Megasphaera elsdenii и Saccharomyces Cerevisiae в качестве микробов прямого кормления во время заражения острым рубцовым ацидозом in vitro

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 7978 (2022) Цитировать эту статью

1602 Доступа

4 цитаты

3 Альтметрика

Подробности о метриках

Целью данного исследования было оценить влияние Saccharomyces cerevisiae и Megasphaera elsdenii в качестве микробов прямого кормления (DFM) в рационах мясного скота на откорме для облегчения острого рубцового лактоацидоза in vitro. Использовали двухпоточную систему непрерывного культивирования. Лечение было контрольным, без DFM; YM1 — штамм 1 S. cerevisiae и M. elsdenii; YM2 — штамм 2 S. cerevisiae и M. elsdenii; и YMM, S. cerevisiae и половину доз штамма 1 и штамма 2 M. elsdenii. Каждая доза DFM имела концентрацию 1 × 108 КОЕ/мл. Четыре экспериментальных периода длились по 11 дней каждый. В неацидозные дни (1–8-й день) рацион содержал соотношение корма к концентрату 50:50. В дни заражения (9–11-й дни) рацион содержал соотношение корма и концентрата 10:90. Успешно установлен острый рубцовый ацидоз. Никаких различий в pH, d-, l- или общем лактате между обработками не наблюдалось. Пропионовая кислота увеличивалась при лечении, содержащем DFM. Что касается метаболизма N, обработка YMM уменьшала деградацию белка и синтез микробного белка. Никакого воздействия обработки на концентрацию NH3–N не наблюдалось; однако эффективность использования N бактериями рубца превышала 80% в течение периода заражения, а концентрация NH3–N снижалась примерно до 2 мг/дл по мере прогрессирования заражения.

Острый рубцовый ацидоз является серьезным расстройством пищеварения у жвачных животных и остается одной из самых серьезных проблем, с которыми сталкивается отрасль мясного скотоводства1,2,3. Резкое увеличение потребления быстроферментируемых углеводов наряду со снижением потребления волокнистых углеводов (например, при поступлении на откормочную площадку и при сортировке) вызывает дисбаланс ферментации в рубце1,4. В рубце быстро ферментируемые углеводы превращаются в летучие жирные кислоты (ЛЖК) и молочную кислоту. Метаболизм, всасывание и отток этих кислот не могут превышать их продукцию3. Таким образом, накопление кислот, особенно молочной кислоты, может снизить pH рубца ниже 5,2, что может ухудшить ферментацию рубца2.

Молочная кислота является более сильной кислотой по сравнению с другими ЛЖК, обнаруженными в рубце (pKa 3,9 против 4,9 соответственно), и рубцовые бактерии, метаболизирующие молочную кислоту (например, Megasphaera elsdenii), растут не так быстро, как бактерии, продуцирующие молочную кислоту (например, Megasphaera elsdenii). , Streptococcus bovis; Nocek, 1997; Russell, Rychlik, 2001). Таким образом, одним из вариантов преодоления острого ацидоза рубца является снижение содержания недиссоциированной молочной кислоты в рубце путем добавления микробных кормовых добавок, которые могут метаболизировать молочную кислоту. Saccharomyces cerevisiae были основным микробом прямого кормления (DFM), который изучался для снижения накопления недиссоциированной молочной кислоты в рубце5. В метаанализе исследований с использованием S. cerevisiae в качестве DFM для модуляции ферментации в рубце Desnoyers et al.6 сообщили, что S. cerevisiae снижает концентрацию лактата в рубце и увеличивает потребление сухого вещества (DMI), рН рубца, усвояемость ОВ и ЛЖК у разные виды жвачных животных. Поскольку S. cerevisiae способствует уменьшению содержания окружающей среды в рубце за счет поглощения кислорода, острый рубцовый ацидоз можно облегчить добавлением S. cerevisiae из-за пролиферации фибролитических бактерий и ферментации клетчатки в рубце5. Хотя S. cerevisiae способствует метаболизму молочной кислоты, концентрация недиссоциированной молочной кислоты во время острого рубцового ацидоза может потребовать более одного DFM для эффективного улучшения среды рубца.

Возможные комбинации могут включать использование молочнокислых бактерий, уже обнаруженных в рубце, таких как M. elsdenii7, Selenomonas ruminantium8 и Propionibacterium freudenreichii9. В частности, M. elsdenii является наиболее перспективной, поскольку эта бактерия уже является основной бактерией, утилизирующей молочную кислоту в рубце, на ее долю приходится до 80% всей ферментации молочной кислоты в пропионовую кислоту при нормальных условиях10. Сообщалось, что Megasphaera elsdenii ферментирует молочную кислоту до тех пор, пока последняя не истощается, поскольку молочная кислота ферментируется M. elsdenii примерно в 6 раз быстрее, чем глюкоза11,12; таким образом, эта бактерия становится сильным кандидатом на DFM для использования при остром ацидозе рубца. Несмотря на то, что некоторые штаммы M. elsdenii запатентованы как DFM для предотвращения ацидоза13,14, лишь немногие другие штаммы успешно облегчают состояние острого рубцового ацидоза15,16.