Воздействие кавитированной подсолнечной лузги и молочной кислоты на изменение таксономического профиля микробиома рубца жвачных in vitro

Проведена оценка воздействия кавитированной подсолнечной лузги и молочной кислоты на изменение таксономического профиля микробиома рубца жвачных in vitro. Определено изменение бактериального состава рубцовой жидкости путем применения метода секвенирования на приборе MiSeq во временной экспозиции 6–24 ч. Объекты исследований – подсолнечная лузга измельченная (0,01 см) – контроль; кавитированная: лузга и вода в соотношении 1 : 3, обработанные ультразвуком; лузга и молочная кислота в соотношении 1 : 3 – лузга кавитированная + молочная кислота. Полученные образцы после высушивания при 105 ºС использовали в исследованиях in vitro с рубцовой жидкостью на инкубаторе (аналог искусственного рубца). Отбор рубцовой жидкости у крупного рогатого скота осуществляли через хроническую фистулу. Возраст животных – 12 мес, порода – казахская белоголовая. Введение кавитированной лузги подсолнечника как отдельно, так и совместно с молочной кислотой, после 6 ч увеличивало количество бактерий, относящихся к классам Flavobacteriia, на 5,43 и 3,93%, Elusimicrobia – 3,77 и 3,98%, Gammaproteobacteria –11,75 и 10,07%, и снижало численность бактерий класса Bacteroidia на 5,72 и 2,63%, Clostridia на 3,26 и 2,20% относительно контроля. Во временной экспозиции 12–24 ч, напротив, происходило увеличение бактерий класса Bacteroidia на 3,30–4,90 и на 8,29–11,28%, Clostridia – на 1,66–1,50 и на 2,74–3,27% по отношению к контролю.

1. Lima J., Auffret M.D., Stewart R.D., Dewhurst R.J., Duthie C.A., Snelling T.J., Walker A.W., Freeman T.C., Watson M., Roehe R. Identification of rumen microbial genes involved in pathways linked to appetite, growth, and feed conversion efficiency in cattle // Frontiers in Genetics. 2019. Vol. 8. N 10. P. 701. DOI: 10.3389/fgene.2019.00701.

2. Zubiria I., Garcia-Rodriguez A., Atxaerandio R., Ruiz R., Benhissi H., Mandaluniz N., Lavín J.L., Abecia L., Goiri I. Effect of feeding cold-pressed sunflower cake on ruminal fermentation, lipid metabolism and bacterial community in dairy cows // Animals (Basel). 2019. Vol. 9. N 10. P. 755. DOI: 10.3390/ani9100755.

3. Osman N.S., Sapawe N., Sapuan M.A.U., Fozi M.F.M., Azman M.H.I.F., Fazry A.H.Z., Zainudin M.Z.H., Hanafi M.F. Sunflower shell waste as an alternative animal feed // Materials Today: Proceedings. 2018. Vol. 5. N 10. P. 21905– 21910. DOI: 10.1016/j.matpr.2018.07.049.

4. Haro A., Gonzalez J., de Evan T., de la Fuente J., Carro M.D. Effects of feeding rumen-protected sunflower seed and meal protein on feed intake, diet digestibility, ruminal, cecal fermentation, and growth performance of lambs // Animals (Basel). 2019. Vol. 9 (7). P. 415. DOI: 10.3390/ani9070415.

5. Javourez U., O’Donohue M., Hamelin L. Waste-to-nutrition: a review of current and emerging conversion pathways // Biotechnology Advances. 2021. Vol. 53. P. 107857. DOI: 10.1016/j.biotechadv.2021.107857.

6. Saha S., Roy A. Whole grain rice fortification as a solution to micronutrient deficiency: Technologies and need for more viable alternatives // Food Chemistry. 2020. N 326. P. 127049. DOI: 10.1016/j.foodchem.2020.127049.

7. Muslyumova D.M., Kurilkina M.Ya., Duskaev G.K., Zavyalov O.A. A method for increasing the productivity of meat gobies thanks to the use of cavitated sunflower oil sludge in the diet // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. P. 22055. DOI: 10.1088/17551315/839/2/022055.

8. Kamal H., Ali A., Manickam S., Le C.F. Impact of cavitation on the structure and functional quality of extracted protein from food sources – An overview // Food Chemistry. 2023. Vol. 1. N 407. P. 135071. DOI: 10.1016/j.foodchem.2022.135071.

9. Zubiria I., Garcia-Rodriguez A., Atxaerandio R., Ruiz R., Benhissi H., Mandaluniz N., Lavín J.L., Abecia L., Goiri I. Effect of feeding cold-pressed sunflower cake on ruminal fermentation, lipid metabolism and bacterial community in dairy cows // Animals (Basel). 2019. Vol. 9. N 10. P. 755. DOI: 10.3390/ani9100755.

10. Alharthi A.S., Al-Baadani H.H., Al-Badwi M.A., Abdelrahman M.M., Alhidary I.A., Khan R.U. Effects of sunflower hulls on productive performance, digestibility indices and rumen morphology of growing Awassi lambs fed with total mixed rations // Journal of Veterinary Science. 2021. Vol. 8. N 9. P. 174. DOI: 10.3390/vetsci8090174.

11. Haro A., Carro M., Evan T., González J. Influence of feeding sunflower seed and meal protected against ruminal fermentation on ruminal fermentation, bacterial composition and in situ degradability in sheep // Archives of Animal Nutrition. 2020. Vol. 1. N 17. P. 74. DOI: 10.1080/1745039X.2020.1756679.

12. Gerlach K., Daniel J.L.P., Jobim C.C., Nussio L.G. A data analysis on the effect of acetic acid on dry matter intake in dairy cattle // Animal Feed Science and Technology. 2021. Vol. 272. P. 114782. DOI: 10.1016/j.anifeedsci.2020.114782.

13. Zardo I., de Espíndola Sobczyk A., Marczak L.D.F. Optimization of ultrasound assisted extraction of phenolic compounds from sunflower seed cake using response surface methodology // Waste and Biomass Valorization. 2019. N 10. P. 33–44. DOI: 10.1007/s12649-017-0038-3.

14. Cangiano L.R., Yohe T.T., Steele M.A., Renaud D.L. Invited Review: Strategic use of microbial-based probiotics and prebiotics in dairy calf rearing // Applied Animal Science. 2020. Vol. 36. Is. 5. P. 630–651. DOI: 10.15232/aas.2020-02049.

15. Duskaev G.K., Karimov I.F., Levakhin G.I., Nurzhanov B.S., Rysaev A.F., Dusaeva K.B. Ecology of ruminal microorganisms under the influence of Quercus cortex extract // International Journal of GEOMATE. 2019. Vol. 16. N 55. P. 59–66.

16. Yang Y., Dong G., Wang Z. Treatment of corn with lactic acid or hydrochloric acid modulates the rumen and plasma metabolic profiles as well as inflammatory responses in beef steers // BMC Veterinary Research. 2018. N 14. P. 408. DOI: 10.1186/s12917-018-1734-3.

17. Nogal A., Valdes A.M., Menni C. The role of shortchain fatty acids in the interplay between gut microbiota and diet in cardio-metabolic health // Journal of Gut Microbes. 2021. Vol. 13. N 1. P. 1–24. DOI: 10.1080/19490976.2021.1897212.

18. Pinnel L.J., Reyes A.A., Wolfe C.A., Weinroth M.D., Metcalf J.L., Delmore R.J., Belk K.E., Morley P.S., Engle T.E. Bacteroidetes and Firmicutes drive differing microbial diversity and community composition among micro-environments in the bovine rumen // Frontiers in Veterinary Science, Animal Nutrition and Metabolism. 2022. Vol. 9. DOI: 10.3389/fvets.2022.897996.

19. Atlanderova K.N., Duskaev G.K., Bykov A.V. Optimization of sunflower husk utilization methods using various ultrasonic treatment methods // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2022. Vol. 1076. P. 12041. DOI: 10.1088/1755-1315/1076/1/012041.