doi: 10.15389/agrobiology.2025.2.345rus
УДК 636.5.034:636.084:612.12
Работа выполнена по гранту РНФ № 22-16-00093 от 12.05.2022 года.
ВЛИЯНИЕ КОРМОВЫХ ДОБАВОК С СОДЕРЖАНИЕМ ФИТАЗ
ГРИБНОГО И БАКТЕРИАЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
НА БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КРОВИ
ЯПОНСКИХ ПЕРЕПЕЛОВ (Coturnix japonica)
Е.П. ИСАКОВА1 ✉, Е.А. ОВСЕЙЧИК2, Н.Н. ГЕССЛЕР1, О.И. КЛЯЙН1,
А.В. РОЗУМИЙ1, Ю.И. ДЕРЯБИНА1, В.С. ЛУКАШЕНКО2
В последнее время все большее внимание уделяется использованию в кормлении сельскохозяйственной птицы различных препаратов фитазы. Современный рынок предлагает широкий ассортимент фитазных препаратов, в основном на основе фитаз микробного происхождения класса А (PhyА) и класса С (PhyС). Однако при прохождении таких препаратов через желудочно-кишечный тракт птицы происходят существенные потери фермента вследствие кислотной денатурации и протеолиза. Технология инкапсуляции фитазы в клетках дрожжей-продуцентов в качестве микроконтейнеров позволяет существенно сократить потери фермента, а также увеличить его термостабильность. Экстремофильные дрожжи Yarrowia lipolytica — перспективный объект современной биотехнологии, в частности для получения инкапсулированной фитазы. В настоящей работе впервые представлены доказательства высокой усвояемости японскими перепелами породы маньчжурские золотистые фитат-содержащих продуктов в присутствии инкапсулированной ОРФ относительно контроля и коммерческого препарата фитазы Ладозим прокси. Целью работы была оценка влияния кормовых добавок с содержанием фитаз грибного и бактериального происхождения на биохимические показатели японских перепелов. Исследования проводили в 2022 году на базе СГЦ «Загорское ЭПХ» — филиала ФНЦ ВНИТИП РАН (г. Сергиев Посад, Московская обл.) на перепелах (Coturnix japonica) породы маньчжурские золотистые. В рационе перепелов использовали наработанные пилотные партии кормовой добавки, содержащей микроинкапуслированную фитазу Obesumbacterium proteus, и коммерческую фитазу Ладозим прокси из Aspergillus ficuum (ООО «Биопрепарат», Россия), с активностью соответственно 500 и 4500 ед. фитазы/г. Для получения кормовой добавки на основе микроинкапуслированной фитазы O. proteus была проведена модификация методики получения биомассы клеток дрожжей Yarrowia lipolytica Po1f pUV3-Oр, трансформированных геном фитазы из O. proteus на основании вектора pUVLT2 с промотором митохондриального порина VDAC (Voltage Dependent Anion Channel). Было сформировано шесть групп перепелов 1-суточного возраста по 25 гол. в каждой, которые получали следующие типы корма: I группа (контроль+) — корм с содержанием общего фосфора 0,8 % (0,45 % доступного фосфора) без добавок; II группа (контроль-) — корм с содержанием общего фосфора 0,6 % (0,35 % доступного фосфора) без добавок; III группа — корм с добавкой микроинкапсулированной фитазы O. proteus в дозе 500 ед. фитазы/кг корма и содержанием общего фосфора 0,6 % (0,35 % доступного фосфора); IV группа — корм с добавкой микроинкапсулированной фитазы O. proteus в дозе 500 ед. фитазы/кг корма и содержанием общего фосфора 0,8 % (0,45 % доступного фосфора); V группа — корм с добавкой, содержащей искусственно внесенную коммерческую фитазу Ладозим прокси из A. ficuum в дозе 4500 ед. фитазы/кг корма, и содержанием общего фосфора 0,8 % (0,45 % доступного фосфора); VI группа — корм с добавкой, содержащей искусственно внесенную коммерческую фитазу Ладозим прокси из A. ficuum в дозе 4500 ед. фитазы/кг корма, и содержанием общего фосфора 0,6 % (0,35 % доступного фосфора). При выведении перепелов из эксперимента на 42-е и 60-е сут были отобраны образцы крови и тканей у 4 особей из каждой группы и определены гематологические показатели на автоматическом анализаторе URIT-3020 No 3020E01663 (КНР). Образцы тканей (грудные и бедренные мышцы) использовали для получения гистологических препаратов. Криосрезы анализировали с помощью микроскопа Axio Imager D2 («Zeiss», Германия) при увеличении ½400. На первом этапе развития (42-е сут) введение в рацион перепелов фитаз уменьшало показатели печеночных аминотрансфераз, щелочной фосфатазы и глюкозы, а также увеличивало содержание белка сыворотки крови. При введении в рацион птицы коммерческого препарата при дефиците фосфора в возрасте 60 сут наблюдалось возрастание содержания аспартатаминотрансферазы, щелочной фосфатазы, холестерина и триглицеридов, в то время как при применении инкапсулированной фитазы из O. proteus отмечалось увеличение количества общего белка и снижение печеночных ферментов. В 60-суточном возрасте в условиях полноценного приема фосфора кормовая добавка увеличивала содержание фосфора в сыворотке крови на 60 и 40 % для групп бактериальной и грибной фитазы, соответственно. Микроструктурный анализ гистологических срезов грудных мышц показал, что в мышцах перепелов, принимающих фитазу в качестве кормовой добавки, наблюдалась более упорядоченная архитектура миофибрилл с четко выраженными саркомерами, окрашенными ядрами миоцитов и поперечной исчерченностью волокон, что свидетельствовало о высоких качественных и технологических свойствах мяса. Полученные результаты свидетельствовали о благоприятном влиянии фитазных препаратов на развитие птицы и их высокой усвояемости перепелами, что позволяет сделать вывод о целесообразности и перспективности применения в кормлении добавок на основе микроинкапсулированной фитазы класса D, обладающей наилучшими кинетическими характеристиками по сравнению с фитазами классов PhyA и PhyC при работе в желудочно-кишечном тракте птицы.
Ключевые слова: перепела, фитаза, инкапсуляция, гистологические свойства, биохимические показатели крови.
E.P. Isakova1✉, E.A. Ovseichik2, N.N. Gessler1, O.I. Klein1,
A.V. Rozumiy1, Yu.I. Deryabina1, V.S. Lukashenko2
Recently, the use of various phytase preparations in the poultry has drawn more attention. The modern market offers a wide range of phytase preparations, mainly phytases of microbial origin, namely class A (PhyA) and class C (PhyC). However, the enzymes upon passing along the gastrointestinal tract of the birds, significantly lose their activity due to acid denaturation and proteolysis. The technology of phytase encapsulation in yeast cells as microcontainers can reduce much enzyme losses, and increase its thermal stability. The extremophilic Yarrowia lipolytica yeast is a promising object for current biotechnology, in particular for the production of encapsulated phytase. The study first shows the evidence of high digestibility of phytate-containing products by Japanese Manchurian golden quails upon application of the encapsulated phytase of bacterial origin, compared to the control and commercial phytase of Ladozim proxy. The study was aimed at assaying the effect of feed supplements containing the phytases of fungal and bacterial origin on some biochemical features of Japanese quails. The experiment was performed in the Zagorskoe EPH Research Center, a branch of the VNITIP Scientific Research Center of the Russian Academy of Sciences (Sergiev Posad, Moscow Province) using quails (Coturnix japonica), the Manchurian golden breeds. In the diet of quails, there were used the cultivated pilot batches of a feed additive containing microencapsulated phytase of Obesumbacte-rium proteus and the commercial phytase of Ladozim proxy from Aspergillus ficuum (Biopreparat LLC, Russia) with an activity of 500 and 4,500 units of phytase/g, respectively. To obtain a feed additive of microencapsulated phytase from O. proteus, the modified method for obtaining the Yarrowia lipolytica Po1f pUV3-Or cells transformed with the phytase gene from O. proteus based on the pUVLT2 vector with a mitochondrial porin promoter VDAC (Voltage Dependent Anion Channel) was used. Six groups of one-day-old quails with 25 heads each were formed with different types of feed, namely group I (control+) got feed with a total phosphorus content of 0.45 % of available phosphorus without any additives; group II (control-) got the feed with a total phosphorus content of 0.35 % of available phosphorus without any additives; group III got the feed with the addition of O. proteus microencapsulated phytase at a dose of 500 units of phytase/kg of feed with a total phosphorus content of 0.35 % of available phosphorus; group IV got feed with the addition of O. proteus microencapsulated phytase at a dose of 500 units of phytase/kg with a total phosphorus content of 0.45 % of available phosphorus; Group V got the feed with an additive containing the commercial phytase Ladozim proxy from A. ficuum at a dose of 4,500 units of phytase/kg of feed with a total phosphorus content of 0.45 % of available phosphorus; group VI got the feed with an additive containing commercial phytase Ladozim proxy from A. ficuum at a dose of 4,500 units of phytase/kg of feed and a total phosphorus content of 0.35 % of available phosphorus. Upon removing quails from the experiment on the 42nd and 60th days, blood and tissue samples were taken from four heads of each group and some hematological parameters were assayed using an automatic URIT-3020 analyzer No. 3020E01663 (China). Tissue samples (pectoral and femoral muscles) were used to get histological preparations. Cryosections were analyzed using an Axio Imager D2 microscope at a 400½ magnification (Zeiss, Germany). At the first stage of life (42 days), the application of phytases in the diet decreased liver aminotransferase, alkaline phosphatase, and glucose levels, increased serum protein amount. When a commercial phytase was applied to the poultry diet with phosphorus deficiency at the age of 60 days, the level of aspartate aminotransferase, alkaline phosphatase, cholesterol, and triglycerides increased, while application of the encapsulated phytase from O. proteus raised the total protein amount and reduced the liver enzymes level. At the age of 60 days, under the conditions of complete total phosphorus, the feed additive increased the phosphorus level in the blood serum by 60 and 40% for the bacterial and fungal phytase groups, respectively. Microstructural assay of histological sections of the pectoral muscles showed that in the muscles of the quails getting phytase myofibrils had more arranged architecture with pronounced sarcomeres, stained myocyte nuclei, and transverse striation of fibers that indicated high quality and technological properties of meat. The obtained results indicated the beneficial effect of phytase preparations on the growth of the poultry and high digestibility by the quails. It allows us to conclude that application of the microencapsulated phytase of class D in the poultry feeding could be promising nd perspective, as it has the best kinetic characteristics compared to those in the phytases of classes PhyA and PhyC upon passing in the chymus of the poultry.
Keywords: quails, phytase, encapsulation, histological properties, biochemical parameters of blood.
1ФГУ ФИЦ Фундаментальные основы биотехнологии РАН, |
Поступила в редакцию Принята к публикации |
