Винодельческие отходы способны заменить антибиотики в птицеводстве. Добавление всего 0,5% виноградного жмыха в корм бройлеров, страдающих хроническим воспалением кишечника, позволило восстановить рост птицы, подавить патогенную микрофлору и повысить качество мясной продукции. В отличие от обычных стимуляторов роста, использование жмыха не вызывает развития устойчивых к антибиотикам бактерий, что делает его доступной и экологически безопасной заменой для отрасли.
Во всем мире в сельском хозяйстве наблюдается постепенный отказ от антибиотиков, используемых в качестве стимуляторов роста, в связи с риском возникновения микроорганизмов, устойчивых к лекарственным средствам. Вместе с тем, отсутствие этих препаратов может приводить к более частым случаям хронического воспаления кишечника у птицы на фермах, что негативно сказывается на их весе и увеличивает расход корма. Эффективная альтернатива должна устранять воспалительные процессы и способствовать росту животных, не вызывая нежелательных последствий.
Авторы исследования, опубликованного в журнале npj Biofilms and Microbiomes, в стремлении заменить антибиотики, ученые обратили внимание на виноградный жмых — отход винодельческого и сокодобывающего производства, составляющий до 20% массы переработанного винограда. Этот материал содержит значительное количество клетчатки, антиоксидантов и полифенолов, однако в настоящее время он зачастую оказывается на полигонах и подвергается разложению.
Для оценки воздействия жмыха ученые из Корнеллского университета провели исследование с участием 126 бройлеров. Чтобы воспроизвести условия, характерные для промышленных птицефабрик, у птиц спровоцировали хроническое воспаление кишечника, используя несбалансированный рацион. В состав корма включили 30% рисовых отрубей, содержащих большое количество некрахмалистых полисахаридов.
После этого птиц разделили на шесть групп. Первая группа получала обычный корм, вторая – исключительно диету с повышенной калорийностью, а третьей, помимо такой диеты, давали распространенный кормовой антибиотик цинк-бацитрацин. Остальные три группы получали корм без антибиотика, но с добавлением 0,5% виноградного жмыха – обычного, подвергнутого ферментации лактобактериями и дрожжами. В течение 42 дней исследователи отслеживали увеличение веса, проводили анализ состава крови, микробиома слепой кишки и оценивали активность генов в кишечнике птиц.
Строгое ограничение в питании спровоцировало выраженное воспаление и снижение прироста веса на 54%. Однако виноградный жмых практически полностью нивелировал эти негативные последствия: цыплята демонстрировали столь же хорошие темпы роста, как и бройлеры, получавшие антибиотики. У птиц, питавшихся виноградным жмыхом, наблюдалось снижение активности генов, ответственных за воспалительные процессы (IL-1β и TNF-α), а также увеличение размеров ворсинок в кишечнике, играющих ключевую роль в усвоении питательных веществ.
Жмых оказал пребиотическое действие и изменил состав микрофлоры птиц. У бройлеров наблюдалось значительное снижение количества патогенных микроорганизмов ( Clostridium и Klebsiella) и выросла популяция полезных бактерий (Monoglobus и Lactobacillaceae). Особенно заметен эффект, полученный с использованием жмыха, подвергнутого ферментации с помощью лактобактерий: он стимулировал интенсивное образование масляной (бутирата) и пропионовой кислот. Эти соединения выступают в качестве основного источника энергии для клеток кишечника и оказывают противовоспалительное действие.
При анализе генетической устойчивости к антибиотикам в помете животных было установлено ключевое различие между диетами. В группе, получавшей цинк и бацитрацин, зафиксирован прогнозируемый рост гена устойчивости bcrA. У птиц, чей рацион включал жмых, подобные гены не были обнаружены. Добавка обеспечила такой же коммерчески выгодный прирост веса, но не привела к риску возникновения супербактерий.
Предлагается экономически целесообразный подход к решению вопроса устойчивости к антибиотикам в сельском хозяйстве. Использование биологически активных отходов винодельческого производства в качестве добавки к кормам позволит улучшить состояние птицеводческих хозяйств и уменьшить негативное воздействие на экологию.