The effectiveness of using carotene-synthesizing yeast  Rhodotorula spp.  in feeding farm animals

Maria V Dovydenkova; Довыденкова Мария Валентиновна; Evgenia N Kolodina; Колодина Евгения Николаевна; Daria A. Nikanova; Никанова Дарья Александровна; Tatyana I. Logvinova; Логвинова Татьяна Ивановна; Olga A. Artemieva; Артемьева Ольга Анатольевна

doi:10.33284/2658-3135-107-2-149

The effectiveness of using carotene-synthesizing yeast Rhodotorula spp. in feeding farm animals

作者: Dovydenkova M.V¹, Kolodina E.N¹, Nikanova D.A.¹, Logvinova T.I.¹, Artemieva O.A.¹
隶属关系:
1. Federal Research Center for Animal Husbandry named after Academy Member LK Ernst
期: 卷 107, 编号 2 (2024)
页面: 149-169
栏目: Theory and practice of feeding
URL: https://bakhtiniada.ru/2658-3135/article/view/265681
DOI: https://doi.org/10.33284/2658-3135-107-2-149
ID: 265681

如何引用文章

全文:

详细
全文:
作者简介
参考
补充文件
统计

详细

The successful development of agricultural sectors, such as livestock farming, poultry farming and aquaculture, depends on the availability of feed. Alternative technologies include microbiological synthesis. New uses are driven by the recognition that yeast derivatives contain specific bioactive compounds that have functional properties - from improving feed efficiency to being used as an alternative to growth-promoting antibiotics and maintaining intestinal health and immunity while reducing pathogen release. The results of scientific research presented in this article emphasize the important role of carotene-synthesizing yeast as a functional feed additive for the nutrition of farm animals and poultry. Red yeast is capable of synthesizing carotenoids from inexpensive carbon sources; carotenoids are important due to their activity as precursors of vitamin A, dyes, and antioxidants. Carotenoids can be easily produced by chemical synthesis, although their biotechnological production is rapidly becoming an attractive alternative to chemical processes. They also participate in molecular processes, which leads to possible beneficial effects on the body as a whole. Biosynthesis of carotenoids is a specific feature of the genera Rhodotorula, Rhodosporidium and Phaffia. The main carotenoid pigments produced by the yeasts Rhodotorula and Rhodosporidium are β-carotene, torulen and torulorhodine in varying proportions, as well as astaxanthin produced by Phaffia rhodozyma.

关键词

animal husbandry, feed, probiotics, carotene-synthesizing yeast, carotenoids

全文:

Введение.

Иногда изменяющиеся климатические и экономические условия ограничивают возможность производства продукции традиционными способами, что в свою очередь может негативно отражаться на обеспеченности кормовой базы некоторых отраслей АПК. К альтернативным технологиям можно отнести микробиологический синтез кормов (Matilde C et al., 2021). Дрожжи богаты питательными и биологически активными веществами (например: белки, липиды, витамины, антиоксиданты, минеральные вещества), которые могут быть внесены в состав основного рациона в качестве пробиотических культур. Основными продуцентами микробного белка являются дрожжи родов Candida, Saccharomyces, Trichosporon, Schwanniomyces, Saccharomycopsis, Kluyveromyces и др. (Колодина Е.Н. и др., 2016; Колпакова В.В. и др., 2022).

Первоначально они применялись в качестве источников легкоусвояемого белка в рационах для молодняка, чтобы компенсировать использование традиционных источников белка, таких как соя и рыбная мука, но в последние годы стратегии применения расширились и стали применяться для непитательных целей для всех категорий животных. Что касается производных дрожжей, потоков продуктов, поступающих в результате последующей переработки пищевых дрожжей, то расширение вариантов использования по группам видов было обусловлено более глубоким пониманием состава каждого производного наряду с более глубокими знаниями механистического действия ключевых функциональных компонентов. От повышения эффективности корма до использования в качестве альтернативы антибиотикам, стимулирующим рост, и поддержания здоровья кишечника и иммунитета при одновременном снижении выделения патогенов – новые варианты использования обусловлены признанием того, что производные дрожжей содержат специфические биоактивные соединения, обладающие функциональными свойствами (Patterson R et al., 2023). Дускаев Г.К. с соавторами (2019) отметили, что дрожжи оптимизируют функцию рубца крупного рогатого скота, улучшают показатели производства молока. Также добавление дрожжевого пробиотика улучшило выработку молока на 23 % у коров, и пик лактации у коров был увеличен на 1 неделю дольше, чем у контрольных коров (4 против 3 недели соответственно).

Цель исследования.

Анализ эффективности использования каротинсинтезирующих дрожжей, в частности дрожжей Rhodotorula spp., в кормлении сельскохозяйственных животных, птицы, аквакультуры и других животных.

Материалы и методы исследования.

Поиск и анализ литературы проводился с использованием интернет-ресурсов: РИНЦ –https://www.elibrary.ru, Текнофид – https:/.:info@teknofeed.org, National library of medicine –https:pubmed.ncbi.nlm.nih.gov за период 1990-2024 гг.

Результаты исследования и обсуждение.

Дрожжи представляют собой большую группу одноклеточных микроорганизмов, которые могут поддерживать метаболическую активность в кислой среде желудка и потреблять кислород в кишечном тракте посредством дыхания. Также дрожжи обладают антагонистической активностью по отношению к патогенной микрофлоре, т. к. потребляют остаточный кислород в кишечном тракте в результате дыхания, что благотворно влияет на рост полезных бактерий (Yang S-P et al., 2010).

Считается, что добавление дрожжей усиливает пищеварительную и ферментативную функции ЖКТ, одновременно изменяя активность микробиоты ЖКТ, хотя механизмы не ясны (Denev SA et al., 2007). На основании исследований in vitro и in vivo, добавление дрожжевой культуры в рацион, по-видимому, оказывает несколько воздействий на микробиоту рубца, включая увеличение количества полезных бактерий и бактерий, переваривающих клетчатку, а также переход от метаногенов, потребляющих водород, к бактериям, способным преобразовывать водород и CO₂в уксусную кислоту, что в свою очередь может принести потенциальную пользу жвачному животному-хозяину прямо или косвенно (Fonty G and Chaucheyras-Durand F, 2006; Jouany JP, 2001).

В исследовании, проведённом Ogunade IM с коллегами (2019), включение дрожжей в рацион бычков вызвало увеличение популяции бактерий, переваривающих углеводы (Ruminococcus albus, R. champanellensis, R. bromii и R. obeum), и бактерий, утилизирующих лактат (M. elsdenii, Desulfovibrio desulfuricans и Desulfovibrio vulgaris). У жвачных животных использование Saccharomyces cerevisiae в качестве DFM (кормовая добавка, содержащая живые микроорганизмы) было связано со стимулированием микробного роста в рубце (Bach A et al., 2007) улучшением здоровья, снижением частоты заболеваний, сокращением использования антибиотиков и снижением смертности телят перед отъёмом (Galvao KN et al., 2005). Durand-Chaucheyras F с соавторами (1998) также наблюдали количество жизнеспособных дрожжей (10⁵ КОЕ/г) в фекалиях ягнят через 48 часов после приёма дрожжей DFM. Fomenky BE с коллегами (2017) в своих исследованиях показали, что живые дрожжи, добавляемые в рацион, могут сохраняться в пищеварительном тракте как овец, так и крупного рогатого скота, а также могут быть обнаружены жизнеспособными в фекалиях (в диапазоне от 17 до 34 %). Поэтому мы предполагаем, что живые дрожжи могут также оказывать прямое влияние на толстую кишку коров. Применение в рационе кормления телят кормового пробиотика Актив Ист на основе живых дрожжевых клеток Saccharomyces cerevisiae сопровождалось увеличением живой массы на 8 %, что подтверждается показателями линейного роста телят от рождения до окончания эксперимента. Затраты корма на 1 кг прироста опытных телят были ниже на фоне удорожания рациона на 1,14 %, чем в контрольной группе. Однако дополнительный валовой прирост живой массы телят позволил покрыть данные расходы и получить дополнительный доход от их реализации в живом весе как ремонтный молодняк в размере 17,6 % (Мошкина С.В. и Химичева С.Н., 2020).

Corona L с соавторами (1999) показали, что стимуляция роста фибролитических бактерий происходит не всегда, и одни и те же дрожжи могут увеличивать скорость, но не степень деградации целлюлозы (Callaway ES and Martin SA, 1997). В исследованиях Chaucheyras-Durand F с коллегами (2008) культура дрожжей также увеличила количество микробов, разрушающих волокна, и их взаимодействие с бактериями, разрушающими клеточную стенку.

Кормление дрожжевой культурой снижает общую концентрацию ЛЖК в рубце из-за увеличения скорости ферментация и бактериальная популяция при добавлении живой культуры дрожжей (Lascano GL and Heinrichs AJ, 2009).

Некоторые дрожжи, благодаря наличию в своих клетках высокой концентрации каротиноидов, окрашены в красный, розовый, коралловый цвета разных оттенков. В отличие от хлебопекарных и пивных, красные дрожжи в своем составе имеют высокую концентрацию астаксантина и каротина, которые способствуют повышению иммунитета и влияют на кишечную микробиоту животного (Wang J et al., 2015).

Некоторые виды дрожжей естественным образом способны синтезировать широкий спектр каротиноидов, которые впоследствии метаболизируются в витамин А (Buzzini P and Vaughn-Мartini A, 2006). Витамин А способствует дифференцировке и пролиферации клеток, что делает его критически важным для поддержания кишечника и здоровья (Sporn MB et al., 1976).

Обычно корма для животных бедны каротиноидами, поэтому их вносят дополнительно к основному рациону. Животные не способны вырабатывать каротиноиды, но способны усваивать поступающие в организм каротиноиды. Каротиноидные пигменты играют важную роль в защите организма, могут служить антиоксидантами, обладать антиканцерогенными свойствами, в том числе и иммуномодулирующими и онкопротекторными, что способствует нормализации репродуктивной функции, роста и развития животных и птицы (Колпакова В.В. и др., 2022). Они имеют структуру изопреноидов, некоторые из них являются предшественниками витамина А, которые в живом организме в результате ферментативного расщепления превращаются в витамин А. Каротиноиды улучшают клеточную коммуникацию и усиливают иммунный ответ у жвачных и моногастричных животных, снижают заболеваемость маститом у молочных коров, усваиваются в молоке в виде витамина А, тем самым улучшая качество хранения молока (Nozierea P et al., 2006), повышают репродуктивную эффективность.

В составе пищевых добавок каротиноиды обладают и антимикробной активностью (Kaulmann A and Bohn T, 2014). Лекарственные препараты, а также пищевые и кормовые добавки, содержащие каротиноиды, нашли большое применение и очень распространены по всему миру (Савчик А.В. и Новик Г.И, 2020). На сегодняшний день всё больше возрастает спрос на каротиноиды, полученные из природного сырья, так как каротиноиды, синтезированные химическим путём, могут негативно влиять на организм животного (Колпакова В.В. и др., 2022). Пигменты, полученные в результате химического синтеза, строго нормируют, поэтому биологические источники каротиноидов являются более приоритетными. Микробиологические процессы с использованием природных субстратов в качестве источников углеводов не зависят от географических и сезонных колебаний, что может быть экономически выгодно (Frengova GI et al., 2006).

В настоящее время широко в практике используют штаммы каротинсинтезирующих дрожжей Rhodosporidium diobovatum. Другим примером продуцентов каротиноидов являются микроводоросли рода Danuliella, способные накапливать в клетках от 57 до 69 % лютеина, 20 % каротина, 11-24 % ксантофиллов, Spirulina platensis содержит до 1700 мг/кг каротиноидов. Водоросль Danuliella salina используют в рационах сельскохозяйственных животных и птицы в качестве провитамина А (Dura MA et al., 2004).

Каротиногенные дрожжи считаются повсеместными из-за их распространения по всему миру в наземных, пресноводных и морских средах обитания и их способности колонизировать большое разнообразие субстратов. Наиболее известными представителями каротинсинтезирующих дрожжей являются Phaffia rhodozyma, Rhodotorula, Rhodosporidium, Sporidiobolus, Sporobolomyces, Cystofilobasidium, Kockovaella, Phaffia. Они применяются при промышленном производстве каротиноидов благодаря своей относительно высокой скорости роста (Buzzini P et al., 2007; Korumilli T and Susmita M, 2014; Moline M et al., 2010; Tang W et al., 2019), также они являются продуцентами липидов и эссенциальных жирных кислот (Колпакова В.В. и др., 2022).

В ряде исследований (Perrier V et al., 1995; Tinoi J et al., 2005; Aksu Z and Eren AT, 2007) описывали производство каротиноидов дрожжами, такими как Rhodotorula spp. Эти дрожжи синтезируют β-каротин, торулен и торулародин в различных концентрациях. Количество каротиноидов, продуцируемых этим видом, может быть низким (менее 100 мкг г^-1), средним (от 101 до 505 мкг г^-1) и высоким (более 500 мкг г^-1), как сообщают другие авторы (Davoli P et al., 2004; Kobayashi M et al., 1991; Sarada R et al., 2002). Rhodotorula – род эукариотических микроорганизмов семейства Sporidiobolaceae (порядок Sporidiales, класс Pucciniomycetes, тип Basidiomycota), который широко встречается в животных, растениях, реках, озерах и океанах (Cudowski A and Pietryczuk A, 2009; Daudu R et al., 2020; Falces-Romero I et al., 2018). Клетки Rhodotorula содержат белки, полисахариды, аминокислоты, полиненасыщенные жирные кислоты, витамин Е, нуклеотиды и астаксантин (Gupta A et al., 2012).

Каротиноиды представляют собой природные жирорастворимые пигменты, большинство из которых являются терпеноидами с 40 атомами углерода, которые содержат две концевые кольцевые системы, соединённые цепочкой сопряжённых двойных связей или полиеновой системой, которые действуют как мембранозащитные антиоксиданты, поглощающие O₂ и пероксильные радикалы; их антиоксидантная способность, возможно, обусловлена их структурой (Britton G and Hornero-Mendez D, 1997). Эти пигменты сгруппированы в каротины и ксантофиллы. Некоторые каротины по своей химической структуре содержат только углерод и водород, такие как β-каротин и торулен; в то время как ксантофиллы также содержат кислород, такие как астаксантин и кантаксантин (Bhosale P and Gadre RV, 2001).

Из каротиноидов, основными являются: α-каротин (Дейнека В.И. и др., 2008; Besarab NV et al., 2018; Frengova GI et al., 2004), β-каротин (предшественник витамина А) (Банницына Т.Е. и др., 2016; Mata-Gomez LC et al., 2014; Mihalcea A et al., 2011), γ-каротин (Даволи П. и др., 2004; Buzzini P, 2001; de C. Cardoso LA et al., 2017; Kot AM et al., 2016), торулен (Червякова О.П. и Караулова С.С., 2009; El-Banna AAE-R et al., 2012, Kanzy HM et al., 2015), торулародин (Buzzini P, 2001; Mata-Gomez LC et al., 2014; Mihalcea A et al., 2011; Somashekar D and Joseph R, 2000), астаксантин (Дейнека В.И. и др., 2008; Захаров З.В. и др., 2012; Ferrao M and Garg S, 2011), лютеин (Дейне- ка В.И. и др., 2008; Завьялова А.Н. и Суржик А.В., 2008; Chen G et al.,2017; Latha BV et al., 2005), зеаксантин (Кирица Е., 2017; de C. Cardoso LA et al., 2017), ликопин (Кирица Е., 2017; Besarab NV et al., 2018; Kot AM et al., 2016), фитоин (Кирица Е., 2017; Червякова О.П. и Караулова С.С., 2009; Kot AM et al., 2016), β-криптоксантин (de C. Cardoso LA et al., 2017; Frengova GI et al., 2004; Kot AM et al., 2016), виолоксантин, флавоксантин (Kot AM et al., 2016), нейроспорин (Кирица Е., 2017; Червякова О.П. и Караулова С.С., 2009).

Высокие концентрации каротиноидов могут нейтрализовать воздействие свободных радикалов, высвобождающихся во время ранних воспалительных реакций, атакующих бактериальные мембраны. Фагоциты, такие как нейтрофильные гранулоциты и макрофаги, являются частью врождённой иммунной системы, нацеливаясь на патогенные микроорганизмы и уничтожая их. Вместе с оксидом азота (NO), который индуцируется цитокиноиндуцируемой NO-синтазой (iNOS или NOS₂), как АФК, так и активные формы азота (RNS) являются важными медиаторами бактерицидной активности фагоцитов (Kim J and DellaPenna D, 2006; McGraw KJ et al., 2003; Pasarin D and Rovinaru C, 2018).

В результате обзора литературы было выявлено, что дрожжи Rhodotorula spp. являются одним из основных представителей, используемых при биотехнологическом производстве каротиноидов. Они способны накапливать от 93,9 мкг/г сухой массы до 16,9 г/л.

Выработка каротиноидов зависит от различий между штаммами одного и того же вида и от условий культивирования. В результате ряда научных исследований было доказано, что условия культивирования, источники углерода и азота, влияют на каротиноидный профиль дрожжей (Rucker RB et al., 2001; Costa I et al., 1987) (табл. 1).

Таблица 1. Сравнение выработки каротиноидов видами Rhodotorula spp, культивируемыми на различных субстратах-отходах

Table 1. Comparison of carotenoid production by Rhodotorula spp species cultivated on various waste substrates

Вид Rhodotorula / *Rhodotorula* *species*	Источник углерода / *Carbon source*	Концентрациябиомассы (г/л) / Biomass concentration (g/l)	Каротин (мг/г высу-шенная био-масса) / Carotene (mg/g dried bio-mass)	Каротин (мг/л био-масса) / *Carotene* *(mg/l bio-mass)*	Литература / *References*
R. glutinis	Дрожжевой экстракт / Yeast extract	8,12	8.20	66,32	Marova I et al., 2011
R. glutinis	Полужидкая среда+ ферменты / Semi-liquid+ enzymes	11,68	3,60	40,10	Marova I et al., 2010
R. glutinis ATCC 26085	Глюкоза / Glucose				Davoli P et al., 2004
R. glutinis 32	Глюкоза / Glucose	23,90	5,40	129,00	Bhosale P and Gadre RV, 2001
R. glutinis 32	Патока из сахарного тростника / Sugarcane Molasses	78,00	2,36	183,00	Bhosale P and Gadre RV, 2001
R. glutinis DBVPG 3853 D. castellii DBVPG 3503	Кукурузный сироп / Corn syrup	15,30	0,54	8,20	Buzzini P, 2001
R. glutinis TISTR	Мука из гидролизованых отходов бобов / Flour from hydrolyzed bean waste	10,35	0,35	3,48	Tinoi J et al., 2005
R. glutinis 22P L. helveticus 12A	Ультрафиль-трат молочной сыворотки / Whey ultrafiltrate	30,20	0,27	8,10	Frengova GI and Beshkova DM, 2009
R. mucilaginosa NRRL-2502	Патока из сахарной свёклы / Sugar beet molasses	4,20	21,20	89,0	Aksu Z and Eren AT, 2005
R. mucilaginosa NRRR-2502	Сыворотка / Whey	2,40	29,20	70,0	Aksu Z and Eren AT, 2005

Chen G с соавторами (2017) в своих исследованиях пришёл к выводу, что наилучшими условиями для большего выхода продукции каротиноидов R. Mucilaginosa были следующие: температура культивирования +30 °C, время культивирования – 60 ч, значение рН среды – 6, плотность инокулята – 6 %, скорость встряхивания – 180 об./мин во время культивирования и объём жидкости среды – 60 мл /250 мл. В этих условиях выработка каротиноидов достигла 1,3658 г/л, а биомасса – 8,6530 г/л, что на 85,8 и 66,8 % выше, чем до оптимизации соответственно, что свидетельствует о том, что R. Mucilaginosa ZTHY2 является штаммом, продуцирующим каротиноиды.

Установлено, что кормовая добавка с клеточной массой Rhodotorula безопасна и нетоксична для животных. Её использование в питании кур-несушек также задокументировано (El-Banna AAE-R et al., 2012).

Другие исследования с участием каротиносодержащих дрожжей рода Rhodotorula показали, что штаммы оказывают влияние на эффект питания организма животных, иммунную и антиоксидантную функции, а также имеет широкую рыночную перспективу и экономически выгоден в качестве препарата пробиотиков (Guo J et al., 2020).

Например, пробиотик Rhodotorula benthica выделяет астаксантин, который является источником витамина А у животных и эффективно удаляет свободные радикалы в организме больше, чем витамин Е (Elwan HAM et al., 2019; Wang L et al., 2018). Согласно исследованиям, имеет преимущества для домашнего скота, заключающиеся в улучшении потребления корма, среднесуточного привеса, коэффициента конверсии корма у поросят-сосунов и у ягнят на откорме (Dávila-Ramírez JL et al., 2020; Haddad SG and Goussous SN, 2005; Lei Y and Kim I H, 2014; Song B et al., 2021). Эти преимущества по усвояемости питательных веществ происходят за счёт содержащегося в дрожжевой клетке маннан-олигосахарида (компонента дрожжей), что улучшает морфологию тонкой кишки за счёт увеличения количества бокаловидных клеток и увеличения высоты ворсинок подвздошной кишки (Ayiku S et al., 2020).

В исследованиях Ge Ye с соавторами (2021) использовали штамм Rhodotorula mucilaginosa, выделенный из прибрежных вод Южно-Китайского моря, в качестве дрожжей-мишеней для изучения его влияния на иммунную функцию и кишечную микробиоту мышей. Результаты этих исследований показали, что Rhodotorula mucilaginosa ZTHY2 может повышать показатели тимуса и селезёнки мышей, также повышать уровень сывороточных IgG, IgA. Длительное (30 дней) введение через зонд Rhodotorula mucilaginosa значительно усиливала фагоцитоз макрофагов у мышей и значительно повышала уровень TNF-α и INF-γ в сыворотке крови. Rhodotorula mucilaginosa ZTHY2 изменил структуру кишечной микробиоты мышей на уровне типа и рода, что привело к увеличению относительной численности Firmicutes и Lactobacillus и снижению относительной численности Bacteroidetes.

Ряд других учёных из Китая в своих исследованиях доказали успешное применение морских дрожжей родов Rhodotorula benthica в качестве кормовой пробиотической добавки для гидробионтов (Wang J et al., 2015).

Обнаружено, что сульфатированный маннан фракции внеклеточных полисахаридов Rhodotorula rubra снижает уровень холестерина и триглицеридов в крови, препятствует перекисному окислению, что может использоваться для профилактики и лечения атеросклероза (Савчик А.В. и Новик Г.И., 2020).

Coutinho JOPA с соавторами (2022) оценивала пробиотический потенциал Rhodotorula mucilaginosa UFMGCB 18,377 при лечении мышей в случае заболевания мукозитом. Штамм смог уменьшить клинические признаки заболевания, такие как уменьшение потребления пищи и потеря массы тела, а также уменьшил количество энтеробактерий в кишечнике и укоротил длину кишечника. Кроме того, лечение смогло снизить воспалительные инфильтраты, а также гистопатологические поражения, характерные для мукозита в тощей и подвздошной кишке.

Также использование в качестве добавки твёрдофазный продукт ферментации Rhodotorula mucilaginosa улучшило качество яиц и микрофлору кишечника кур (Sun J et al., 2020).

Sriphuttha C с соавторами (2023) в своих исследованиях оценивали влияние различных уровней Rhodotorula paludigena CM33 (RD), включённых в диетическую композицию, в количестве 0 % (контроль), 1 % (1 % RD), 2 % (2 % RD) и 5 % (5 % RD) на рост креветок (Litopenaeus vannamei), экспрессию их генов, связанных с иммунитетом, здоровье кишечника, устойчивость к вибрионам. парагемолитическая инфекция (VPAHPND) и состав мяса. Результаты показали значительное улучшение удельной скорости роста, прибавки в весе и выживаемости креветок, Введение 5 %-ной дозы в группе RD привело к снижению совокупной смертности при заражении VPAHPND по сравнению с контрольной группой. Кроме того, уровни экспрессии иммуночувствительных генов, включая систему proPO (профенолоксидаза-2: PO2), антиоксидантный фермент, путь JAK/STAT (преобразователь сигнала и активатор транскрипции: STAT, индуцируемая гамма-интерфероном лизосомальная тиолредуктаза: GILT), путь IMD и гены пути Toll (лизоцим) были повышены в 5 %-й группе. В контексте микробиоты анализ микробиома показал, что основными типами в кишечнике креветок были протеобактерии, Firmicutes, Bacteroidota, Campilobacterota, Actinobacteriota и Verrucomicrobiota. На уровне рода было обнаружено снижение количества вибрионов в 5 %-й группе, в то время как количество потенциально полезных бактерий Bifidobacterium было увеличено. В группе 5 % RD наблюдалось значительное повышение уровня сырого протеина и сырых липидов, которые являются важными питательными компонентами.

Somboonchai TС с соавторами (2022) в исследованиях определяли влияние замены соевого шрота (SBM) отходами тофу, ферментированными красными дрожжами (RYFTO), на потребление корма, показатели роста, характеристики туш и качество мяса у мясного скота брахмановской помеси. Результаты показали, что крупный рогатый скот, получавший рацион с заменой соевого шрота на отходы тофу, ферментированными красными дрожжами (группы с заменой 50 % и 100 %) влияют на потребление грубых кормов, общее потребление сухого вещества и ADG (среднесуточный привес) (Р<0,05), за исключением переваримости и FCR (коэффициент конверсии корма) (Р>0,05). Затраты на грубые корма, концентрат и общая стоимость корма были самыми низкими в группе, получавшей отходы тофу, ферментированными красными дрожжами 100 % по сравнению с контролем (P<0,05). Содержание азота мочевины в крови крупного рогатого скота, получавшего 100 % отходы тофу, ферментированными красными дрожжами, уменьшалось по сравнению с контролем и отходы тофу, ферментированными красными дрожжами 50 % (P<0.05). Однако характеристики тушек и качество мяса были одинаковыми при разных обработках (P>0,05). Таким образом, отходы тофу, ферментированными красными дрожжами, можно использовать в качестве источника белка для частичной замены соевого шрота в рационе из концентрата на 50 %, что может снизить стоимость корма. Это исследование показало, что дальнейшие эксперименты следует проводить в течение более длительного периода, чтобы оценить преимущества каротина, содержащегося в красных дрожжах, для качества тушек и мяса.

В других исследованиях Orranee S с соавторами (2022) оценивали эффективность красных дрожжей в качестве нового связывающего микотоксина у бройлеров. Диетические обработки включали три уровня рационов, загрязнённых микотоксинами (0 мкг кг -1 (0 % микотоксина; MT)), 50 мкг кг -1 (50 % MT) и 100 мкг кг -1 (100 % MT) и четыре уровня микотоксиновых связующих (0,0 и 0,5 г кг -1 коммерческого связующего и 0,5 и 1,0 г кг -1 суточной нормы. Результаты показали, что рационы, загрязнённые микотоксинами, снижали среднесуточный прирост массы тела (ADG), высоту ворсинок (VH) и высоту ворсинок в зависимости от соотношения глубины крипт (VH:CD) кишечника, а также популяцию Lactobacillus spр. и Bifidobacterium spр. в слепой кишке (P<0,05), в то время как они увеличивали концентрацию микотоксинов в образцах крови и клеток апоптоза (TUNEL положительных) в ткани печени (P<0,01) цыплят-бройлеров. При добавлении красных дрожжей в рацион имели лучшие значения прироста массы тела и более низкие показатели смертности цыплят (P<0,05). Во время испытания на микотоксины бройлеры, которых кормили коммерческим микотоксиновым связующим и красными дрожжами, значительно улучшили свои показатели, относительную массу органов и состояние кишечника после 28 дней кормления. Рацион с 0,5 и 1,0 г/кг -1 красных дрожжей был признан наиболее эффективным для повышения продуктивных качеств и снижения воздействия микотоксинов на бройлеров.

Красные дрожжи P. rhodozyma в настоящее время используют для производства астаксантина, который может применяться в аквакультуре для придания привлекательного розового цвета мякоти лососевых рыб, выращиваемых на фермах, а также помогает достичь желаемый золотистый цвет яичному желтку и мякоти птицы (Meyer SP, 1994).

Однако имеется мало сообщений о специфическом механизме действия красных дрожжей на кишечную флору животных, и для того чтобы использование этих дрожжей стало широко распространённым в животноводстве, необходимо провести дополнительные исследования и разработать оптимальные способы их использования. В целом использование живых дрожжей Rhodotorula spp. может иметь положительный эффект на здоровье и качество продуктов животного происхождения, а также помочь в решении проблемы утилизации отходов животноводства.

Затруднённое поглощение каротиноидов из-за толстой клеточной стенки дрожжей ограничивало промышленное применение Rhodotorula (An GH et al., 2006; Bhosale P et al., 2003; Fang TJ and Wang JM, 2002). В современной биотехнологической промышленности разработаны различные средства выделения пигмента дрожжами, включая оптимизацию условий сушки, механическое разрушение, микроволновую обработку и ферментативную обработку (Frengova GI et al., 2006; Han JY, 2003; Storebakken T et al., 2004).

Заключение.

Таким образом, использование живых каротинсинтезирующих дрожжей рода Rhodotorula в животноводстве может стать новым направлением в производстве качественных продуктов животного происхождения. Следует отметить, что каротинсинтезирующие дрожжи усиливают иммунный ответ, повышают продуктивность животных, являются отличными антиоксидантами, а также имеет широкую рыночную перспективу и экономически выгодны в качестве препаратов для пробиотиков. Однако, для того чтобы использование этих дрожжей стало широко распространённым в сельском хозяйстве, необходимо провести дополнительные исследования и разработать оптимальные способы их использования.