Рубец жвачных животных представляет собой уникальную экосистему, населенную миллиардами микроорганизмов. Среди этого многообразия могут скрываться бактерии с выраженными пробиотическими свойствами. Авторы публикации в Frontiers in Veterinary Science решили проверить эту гипотезу, изучив влияние рубцовых изолятов коз на процессы ферментации.
Из рубца взрослых коз исследователи выделили четыре перспективных штамма: Enterococcus sp. (изолят 11), Streptococcus sp. (изоляты 14 и 7) и Pediococcus sp. (изолят B). Каждый из них протестировали в системе периодического культивирования in vitro при трех различных концентрациях инокулята.
Революция в рубцовой ферментации
Результаты, полученные авторами исследования, оказались впечатляющими. Все четыре изолята значительно изменили характеристики рубцовой ферментации по сравнению с контрольной группой. Добавление любого из штаммов приводило к снижению pH, уменьшению доли ацетата и соотношения ацетат/пропионат, одновременно увеличивая общую концентрацию летучих жирных кислот (ЛЖК) и долю пропионата.
Особенно выделился изолят B (Pediococcus sp.), который показал самый низкий pH, наивысшую долю пропионата и максимальную концентрацию ЛЖК. Изоляты 11 и 14 продемонстрировали увеличение общего газообразования относительно контроля.
Анализ микробного сообщества выявил кардинальные изменения его структуры под влиянием внесенных штаммов. По данным авторов, изолят B способствовал наибольшему относительному обилию Xylanibacter и Prevotella — ключевых участников углеводного метаболизма. Это могло усилить функциональный потенциал сообщества для метаболизма различных сахаров, что объясняет повышенную продукцию ЛЖК.
Уникальные механизмы действия каждого штамма
Исследователи обнаружили, что изоляты 11 (Enterococcus sp.) и 14 (Streptococcus sp.) в первую очередь стимулировали ферментативную активность и способствовали обогащению бактерий, метаболизирующих клетчатку, по сравнению с другими тестируемыми изолятами.
Функциональное прогнозирование микробного сообщества показало различные метаболические пути, связанные с активностью каждого штамма. Согласно публикации, хотя влияние на отдельные бактериальные таксоны было относительно небольшим, внесение изолятов обогатило различные прогнозируемые пути и продемонстрировало конвергентный потенциал для усиления продукции ЛЖК.
По заключению авторов исследования, все четыре изолята усиливали рубцовую ферментацию in vitro и модулировали микробное сообщество, что указывает на их потенциальную пользу в кормлении животных. При этом каждый штамм проявлял уникальные преимущества, что открывает возможности для целенаправленного применения конкретных пробиотических культур в зависимости от поставленных задач.
Эти данные подтверждают перспективность использования аутохтонной рубцовой микрофлоры в качестве источника эффективных пробиотических препаратов для жвачных животных.