Продуктивные качества, переваримость кормов и кишечный микробиом у цыплят-бройлеров (Gallus gallus L.) при добавлении в рацион нативных и экструдированных углеводных компонентов

Автор: Холодилина Т.Н., Яушева Е.В., Рязанцева К.В., Сизова Е.А., Нечитайло К.С.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Технологии кормления

Статья в выпуске: 2 т.59, 2024 года.

Бесплатный доступ

Экструзия как метод термической и механической обработки, сочетающий высокие температуры и давление, повышает пищевую ценность кормовых ингредиентов и широко используется для улучшения функциональных свойств пищевых продуктов. Однако неясно, как рационы, включающие экструдаты, влияют на микробиоту кишечника и физиологию питания цыплят-бройлеров. В настоящей работе впервые установлено, что замена до 10 % пшеницы на отруби и кукурузу не ухудшает продуктивность птицы. Выявлено снижение усвоения жира при экструзии отрубей и повышение этого показателя при обработке кукурузы. Показано, что микробиом слепой кишки по-разному формируется при различных соотношениях растворимых и нерастворимых углеводов. Наша цель заключалась в оценке влияния замены зерновой части рациона цыплят-бройлеров на нативные и экструдированные пшеничные и кукурузные отруби на показатели роста, переваримость и состав кишечного микробиома. Исследования проводили в 2023 году в виварии ФНЦ биологических систем и агротехнологий РАН. Цыплят-бройлеров (Gallus gallus L.) кросса Arbor Acres разделили на четыре опытных группы (по n = 5) методом пар-аналогов. Птицу кормили полнорационными комбикормами согласно рекомендациям Всероссийского научно-исследовательского и технологического института птицеводства (ВНИТИП). Начиная с 21-х сут, 10 % (100 г/кг рациона) зерна пшеницы в рационе цыплят I группы заменяли на пшеничные отруби (О), II группы - на экструдат отрубей (ЭО), III группы - на кукурузу (К), IV группы - на экструдат кукурузы (ЭК). Содержание сырой клетчатки в исследуемых компонентах было следующим: О - 7,7 %, ЭО - 2,7 %, К - 4,29 %, ЭК - 1,67 %. Прирост живой массы учитывали по результатам еженедельного взвешивания (21-42-е сут жизни). Исследовали химический состав рационов и помета. Количество сухого вещества определяли по ГОСТ 31640-2012 (M., 2012), массовую долю сырого жира - по ГОСТ 13496.15-2016 (M., 2016), сырого протеина - по ГОСТ 13496.4-93 (M., 2011), сырой клетчатки - по ГОСТ 31675-2012 (M., 2014). После окончания эксперимента на 42-е сут проводили убой птицы. Органы пищеварения (мышечный и железистый желудки, кишечник) извлекали, освобождали от содержимого и взвешивали. Отбор содержимого слепой кишки проводили во время убоя. Проводили подготовку библиотек ДНК, секвенирование и биоинформационную обработку. Визуализацию результатов биоинформатической обработки и статистический анализ осуществляли с помощью MicrobiomeAnalyst (https://www.microbiomeanalyst.ca/). Полученные OTU после фильтрации и определения таксономической принадлежности использовали для расчета показателей альфа-разнообразия (индекс Chao1, индекс Фишера, индекс биоразнообразия Шеннона, оценка охвата на основе численности ACE, индекс разнообразия Симпсона; статистический метод ANOVA) и бета-разнообразия (метод ординации NMDS, дистанционный метод, индекс Брея-Кертиса; статистический метод PERMANOVA). На 14-е сут после начала эксперимента наблюдалась тенденция к увеличению живой массы в группах, получавших экструдированные продукты, - на 8,5 % для ЭО и 9,9 % для ЭК в сравнении с аналогичными кормами без экструзии. К концу учетного периода разница для тех же групп по живой массе составила соответственно 8,3 и 10,4 %, значимых различий не наблюдалось. Внесение в рационы экструдированной кукурузы приводило к статистически значимому увеличению переваримости сырого жира (СЖ): этот показатель был на 5,1 % (р ≤ 0,05) выше в сравнении с ЭО и на 6,4 % (р ≤ 0,05) при сравнении с К. Экструдированные отруби в рационе цыплят-бройлеров снижали переваримость СЖ на 3,5 % при сравнении с I группой. При оценке переваримости сырого протеина (СП) отмечали обратный эффект: происходило статистически значимое снижение в III и IV группах соответственно на 6,6 % (р ≤ 0,05) и 13,2 % (р ≤ 0,05) по сравнению с I группой. Остальные показатели усвоения питательных веществ не имели достоверных различий. На развитие органов пищеварения влияло более высокое содержание клетчатки в нативных компонентах отрубей и кукурузы. Масса мышечного желудка в I группе была на 7,02 % (p ≤ 0,001) выше, чем у птиц, которым скармливали ЭО, в III группе - на 22,04 % (p ≤ 0,05) выше, чем при скармливании ЭК. Масса кишечника снижалась в IV группе на 22,12 % (p function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }

Еще

Цыплята, кормление, экструзия, кукуруза, пшеничные отруби, продуктивность, кишечный микробиом

Короткий адрес: https://sciup.org/142242445

IDR: 142242445   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2024.2.274rus

Список литературы Продуктивные качества, переваримость кормов и кишечный микробиом у цыплят-бройлеров (Gallus gallus L.) при добавлении в рацион нативных и экструдированных углеводных компонентов

  • Масалов В.Н., Березина Н.А., Червонова И.В. Состояние зернового хозяйства России, роль зерновых в кормлении сельскохозяйственных животных и питании человека. Вестник аграрной науки, 2021, 2(89): 3-15 (doi: 10.17238/issn2587-666X.2021.2.3).
  • Sozcu A. Growth performance, pH value of gizzard, hepatic enzyme activity, immunologic indi-cators, intestinal histomorphology, and cecal microflora of broilers fed diets supplemented with processed lignocellulose. Poultry Science, 2019, 98(12): 6880-6887 (doi: 10.3382/ps/pez449).
  • Mateos G.G., Jiménez-Moreno E., Serrano M.P., Lázaro R.P. Poultry response to high levels of dietary fiber sources varying in physical and chemical characteristics. Journal of Applied Poultry Research, 2012, 21(1): 156-174 (doi: 10.3382/japr.2011-00477).
  • Jha R., Fouhse J.M., Tiwari U.P., Li L., Willing B.P. Dietary fiber and intestinal health of monogastric animals. Front. Vet. Sci., 2019, 6: 48 (doi: 10.3389/fvets.2019.00048).
  • Холодилина Т.Н., Климова Т.А., Курилкина М.Я., Ваншин В.В. Влияние баротермиче-ской обработки компонентов рациона на микробное сообщество кишечника цыплят-бройлеров. Животноводство и кормопроизводство, 2022, 105(1): 92-102 (doi: 10.33284/2658-3135-105-1-92).
  • Холодилина Т.Н., Курилкина М.Я., Атландерова К.Н. Экструзионная обработка как фактор, определяющий аминокислотный состав различных компонентов корма для цыплят-бройлеров. Животноводство и кормопроизводство, 2022, 105(1): 74-81 (doi: 10.33284/2658-3135-105-1-74).
  • Rojas O.J., Stein H.H. Processing of ingredients and diets and effects on nutritional value for pigs. J. Anim. Sci. Biotechnol., 2017, 8: 48 (doi: 10.1186/s40104-017-0177-1).
  • Li M., Hasjim J , Xie F., Halley P.J., Gilbert R.G. Shear degradation of molecular, crystalline, and granular structures of starch during extrusion. Starch - Stärke, 2014, 66(7-8): 595-605 (doi: 10.1002/star.201300201).
  • Zhang Z., Zhu M., Xing B., Liang Y., Zou L., Li M., Fan X., Ren G., Zhang L., Qin P. Effects of extrusion on structural properties, physicochemical properties and in vitro starch digestibility of Tartary buckwheat flour. Food Hydrocolloids, 2023, 135(10): 108197 (doi: 10.1016/j.foodhyd.2022.108197).
  • Garcia-Amezquita L.E., Tejada-Ortigoza V., Pérez-Carrillo E., Serna-Saldívar S.O., Campan-ella O.H., Welti-Chanes J. Functional and compositional changes of orange peel fiber thermally-treated in a twin extruder. LWT, 2019, 111: 673-681 (doi: 10.1016/j.lwt.2019.05.082).
  • Villasante J., Pérez‐Carrillo E., Heredia‐Olea E., Metón I., Almajano M.P. In vitro antioxidant activity optimization of nut shell (Carya illinoinensis) by extrusion using response surface methods. Biomolecules, 2019, 9(12): 883 (doi: 10.3390/biom9120883).
  • Ringseis R., Gessner D.K., Eder K. The gut-liver axis in the control of energy metabolism and food intake in animals. Annual Review of Animal Biosciences, 2020, 8: 295-319 (doi: 10.1146/an-nurev-animal-021419-083852).
  • Егоров И.А., Манукян В.А., Ленкова Т.Н., Околелова Т.М., Лукашенко В.С., Шевяков А.Н., Игнатова Г.В., Егорова Т.В., Андрианова Е.Н., Розанов Б.Л., Лысенко М.А., Егорова Т.А., Грозина А.А., Лаптев Г.Ю., Никонов И.Н., Александрова И.Л., Ильина Л.А., Новикова Н.И. Методика проведения научных и производственных исследований по кормлению сельскохозяйственной птицы. Молекулярно-генетические методы определения микрофлоры кишечника. Сергиев Посад, 2013.
  • Sizova E., Yausheva E., Marshinskaia O., Kazakova T., Khlopko Y., Lebedev S. Elemental com-position of the hair and milk of black-spotted cows and its relationship with intestinal microbiome reorganization. Veterinary World, 2022, 15(11): 2565-2574 (doi: 10.14202/vetworld.2022.2565-2574).
  • Dhariwal A., Chong J., Habib S., King I.L., Agellon L.B., Xia J. MicrobiomeAnalyst: a web-based tool for comprehensive statistical, visual and meta-analysis of microbiome data. Nucleic Acids Research, 2017, 45(W1): W180-W188 (doi: 10.1093/nar/gkx295).
  • Adewole D. Effect of dietary supplementation with coarse or extruded oat hulls on growth per-formance, blood biochemical parameters, ceca microbiota and short chain fatty acids in broiler chickens. Animals, 2020, 10(8): 1429 (doi: 10.3390/ani10081429).
  • Faridah H.S., Goh Y.M., Noordin M.M., Liang J.B. Extrusion enhances apparent metabolizable energy, ileal protein and amino acid digestibility of palm kernel cake in broilers. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 2020, 33(12): 1965-1974 (doi: 10.5713/ajas.19.0964).
  • Hejdysz M., Kaczmarek S.A., Kubiś M., Adamski M., Perz K., Rutkowski A. The effect of faba bean extrusion on the growth performance, nutrient utilization, metabolizable energy, excretion of sialic acids and meat quality of broiler chickens. Animal, 2019, 13(8): 1583-1590 (doi: 10.1017/S175173111800366X).
  • Oryschak M., Korver D., Zuidhof M., Meng X., Beltranena E. Comparative feeding value of extruded and nonextruded wheat and corn distillers dried grains with solubles for broilers. Poultry Science, 2010, 89(10): 2183-2196 (doi: 10.3382/ps.2010-00758).
  • Rutkowski A., Kaczmarek S.A., Hejdysz M., Jamroz D. Effect of extrusion on nutrients digesti-bility, metabolizable energy and nutritional value of yellow lupine seeds for broiler chickens. Annals of Animal Science, 2016, 16(4): 1059-1072 (doi: 10.1515/aoas-2016-0025).
  • Boroojeni F.G., Svihus B., von Reichenbach H.G., Zentek J. The effects of hydrothermal processing on feed hygiene, nutrient availability, intestinal microbiota and morphology in poultry — a review. Animal Feed Science and Technology, 2016, 220: 187-215 (doi: 10.1016/j.anifeedsci.2016.07.010).
  • Ahmed A., Zulkifli I., Farjam A.S., Abdullah N., Liang J.B. Extrusion enhances metabolizable energy and ileal amino acids digestibility of canola meal for broiler chickens. Italian Journal of Animal Science, 2014, 13(1): 3032 (doi: 10.4081/ijas.2014.3032).
  • Hejdysz M., Kaczmarek S.A., Adamski M., Rutkowski A. Influence of graded inclusion of raw and extruded pea (Pisum sativum L.) meal on the performance and nutrient digestibility of broiler chick-ens. Animal Feed Science and Technology, 2017, 230: 114-125 (doi: 10.1016/j.anifeedsci.2017.05.016).
  • Shang Q., Wu D., Liu H., Mahfuz S., Piao X. The impact of wheat bran on the morphology and physiology of the gastrointestinal tract in broiler chickens. Animals, 2020, 10(10): 1831 (doi: 10.3390/ani10101831).
  • Jiménez-Moreno E., de Coca-Sinova A., González-Alvarado J.M., Mateos G.G. Inclusion of insoluble fiber sources in mash or pellet diets for young broilers. 1. Effects on growth performance and water intake. Poultry Science, 2016, 95(1): 41-52 (doi: 10.3382/ps/pev309).
  • Jiménez-Moreno E., González-Alvarado J.M., de Coca-Sinova A., Lázaro R.P., Cámara L., Mateos G.G. Insoluble fiber sources in mash or pellets diets for young broilers. 2. Effects on gastrointestinal tract development and nutrient digestibility. Poultry Science, 2019, 98(6): 2531-2547 (doi: 10.3382/ps/pey599).
  • Guzmán P., Saldaña B., Kimiaeitalab M.V., García J., Mateos G.G. Inclusion of fiber in diets for brown-egg laying pullets: effects on growth performance and digestive tract traits from hatching to 17 weeks of age. Poultry Science, 2015, 94(11): 2722-2733 (doi: 10.3382/ps/pev288).
  • Conlon M.A., Bird A.R. The impact of diet and lifestyle on gut microbiota and human health. Nutrients, 2015, 7(1): 17-44 (doi: 10.3390/nu7010017).
  • Фисинин В.И., Ильина Л.А., Йылдырым Е.А., Никонов И.Н., Филиппова В.А., Лап-тев Г.Ю., Новикова Н.И., Грозина А.А., Ленкова Т.Н., Манукян В.А., Егоров И.А. Бакте-риальное сообщество слепых отростков кишечника цыплят-бройлеров на фоне питатель-ных рационов различной структуры. Микробиология, 2016, 85(4): 472-480.
  • Xiao Y., Xiang Y., Zhou W., Chen J., Li K., Yang H. Microbial community mapping in intestinal tract of broiler chicken. Poultry Science, 2017, 96(5): 1387-1393 (doi: 10.3382/ps/pew372).
  • Borda-Molina D., Mátis G., Mackei M., Neogrády Z., Huber K., Seifert J., Camarinha-Silva A. Caeca microbial variation in broiler chickens as a result of dietary combinations using two cereal types, supplementation of crude protein and sodium butyrate. Front. Microbiol., 2021, 11: 617800 (doi: 10.3389/fmicb.2020.617800).
  • Molnár A., Such N., Farkas V., Pál L., Menyhárt L., Wágner L., Husvéth F., Dublecz K. Effects of wheat bran and Clostridium butyricum supplementation on cecal microbiota, short-chain fatty acid concentration, pH and histomorphometry in broiler chickens. Animals, 2020, 10(12): 2230 (doi: 10.3390/ani10122230).
  • Zhou K. Strategies to promote abundance of Akkermansia muciniphila, an emerging probiotics in the gut, evidence from dietary intervention studies. Journal of Functional Foods, 2017, 33: 194-201 (doi: 10.1016/j.jff.2017.03.045).
  • Hagi T., Belzer C. The interaction of Akkermansia muciniphila with host-derived substances, bac-teria and diets. Appl Microbiol Biotechnol., 2021, 105(12): 4833-4841 (doi: 10.1007/s00253-021-11362-3).
  • Yao S., Zhao Y., Chen H., Sun R., Chen L., Huang J., Yu Z., Chen S. Exploring the plasticity of diet on gut microbiota and its correlation with gut health. Nutrients, 2023, 15(15): 3460 (doi: 10.3390/nu15153460).
  • Yan W., Sun C., Yuan J., Yang N. Gut metagenomic analysis reveals prominent roles of Lacto-bacillus and cecal microbiota in chicken feed efficiency. Sci. Rep., 2017, 7: 45308 (doi: 10.1038/srep45308).
  • Cui X., Gou Z., Jiang Z., Li L., Lin X., Fan Q., Wang Y., Jiang S. Dietary fiber modulates abdominal fat deposition associated with cecal microbiota and metabolites in yellow chickens. Poultry Science, 2022, 101(4): 101721 (doi: 10.1016/j.psj.2022.101721).
  • Han G.G., Kim E.B., Lee J., Lee J.-Y., Jin G., Park J., Huh C.-S., Kwon I.K., Kil D.Y., Choi Y.J., Kong C. Relationship between the microbiota in different sections of the gastrointes-tinal tract, and the body weight of broiler chickens. SpringerPlus, 2016, 5(1): 911 (doi: 10.1186/s40064-016-2604-8).
  • Zhang B., Liu N., Hao M., Zhou J., Xie Y., He Z. Plant-derived polysaccharides regulated immune status, gut health and microbiota of broilers: a review. Front. Vet Sci., 2022, 8: 791371 (doi: 10.3389/fvets.2021.791371).
  • De Maesschalck C., Eeckhaut V., Maertens L., De Lange L., Marchal L., Daube G., Dewulf J., Haesebrouck F., Ducatelle R., Taminau B., Van Immerseel F. Amorphous cellulose feed supple-ment alters the broiler caecal microbiome. Poultry Science, 2019, 98(9): 3811-3817 (doi: 10.3382/ps/pez090).
Еще
Статья научная