Оценка воздействия фитобиотических препаратов Salviae folia, Scutellaria baicalensis, Origanum vulgare на обменные процессы в модели рубца

Актуальность. От процессов ферментации в рубце жвачных животных зависит, насколько будут образовываться конечные метаболиты и их производные, необходимые для полноценного развития организма, высокогоуровня продуктивности; также они влияют на уровень образования эндогенных веществ, в частности выбросы парниковых газов. Данные факты подводят нас к поиску новых кормовых средств, улучшающих метаболические процессы в рубце и пищеварительной системе в целом. Фитовещества могут послужить альтернативойтрадиционным добавкам. Цель исследования: изучить влияние Salviae folia, Scutellaria baicalensis, Origanum vulgare на образование метана, синтез летучих жирных кислот и азота, то есть наосновные индикаторные показатели ферментативной активности рубца.
Методы. Объектом исследования являлась рубцовая жидкость, полученная от бычков казахской белоголовой породы в возрасте 9–10 месяцев, средней массой 225–230 кг (n = 4), с хронической фистулой рубца. Для исследования был приготовлен микрорацион, включающий 70% грубых кормов и 30% концентрированных кормов, в качестве субстрата, и сформированы девять опытных образцов: Salviae folia — 0,8; 1,6; 2,4 г/кг сухого вещества (СВ), Scutellaria baicalensis — 0,15; 0,2; 0,3 г/кг СВ, Origanum vulgare — 0,2; 0,3; 0,6 г/кг СВ рациона. Исследования производили методом in vitro c помощью установки-инкубатора «ANKOM DaisyII» по специализированной методике.
Результаты. Установлено, что при использовании фитовеществ Salviae folia и Scutellaria baicalensis больше образовалось уксусной и пропионовой кислоты, при использовании Origanum vulgare в различных дозировках произошло смещение в сторону образованияпропионовой и валериановой кислот. Достоверно установлено образование большего количества микробного белка с применением Salviae folia, Scutellaria baicalensis, Origanum vulgare в различных дозировках. Метаногенез снижался в большей степени при использовании высших дозировок фитовеществ, независимо от источника.

1. Benedict KM, Gow SP, McAllister TA, Booker CW, Hannon SJ, Checkley SL. Antimicrobial resistance in escherichia coli recovered from feedlot cattle and associations with antimicrobial use. PLoS ONE. 2015;10(12): e0143995. doi:10.1371/journal.pone.0143995

2. Wallace RJ. (2004). Antimicrobial properties of plant secondary metabolites. Proc. Nutr. Soc. 2004;63:621-629.

3. Atlanderova K., Makaeva A., Rysaev A., Nurzhanov B., Duskaev G., Rayzanov V. The effect of medicinal extracts on microflora and enzymatic processes of calf rumen. Journal of Animal Science. 2020;98(4):258. https://doi.org/10.1093/jas/skaa278.466

4. Hristov AN, Mcallister TA, Van Herk FH, Cheng KJ, Newbold CJ, Cheek PR. Effect of Yucca schidigera on ruminal fermentation and nutrient digestion in heifers. J. Anim. Sci. 1999;77:2554-2563.

5. Karimov I, Kondrashova K, Duskaev G, Kvan O. Evaluation of effects of rumen fluid in combination with probiotic preparations and vanillin on the luminescence of a recombinant strain E. coli. E3S Web of Conferences, 2020. 143, 02034. DOI 10.1051/e3sconf/202014302034

6. Wallace RJ. Antimicrobial properties of plant secondary metabolites. Proc. Nutr. Soc. 2004;63:621-629.

7. Wang Y, McAllister TA, Newbold CJ, Rode LM, Cheeke PR, Cheng KJ. Effects of extract on fermentation and degradation of steroidal saponins in the rumen stimulation techniqiue. Anim. Feed Sci. Technol. 1998;74:143-153.

8. Wenk C. Why all discussion about herbs? Biotechn in the feed industry. 2000;79-96.

9. Mohammad N, Ajisaka N, Lila ZA, Mikuni K, Hara K, Kanda S, Itabashi H. Effect of Japanese horseradish oil on methane production and ruminal fermentation in vitro and in stress. J. Anim. Sci. 2004;82:1839-1846.

10. Castillejos L, Calsamigkia S, Ferret A, Losa R. Effects of a specific blend of essential oil compounds and type of diet on rumen microbial fermentation and nutrient flow from a continuous culture system. Anim. Feed Sci. Thechnol. 2005;119:29-41.

11. Christaki E, Bonos E, Giannenas I, Florou-Paneri P. A review: aromatic plants as a source of bioactive compounds. Agric. 2012;2:228-243.

12. Logachev K, Karimov I, Duskaev G, Frolov A, Tulebaev S, Zav’yalov O. Study of intercellular interaction of ruminal microorganisms of beef cattle. Asian Journal of Animal Sciences, 2015. 9 (5), pp. 248-253. DOI 10.3923/ajas.2015.248.253

13. Pashtetsky V, Ostapchuk P, Kuevda T, Zubochenko D, Yemelianov S, Uppe V. Use of phytobiotics in animal husbandry and poultry. Shamtsyan M and Ignateva S, editors. E3S Web of Conferences: International Scientific Conference on Biotechnology and Food Technology (BFT-2020). 2020;27-29. doi: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202021502002

14. Tajodini M, Moghbeli P, Hashem S, Mohaddese E. The effect of medicinal plants as a feed additive in ruminant nutrition. Iranian Journal of Applied Animal Science. 2014;4:681-686.

15. Kumar R, Kumar BA. New claims in folk veterinary medicines from Uttar Pradesh, India. J. Ethnopharmacol. 2013;146:581–593. doi. org/10.1016/j.jep.2013.01.030.

16. Singh PK. An Overview of Feed Additives. In Animal Feed Additives. New India Publishing Agency, New Delhi - 110034, India. 2015;1–13.

17. Сарымсакова БЕ, Розенсон РИ, Баттакова ЖЕ. Руководство по этике научных исследований: методические рекомендации. Астана. 2007. 98 c. [Accessed 2 March 2022].

18. Веселова ТА, Мальцева АА, Швец ИМ. Биоэтические проблемы в биологических и экологических исследованиях: учебно-методическое пособие в электронном виде. Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет. 2018. 187c.

19. Батоев ЦЖ. Динамика сокоотделения и выделение ферментов поджелудочной железы у птиц. Физиологический журнал СССР имени И.М. Сеченова. 1972;58(11):1771-1773.

20. Батоев ЦЖ. Фотометрическое определение активности протеолитических ферментов поджелудочного сока по уменьшению концентрации казеина. Вопросы физиологии и патологии животных: Сборник трудов Бурятского государственного сельскохозяйственного института. 1971;25:22-26.

21. Busquet M, Calsamiglia S, Ferret A, Kamel C. Plant extracts affect in vitro rumen microbial fermentation. J. Dairy Sci. 2006;89:761-771.

22. Ghimire S, Kohn RA, Gregorini P, White RR, Hanigan MD. Representing interconversions among volatile fatty acids in the Molly cow model . J Dairy Sci. 2017;100(5):3658-3671. doi: 10.3168/jds.2016-11858.

23. Oh J, Wall EH, Bravo DM, Hristov AN. Host-mediated effects of phytonutrients in ruminants: A review. J Dairy Sci. 2017;100(7):5974-5983. doi: 10.3168/jds.2016-12341.

24. Akanmu AM, Hassen A, Adejoro AF. Haematology and Serum Biochemical Indices of Lambs Supplemented with Moringa oleifera, Jatropha curcas and Aloe vera Leaf Extract as Anti-Methanogenic Additives. Antibiotics (Basel). 2020;9(9):601. doi:10.3390/antibiotics9090601

25. Aguilar-Hernández JA, Urías-Estrada JD, López-Soto MA, Barreras A, Plascencia A, Montaño M, González-Vizcarra VM, Estrada-Angulo A, Castro-Pérez BI, Barajas R, Rogge HI, Zinn RA. Evaluation of isoquinoline alkaloid supplementation levels on ruminal fermentation, characteristics of digestion, and microbial protein synthesis in steers fed a high-energy diet. J Anim Sci. 2016;94(1):267-74. doi: 10.2527/jas.2015-9376

26. Garcia-Gonzalez R, Lopez S, Fernandez M, Gonzalez JS. Doseresponse effects of Rheum officinale root and Frangulaalnus bark on ruminal methane production in vitro. Anim. Feed Sci. Technol. 2008;145:319-334.

27. Patra AK, Kamra DN, Agarwal N. Effect of spices on rumen fermentation, methanogenesis and protozoa counts in vitro gas production test. Conf. Greenhouse Gases Anim. Agric. ETH Zurich, Zurich, Switzerland. 2005;115-118.

28. Lee SC, Lee HJ, Oh YK. Methane production from enteric fermentation in ruminants. Asian-australas J. Anim. Sci. 2000;13:171-181.