Бактериальные ферменты как потенциальные кормовые добавки в птицеводстве

А.О. Корягина¹, Д.С. Бульмакова¹, А.Д. Сулейманова¹, Н.Л. Рудакова¹, А.М. Марданова¹, С.Ю. Смоленцев², М.Р. Шарипова¹

¹Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, 420008, Россия

²Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола, 424000, Россия

Полный текст PDF

DOI: 10.26907/2542-064X.2019.3.459-471

Для цитирования: Корягина А.О., Бульмакова Д.С., Сулейманова А.Д., Рудакова Н.Л., Марданова А.М., Смоленцев С.Ю., Шарипова М.Р. Бактериальные ферменты как потенциальные кормовые добавки в птицеводстве // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. – 2019. – Т. 161, кн. 3. – С. 459–471. – doi: 10.26907/2542-064X.2019.3.459-471.

For citation: Koryagina A.O., Bul’makova D.S., Suleimanova A.D., Rudakova N.L., Mardanova A.M., Smolencev S.Y., Sharipova M.R. Bacterial enzymes as potential feed additives in poultry farming. Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki, 2019, vol. 161, no. 3, pp. 459–471. doi: 10.26907/2542-064X.2019.3.459-471. (In Russian)

Аннотация

Проведен анализ потенциала микробных ферментов гистидиновой кислой фитазы Pantoea sp. 3.5.1 и субтилизиноподобной протеиназы B. pumilus для использования в качестве кормовых добавок. При исследовании активности протеиназы B. pumilus при значениях pH, соответствующих различным отделам пищеварительного тракта кур, фермент оставался в активном состоянии. В присутствии желчи в концентрациях 0.01–0.25% и 0.01–5% фитаза и протеиназа сохраняли более 50% активности. Фитаза Pantoea sp. 3.5.1 эффективно гидролизовала фитат, находящийся в составе кормов для кур. Исследования влияния микробных ферментов на продуктивность, перевариваемость и усвояемость питательных веществ цыплятами-бройлерами показали увеличение абсолютного прироста птицы, а также повышение усвоения кальция, фосфора и азота. Полученные данные позволяют сделать заключение о перспективах применения фитазы Pantoea sp. 3.5.1 и субтилизиноподобной протеиназы B. pumilus в качестве добавок в птицеводстве.

Ключевые слова: фитаза, фитат, протеиназа, кормовые добавки, микроорганизмы

Благодарности. Работа выполнена за счет средств субсидии, выделенной в рамках государственной поддержки Казанского (Приволжского) федерального университета в целях повышения его конкурентоспособности среди ведущих мировых научно-образовательных центров, и при финансовой поддержке РНФ (проект № 16-16-04062).

Литература

1. Hume M.E. Historic perspective: Prebiotics, probiotics, and other alternatives to antibiotics // Poult. Sci. – 2011. – V. 90, No 11. – P. 2663–2669. – doi: 10.3382/ps.2010-01030.

2. dos Santos T.T., O’Neill M., González-Ortiz G., Camacho-Fernández D., López-Coello C. Xylanase, protease and superdosing phytase interactions in broiler performance, carcass yield and digesta transit time // Anim. Nutr. – 2017. – V. 3, No 2. – P. 121–126. – doi: 10.1016/j.aninu.2017.02.001.

3. Cowieson A.J., Wilcocock P., Bedford M.R. Super-dosing effects of phytase in poultry and other monogastrics // World’s Poult. Sci. – 2011. – V. 67, No 2. – P. 225–235. – doi: 10.1017/S0043933911000250.

4. Ghazi S., Rooke J.A., Galbraith H., Bedford M.R. The potential for the improvement of the nutritive value of soya-bean meal by different proteases in broiler chicks and  broiler cockerels // Br. Poult. Sci. – 2002. – V. 43, No 1. – P. 70–77. – doi: 10.1080/00071660120109935.

5. Dozier W.A., Corzo A., Kidd M.T., Tillman P.B., McMurtry J.P., Branton S.L. Digestible lysine requirements of male broilers from 28 to 42 days of age // Poult. Sci. – 2010. – V. 89, No 10. – P. 2173–2182. – doi: 10.3382/ps.2010-00710.

6. Angel C.R., Saylor W., Viera S.L., Ward N. Effects of a mono component protease on performance and protein utilization in seven- to twenty-two-day-old broiler chickens // Poult. Sci. – 2011. – V. 90, No 10. – P. 2281–2286. – doi: 10.3382/ps.2011-01482.

7. Timbermont L., Lanckriet A., Dewulf J., Nollet N., Schwarzer K., Haesebrouck F., Ducatelle R., Van Immerseel F. Control of Clostridium perfringens-induced necrotic enteritis in broilers by target-released butyric acid, fatty acids and essential oils // Avian Pathol. – 2010. – V. 39, No 2. – P. 117–121. – doi: 10.1080/03079451003610586.

8. Yan W., Sun C., Yuan J., Yang N. Gut metagenomic analysis reveals prominent roles of Lactobacillus and cecal microbiota in chicken feed efficiency // Sci. Rep. – 2017. – V. 7. – Art. 45308, P. 1–11. – doi: 10.1038/srep45308.

9. Troshagina D.S., Suleimanova A.D., Itkina D.L., Sharipova M.R. Cloning of phytase genes from Pantoea sp. 3.5.1 and Bacillus ginsengihumi M2.11 in Pichia pastoris // BioNanoScience. – 2018. – V. 8. – P. 1045–1053. – doi: 10.1007/s12668-018-0563-y.

10. Koryagina A., Rudakova N., Toymentseva A., Sharipova M. Selection of the optimal strain-producer of subtilisin-like proteinase of Bacillus pumilus // FEBS Open Bio. – 2017. – V. 8, Suppl. 1. – P. 192–193. – doi: 10.1002/2211-5463.12453.

11. Greiner R. Degradation of myo-inositol hexakisphosphate by a phytate-degrading enzyme from Pantoea agglomerans // Protein J. – 2004. – V. 23, No 8. – P. 577–585. – doi: 10.1007/s10930-004-7884-0.

12. Demidyuk I.V., Romanova D.V., Nosovskaya I.V., Demidyuk E.A., Chestukhina G.G., Kuranova I.P., Kostrov S.V. Modification of substrate-binding site of glutamyl endopeptidase from Bacillus intermedius // Prot. Eng. Des. Sel. – 2004. – V. 17, No 5. – P. 411–416. – doi: 10.1093/protein/gzh050.

13. Синицына O.A., Федорова Е.А., Гусаков А.В., Упоров И.В., Соколова Л.М., Бубнова Т.М., Окунев О.Н., Чулкин А.М., Винецкий Ю.П., Синицын А.П. Выделение и свойства внеклеточной фитазы A Penicillium canescens // Биохимия. – 2006. – Т. 71, Вып. 9. – С. 1260–1268.

    Ашмарин И.П., Воробьев А.А. Статистические методы в микробиологических исследованиях. – Л.: Медгиз, 1962. – 180 с.

14. Abd-Alhadi R., Sumainah G., AlBalaa B. Production of extracellular phytase from Bacillus subtilis isolated from Syrian soil // Int. J. Pharm. Tech. Res. – 2015. – V. 8, No 1 – P. 154–159.

15. Wang W., Wang Z., Yang H., Cao Y., Zhu X., Zhao Y. Effects of phytase supplementation on growth performance, slaughter performance, growth of internal organs and small intestine, and serum biochemical parameters of broilers // Open J. Anim. Sci. – 2011. – V. 3, No 3. – P. 236–241. – doi:10.4236/ojas.2013.33035.

16. Lee J., Choi Y., Lee P., Kang S. Bok J., Cho J. Recombinant production of Penicillium oxalicum PJ3 phytase in Pichia pastoris // World J. Microbiol. Biotechnol. – 2007. – V. 23, No 3. – P. 443–446. – doi: 10.1007/s11274-006-9236-z.

17. Suleimanova A.D., Beinhauer A., Valeeva L.R., Chastukhina I.B., Balaban N.P., Shakirov E.V., Greiner R., Sharipova M.R. Novel glucose-1phosphatase with high phytase activity and unusual metal ion activation from soil bacterium Pantoea sp. strain 3.5.1 // Appl. Environ. Microbiol. – 2015. – V. 81, No 19. – P. 6790–6799. – doi: 10.1128/AEM.01384-15.

18. Yao M.-Z., Zhang Y.-H., Lu W.-L., Hu M.-Q. W., Wang A.-H. Phytases: Crystal structures, protein engineering and potential biotechnological applications // J. Appl. Microbiol. – 2011. – V. 112, No 1. – P. 1–14. – doi: 10.1111/j.1365-2672.2011.05181.x.

Поступила в редакцию

28.01.19

Корягина Анастасия Олеговна, младший научный сотрудник НИЛ «Микробные биотехнологии»

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: tihonovaao93@gmail.com

Бульмакова Дарья Сергеевна, младший научный сотрудник НИЛ «Микробные биотехнологии»

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: dashunka_@mail.ru

Сулейманова Алия Дамировна, кандидат биологических наук, научный сотрудник НИЛ «Микробные биотехнологии»

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: aliya.kzn@gmail.com

Рудакова Наталья Леонидовна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник НИЛ «Микробные биотехнологии»

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: natalialrudakova@mail.ru

Марданова Айслу Миркасымовна, кандидат биологических наук, доцент кафедры микробиологии

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: mardanovaayslu@mail.ru

Смоленцев Сергей Юрьевич, доктор биологических наук, профессор кафедры технологии хранения и переработки продукции растениеводства

Марийский государственный университет

пл. Ленина, д. 1, г. Йошкар-Ола, 424000, Россия

E-mail: Smolentsev82@mail.ru

Шарипова Маргарита Рашидовна, доктор биологических наук, профессор кафедры микробиологии

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: marsharipova@gmail.com

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.