Способ производства пробиотической добавки для птицы

Изобретение относится к биотехнологии и сельскому хозяйству, а конкретно к способу производства пробиотической добавки на основе молочнокислых бактерий для кормления сельскохозяйственной птицы. Способ производства пробиотической добавки для птицы предусматривает внесение штамма Lactobacillus parabuchneri В-13061 в питательную среду, содержащую мелассу кормовую, К₂НРО₄, дрожжевой экстракт, порошковый яблочный пектин и дистиллированную воду в заданных количествах, в количестве с титром не менее 1,0х10⁵ КОЕ/мл, и культивируют при температуре 37 °С в течение 24 ч с получением пробиотической добавки. Изобретение позволяет повысить живую массу перепелов. 6 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к биотехнологии и сельскому хозяйству, а конкретно к способу производства пробиотической добавки на основе молочнокислых бактерий для кормления сельскохозяйственной птицы с целью повышения их мясной продуктивности.

Современное птицеводство многими путями решает проблему максимальной реализации биоресурсного потенциала птицы и сохранения при этом ее продуктивного здоровья. Ускорение динамики роста и повышение суточных приростов живой массы птицы при снижении экономических затрат на 1 кг прироста живой массы тела является одной из основных задач птицеводства.

Существуют способы повышения мясной продуктивности птицы за счет введение микроэлементов, витаминов, пробиотиков в корма птице. При этом в составе кормовых добавок микробного происхождения чаще используют микроорганизмы, которые проявляют пробиотические свойства, однако не являются естественной микрофлорой желудочно-кишечного тракта данного вида птицы.

Известен способ, предусматривающий внесение в питательную среду пектина из расчета 5-6 г/л (0,5-0,6%), обеспечивающего накопление биомассы микроорганизмов и придачу кисломолочному продукту пребиотических свойств (Патент РФ №2023396, МПК А23С 9/12, А23С 9/127, 02.03.1993 г.).

Известен способ предусматривающий применение в составе комбикормов для перепелов пробиотической кормовой добавки, включающей три вида молочнокислых бактерий: Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus B-5788, Lactobacillus acidophilus B-3235, Lactococcus lactis ssp. lactis B-3145, выращенных на среде, состоящей из воды, мелассы свекловичной, молока или молочной сыворотки, которая обеспечивает повышение сохранности и продуктивности перепелов (Кобыляцкая Г.В. Получение и эффективность применения пробиотика Трилактобакт в перепеловодстве: автореф. дис. … канд. с.-х. наук / Г.В. Кобыляцкая. - Краснодар, 2013. - 24 с.).

Недостатком данного способа является то, что в состав пробиотика входят микроорганизмы, которые не являются естественными представителями микробиома желудочно-кишечного тракта птицы, а используемая питательная среда позволяет достичь титра каждой культуры всего лишь до не менее 5,0×10⁷ КОЕ/мл, тем самым добавка не будет обеспечивать максимальную реализацию биологического потенциала птицы.

Наиболее близким является способ производства пробиотической добавки, предусматривающий выращивание микроорганизмов Lactobacillus salivarius на мелассной среде (Патент РФ №2689680, МПК А23К 10/16, C12N 1/20, А23К 50/75, 28.05.2019 г.).

Недостатком известного технического решения является то, что при использовании данной пробиотической добавки в рационе птицы будет происходить гибель живой культуры микроорганизма из-за агрессивной среды желудочно-кишечного тракта.

Техническим результатом является повышение жизнеспособности молочнокислых культур, являющиеся представителями естественной микрофлоры ЖКТ диких перепелов, за счет использования в питательной среде порошкообразного яблочного пектина.

Технический результат достигается тем, что в способе производства пробиотической добавки для птицы, включающем культивирование микроорганизмов в среде, состоящей из мелассы кормовой 45,0 г, К₂НРО₄ - 2,0 г и дрожжевого экстракта - 0,02 г из расчета на 1 литр воды, согласно изобретению в качестве микроорганизмов используют Lactobacillus parabuchneri В-13061, при этом в питательную среду при температуре 30-40°С добавляют порошкообразный яблочный пектин из расчета 2,0-4,0 г/л.

Новизна заявляемого технического решения обусловлена тем, что используется мелассная среда, включающая дополнительно в свой состав яблочный пектин в расчете 2,0-4,0 г на 1 л воды, для выращивания молочнокислых микроорганизмов - Lactobacillus parabuchneri В-13061, которые независимыми микробиологическим методом, методом количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени и метагеномными методами были выделены из ЖКТ дикого перепела (Сравнительный анализ и пробиотический потенциал новых штаммов рода Lactobacillus из эволюционно закрепленных ассоциаций желудочно-кишечного тракта дикой птицы / В.В. Радченко, Е.В. Ильницкая, Т.М. Шуваева, М.В. Александрова, А.В. Лунева, Ю.А. Лысенко, Н.Ю. Басова, А.Н. Некрасов, А.Г. Кощаев // Биофармацевтический журнал. - 2020. - Т. 12. №1. - С. 44-49).

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, направлены на достижение технического результата и не выявлены при изучении данной и смежной областей науки и техники и, следовательно, соответствуют критерию «изобретательский уровень».

Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемых технических решений критерию «новизна».

Соответствие заявляемого решения критерию патентоспособности «промышленная применимость» обусловлено тем, что предлагаемое техническое решение работоспособно и возможно его использование для кормления сельскохозяйственной птицы.

Способ производства пробиотической добавки для птицы осуществляется следующим образом.

Культивирование микроорганизмов Lactobacillus parabuchneri В-13061 осуществляют в среде, состоящей из мелассы кормовой - 45,0 г, К₂НРО₄ - 2,0 г, дрожжевого экстракта - 0,02 г и порошкообразного яблочного пектина, взятого в количестве 3,0 г в расчете на 1 литр воды при этом добавленного в питательную среду при температуре 30-40 С для равномерного его распределения и полного растворения. Затем в полученную смесь добавляют микроорганизмы Lactobacillus parabuchneri В-13061 с титром не менее 1,0×10⁵ КОЕ/мл в количестве 100,0 г/л и культивируют при температуре 37 С, в течение 24 ч.

При внесении порошкообразного яблочного пектина в питательную среду при температуре ниже 30 С не происходит его полного растворения и равномерного распределения.

При внесении порошкообразного яблочного пектина в питательную среду при температуре выше 40 С происходит частичное разрушение пектина.

При использовании засевной культуры Lactobacillus parabuchneri В-13061 в количестве менее 100,0 г/л, не будет обеспечиваться достижение необходимого титра культуры в пробиотической добавке.

При использовании засевной культуры Lactobacillus parabuchneri В-13061 в количестве более 100,0 г/л достигается тот же титр и не имеет смысла брать большее количество.

При использовании порошкообразного яблочного пектина в количестве менее 3,0 г/л, не будет обеспечиваться максимальной жизнеспособности культур в пробиотической добавке.

При использовании порошкообразного яблочного пектина в количестве более 3,0 г/л, достигается та же жизнеспособность культур в пробиотической добавке, поэтому не имеет смысла брать большее количество.

Первый этап исследований включает изучение выращивания бактерий Lactobacillus parabuchneri В-13061 на мелассной питательной среде с добавлением в ее состав агрессивных компонентов без применения пектина. Немаловажным показателем пробиотических свойств молочнокислой флоры является их способность колонизировать желудочно-кишечный тракт, а также их резистентность к биологическим жидкостям организма-хозяина. Последний показатель визуализировали по наличию или отсутствию роста изучаемой микрофлоры в жидкой питательной среде (мелассной), содержащей натуральный желудочный сок лошади (препарат «Эквин», 90%), желчь крупного рогатого скота медицинская консервированная (20%, 30%, 40%), фенол (0,4%) и NaCl (2%, 4%). Время выращивания культуры составляло 48 ч, температурный оптимум 37°С.

Результаты по влиянию агрессивных сред на выживаемость лактобактерий Lactobacillus parabuchneri В-13061 без применения полисахаридного компонента (пектина) представлены в таблице 1.

Результаты исследований показали, что культуры изучаемых лактобактерий проявили хороший рост только на среде с содержанием 2,0 и 4,0% хлорида натрия, а также при наличии в среде желчи в концентрации 20%. Незначительный рост дала культура на питательной среде, содержащей 30% желчи. В, остальных случаях рост исследуемой культуры не проявился.

Следующим этапом исследований является обоснование использования порошкообразного яблочного и цитрусового пектинов для выращивания Lactobacillus parabuchneri В-13061 на мелассной питательной среде с добавлением в ее состав агрессивных компонентов. Выбор пектинов обусловлен тем, что на данные пектины существует стандарт, позволяющий их применять для пищевых целей («ГОСТ 29186-91. Пектин. Технические условия»).

Для проведения эксперимента микроорганизмы Lactobacillus parabuchneri В-13061 выращиванили на мелассной питательной среде с добавлением в ее состав агрессивных компонентов с применением различных доз порошкообразного яблочного пектина:

1. Состав среды №1: 45 г/л мелассы кормовой, K₂HPO₄ - 2 г/л, дрожжевого экстракта - 0,02 г/л, яблочный пектин - 1,0 г/л.

2. Состав среды №2: 45 г/л мелассы кормовой, K₂HPO₄ - 2 г/л, дрожжевого экстракта - 0,02 г/л, яблочный пектин - 2,0 г/л.

3. Состав среды №3: 45 г/л мелассы кормовой, K₂HPO₄ - 2 г/л, дрожжевого экстракта - 0,02 г/л, яблочный пектин - 3,0 г/л.

4. Состав среды №4: 45 г/л мелассы кормовой, K₂HPO₄ - 2 г/л, дрожжевого экстракта - 0,02 г/л, яблочный пектин - 4,0 г/л.

5. Состав среды №5: 45 г/л мелассы кормовой, K₂HPO₄ - 2 г/л, дрожжевого экстракта - 0,02 г/л, яблочный пектин - 5,0 г/л.

Результаты влияния различных доз полисахарида растительного происхождения (яблочного пектина) на устойчивость лактобактерий Lactobacillus parabuchneri В-13061 к агрессивным средам представлены в таблице 2.

Из таблицы 2 видно, что наилучшие результаты исследований проявились с применением в составе питательной среды, на которой выращивали изучаемые лактобактерии, яблочного пектина в дозе - 3,0; 4,0 и 5,0 г/л. В дозе 2,0 г/л яблочного пектина в составе мелассной среды выявлена устойчивость ко всем растворам NaCl и желчи, также незначительный рост в среде, содержащей 0,4% фенола, однако наблюдалось отсутствие роста в желудочном соке. При дозе 1,0 г/л яблочного пектина в составе питательной среды выявлена жизнеспособность как без отсутствия пектина.

Третим этапом исследований является изучение выращивания Lactobacillus parabuchneri В-13 061 на мелассной питательной среде с добавлением в ее состав агрессивных компонентов с применением различных доз порошкообразного цитрусового пектина:

1. Состав среды №1: 45 г/л мелассы кормовой, К₂НРО₄ - 2 г/л, дрожжевого экстракта - 0,02 г/л, цитрусовый пектин - 1,0 г/л.

2. Состав среды №2: 45 г/л мелассы кормовой, К₂НРО₄ - 2 г/л, дрожжевого экстракта - 0,02 г/л, цитрусовый пектин - 2,0 г/л.

3. Состав среды №3: 45 г/л мелассы кормовой, K₂HPO₄ - 2 г/л, дрожжевого экстракта - 0,02 г/л, цитрусовый пектин - 3,0 г/л.

4. Состав среды №4: 45 г/л мелассы кормовой, К₂НРО₄ - 2 г/л, дрожжевого экстракта - 0,02 г/л, цитрусовый пектин - 4,0 г/л.

5. Состав среды №5: 45 г/л мелассы кормовой, K₂HPO₄ - 2 г/л, дрожжевого экстракта - 0,02 г/л, цитрусовый пектин - 5,0 г/л.

Результаты влияния различных доз полисахарида растительного происхождения (цитрусового пектина) на устойчивость лактобактерий Lactobacillus parabuchneri В-13061 к агрессивным средам представлены в таблице 3.

Из таблицы 3 видно, что наилучшие результаты исследований проявились с применением в составе питательной среды, на которой выращивали изучаемые лактобактерии, цитрусового пектина в дозе - 5,0 г/л.

Результаты проведенных исследований показали, что наиболее эффективной и оптимальной питательной средой является мелассная среда следующего состава: 45 г/л мелассы кормовой, К₂НРО₄ - 2 г/л, дрожжевого экстракта - 0,02 г/л, порошкообразного яблочного пектина - 3,0 г/л и остальное вода. Разработанная пробиотическая добавка может быть использована птицеводстве для повышения мясной продуктивности птицы.

Пример конкретного осуществления способа.

Для повышения продуктивности сельскохозяйственной птицы использовали пробиотическую добавку на основе микроорганизмов Lactobacillus parabuchneri В-13061 в мелассной среде с добавлением порошкообразного яблочного пектина. Для подбора оптимальной дозы использования пробиотической добавки были проведены научные эксперименты.

Пример 1. Эффективность использования на перепелах Техасской породы.

Методом групп аналогов было сформировано пять групп перепелов по 200 голов в каждой: контрольная группа - в рационе присутствовал только основной полноценный комбикорм и питьевая вода; 1-я опытная группа -с основным рационом и питьем воды птице, также выпаивали разработанную пробиотическую добавку в дозе 0,25 мл/гол; 2-я опытная группа - с основным рационом и питьем воды птице, также выпаивали пробиотическую добавку в дозе 0,5 мл/гол; 3-я опытная группа - с основным рационом и питьем воды птице, также выпаивали пробиотическую добавку в дозе 0,75 мл/гол; 4-я опытная группа - с основным рационом и питьем воды птице, также выпаивали пробиотическую добавку в дозе 1,0 мл/гол. Применение пробиотической добавки в опытных группах осуществлялось ежедневно (таблица 3).

Перепела выращивались в полупромышленных многоярусных металлических клетках.

Результаты хозяйственных показателей при выращивании перепелов представлены в таблице 4.

Сохранность перепелов за весь период выращивания в опытных группах была выше, чем в контрольной на 3,5% (1-я опытная группа), 4,0% (2-4-я опытные группы).

Изучение изменения динамики живой массы перепелов показало, что использование пробиотической добавки положительно повлияло на данный показатель. В течение эксперимента наблюдалось равномерное превосходство живой массы птиц опытных групп в сравнении с контрольной и только на конец опыта была зафиксирована статистически достоверная разница. Так при взвешивании перепелов на 56-й день живая масса птиц в 1-й опытной группе была выше, чем в контрольной на 2,5%, а во 2-й, 3-й и 4-й опытных группах наблюдалось достоверное повышение показателя в сравнении с контролем на 5,2; 5,6 и 5,1% (Р<0,05). Во все остальные дни взвешивания также наблюдалась разница по массе птиц опытных и контрольной группы, но она была не достоверна. Так на седьмые сутки масса птиц опытных групп была незначительна выше, чем в контрольной на 0,5; 1,3; 1,5 и 0,7%. На 14-е сутки в 1-й опытной группе масса перепелов превосходила контрольную группу на 1,8%, во 2-й опытной группе на 2,6%, в 3-й группе на 4,1%, а в 4-й - 3,4%. На 21-е сутки в 1-4-й опытных группах изучаемый показатель был выше аналогов в контрольной на 1,1; 3,3; 3,6 и 3,4%. Аналогичная тенденция наблюдалась и в другие дни взвешивания перепелов до 56-и суток.

Прирост живой массы перепелов за весь период выращивания в 1-й опытной группе составил 319,31 г, что на 7,97 г или 2,6% больше, чем в контрольной группе, во 2-й группе больше на 16,73 г или 5,4%, в 3-й опытной группе - 18,18 г (5,8%) и в 4-й опытной группе - 16,27 г (5,2%). При этом наилучший показатель конверсии был зафиксирован во 2-й опытной группе, который составил 3,25 кг против 3,32 кг в контрольной и 1-й опытной группах, а в 3-й и 4-й опытных группах - 3,28 кг. В целом, показатель расхода кормов на 1 кг прироста (конверсия) перепелов во 2-й, 3-й и 4-й опытных группах был ниже, чем в контрольной на 2,1 и 1,2%.

Пример 2. Эффективность использования на цыплятах-бройлерах кросса Росс 308.

Методом групп аналогов было сформировано пять групп цыплят-бройлеров по 60 голов в каждой: контрольная группа - в рационе присутствовал только основной полноценный комбикорм и питьевая вода; 1-я опытная группа - с основным рационом и питьем воды птице, также выпаивали разработанную пробиотическую добавку в дозе 0,25 мл/гол; 2-я опытная группа - с основным рационом и питьем воды птице, также выпаивали пробиотическую добавку в дозе 0,5 мл/гол; 3-я опытная группа - с основным рационом и питьем воды птице, также выпаивали пробиотическую добавку в дозе 0,75 мл/гол; 4-я опытная группа - с основным рационом и питьем воды птице, также выпаивали пробиотическую добавку в дозе 1,0 мл/гол. Применение пробиотической добавки в опытных группах осуществлялось ежедневно (таблица 5).

Результаты хозяйственных показателей при выращивании птиц представлены в таблице 6.

Результаты изучения хозяйственных показателей при выращивании цыплят-бройлеров кросса Росс 308 показали, что применение пробиотической добавки способствовало повышению сохранности птицы 1-й и 2-й опытных групп по сравнению с контрольной на 3,3%, а в 3-й и 4-й опытных группах данный показатель был максимальным и выше, чем в контрольной на 6,7%.

Изучение живой массы птиц показало, что в опытных группах изучаемый показатель в каждый период взвешивания цыплят-бройлеров равномерно повышался в зависимости от дозы пробиотической добавки. Однако статистически достоверная разница была выявлена на 35-е сутки выращивания птицы в 3-й и 4-й опытных группах по сравнению с контрольной, в которых масса оказалась выше на 2,4 и 2,3% (Р<0,05). В 1-й и 2-й опытных группах также масса птиц была выше, чем в контрольной на 0,9 и 1,3%, но разница была не достоверна. На 42-й день взвешивания масса цыплят-бройлеров во 2-й, 3-й и 4-й опытных группах была выше, чем в контрольной на 1,7; 2,8 и 2,7% при статистически достоверной разнице (Р<0,05). В целом, прирост цыплят-бройлеров в контрольной группе составил 2636,18 г, а в 1-4-й опытных группах 2661,37 г, 2682,37 г, 2712,92 г, 2709,42 г, соответственно, что выше, чем в контроле на 1,0; 1,6; 2,9 и 2,8%.

В связи с тем, что масса птиц опытных групп была выше, чем в контрольной, у них наблюдалась повышенная поедаемость комбикормов. Однако, анализ конверсии комбикорма показал, что изучаемый показатель в опытных группах был ниже, чем в контрольной на 0,01; 0,02; 0,04 и 0,03 кг.

В целом, обосновать повышенную динамику живой массы перепелов и цыплят-бройлеров в опытных группах, можно за счет положительного воздействия пробиотической добавки на основе культур Lactobacillus parabuchneri В-13061 и мелассной питательной среды с яблочным пектином, которые способствуют лучшему усвоению энергии и питательных веществ комбикорма птицей, что отразилось на ее мясной продуктивности.

Способ производства пробиотической добавки для птицы, включающий культивирование молочнокислых микроорганизмов в среде, состоящей из мелассы кормовой 45,0 г, К₂НРО₄ 2,0 г и дрожжевого экстракта 0,02 г из расчета на 1 литр воды, отличающийся тем, что в качестве микроорганизмов используют Lactobacillus parabuchneri В-13061, при этом в питательную среду при температуре 30-40°С добавляют порошкообразный яблочный пектин из расчета 2,0-4,0 г/л.