Добавление в рацион высушенного и ферментированного микроорганизмами имбиря повышает эффективность использования корма, его усвояемость и содержание лактобактерий в цекальном отделе кишечника бройлеров

Современное птицеводство стоит перед серьезным вызовом: необходимостью отказа от использования кормовых антибиотиков в качестве стимуляторов роста. Это связано с глобальной проблемой роста устойчивости бактерий к противомикробным препаратам, что создает угрозу как для здоровья животных, так и для человека. В связи с этим исследователи по всему миру активно ищут эффективные и безопасные альтернативы, способные поддерживать здоровье поголовья, продуктивность и качество продукции.

Перспективным направлением является использование различных кормовых добавок, таких как растительные продукты (фитобиотики), пребиотики, пробиотики, ферменты, органические кислоты и иммуномодуляторы, а также их комбинации. Особое внимание уделяется растительным веществам, в частности специям, которые обладают доказанными противомикробными свойствами.

Такие специи, как чеснок, имбирь и перец, известны своей способностью подавлять рост как грамположительных, так и грамотрицательных микроорганизмов. Благодаря содержанию антиоксидантов они могут использоваться не только для улучшения здоровья птицы, но и для повышения сохранности и качества получаемой продукции. Например, экстракт лепестков шафрана в рационе кур-несушек способствует снижению уровня холестерина в сыворотке крови и желтке яиц, а также улучшает антиоксидантный статус организма за счет снижения уровня малонового диальдегида — маркера окислительного стресса. Микрокапсулированные эфирные масла тимьяна, чабера, черного перца и мяты, в свою очередь, доказали свою эффективность в борьбе с такими патогенами, как Salmonella enteritidis и Clostridium perfringens у бройлеров, модулируя экспрессию генов, отвечающих за антиоксидантную защиту и воспаление, а также улучшая микробный баланс в кишечнике.

Среди всего многообразия фитобиотиков имбирь занимает особое место. Эта специя широко доступна в тропических странах, проста в выращивании и обладает обширным перечнем лечебных свойств: противовоспалительным, антибиотическим, противовирусным, гиполипидемическим и антидиабетическим. Его успешно применяют в рационах как бройлеров, так и несушек в различных формах — в виде порошка, водного экстракта или масла.

Параллельно с фитобиотиками активно изучаются пробиотики. Эти живые микроорганизмы способствуют повышению продуктивности птицы за счет модуляции иммунной системы, конкуренции с патогенами за места прикрепления к стенке кишечника и питательные вещества, а также снижения концентрации токсичных соединений. Доказано, что пробиотики улучшают усвоение питательных веществ, повышают активность кишечных ферментов и снижают количество таких опасных бактерий, как кишечная палочка, сальмонелла и кампилобактер.

Новым витком в развитии этой темы стала ферментация растительного сырья с помощью пробиотических микроорганизмов. Ферментация сама по себе улучшает питательные свойства корма: увеличивает содержание белка, снижает уровень сырой клетчатки, повышает биодоступность активных компонентов трав. В процессе ферментации снижается pH, повышается концентрация органических кислот и увеличивается количество молочнокислых бактерий, что оказывает комплексное положительное влияние на здоровье кишечника. Например, ферментированные кормовые добавки с Lactobacillus casei снижают смертность бройлеров, уменьшая количество вредных бактерий и усиливая экспрессию иммунных генов.

Несмотря на обилие исследований, подтверждающих пользу имбиря для бройлеров (улучшение конверсии корма, усвояемости, липидного профиля крови и морфологии кишечника), научных работ, посвященных изучению имбиря, ферментированного микроорганизмами, все еще недостаточно. Существующие данные говорят о том, что ферментация различных трав, включая имбирь, улучшает рост птицы и состав жирных кислот в мясе, а ферментированный лактобактериями стебель имбиря снижает колонизацию сальмонеллы в слепой кишке. Однако комплексных исследований, сравнивающих влияние сухого и ферментированного имбиря на усвояемость питательных веществ, липидный профиль и микробиоту слепой кишки у бройлеров, не проводилось.

Таким образом, целью данного исследования стало восполнение этого пробела. Была выдвинута гипотеза, что добавление в рацион имбиря, ферментированного микроорганизмами, повысит эффективность использования корма, улучшит усвояемость питательных веществ и будет способствовать формированию здоровой микрофлоры кишечника у цыплят-бройлеров по сравнению с рационом, содержащим сушеный имбирь, и контрольным рационом.

Материалы и методы исследования

Условия содержания и кормления

Эксперимент проводился в помещении с цементными стенами и фронтальной стенкой из гофрированной металлической сетки. Плотность посадки составляла около 0,17 квадратных футов на птицу в период выращивания и 1 квадратный фут в клетке в последующий период. Кормление осуществлялось вволю: в первые две недели использовались круглые кормушки, затем — длинные лотки. Перед началом эксперимента помещение было продезинфицировано методом фумигации формальдегидом и перманганатом калия. На входе в помещение ежедневно обновлялся дезинфицирующий коврик с раствором марганцовки. Поилки мыли ежедневно, кормушки — еженедельно. Вакцинация против болезни Ньюкасла и инфекционного бурсита проводилась окулярным методом в соответствии с возрастом птицы.

Приготовление ферментированной имбирной смеси

Имбирь, собранный на местном рынке, был вымыт, нарезан и высушен в сушильном шкафу при 105°C в течение 48 часов. Высушенный имбирь измельчили в порошок и хранили при -20°C до использования. Для ферментации использовали лиофилизированные пробиотики: Lactobacillus plantarum и Saccharomyces cerevisiae. Инокуляция бактерий проводилась в питательные среды MRS и YM соответственно.

Для приготовления пробиотической смеси 30% порошка сухого имбиря смешали с 35% обезжиренных рисовых отрубей и 35% сухой барды с растворимыми веществами. Затем добавили по 1% бульона MRS с L. plantarum и бульона YM с S. cerevisiae, а также достаточное количество дистиллированной воды для достижения влажности смеси 40%, необходимой для ферментации. Смесь инкубировали при 37°C в течение 4 дней, после чего высушивали на воздухе в течение 3 дней до снижения влажности ниже 15%. Концентрация микроорганизмов в готовой смеси была определена методом последовательных разведений и посева на агаризованные среды и составила 2.5 × 10⁵ КОЕ/г для лактобацилл и 1.3 × 10⁶ КОЕ/г для дрожжей.

Дизайн эксперимента

Сто двадцать суточных цыплят-бройлеров кросса COB-500 (смешанного пола) со средней начальной массой 42,85 г были случайным образом распределены на пять групп. Каждая группа имела три повторности по восемь птиц. Исследование проводилось по полностью рандомизированной схеме.

Схема диетических добавок была следующей:

- G0 (Контроль): Базовый рацион (БР).

- G1: БР + 0,5% порошка сушеного имбиря (DG).

- G2: БР + 1,0% порошка сушеного имбиря (DG).

- G3: БР + 0,5% порошка ферментированного имбиря (FG).

- G4: БР + 1,0% порошка ферментированного имбиря (FG).

До 15-го дня цыплята получали стартовый рацион, а с 15-го по 35-й день — финишный рацион. Корм готовили в виде мешанки. Химический состав кормов определяли стандартными методами.

Оценка показателей

- Продуктивность: Еженедельно регистрировали потребление корма, прирост массы тела и рассчитывали коэффициент конверсии корма (ККК). На 35-й день из каждой группы отбирали по две птицы для убоя и дальнейшего анализа.

- Усвояемость питательных веществ: Для определения кажущейся подвздошной перевариваемости сухого вещества, сырого протеина и золы в финишный рацион добавляли диоксид титана (TiO2) в качестве не перевариваемого маркера. Содержимое подвздошной кишки собирали после убоя, лиофилизировали и анализировали. Концентрацию TiO2 определяли спектрофотометрически.

- Характеристики тушки и качество мяса: Оценивали вес потрошеной тушки, грудки, бедра, внутренних органов и брюшного жира. В мясе грудки измеряли pH, потери при капельном оттоке и варке, а также определяли химический состав (сухое вещество, сырой протеин, жир, золу).

- Окислительная стабильность мяса: Определяли по содержанию тиобарбитуровой кислоты (ТБК) в мясе грудных мышц в день убоя, а также на 7-й и 10-й день хранения при 4°C.

- Липидный профиль сыворотки крови: В сыворотке крови, полученной из яремной вены, измеряли уровень общего холестерина, триглицеридов, липопротеинов высокой и низкой плотности.

- Микрофлора слепой кишки: Содержимое слепой кишки исследовали на содержание Lactobacillus spp. и E. coli методом посева на селективные среды (MRS агар и агар МакКонки). Результаты выражали в виде логарифма колониеобразующих единиц на грамм содержимого.

Статистический анализ

Все данные были проанализированы с использованием программного обеспечения R. Применяли обобщенные линейные модели с гауссовой ошибкой. Для определения влияния лечения использовали дисперсионный анализ типа II. Сравнение средних значений проводили с помощью критерия Тьюки. Различия считали статистически значимыми при P < 0,05.

Результаты исследования

Влияние на продуктивность

Анализ еженедельных показателей роста показал, что диетические добавки не оказали статистически значимого влияния на среднесуточный прирост живой массы на протяжении всего эксперимента. Однако были выявлены некоторые различия в потреблении корма и конверсии корма на отдельных этапах. На третьей неделе жизни птицы из группы G3 (0,5% FG) потребляли достоверно больше корма по сравнению с другими группами. К пятой неделе ситуация изменилась: самое высокое потребление корма было зафиксировано в контрольной группе G0 и группе G1 (0,5% DG), в то время как группа G3 потребляла корма достоверно меньше.

Что касается конверсии корма, то на третьей неделе наилучший (наименьший) показатель ККК был отмечен в группе G1, получавшей 0,5% сухого имбиря. В остальные недели наблюдений достоверных различий по этому показателю между группами не обнаружено.

Характеристики тушки и качество мяса

Введение в рацион как сухого, так и ферментированного имбиря привело к значительному улучшению основных показателей мясной продуктивности. Вес потрошеной тушки и вес грудных мышц во всех группах, получавших добавки, был достоверно выше, чем в контроле. Наилучший результат по весу тушки показала группа G3. Вес селезенки также был значительно выше у птиц, получавших добавки, особенно в группе G4 (1% FG), по сравнению с контролем. Вес бедра, сердца, печени, мышечного желудка, бурсы и брюшного жира достоверно не различался между группами.

Показатели качества мяса, такие как pH, потери при капельном оттоке и варке, не претерпели существенных изменений под влиянием диетических факторов. Однако химический состав мяса изменился. Содержание сухого вещества в грудных мышцах было достоверно выше в группах G1 и G3 по сравнению с другими. Наиболее высокое содержание сырого жира (эфирного экстракта) было зафиксировано в мясе бройлеров из группы G3.

Наиболее выраженный положительный эффект от добавок проявился в отношении окислительной стабильности мяса. При хранении в течение 10 дней при 4°C содержание малонового диальдегида в мясе птицы из всех опытных групп было достоверно ниже, чем в контрольной группе. На 7-й день хранения значимое снижение ТБК наблюдалось во всех группах, кроме G3. В первый день хранения (0-й день) различий между группами не было.

Липидный профиль сыворотки крови

Добавление имбиря оказало влияние на липидный обмен. Уровень холестерина липопротеинов высокой плотности был значительно выше у птиц из групп G2 (1% DG) и G4 (1% FG). Самое низкое значение ЛПВП было зафиксировано в группе G3. Хотя статистически значимых различий по общему холестерину и триглицеридам не было выявлено, наблюдалась тенденция к их снижению в опытных группах. Наиболее низкий уровень общего холестерина был отмечен в группе G3.

Переваримость питательных веществ

Ферментированный имбирь показал превосходство в улучшении усвояемости корма. В группе G3 (0,5% FG) была зафиксирована достоверно более высокая кажущаяся подвздошная перевариваемость сухого вещества, сырого протеина и сырого жира по сравнению со всеми остальными группами. Перевариваемость золы была высокой во всех группах, за исключением G1, где этот показатель был самым низким.

Микробиота слепой кишки

Введение имбирных добавок оказало мощное модулирующее влияние на кишечную микрофлору. Количество лактобацилл в содержимом слепой кишки было достоверно выше в группах, получавших ферментированный имбирь (G3 и G4), по сравнению с контролем и группами, получавшими сухой имбирь. Одновременно с этим, именно в группах FG (особенно в G3) наблюдалось достоверное снижение концентрации бактерий E. coli. Сухой имбирь не оказал значимого влияния на снижение количества кишечной палочки.

Обсуждение результатов

Полученные результаты подтверждают гипотезу о том, что имбирь, особенно в ферментированной форме, может служить эффективной кормовой добавкой для бройлеров. Отсутствие значимого влияния на среднесуточный прирост согласуется с данными одних исследователей, но противоречит другим, что может быть связано с различиями в дозировках, форме добавки и условиях содержания. Тем не менее, улучшение конверсии корма в отдельные периоды (например, в группе с 0,5% DG на 3-й неделе) говорит о положительном влиянии имбиря на эффективность использования питательных веществ. Более высокое потребление корма в группе с 0,5% FG на 3-й неделе может объясняться улучшением вкусовых качеств и запаха корма после ферментации, которая, как известно, снижает горечь и резкий запах, свойственные сырым травам, а также уменьшает содержание антинутриентов.

Значительное увеличение веса тушки и грудных мышц во всех опытных группах — ключевой результат, демонстрирующий потенциал имбиря как стимулятора мясной продуктивности. Это связано с улучшением пищеварения и, как следствие, увеличением живой массы. Увеличение веса селезенки, особенно в группе с 1% FG, указывает на стимуляцию иммунной системы, что, вероятно, обусловлено синергизмом биоактивных соединений имбиря и пробиотических дрожжей S. cerevisiae, известных своим положительным влиянием на иммунные органы.

Снижение содержания малонового диальдегида в мясе опытных групп при хранении — яркое доказательство антиоксидантных свойств имбиря. Это объясняется комплексным действием фенольных соединений имбиря (гингеролов, шогаолов). Они нейтрализуют свободные радикалы, прерывая цепные реакции перекисного окисления липидов. Кроме того, полифенолы способны хелатировать ионы железа, снижая образование гидроксильных радикалов по реакции Фентона, которые и инициируют окисление. Добавление пробиотиков в составе FG усиливает этот антиоксидантный эффект.

Улучшение липидного профиля, выразившееся в повышении уровня «хорошего» холестерина (ЛПВП) в группах с 1% DG и 1% FG и тенденции к снижению общего холестерина, связано с действием гингеролов. Эти соединения могут ингибировать активность фермента ГМГ-КоА-редуктазы, ключевого фермента синтеза холестерина в печени, а также способствовать выведению желчных кислот. Фенольные соединения также способны подавлять панкреатическую липазу, снижая всасывание жиров. Пробиотики, в свою очередь, производят короткоцепочечные жирные кислоты, которые также могут блокировать синтез холестерина в печени.

Значительное улучшение переваримости питательных веществ в группе с 0,5% FG — один из важнейших результатов. Биоактивные соединения имбиря стимулируют секрецию пищеварительных ферментов поджелудочной железой и слизистой оболочкой кишечника, а также усиливают отток желчи, что улучшает эмульгацию и всасывание жиров. Ферментированный корм содержит больше органических кислот и полисахаридов, которые действуют как пребиотики, улучшая морфологию кишечника (высоту ворсинок) и, следовательно, его всасывающую поверхность.

Наконец, наиболее впечатляющий результат — это мощное позитивное влияние FG на микробиоту слепой кишки. Резкое увеличение числа лактобацилл и одновременное снижение количества E. coli в группах, получавших ферментированный имбирь, демонстрирует двойной механизм действия. С одной стороны, эфирные масла и терпены имбиря обладают прямым антибактериальным действием в отношении патогенов. С другой стороны, ферментированный продукт содержит олигосахариды, служащие пищей для полезных бактерий, и живые пробиотические культуры, колонизирующие кишечник. Образующиеся в процессе ферментации короткоцепочечные жирные кислоты создают кислую среду, неблагоприятную для роста кишечной палочки, и служат источником энергии для клеток кишечного эпителия, укрепляя барьерную функцию кишечника.

Выводы и практическое значение

Данное исследование убедительно доказывает, что включение имбиря, особенно в ферментированной форме, в рацион цыплят-бройлеров является эффективной стратегией для повышения продуктивности и улучшения качества мяса.

Наиболее значимые эффекты были достигнуты при использовании разных дозировок:

- 0,5% сухого имбиря (G1) способствовал улучшению конверсии корма и повышению содержания сухого вещества в мясе.

- 0,5% ферментированного имбиря (G3) оказался наиболее эффективным для увеличения убойного выхода, улучшения усвояемости всех ключевых питательных веществ, повышения содержания жира в мясе и значительного улучшения микробиоты кишечника (рост лактобацилл и подавление E. coli).

- 1% ферментированного имбиря (G4) показал наилучшие результаты в стимуляции иммунного органа (селезенки), повышении уровня ЛПВП в крови и также способствовал росту популяции лактобацилл.

Ни одна из добавок не оказала негативного влияния на органолептические или технологические свойства мяса (pH, потери при варке).

Таким образом, фитогенные добавки на основе имбиря, особенно в сочетании с пробиотической ферментацией, представляют собой многообещающую природную альтернативу кормовым антибиотикам. Они позволяют решить комплекс задач: улучшить здоровье и иммунный статус птицы, повысить эффективность использования корма, увеличить мясную продуктивность, улучшить липидный профиль крови и, что крайне важно для потребителя, повысить окислительную стабильность и, следовательно, продлить срок хранения мясной продукции.

Птицеводы, стремящиеся к созданию устойчивого и прибыльного производства без использования синтетических стимуляторов роста, могут использовать результаты этого исследования для разработки эффективных схем кормления. Будущие исследования должны быть направлены на более глубокое изучение молекулярных механизмов действия биоактивных соединений имбиря, определение точных синергетических комбинаций с другими фитобиотиками и пробиотиками, а также на уточнение дозировок для достижения максимально стабильных и воспроизводимых результатов в промышленных условиях.


Источник: Animal