyloliquefaciens ВКПМ В-11475 (B. amyloliquefaciens) обладает фунгицидным и бактерицидным действием. B. amyloliquefaciens синтезирует биологически активные вещества и проявляет антагонистическую активность по отношению к Bacillus cereus, Bacillus thuringiensis, Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Staphylococcus ssp., Streptococcus ssp. и Pseudomonas aureofaciens, Pseudomonas corrugata, Pseudomonas marginata, Erwinia cnrysanthemi, Xanthomonas campestris [13].

Научные исследования А. А. Егоршиной, М. А. Лукьянцева, И. М. Давлетбаева и др. показали, что штамм B. amyloliquefaciens OPS-32 является аэробной, хемоорганогетеротрофной бактерией, не нуждающейся в факторах роста. B. amyloliquefaciens OPS-32 растет в диапазоне температур от 10 до 47°C, с оптимальным диапазоном 28-32°C, при значениях рН среды от 4,5 до 8,5 с оптимумом 7,0-7,5, при концентрации хлорида натрия до 7%. Заявленный штамм B. amyloliquefaciens OPS-32 по показателям вирулентности, диссеминации, токсичности и токсигенности не патогенен для теплокровных животных и удовлетворяет требованиям, предъявляемым к промышленным микроорганизмам [14].

Штамм бацилл B. amyloliquefaciens B15, выделенный из кожицы виноградины в своей работе использовали Синь Фань, Хунъюань Чжу, Даньян Го, С. Н. Золотухин. Исследователи увеличили выход липопептидов, культивируя B. amyloliquefaciens B15 при оптимизации количества источников углерода и азота, по методу Плакена-Бермана. Обнаружена фунгицидная и антимикробная активность B. amyloliquefaciens B15 в соответствии с результатами предыдущих исследований [15].

Изучение применения в молочном козоводстве нового микробиологического препарата на основе B. amyloliquefaciens для повышения адаптационных и продуктивных показателей коз является актуальным. Полученные результаты в дальнейшем позволят скорректировать общую резистентность и продуктивность коз.

Цель исследований – повышение адаптационных и продуктивных показателей мелкого рогатого скота при применении микробиологического препарата на основе Bacillus amyloliquefaciens.

Задачи исследований – изучить динамику биохимических показателей крови и продуктивные показатели козлят зааненской породы при применении микробиологического препарата на основе Bacillus amyloliquefaciens в разных формах.

Материал и методы исследований.

Экспериментальная часть исследований проводилась на ферме по производству и переработке козьего молока крестьянско-фермерского хозяйства (КФХ) «Семкина О. В.» Приволжского района Самарской области. КФХ благополучно по инфекционным заболеваниям мелкого рогатого скота. Дегельминтизация и вакцинация поголовья проводится согласно утвержденной схеме. Для опыта были сформированы три группы по 10 голов молодняка коз 60-суточного возраста, которых подобрали по принципу пар-аналогов с учетом возраста, пола, породы, массы тела, физиолого-клинического состояния и физиологической зрелости. В первой группе (контрольная) животные получали основной рацион (ОР), сбалансированный по основным показателям в соответствии с нормами РАСХН. Животные второй группы (опытная I) получали ОР с добавлением за 20-30 мин до кормления микробиологического препарата на основе B. amyloliquefaciens в виде водного раствора по 10 мл на 1 голову 1 раз в сутки в течение 2-х месяцев. Раствор вводили через дренчер с соблюдением асептических и антисептических правил. Животные третьей группы (опытная II) получали ОР с добавлением за 20-30 мин до кормления микробиологического препарата на основе B. amyloliquefaciens в сублимированном виде по 1 капсуле на голову 1 раз в сутки также в течение 2-х месяцев при помощи болюсодавателя.

Микробиологический препарат на основе B. amyloliquefaciens произведен в исследовательской лаборатории индивидуального предпринимателя, главы Крестьянского (Фермерского) Хозяйства «Цирулев Евгений Павлович». Препарат представляет собой жидкость светло-коричневого цвета, средняя концентрация составляет 4×10⁹. Для дачи в жидкой форме делали разведение препарата до 4×10⁷. Препарат имеет положительное экспертное заключение по токсиколого-гигиенической оценке штамма B. amyloliquefaciens от 19.06.2023 г. Самарской испытательной лаборатории ФГБУ «ВНИИЗЖ». При проведении исследований in vitro препарат в концентрации 4×10⁷ показал стойкие антагонистические способности в отношении бактериальных и грибных фитопатогенов.

Пробиотик в сухом виде дольше хранится, не требует каких-то специальных условий, кроме холодильника, удобен для приема внутрь животным в условиях животноводческого комплекса. Процедура дачи препарата не требует много времени и высокого уровня компетенции обслуживающего персонала.

Бактериям пробиотика в сухой форме (капсулы, таблетки) после введения в организм животных необходимо пройти процесс растворения, оживления, адаптации к окружающей среде, роста и размножения. Это длительный процесс и, в среднем, в зависимости от типа сублимации, составляет от 24 до 72 ч. И только после этого наступает фаза активного размножения бактерий пробиотика, и они начинают колонизировать окружающую среду, вытесняя тем самым условно-патогенные и патогенные микроорганизмы. За это время часть бактерий пробиотика в сухих формах может либо нейтрализоваться, либо она выводится из организма животного, не успев перейти в рабочую форму.

Пробиотик в жидком виде имеет ограниченный срок годности, его перед употреблением целесообразнее подогреть до температуры тела животного, дача препарата в жидком виде требует больше времени и компетентности обслуживающего персонала. Однако с точки зрения фармакологического действия препарата жидкая форма более физиологична. Пробиотик в жидкой форме попадает в организм животного в фазе активного размножения и практически сразу начинает оказывать подавляющее действие на негативную условно-патогенную и патогенную микрофлору. Проектом предусмотрено проведение научно обоснованной интерпретации эффективности и экономической целесообразности назначения козлятам раннего возраста микробиологического препарата на основе B. amyloliquefaciens в различной лекарственной форме выпуска.

Полученные пробы крови исследовали в Федеральном государственном бюджетном научном учреждении «Федеральный исследовательский центр животноводства – ВИЖ имени академика Л. К. Эрнста» (ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л. К. Эрнста) в отделе физиологии и биохимии сельскохозяйственных животных. Взятие крови производили из яремной вены натощак в 60- и 120-суточном возрасте животных.

Пробы крови отбирали из яремной вены с помощью вакуумной системы Vacuette в пробирки для клинических исследований (GreinerBio-One, Австрия). Определение содержания биохимических показателей в сыворотке крови проводили на автоматическом биохимическом анализаторе ChemWell (Awareness Technology, США). Для определения использовали реагенты Analyticon Biotechnologies AG (Германия) и Spinreact (Испания). Полученные в ходе исследований данные обработаны путём биометрии с вычислением общепринятых констант и с помощью программы STADIA.

Результаты исследований.

Зоогигиенические показатели в животноводческом помещении КФХ «Семкина О. В.» соответствуют стандартам содержания мелкого рогатого скота. Микроклимат в помещении характеризовался следующими показателями: температура воздуха в среднем была 18,60±0,30°С, относительная влажность – 73,80±1,50%.

Химический состав и питательность корма, используемого в хозяйстве для кормления козлят, соответствует общероссийским данным. В свободном доступе в кормушки добавляли Фелуцен – соль для мелкого рогатого скота (МРС).

В таблице 1 представлены результаты биохимического анализа крови козлят в 120-суточном возрасте после применения микробиологического препарата на основе B. amyloliquefaciens ежедневно в течение 2-х месяцев.

 

Таблица 1. Биохимические показатели крови молодняка коз зааненской породы (M±m, n=10)

Показатель	Контрольная группа	Опытная группа I	Опытная группа II	Референтные значения [16]
Общий белок, г/л	66,27±1,25	70,42±1,36*	70,33±1,12*	64 – 70
Альбумины, г/л	27,12±1,07	30,51±0,95*	31,12±1,31*	27 – 39
Глобулины, г/л	39,15±1,16	39,91±1,09	39,21±1,21	27 – 41
А/Г	0,69	0,76	0,79	0,63 – 1,2
АСТ, МЕ/л	86,10±3,31	82,30±2,49	79,14±3,96	60 – 280
АЛТ, МЕ/л	18,12±1,01	17,35±0,79	18,55±1,03	6 – 19
Мочевина, мМ/л	4,24±0,21	5,58±0,22**	5,76±0,39*	3,57 – 7,14
Креатинин, мкМ/л	62,88±2,08	71,61±1,78*	69,56±1,88*	88,4 – 159
Билирубин общий, мкМ/л	0,87±0,04	0,71±0,03*	0,68±0,04**	0,0 – 1,71
Холестерин, мМ/л	2,77±0,12	2,34±0,11*	2,39±0,12*	2,07 – 3,3
Триглицериды, мМ/л	0,57±0,03	0,65±0,02*	0,67±0,03*	–
Щелочная фосфатаза, МЕ/л	387,06±13,35	337,13±11,69*	328,67±18,43*	93 – 387
Глюкоза, мМ/л	2,62±0,16	2,82±0,18	2,74±0,24	2,78 – 4,16
Кальций, мМ/л	2,65±0,20	2,72±0,11	2,69±0,23	2,23 – 2,93
Фосфор, мМ/л	3,23±0,11	3,01±0,16	3,10±0,19	1,36 – 2,95
Магний, мМ/л	0,84±0,04	0,95±0,04	1,03±0,05*	0,31 – 1,48
Хлориды, мМ/л	102,98±4,63	100,45±6,12	103,61±5,48	99 – 110,3

Примечание: * – р≤0,05, ** – р≤0,01, *** – р≤0,001 – относительно контрольных данных (здесь и далее).

 

Все изучаемые показатели находились в пределах физиологической нормы. В 120-суточном возрасте козлята опытных групп по количеству общего белка в сыворотке крови достоверно – на 6,2% (р≤0,05) превосходили контрольных животных. Содержание альбуминов в крови животных, принимавших препарат на основе B. Amyloliquefaciens, I опытной группы было достоверно выше на 12,5% (р≤0,05), II опытной группы – на 14,7% (р≤0,05) относительно контрольных данных.

Следующий метаболит белкового обмена, который принимает непосредственное участие в энергетическом обмене мышечной и других тканей, – креатинин. В I опытной группе показатель был выше на 13,8% (р≤0,05), во II опытной группе – на 10,6% (р≤0,05), чем в контрольной группе. Это указывает на более высокий уровень обменных процессов и согласуется с наибольшим приростом мышечной массы у молодняка МРС, получавшего дополнительно к ОР микробиологический препарат на основе B. amyloliquefaciens.

Функциональное состояние печени чаще всего определяют по содержанию в крови билирубина и ферментов переаминирования. Активность фермента аспартатаминотрансферазы (АСТ) в крови животных, получавших микробиологический препарат, I опытной группы была ниже на 4,4%, II опытной группы – на 8,1% по сравнению с контрольными данными. Количество билирубина в крови молодняка коз I опытной группы было достоверно меньше на 18,3% (р≤0,05), II опытной группы – на 21,8% (р≤0,05) по сравнению с контрольными показателями. Эти параметры свидетельствуют об улучшении функции печени опытных животных.

Количество холестерина было ниже в сыворотке крови коз опытной группы, принимавших капсулы с микробиологическим препаратом, на 15,5% (р≤0,05), принимавших раствор с микробиологическим препаратом – на 13,7% (р≤0,05), относительно контрольных показателей. Полученные результаты свидетельствуют о положительном влиянии добавки на основе B. amyloliquefaciens на холестеринобразовательную функцию печени.

Во время научно-производственного опыта активность щелочной фосфатазы (ЩФ) у молодняка МРС I опытной группы была ниже на 12,8% (р≤0,05), II опытной группы – на 15,01% (р≤0,05), чем в контроле. Динамика данных показатели может указывать на повышение  энергообеспеченности клеток тканей в виде аденозинтрифосфата.

Содержание триглицеридов достоверно увеличилось в опытных группах на 14,0 и 17,5%, по сравнению с показателями контрольной группы, что можно трактовать как улучшение показателя липидного обмена. Глюкоза, один из показателей энергетического обмена, в опытных группах выше от 4 до 7%, чем в контроле.

Использование микробиологического препарата на основе B. amyloliquefaciens дополнительно к ОР в течение 2-х месяцев в период интенсивного роста молодняка жвачных животных положительно влияет на протекание белкового и углеводно-жирового обмена.

Показатели роста козлят при применении микробилогического препарата приведены в таблице 2.

 

Таблица 2. Динамика клинико-физиологического статуса козлят

Показатель	Группа
	Контрольная	Опытная I	Опытная II
Начало эксперимента
Масса тела, кг, 60 дней	11,64±1,16	11,82±1,23	11,74±1,43
Окончание эксперимента
Масса тела, кг, 120 дней	21,32±1,09	24,75±1,10*	24,84±1,13*
Среднесуточный прирост, кг	0,16±0,008	0,21±0,01**	0,22±0,01**

 

Все клинико-физиологические параметры соответствовали норме, но в опытных группах в течение эксперимента показатели были выше, что указывает на более интенсивные обменные процессы в организме козлят. Масса тела козлят контрольной группы в 120-суточном возрасте составляла 21,22±1,09 кг, опытной I – 24,75±1,10 кг, опытной II – 24,84±1,13 кг, что на 3,43 и 3,52 кг достоверно выше данных контрольной группы. Среднесуточный прирост козлят опытной группы I выше на 0,05 кг, опытной группы II – на 0,06 кг. Назначение препарата на основе Bacillus amyloliquefaciens козлятам увеличило весовые показатели животных.

Заключение.

Экономические вычисления проводили с учетом затрат на производство мяса и полученной выручки от реализации мяса при цене 438 рублей за 1 кг (данные сайта «Агро-Информ – информационный портал самарского АПК» (http://www.agro-inform.ru/index.php/czenovoj-monitoring) от 15.07.2023 г.), а также договорной стоимости препарата на основе B. amyloliquefaciens 750 рублей за 1 литр. Научный эксперимент проводили в течение 60 дней. На проведение мероприятий для одного животного за период научного эксперимента потратили 600 мл препарата и 60 капсул (жидкую фазу путем сублимирования перевели в твердую лекарственную форму и упаковали в капсулы), что соответствует цене 450 и 500 рублей, соответственно. На основании полученных данных рассчитали экономический эффект от дополнительно полученной прибыли на момент окончания научно-производственного опыта. Применение препарата на основе B. amyloliquefaciens в рационе козлят зааненской породы с 60- до 120-суточного возраста привело к увеличению живой массы животных по сравнению с контрольными показателями. Условно дополнительная прибыль за 60 суток на 10 голов от реализации мяса животных опытных групп была выше на 1168,00 и 965,00 рублей, соответственно.

About the authors

Galina V. Molyanova

Samara State Agrarian University

Author for correspondence.
Email: Molyanova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1325-6809

Doctor of Biological Sciences, Professor

Russian Federation, Ust-Kinelsky, Samara region

Oxana V. Semkina

Samara State Agrarian University

Email: oks3350@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7542-1198

Postgraduate student

Russian Federation, Ust-Kinelsky, Samara region

Bogdan I. Statenko

Samara State Agrarian University

Email: lmicim3@gmail.com
ORCID iD: 0009-0009-8398-3826

Postgraduate student

Russian Federation, Ust-Kinelsky, Samara region

Alisa Р. Vinokurova

Samara State Agrarian University

Email: jaskiermirror@gmail.com
ORCID iD: 0009-0000-2132-0933

Master

Russian Federation, Ust-Kinelsky, Samara region

References

Supplementary files