시험관 내 급성 반추위 산증 챌린지 중 직접 공급 미생물인 Megasphaera elsdenii 및 Saccharomyces Cerevisiae

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 7978(2022) 이 기사 인용

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이 연구는 체외에서 급성 반추위 유산산증을 완화하기 위해 육우 비육 사료에서 직접 공급 미생물(DFM)로서 Saccharomyces cerevisiae와 Megasphaera elsdenii의 효과를 평가하는 것을 목표로 했습니다. 이중 흐름 연속 배양 시스템이 사용되었습니다. 처리는 DFM이 아닌 대조군이었습니다. YM1, S. cerevisiae 및 M. elsdenii 균주 1; YM2, S. cerevisiae 및 M. elsdenii 균주 2; 및 YMM, S. cerevisiae 및 M. elsdenii 균주 1 및 균주 2 용량의 절반. 각 DFM 용량은 1 x 108 CFU/mL의 농도를 가졌습니다. 4번의 실험 기간은 각각 11일 동안 지속되었습니다. 산성이 없는 날(1~8일)의 경우 사료에는 50:50의 마초 대 농축 비율이 포함되었습니다. 도전일(9~11일) 동안 사료에는 10:90의 마초 대 농축 비율이 포함되었습니다. 급성 반추위 산증이 성공적으로 확립되었습니다. pH, d-, l- 또는 총 젖산염의 차이는 처리 간에 관찰되지 않았습니다. DFM을 함유한 치료에서 프로피온산이 증가했습니다. N 대사의 경우 YMM 처리는 단백질 분해와 미생물 단백질 합성을 감소시켰습니다. NH3-N 농도에서는 처리 효과가 관찰되지 않았습니다. 그러나 반추위 박테리아에 의한 N 활용 효율은 공격 기간 동안 80% 이상이었고 NH3-N 농도는 공격이 진행됨에 따라 약 2mg/dL로 감소했습니다.

급성 반추위 산증은 반추 동물의 주요 소화 장애이며 육우 산업이 직면한 가장 큰 과제 중 하나로 남아 있습니다1,2,3. 섬유질 탄수화물 소비의 감소(예: 사육장 입구 및 분류 행동 시)와 함께 빠르게 발효 가능한 탄수화물 소비의 급격한 증가는 반추위 발효의 불균형을 초래합니다1,4. 반추위에서는 빠르게 발효되는 탄수화물이 휘발성 지방산(VFA)과 젖산으로 전환됩니다. 이러한 산의 대사, 흡수 및 유출은 생산량보다 크지 않을 수 있습니다3. 따라서 산, 특히 젖산의 축적은 반추위 pH를 5.2 이하로 감소시켜 반추위 발효를 손상시킬 수 있습니다2.

젖산은 반추위에서 발견되는 다른 VFA(각각 pKa 3.9 대 4.9)에 비해 더 강한 산이며, 젖산을 대사하는 반추위 박테리아(예: Megasphaera elsdenii)는 젖산을 생성하는 박테리아(예: pKa)만큼 빠르게 자라지 않습니다. , Streptococcus bovis; Nocek, 1997; Russell 및 Rychlik, 2001). 따라서 급성 반추위 산증을 극복하기 위한 한 가지 선택은 젖산을 대사할 수 있는 미생물 사료 첨가제를 보충하여 반추위 내 해리되지 않은 젖산을 감소시키는 것입니다. Saccharomyces cerevisiae는 반추위에서 해리되지 않은 젖산 축적을 줄이기 위해 연구된 주요 직접 공급 미생물(DFM)이었습니다5. 반추위 발효를 조절하기 위해 S. cerevisiae를 DFM으로 사용한 연구에 대한 메타 분석에서 Desnoyers 등은 S. cerevisiae가 반추위 젖산 농도를 감소시키고 건물 섭취량(DMI), 반추위 pH, OM 소화율 및 VFA를 증가시켰다고 보고했습니다. 다양한 종류의 반추 동물. S. cerevisiae는 산소 제거를 통해 반추위 환경을 더욱 감소시키기 때문에 S. cerevisiae 보충으로 반추위 내 섬유용해 박테리아의 증식과 섬유질 발효로 인한 급성 반추위 산증을 완화할 수 있습니다5. S. cerevisiae가 젖산 대사에 기여하지만 급성 반추위 산증 동안 해리되지 않은 젖산의 농도는 반추위 환경을 효과적으로 개선하기 위해 하나 이상의 DFM이 필요할 수 있습니다.

가능한 조합에는 M. elsdenii7, Selenomonas ruminantium8 및 Propionibacterium freudenreichii9와 같이 이미 반추위에서 발견되는 박테리아를 활용하는 젖산의 사용이 포함될 수 있습니다. 특히, M. elsdenii는 이미 반추위에서 박테리아를 활용하는 주요 젖산이며 정상적인 조건에서 프로피온산으로의 모든 젖산 발효의 최대 80%를 차지하기 때문에 가장 유망합니다10. Megasphaera elsdenii는 젖산이 고갈될 때까지 젖산을 발효시키는 것으로 보고되었습니다. 이는 젖산이 M. elsdenii11,12에 의해 포도당보다 약 6배 빠르게 발효되기 때문입니다. 따라서 이 박테리아는 급성 반추위 산증 동안 사용할 수 있는 강력한 DFM 후보가 됩니다. M. elsdenii의 일부 균주가 산증을 예방하기 위해 DFM으로 특허를 받았음에도 불구하고13,14, 급성 반추위 산증 상태를 성공적으로 개선한 다른 균주는 거의 없습니다15,16.