Биомасса из личинок мухи в рационе молодняка свиней
Публикация в журнале КОМБИКОРМА № 7 − 8 2020
Р. Некрасов, М. Чабаев, доктора с.-х. наук, А. Зеленченкова, ФГБНУ ФНЦ ВИЖ им. Л. К. Эрнста Г. Иванов, ООО «НордТехСад»
Ввод в комбикорма для молодняка свиней микродобавки из личинок мухи Hermetia illucens в количестве 1,0 и 3,0 г/гол/сут в период доращивания и 3,0 и 9,0 г/гол/сут в период откорма повышает защитные свойства организма путем укрепления неспецифического иммунитета и улучшения микробиоценоза кишечника, увеличивает интенсивность роста животных при снижении затрат кормов на единицу продукции.
Ключевые слова: личинки, Hermetia illucens, свиньи, приросты, эффективность.
Ключевые слова: личинки, Hermetia illucens, свиньи, приросты, эффективность.
В состав комбикормов входили пшеница, ячмень, соевый и подсолнечный шроты, пшеничная барда, белковая кормовая смесь, сульфат лизина, метионин, треонин, соль поваренная, монокальцийфосфат, известняковая мука, премикс. Дополнительные препараты биологически активных веществ не вводились.
Условия содержания животных всех групп: температурный, влажностный, световой режимы и газовый состав воздуха в помещении физиологического двора института, где проходил опыт, были одинаковые и находились в пределах зоогигиенических норм.
Биохимические исследования крови были выполнены в отделе физиологии и биохимии сельскохозяйственных животных; микробиологические исследования крови и экскрементов — в лаборатории микробиологии ФГБНУ ФНЦ ВИЖ им. Л. К. Эрнста. Первичные данные подвергали дисперсионному анализу (ANOVA) с использованием компьютерных программ Microsoft Office Excel 2010 и Statistica.
Основные зоотехнические показатели опыта приведены в таблице 2. Среднесуточный прирост животных контрольной группы за 41 день доращивания превышал таковой в опытных группах на 8,18−9,11% (P > 0,05). В этот период на 1 кг прироста молодняк 1 и 2 опытных групп затрачивал на 7,6 и 8,3% меньше комбикормов, чем в контроле. За период откорма был получен в целом равнозначный валовой прирост живой массы у животных всех групп. Во 2 опытной группе за счет более высоких показателей прироста откорм сократился на 2,33 дня, среднесуточный прирост превысил контрольные значения на 2,22%. За весь период эксперимента среднесуточный прирост в 1 и 2 опытных группах был больше, чем в контрольной группе, на 1,0 и 2,83% при снижении затрат кормов на единицу прироста на 0,67 и 4,06%, соответственно.
Условия содержания животных всех групп: температурный, влажностный, световой режимы и газовый состав воздуха в помещении физиологического двора института, где проходил опыт, были одинаковые и находились в пределах зоогигиенических норм.
Биохимические исследования крови были выполнены в отделе физиологии и биохимии сельскохозяйственных животных; микробиологические исследования крови и экскрементов — в лаборатории микробиологии ФГБНУ ФНЦ ВИЖ им. Л. К. Эрнста. Первичные данные подвергали дисперсионному анализу (ANOVA) с использованием компьютерных программ Microsoft Office Excel 2010 и Statistica.
Основные зоотехнические показатели опыта приведены в таблице 2. Среднесуточный прирост животных контрольной группы за 41 день доращивания превышал таковой в опытных группах на 8,18−9,11% (P > 0,05). В этот период на 1 кг прироста молодняк 1 и 2 опытных групп затрачивал на 7,6 и 8,3% меньше комбикормов, чем в контроле. За период откорма был получен в целом равнозначный валовой прирост живой массы у животных всех групп. Во 2 опытной группе за счет более высоких показателей прироста откорм сократился на 2,33 дня, среднесуточный прирост превысил контрольные значения на 2,22%. За весь период эксперимента среднесуточный прирост в 1 и 2 опытных группах был больше, чем в контрольной группе, на 1,0 и 2,83% при снижении затрат кормов на единицу прироста на 0,67 и 4,06%, соответственно.
Биомасса из личинок мухи черная львинка (Hermetia illucens) используется как ценное сырье для фармацевтической, микробиологической, косметической и пищевой промышленности. Уникальный аминокислотный состав белка, жирнокислотный состав липидов, содержащиеся биологически активные вещества позволяют рассматривать биомассу из личинок насекомых как основу функционального питания для сельскохозяйственных животных и рыбы [1].
У личинок, предкуколок, куколок и взрослых мух Hermetia illucens имеются пигменты типа эумеланин. Эти меланины эндогенного происхождения, они наделены свойствами фото- и радиопротекторов, нейтрализуют продукты перекисного окисления липидов. Выделенный от взрослых мух меланин-хитозановый комплекс обладает широким спектром антибактериальной активности, в том числе в отношении Aspergillus niger, Candida albicans, Salmonella и Staphylococcus aureus [2]. Полученные из гемолимфы личинок Hermetia illucens фракции показывают высокую противовирусную и противогрибковую активность [3]. Также известно, что лауриновая кислота, которую вырабатывают личинки черной львинки, преобразуется в организме животного в монолаурин, являющийся противовирусным, антибактериальным и антипротозойным моноглицеридом [4].
Пептиды насекомых, обладающие активностью против патогенной микрофлоры, обеспечивают вторичные биологические эффекты. Исследования показали наличие таких пептидов в гемолимфе многих видов насекомых (Handucasexta, Samiacyntia, Drosophila и др.). Цекропины, дефенсины, цистеин-, пролин- и глицин-обогащенные пептиды/полипептиды проявляют антагонизм в отношении грамотрицательных и грамположительных бактерий, эукариотических паразитов и других (Q. Liu и соавт., 2008; S.-I. Park и соавт., 2017). Данные Z. Li и соавт. (2017) свидетельствуют о новых антимикробных пептидах против стафилококковых инфекций (Staphylococcus aureus).
Таким образом, комплексная технология переработки биомассы личинок позволяет выделять множество физиологически активных веществ: хитин, антимикробные пептиды, комплекс жирных кислот, органические формы минеральных веществ и другие. Перспективным при этом остается использование непереработанной сухой биомассы из личинок Hermetia illucens в питании животных, в том числе в кормлении молодняка сельскохозяйственных животных.
Учеными отдела кормления сельскохозяйственных животных ФГБНУ ФНЦ ВИЖ им. Л. К. Эрнста проведен физиологический опыт на откармливаемом молодняке свиней. Для исследования по принципу пар-аналогов отобрали 18 помесных боровков (F-2: КБ х Л х Д) в период доращивания в возрасте 56−97 день и откорма — с 98 дня до убоя на 185−190 день, которых распределили в три группы по шесть голов. Животным контрольной группы скармливали сбалансированные по энергии и питательным веществам комбикорма: СК-4 в период доращивания, СК-5 и СК-6 в период откорма (табл. 1). Свиньи опытных групп дополнительно с комбикормом получали сухую биомассу из личинок Hermetia illucens: 1 группы — 1 и 3 г/гол/сут, 2 опытной — 3 и 9 г/гол/сут, соответственно периодам.
У личинок, предкуколок, куколок и взрослых мух Hermetia illucens имеются пигменты типа эумеланин. Эти меланины эндогенного происхождения, они наделены свойствами фото- и радиопротекторов, нейтрализуют продукты перекисного окисления липидов. Выделенный от взрослых мух меланин-хитозановый комплекс обладает широким спектром антибактериальной активности, в том числе в отношении Aspergillus niger, Candida albicans, Salmonella и Staphylococcus aureus [2]. Полученные из гемолимфы личинок Hermetia illucens фракции показывают высокую противовирусную и противогрибковую активность [3]. Также известно, что лауриновая кислота, которую вырабатывают личинки черной львинки, преобразуется в организме животного в монолаурин, являющийся противовирусным, антибактериальным и антипротозойным моноглицеридом [4].
Пептиды насекомых, обладающие активностью против патогенной микрофлоры, обеспечивают вторичные биологические эффекты. Исследования показали наличие таких пептидов в гемолимфе многих видов насекомых (Handucasexta, Samiacyntia, Drosophila и др.). Цекропины, дефенсины, цистеин-, пролин- и глицин-обогащенные пептиды/полипептиды проявляют антагонизм в отношении грамотрицательных и грамположительных бактерий, эукариотических паразитов и других (Q. Liu и соавт., 2008; S.-I. Park и соавт., 2017). Данные Z. Li и соавт. (2017) свидетельствуют о новых антимикробных пептидах против стафилококковых инфекций (Staphylococcus aureus).
Таким образом, комплексная технология переработки биомассы личинок позволяет выделять множество физиологически активных веществ: хитин, антимикробные пептиды, комплекс жирных кислот, органические формы минеральных веществ и другие. Перспективным при этом остается использование непереработанной сухой биомассы из личинок Hermetia illucens в питании животных, в том числе в кормлении молодняка сельскохозяйственных животных.
Учеными отдела кормления сельскохозяйственных животных ФГБНУ ФНЦ ВИЖ им. Л. К. Эрнста проведен физиологический опыт на откармливаемом молодняке свиней. Для исследования по принципу пар-аналогов отобрали 18 помесных боровков (F-2: КБ х Л х Д) в период доращивания в возрасте 56−97 день и откорма — с 98 дня до убоя на 185−190 день, которых распределили в три группы по шесть голов. Животным контрольной группы скармливали сбалансированные по энергии и питательным веществам комбикорма: СК-4 в период доращивания, СК-5 и СК-6 в период откорма (табл. 1). Свиньи опытных групп дополнительно с комбикормом получали сухую биомассу из личинок Hermetia illucens: 1 группы — 1 и 3 г/гол/сут, 2 опытной — 3 и 9 г/гол/сут, соответственно периодам.
Таблица 1. Питательность 1 кг комбикорма
В физиологических исследованиях была выявлена достоверная зависимость улучшения переваримости сырой клетчатки в группах поросят на доращивании, которым скармливали муку из личинок, что также подтверждает ее положительное воздействие (табл. 3).
Таблица 2. Основные зоотехнические показатели опыта (n = 6, M ± m)
Изучаемые показатели крови поросят находились в пределах физиологических норм как в период доращивания, так и в период откорма (табл. 4). Скармливание молодняку опытных групп сухой биомассы из личинок мух интенсифицировало белковый обмен в их организме в период доращивания, а также оказало благоприятное влияние на концентрацию общего белка в сыворотке крови. В 1 опытной группе его содержание увеличилось на 4,15 г/л, которое обеспечилось достоверным возрастанием глобулинов на 2,73 г/л по сравнению с контрольной группой. В 1 и 2 опытных группах отмечался рост альбуминовой фракции на 1,42 и 0,69 г/л по отношению к контролю. Кальциево-фосфорное соотношение у животных опытных групп в среднем было более высоким, чем у аналогов контроля — на 0,09−0,17 ед. на доращивании и на 0,04 ед. на откорме. Гематологические показатели крови свиней на доращивании, получавших 1 и 3 г/гол/сут сухой биомассы из личинок мухи Hermetia illucens, свидетельствуют также об улучшении анаболических процессов в их организме в данный период.
Таблица 3. Переваримость питательных веществ, % (n = 3, M ± m)
При изучении уровня неспецифического иммунитета установлено, что содержание лизоцима в крови поросят 2 опытной группы увеличилось по сравнению с контрольной группой в конце периода доращивания на 0,18 мкг/л. По окончании периода откорма в крови животных 1 и 2 опытных групп количество лизоцима было выше на 0,98 и 1,04 мкг/л (табл. 5).
Таблица 4. Биохимические и морфологические показатели крови (n = 3, M ± m)
Таблица 5. Некоторые показатели резистентности животных (n=3, M ± m)
При применении муки из личинок увеличивался уровень полезных микроорганизмов — бифидобактерий — в содержимом кишечника животных в течение всего периода исследования. Качественный и количественный состав микрофлоры экскрементов поросят в конце опыта представлен в таблице 6.
Таблица 6. Состав микрофлоры экскрементов поросят в конце опыта (n = 3, M ± m, log₁₀)
Таким образом, эффективность использования микроколичеств сухой биомассы из личинок мухи Hermetia illucens в кормлении молодняка свиней обеспечивается за счет содержащихся в ней природных БАВ и нутриентов. Она выражается в улучшении защитных свойств организма и состояния микробиоценоза кишечника, что в целом положительно влияет на зоотехнические показатели (приросты живой массы, конверсия корма) выращивания свиней. В перспективе сухая биомасса из личинок мухи может стать дополнительным кормовым средством, в том числе в качестве замены антибиотикосодержащих препаратов.
Работа выполнена в рамках темы АААА-А18-118021590136-7.
Литература:
1.Bondari, K. Soldier fly, Hermetia illucens L., larvae as feed for channel catfish, Ictalurus punctatus (Rafinesque), and blue tilapia, Oreochromis aureus (Steindachner) / K. Bondari, D. C. Sheppard // Aquaculture and fisheries management. — 1987. — № 18. — P. 209–220. — DOI: 10.1111/j.1365-2109. 1987.tb00141.x.
2.Melanin properties at the different stages towards life cycle of the fly Hermetia illucens / N. А. Ushakova [et al.] // Ukrainian Journal of Ecology. — 2017. — № 7(4). — P. 424–431. — DOI: 10.15421/2017_137.
3.Карабут, Т. Протеин XXI века: сверчки, тараканы и личинки мух. Рынок съедобных насекомых достиг $400 млн и будет развиваться рекордными темпами / Т. Карабут // Агроинвестор. — 2019. — № 6. — Режим доступа: https://www. agroinvestor.ru/technologies/article/31853-protein-xxi-veka/.
4. Гончаров, А. Альфа-моноглицериды эффективно разрушают патогенную микрофлору / А. Гончаров // Комбикорма. — 2020. — № 1. — С. 113–114.
5.Park, S.-I. A novel cecropin-like peptide from black soldier fly, Hermetia illucens: Isolation, structural and functional characterization / S.-I. Park, S. M. Yoe // Entomological Research. — 2017. — 47. — P. 115–124. — DOI: 10.1111/1748-5967.12226.
6. Antibacterial and immunomodulatory activities of insect defensins-DLP2 and DLP4 against multidrug-resistant Staphylococcus aureus / Z. Li [et al.] // Scientific Reports. — 2017. — № 7 (1). — P. 1–16. — DOI: 10.1038/s41598-017-10839-4.
Литература:
1.Bondari, K. Soldier fly, Hermetia illucens L., larvae as feed for channel catfish, Ictalurus punctatus (Rafinesque), and blue tilapia, Oreochromis aureus (Steindachner) / K. Bondari, D. C. Sheppard // Aquaculture and fisheries management. — 1987. — № 18. — P. 209–220. — DOI: 10.1111/j.1365-2109. 1987.tb00141.x.
2.Melanin properties at the different stages towards life cycle of the fly Hermetia illucens / N. А. Ushakova [et al.] // Ukrainian Journal of Ecology. — 2017. — № 7(4). — P. 424–431. — DOI: 10.15421/2017_137.
3.Карабут, Т. Протеин XXI века: сверчки, тараканы и личинки мух. Рынок съедобных насекомых достиг $400 млн и будет развиваться рекордными темпами / Т. Карабут // Агроинвестор. — 2019. — № 6. — Режим доступа: https://www. agroinvestor.ru/technologies/article/31853-protein-xxi-veka/.
4. Гончаров, А. Альфа-моноглицериды эффективно разрушают патогенную микрофлору / А. Гончаров // Комбикорма. — 2020. — № 1. — С. 113–114.
5.Park, S.-I. A novel cecropin-like peptide from black soldier fly, Hermetia illucens: Isolation, structural and functional characterization / S.-I. Park, S. M. Yoe // Entomological Research. — 2017. — 47. — P. 115–124. — DOI: 10.1111/1748-5967.12226.
6. Antibacterial and immunomodulatory activities of insect defensins-DLP2 and DLP4 against multidrug-resistant Staphylococcus aureus / Z. Li [et al.] // Scientific Reports. — 2017. — № 7 (1). — P. 1–16. — DOI: 10.1038/s41598-017-10839-4.