Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр животноводства – ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста»
ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ ФЕРМЕНТАЦИИ УГЛЕВОДОВ И ГAЗООБРАЗОВАНИЯ В РУБЦОВОЙ ЖИДКОСТИ in vitro: ОЦЕНКА КИНЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ БРОЖЕНИЯ С УЧЁТОМ РАЗМЕРОВ ЧАСТИЦ КОМБИКОРМА
- Номер: 4
- Страницы: 29-42
Журнал: Проблемы биологии продуктивных животных
Аннотация:
В исследованиях рубцового пищеварения у высокопродуктивных коров актуальной задачей является разработка способов повышения численности и активности рубцовой микрофлоры, которая вносит значительный вклад в продукцию субстратов для синтеза молочного белка. Повышение прироста микробной массы обычно обеспечивают за счёт дополнительного скармливании концентратов, а дефицит азота можно восполнить добавками мочевины, но при этом возникают проблемы, связанные с трудностью поддержания оптимального уровня и соотношения источников энергии и азота в рубце на фоне непрерывных изменений в системе метаболических потоков в интервале 3-6 ч после приёма корма. Адекватным инструментом для прогнозирования и оптимизации этих процессов может быть разработка имитационных моделей, описывающих динамику сдвигов в системе метаболических потоков с использованием аналитических средств ферментативной кинетики. Цель исследования – оценка кинетических параметров ферментации крахмала в рубцовой жидкости с учётом размеров частиц комбикорма по данным эксперимента in vitro с регистрацией скорости гaзообразования. Инкубацию 200 мл рубцовой жидкости с добавкой 1,5 г комбикорма и 3,5 г сено-силосной смеси проводили в анаэробных условиях при 40оС на водяной бане со встряхивающим аппаратом в колбе с присоединённым газометром. Для прогнозирования скорости резорбции частиц зернового компонента комбикорма, динамики концентрации конечного продукта ферментации крахмала и трёх метаболических потоков (мг глюкозы/час) использована кинетическая модель с тремя компартментами (крахмал, глюкоза, СО2). Предсказаная зависимость скорости утилизация глюкозы в метаболических процессах, не сопровождающихся выделением газа, от её концентрации в инкубационной среде в условиях опыта была линейной, а для расходования глюкозы в направлении продукции СО2 она аппроксимировалась функцией Михаэлиса-Ментен при значениях параметров Vmax = 260 мг/час, Km = 90 мг/100 мл (5 мМ). Заключили, что проведение исследований с применением изложенной методологии может обеспечить получение информации о кинетических параметрах на скорость-лимитирующих этапах с последующим прогнозом системных сдвигов в процессах рубцового пищеварения после скармливания крахмалистых кормов.
Литература:
1. Богданов В.Е. Ростостимулирующие, адаптогенные, иммуностимулирующие свойства сухих пивных дрожжей. автореф. дисс… к.б.н. Санкт Петрбург, 2008. 18 p.
2. Василевский Н.В. Оценка in vitro ферментативной активности рубцовой жидкости с добавкой препаратов сухих дрожжей. // Проблемы биологии продуктивных животных. 2023. № 4. C. 101-109.э
3. Овчаренко Э.В., Санова З.С., Королёв В.Б., Лапкин А.Г., Соловьёва О.И. Изучение влияния технологических параметров на физиологические характеристики доения у высокопродуктивных коров при использовании доильных роботов. // Проблемы биологии продуктивных животных. 2023. № 4. С. 29-44.
4. Петров Д.В., Остренко К.С., Панина Е.В., Иванов А.А. Черепанов Г.Г. Продуктивные качества малой шиншиллы на фоне применения питьевой воды, обогащённой молекулярным водородом. // Проблемы биологии продуктивных животных. 2024 № 1. C. 59-72
5. Черепанов Г.Г., Кузина И.Н. Количественный анализ процессов микробной ферментации и всасывания субстратов у коров (вычислительная модель). // Сельскохозяйственная биология. 1993. № 4. С. 118-131.
6. Черепанов Г.Г., Макар З.Н., Решетов В.Б. Система комплексной оценки состояния обменных процессов у лвктируюших животных на основе построения моделей биокинетики и баз данных. Боровск: ВНИИФБиП, 2007. 85 с.
7. Черепанов Г.Г. Метаболические аспекты теории питания продуктивных животных (концепции и модели). Боровск: ВНИИФБиП, 2014 149 с.
8. Черепанов Г.Г., Березин А.С. Оценка кинетических параметров активности уреазы рубцовой микрофлоры и эффективности сорбентов аммиака. // Проблемы биологии продуктивных животных, 2023. № 4. С. 45-58.
9. Baldwin R.L., Thornley J.H., Beever D.E. Metabolism of the lactating cow. II. Digestive elements of a mechanistic model. // J. Dairy Res. 1987. Vol. 54. P, 107-131.
10. Beever D.E. Simulation model of rumen fermentation. In: Computers in animal production. L., 1981.
11. Dijkstra J., Neal H.D., Beever D.E., France J. Simulation of nutrient digestion, absorption and outflow in the rumen: model description. // J. Nutr. 1992. Vol. 122. P. 2239.
12. Murphy M.R., Baldwin R.L., Ulyatt M.J. An update of a dynamic model of ruminant digestion. // J. Anim. Sci. 1986, Vol. 62. nr 5. P. 1412-1422.
13. Neal H.D., Dijkstra J., Gill M. Simulation of nutrient digestion, absorption and outflow in the rumen: model evaluation. // J. Nutr. 1992. Vol. 122. P. 22-57.
14. Russell J.B., Strobel H.J. Microbial energetics. // In: Quantitative aspects of ruminant digestion and metabolism (J.M. Forbes, J. France, eds.). 1993. CAB Int., Wallingford.