Пробиотики на основе бактерий рода Bacillus в птицеводстве

Феоктистова Н.В., Марданова А.М., Хадиева Г.Ф., Шарипова М.Р.

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

Полный текст PDF

Аннотация

Работа посвящена вопросам применения пробиотиков в современном промышлен-ном птицеводстве и проблеме создания новых перспективных биопрепаратов для ре-шения актуальных проблем этой отрасли. Дана общая характеристика пробиотиков и пробиотических микроорганизмов. Представлена история создания пробиотиков на основе бифидобактерий, лактобацилл, Escerichia coli и других микроорганизмов. Рас-смотрены вопросы, связанные с целесообразностью применения пробиотиков в птице-водстве. Отмечается, что пробиотики характеризуются как неотъемлемый компонент фармакологического обеспечения промышленного птицеводства. Особое внимание уделяется рассмотрению механизмов действия и вопросов безопасности использования споровых пробиотиков. Представлены и охарактеризованы споровые пробиотики ветеринарного назначения, разработанные в России, приведены данные о положительном влиянии этих биопрепаратов в птицеводстве. Дана оценка важной роли отечественных пробиотиков на основе бактерий рода Bacillus в решении актуальных проблем российского промышленного птицеводства. Дана характеристика фитатов как соединений с антипитательными свойствами, показана необходимость применения в птицеводстве фитаз в качестве кормовых ферментов. Анализируются перспективы использования бактерий рода Bacillus в биопрепаратах с фитазной активностью.

Ключевые слова: пробиотики, птицеводство, споровые бактерии, бактериальные ферменты, фитазы, кормовые добавки

Литература

1. Современная энциклопедия промышленности России – заводы и их продукция, поставщики, промышленные выставки. – URL: http://www.wiki-prom.ru/.
2. Castanon J.I.R. History of the use of antibiotic as growth promoters in European poultry feeds // Poult. Sci. – 2007. – V. 86, No 11. – P. 2466–2471. doi: 10.3382/ps.2007-00249.
3. Graham J.P., Boland J.J., Silbergeld E. Growth promoting antibiotics in food animal production: An economic analysis // Public Health Rep. – 2007. – V. 122, No 1. – Р. 79–87.
4. Park Y.H., Hamidon F., Rajangan Ch., Soh K.P., Gan Ch.Yu., Lim Th.S., Abdullah W.N.W., Liong M.T. Application of probiotics for the production of safe and high-quality poultry meat // Korean J. Food Sci. Anim. Resour. – 2016. – V. 36, No 5. – Р. 567–576. – doi: 10.5851/kosfa.2016.36.5.567.
5. Барановский Ю.А., Кондрашина Э.А. Дисбактериоз и дисбиоз кишечника. – СПб: Питер, 2008. – 224 с.
6. Hawrelak J.A., Myers S.P. The causes of intestinal dysbiosis: A review // Altern. Med. Rev. – 2004. – V. 9, No 2. – P. 180–187.
7. Fuller R. Probiotics in man and animals // J. Appl. Bacteriol. – 1989. – V. 66, No 5. – P. 365–378.
8. Ноздрин Г.А., Иванова А.Б., Шевченко А.И., Ноздрин А.Г. Научные основы применения пробиотиков в птицеводстве: монография. – Новосибирск: Изд-во Новосиб. гос. агр.го ун-та, 2005. – 222 с.
9. Похиленко В.Д., Перелыгин В.В. Пробиотики на основе спорообразующих бактерий и их безопасность // Химическая и биологическая безопасность. – 2007. – № 2–3. – С. 20–41.
10. Каблучеева-Пашник Т.И., Кощаев А.Г. Фармакологическое обоснование применения пробиотиков в птицеводстве. – Краснодар: Изд-во КубГАУ, 2016. – 270 с.
11. Collins M.D., Gibson G.R. Рrobiocics, prebiotics, and synbiotics: Approaches for modulating the microbial ecology of the gut // Am. J. Clin. Nutr. – 1999. – V. 69, No 5. – Р. 1052S–1057S.
12. De Vrese M., Schrezenmeir J. Probiotics, prebiotics, and synbiotics // Adv. Biochem. Eng./Biotechnol. – 2008. – V. 111. – P. 1–66. – doi: 10.1007/10_2008_097.
13. Гончарова Г.И.  Бифидофлора человека, ее защитная роль в организме и обоснование сфер применения препарата Бифидумбактерина: Автореф. дис. … д-ра биол. – М., 1982. – 39 с.
14. Топурия Л.Ю., Топурия Г.М., Григорьева Г.В. Фармакологические аспекты применения пробиотиков в бройлерном птицеводстве. – Оренбург: Изд. центр ВНИИМС, 2012. – 95 с.
15. Patel R., DuPont H.L. New approaches for bacteriotherapy: Prebiotics, new generation probiotics, and synbiotics // Clin. Infect. Dis. – 2015. – V. 60, Suppl. 2. – P. S108–S121. – doi: 10.1093/cid/civ177.
16. Gupta V., Garg R. Probiotics // Indian J. Med. Microbiol. – 2009. – V. 27, No 3. – P. 202–209. – doi: 10.4103/0255-0857.53201.
17. Sánchez B., Delgado S., Blanco-Míquez A., Lourenço A., Gueimonde M., Margolles A. Probiocitcs, gut microbiota, and their influence on host health and disease // Mol. Nutr. Food Res. – 2017. – V. 61, No 1. – doi: 10.1002/mnfr.201600240.
18. Dylag K., Hubalewska-Mazgai M., Surmiak M., Szmyd J., Brzozowski T. Probiotics in the mechanism of protection against gut inflammation and therapy of gastrointestinal disorders // Curr. Pharm. Des. – 2014. – V. 20, No 7. – P. 1149–1155.
19. Nagpal R., Kumar A., Kumar M., Behare P.V., Jain S., Yadav H. Probiotics, their health benefits and applications for developing healthier foods: A review // FEMS Microbiol. Lett. – 2012. – V. 334, No 1. – Р. 1–15. – doi: 10.1111/j.1574-6968.2012.02593.x.
20. Ушакова Н.А., Некрасов Р.В., Правдин В.Г., Кравцова Л.З., Бобровская О.И., Павлов Д.С. Новое поколение пробиотических препаратов кормового назначения // Фундаментальные исследования. – 2012. – № 1. – С. 184–192.
21. Lin L., Zhang J. Role of intestinal microbiota and metabolites on gut homeostasis and human diseases // BMC Immunol. – 2017. – V. 18, No 2. – doi: 10.1186/s12865-016-0187-3.
22. Данилевская Н.В. Фармакологические аспекты применения пробиотиков // Ветеринария. – 2005. – № 11. – С. 6–9.
23. Малик Н.И. Пробиотики: теоретические и практические аспекты // Птицефабрика. – 2006. – № 1. – С. 20–26.
24. Панин А.И. Пробиотики как неотъемлемый компонент рационального кормления животных и птицы // Птица и птицепродукты. – 2008. – № 3. – С. 13–16.
25. Дмитриева М.Е. Ветеринарное благополучие — залог рентабельной работы птицеводческого предприятия // Птица и птицепродукты. – 2014. – № 1. – C. 23–25.
26. Каблучеева Т.И. Болезни птиц в таблицах и схемах. – Краснодар: Изд-во Красн. гос. ун-та, х/ц «Книга», 2008. – 191 с.
27. Huyghebaert G., Ducatelle R., Van Immerseel F. An up­date on alternatives to antimicrobial growth promoters for broilers // Vet. J. – 2011. – V. 187, No 2. – P.182–188. – doi: 10.1016/j.tvjl.2010.03.003.
28. Никулин В.Н., Тараканов Б.В., Герасименко В.В. Биологические основы применения пробиотических препаратов в сельском хозяйстве. – Оренбург: Изд. центр ОГАУ, 2007. – 112 с.
29. Гиндуллин А.И., Тремасов М.Я., Белецкий С.О., Гиндуллина Д.А. Пробиотики на основе Lactobacterium и Bacillus при Т-2 токсикозе цыплят // Птица и птицепродукты. – 2014. – № 3. – C. 44–46.
30. Донкова Н.В. Особенности морфофункционального развития цыплят-бройлеров // Ветеринария. – 2004. – № 10. – С. 48–50.
31. Сурай П.Ф., Фисинин В.И. Современные методы борьбы со стрессами в птицеводстве: от антиоксидантов к сиртуинам и витагенам // Материалы XVII Междунар. конф. ВНАП «Инновационные разработки и их освоение в промышленном птицеводстве». – Сергиев Посад, 2012. – С. 24–34.
32. Васильев С.С., Корнева Г.В. Морфофункциональные изменения в иммунной системе цыплят бройлеров в процессе выращивания // Учен. зап. Казан. гос. академии вет. мед. им. Н.Э. Баумана. – 2010. – № 201. – С. 182–186.
33. Бакулина Л.Ф., Тимофеев И.В., Перминова Н.Г., Полушкина А.Ф., Печоркина Н. И. Пробиотики на основе спорообразующих микроорганизмов рода Bacillus и их использование в ветеринарии // Биотехнология. – 2001. – № 2. – С. 48–56.
34. Осипова И.Г., Михайлова Н.А., Сорокулова И.Б., Васильева Е.А., Гайдеров А.А. Споровые пробиотики // Журн. микробиол. эпидемиол. и иммунол. – 2003. – № 3. – С. 113–119.
35. Hong H.A., Ducle L.H., Cutting S.M. The use of bacterial spore formers as probiotics // FEMS Microbiol. Rev. – 2005. – V. 29, No 4. – P. 813–835. – doi: 10.1016/j.femsre.2004.12.001.
36. Белявская В.А., Кашперова Т.А., Бондаренко В.М., Ильичев А.А., Сорокулова И.Б., Малик Н.И. Экспериментальная оценка биобезопасности генно-инженерных бактерий на модели штамма Bacillus subtilis, продуцирующего интерферон // Журн. микробиол. эпидемиол. и иммунол. – 2001. – № 2. – С. 16–20.
37. Елфимова И.А., Ясников С.В., Перов А.Н. Интестевит и биокорм «Пионер» для повышения сохранности молодняка // Ветеринария. – 2006. – № 7. – С. 16–17.
38. Пат. 2181596 РФ. Лекарственный препарат из бактерий рода Bacillus / Байгузина Ф.А., Алсынбаев М.М., Штроман Г.А., Кулагин В.Ф., Осипова И.Г., Байгузина С.Н. –№ 2001109013/13; заявл. 05.04.01; опубл. 27.04.02, Бюл. № 12.
39. Кощаев А.Г. Эффективность кормовых добавок Бацелл и Моноспорин при выращивании цыплят-бройлеров // Ветеринария. – 2007. – № 1. – С. 16–17.
40. Неминущая Л.А. Технология производства и обеспечение качества синбиотиков лактосубтил-форте и авилак-форте, эффективность их применения в птицеводстве: Автореф. дис. … д-ра биол. наук. – Щелково, 2011. – 50 с.
41. Пат. 43767 РФ. Сухая форма лечебно-профилактического препарата – пробиотика ветоцил / Леляк А.И., Ноздрин Г.А. –. заявл. 23.06.2004;опубл. 10.02.2005.
42. Пат. 2398872 RU. Штамм бактерий Bacillus licheniformis, используемый для получения пробиотической кормовой добавки, предназначенной для производства высококачественных кормов, повышающих продуктивность и снижающих риск желудочно-кишечных заболеваний животных, птицы и рыб / Коротченя И.Н., Кобурнеев И.В., Гинзбург А.С., Лухвич К.А. – № 2010150279/10; заявл. 18.12.2008; опубл. 10.09.2010, Бюл. № 25.
43. Подберезный В.В., Полянцев Н.И. Влияние эндобактерина на иммунный статус организма и паренхиматозные органы коров при мастите // С.-х. биол. – 1994. – № 6. – С. 106–111.
44. Пат. 2235772 С1 RU. Штамм бактерий Bacillus pantothenticus 1-85 для использования в гранулированных кормах / Грудинина Т.Н., Лаптев Г.Ю., Прокопьева В.И., Солдатова В.В., Проворов Е.Л. – № 2003103720A; заявл 29012003; опубл. 10.09.2004.
45. А. с. 1710575 SU. Штамм бактерий Bacillus sp. — компонент лечебно-профилак­тического препарата против дисбактериозов и аллергий / Никитенко Л.И., Никитенко В.И. – № 4465884/13; заявл. 25.07.88; опубл. 07.02.92, Бюл. № 5.
46. Пат. 2184774 РФ. Штамм бактерий Bacillus subtilis, используемый для получения пробиотического препарата, предназначенного для профилактики и лечения желудочно-кишечных заболеваний животных, птицы и рыбы / Кулаков Г.В., Иренков И.П.,   Илиеш В.Д. – № 2001125732/13; заявл. 21.09.2001; опубл. 10.07.2002.
47. Григорьева Е.В. Морфофункциональная оценка влияния пробиотика олин на организм цыплят-бройлеров: Дис. … канд. биол. наук. – Оренбург, 2013. – 164 с.
48. Пат. 2159625 РФ. Пробиотический препарат комплексного действия / Белявская В.А., Кашперова Т.А., Сорокулова И.Б., Смирнов В.В., Ильичев А.А., Панин А.Н., Малик Н.И., Сандахчиев Л.С. – № 99111728/14; заявл. 25.05.1999; опубл. 27.11.2000.
49. Пат. 2471864 С1 RU. Пробиотический препарат против вирусных и бактериальных инфекций «Токсипорин», способ его получения, штамм бактерий Bacillus licheniformis, используемый в качестве компонента пробиотического препарата / Волков М.Ю., Буяновская Н.Я. – заявл. 13.12.2011; опубл. 10.01.2013, Бюл. № 1.
50. А. с. 1043165 СССР. Ассоциация микроорганизмов для скармливания молодняку крупного рогатого скота / Николичева Т.А., Тараканов Т.В., Бравова Г.Б., Гаврилова Н.Н., Белевич Е.И. – № 4663151/13; 4674149/13; заявл.16.03.89; опубл. 23.08.91, Бюл. № 31.
51. Зеленская О.З. Влияние комбинации Сел-плекс + Бацелл на продуктивность бройлеров // Аграрный вестн. Урала. – 2010. – № 11–2. – С. 24–25.
52. Осипова И.Г., Сорокулова И.Б., Васильева Е.А., Буданова Е.В. Доклинические испытания новых споровых пробиотиков // Вестн. Рос. Академии мед. наук. – 2005. – № 12. – С. 36–40.
53. Svetoch E.A., Stern N., Eruslanov B.V., Kovalev Y.N., Volodina L.I., Perelygin V.V., Mitsevich I.P., Pokhilenko V.D., Borzenkov V.N., Levchuk V.P., Svetoch E.O., Kudriavtseva T.Y. Isolation of Bacillus circulans and Paenibacillus polymyxa strains inhibitory to Campylobacter jejuni and characterization of associated bacteriocins // J. Food Prot. – 2005. – V. 68, No 1. – P. 11–17.
54. Ноздрин Г.А., Иванова А.Б., Шевченко А.И., Шевченко С.А. Пробиотики и микронутриенты при интенсивном выращивании цыплят кросса Смена. – Новосибирск: Изд-во НГАУ, 2009. – 207 с.
55. Knap I., Kehlet A.B., Bennedsen M., Mathis G.F., Hofacre C.L., Lumpkins B.S., Jensen M.M., Raun M., Lay A. Bacillus subtilus (DSM17299) significantly reduced Salmonella in broilers // Poult. Sci. – 2011. – V. 90, No 8. – P. 1690–1694. – doi: 10.3382/ps.2010-01056.
56. Bai K., Huang Q., Zhang J., He J., Zhang L., Wang T. Supplemental effects of probiotic Bacillus subtilis fmbJ on growth performance, antioxidant capacity, and meat quality of broiler chickens // Poult. Sci. – 2017. – V. 96, No 1. – Р. 74–82.
57. Novak R., Bogovič Matijašić B., Terčič D., Cervek M., Gorjanc G., Holcman A., Levart A., Rogelj I. Effects of two probiotic additives containing Bacillus spores on carcass characteristics, blood lipids and cecal volatile fatty acids in meat type chickens // J. Anim. Physiol. Anim. Nutr. – 2011. – V. 95, No 4. – P. 423–433. – doi: 10.1111/j.1439-0396.2010.01068.x.
58. Liu X., Yan H., Lv L., Xu Q., Yin Ch., Zhang K., Wang P., Hu J. Growth performance and meat quality of broiler chickens supplemented with Bacillus licheniformis in drinking water // Asian-Australas. J. Anim. Sci. – 2012 – V. 25, No 5. – P. 682–689. – doi: 10.5713/ajas.2011.11334.
59. Fan Y., Zhao L., Ma Q., Li X., Shi H., Zhou T., Zhang J., Ji C. Effects of Bacillus subtilis ANSB060 on growth performance, meat quality and aflatoxin residues in broilers fed moldy peanut meal naturally contaminated with aflatoxins // Food Chem. Toxicol. – 2013. – V. 59. – P. 748–753. – doi: 10.1016/j.fct.2013.07.010.
60. Li Y.B., Xu Q., Huang Z., Lv L., Liu X., Yin C., Yan H., Yuan J. Effects of Bacillus subtilis CGMCC 1.1086 on the growth performance and intestinal microbiota of broilers // J. Appl. Microbiol. – 2016. – V. 120, No 1. – Р. 195–204. – doi: 10.1111/jam.12972.
61. Kim H.W., Yan F.F., Hu J.Y., Cheng H.W., Kim Y.H. Effects of probiotics feeding on meat quality of chicken breast during postmortem storage // Poult. Sci. – 2016. – V. 95, No 6. – Р. 1457–1464. – doi: 10.3382/ps/pew055.
62. Мухаметзянова А.Д., Ахметова А.И., Шарипова М.Р. Микроорганизмы как продуценты фитаз // Микробиология. – 2012. – Т. 81, № 3. – С. 291–300.
63. Балабан Н.П., Сулейманова А.Д., Валеева Л.Р., Шакиров Е.В., Шарипова М.Р. Структурные особенности и механизм катализа β-пропеллерных фитаз бацилл (обзор) // Биохимия. – 2016. – Т. 81, № 8. – С. 1011–1022.
64. Dersjant-Li Y., Awati A., Schulze H., Partridge G. Phytase in non-ruminant animal nutrition: A critical review on phytase activities in the gastrointestinal tract and influencing factors // J. Sci. Food Agric. – 2015. – V. 95, No 5. – Р. 878–896. – doi: 10.1002/jsfa.6998.
65. Selle P.H., Ravindran V. Microbial phytase in poultry nutrition // Anim. Feed Sci. Technol. – 2007. – V. 135, Nos 1–2. – P. 1–41. – doi: 10.1016/j.anifeedsci.2006.06.010.
66. Андрианова Е.Н. Научное обоснование повышения эффективности использования кормов при производстве яиц и мяса птицы: Автореф. дис. … д-ра с.-х. наук. – Сергиев Посад, 2013. – 44 с.
67. Woyengo T.A., Nyachoti C.M. Review: Anti-nutritional effects of phytic acid in diets for pigs and poultry – current knowledge and directions for future research // Can. J. Anim. Sci. – 2013. – V. 93, No 1. – P. 9–21.–  doi: 10.4141/cjas2012-017.
68. Yu S., Cowieson A., Gilbert C., Plumstead P., Dalsgaard S. Interactions of phytate and myo-inositol phosphate esters (IP1-5) including IP5 isomers with dietary protein and iron and inhibition of pepsin // J. Anim. Sci. – 2012. – V. 90, No 6. – P. 1824–1832. – doi: 10.2527/jas.2011-3866.
69. Ptak A., Bedford M.R., Świątkiewicz S., Žyła K., Józefiak D. Phytase modulates ideal microbiota and enhances growth performance of the broiler chickens // PLoS One. – 2015. – V. 10, No 3. – Art. e0119770, P. 1–15. – doi: 10.3389/fmicb.2016.02033.
70. Borda-Molina D., Vital M., Sommerfeld V., Rodehutscord M., Camarinha-Silva A. Insights into broilers' gut microbiota fed with phosphorus, calcium, and phytase supplemented diets // Front. Microbiol. – 2016. – V. 7. – Art. 2033, P. 1–13. – doi: 10.3389/fmicb.2016.02033.
71. Lei X.G., Weaver J.D., Mullaney E., Ullah A.H., Azain M.J. Phytase, a new life for an “old” enzyme // Annu. Rev. Anim. Biosci. – 2013. – V. 1. – P. 283–309. – doi: 10.1146/annurev-animal-031412-103717.
72. Cиницына О.А., Федорова Е.А., Гусаков А.В., Упоpов 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 А Penicillium canescens // Биохимия. – 2006. – Т. 7, № 9. – С. 1260–1268.
73. Пат. 2504579 RU. Рекомбинантный штамм дрожжей Yarrowia lipolytica — продуцент фитазы / Выборная Т.В., Ларина А.С., Синеокий С.П., Федоров А.С., Юзбашев Т.В., Юзбашева Е.Ю. – № 2012114468/10; заявл. 12.04.2012; опубл. 20.01.2014, Бюл. № 2.
74. Пат. 2472855 C2 RU. Мутантная рекомбинантная термостабильная фитаза (варианты), фрагмент ДНК, кодирующий указанную фитазу (варианты), штамм Pichia pastoris, продуцент указанной фитазы (варианты) / Гордеева Т.И., Борщевская Л.Н., Синеокий С.П. – № 2009146172/10; заявл. 20.06.2011; опубл. 20.01.2013, Бюл. № 2.
75. Пат. 2227159 RU. Фитаза из Bacillus subtilis, ген, кодирующий эту фитазу, способ ее получения и применение / Апаялахти Ю., Хейккинен П., Керовуо Я., Лаураеус М., Морган Э., Нурминен П., Сииканен О. – № 99105347/1399105347/13; заявл. 12.08.1997; опубл. 20.04.2004.
76. Пат. 2506307 С2 RU. Штамм бактерий Bacillus subtilis с высоким уровнем продуцирования фитазы (варианты), композиция для кормления животных и способ кормления животных / Кнап И., Кнарреборг А., Лесер Т.Д., Лунн Б. – заявл. 11.06.2008; опубл. 10.02.2014, Бюл. № 4.
77. Ахметова А.И., Нямсурэн Ч., Балабан Н.П., Шарипова М.Р. Выделение и характеристика новой фитазы бацилл // Биоорган. химия. – 2013. – Т. 39, № 4. – С. 430–436.
78. Ахметова А.И. β-пропеллерная фитаза Bacillus ginsengihumi: клонирование гена, очистка белка, свойства фермента: Автореф. дис. … канд. биол. наук. – Казань, 2013. – 26 с.
79. Cutting S.M. Bacillus probiotics // Food Microbiol. – 2011. – V. 28, No 2. – P. 214–220. – doi: 10.1016/j.fm.2010.03.007.

Поступила в редакцию

26.12.16

Феоктистова Наталия Владимировна, научный сотрудник НИЛ «Микробные биотехнологии»

Казанский (Приволжский) федеральный университет

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

E-mail: nfeoktis@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

Хадиева Гузель Фанисовна, магистр кафедры микробиологии

Казанский (Приволжский) федеральный университет

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

Шарипова Маргарита Рашидовна, доктор биологических наук, профессор кафедры микробиологии

Казанский (Приволжский) федеральный университет

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

Для цитирования: Феоктистова Н.В., Марданова А.М., Хадиева Г.Ф., Шарипова М.Р. Пробиотики на основе бактерий рода Bacillus в птицеводстве // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. – 2017. – Т. 159, кн. 1. – С. 85–107.

For citation: Feoktistova N.V., Mardanova A.M., Hadieva G.F., Sharipova M.R. Probiotics based on bacteria from the genus Bacillus in poultry breeding. Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki, 2017, vol. 159, no. 1, pp. 85–107. (In Russian)

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.