Виноградный жмых помог вырастить здоровых кур без лекарств

Сельское хозяйство по всему миру постепенно отказывается от антибиотиков — стимуляторов роста из-за угрозы появления устойчивых к лекарствам микроорганизмов. Однако без таких препаратов птицы на фермах чаще страдают от хронического воспаления кишечника, теряют вес и потребляют больше корма впустую. Идеальная замена должна снимать воспаление и поддерживать рост животных без побочных эффектов.

Авторы исследования,  опубликованного в журнале npj Biofilms and Microbiomes, решили использовать вместо антибиотиков виноградный жмых — побочный продукт производства вина и сока, на который приходится до 20% массы переработанного винограда. Он богат клетчаткой, антиоксидантами и полифенолами, но на практике чаще всего просто гниет на свалках.

Чтобы проверить эффективность жмыха, исследователи из Корнеллского университета провели эксперимент на 126 цыплятах-бройлерах. Для имитации проблемы реальных птицефабрик у животных искусственно вызвали хроническое воспаление кишечника с помощью тяжелой диеты. В корм добавили 30% рисовых отрубей, богатых некрахмалистыми полисахаридами.

Затем птиц распределили на шесть групп. Первая питалась стандартным кормом, вторая получала только тяжелую диету, а третьей вместе с тяжелой диетой давали популярный кормовой антибиотик цинк-бацитрацин. Оставшимся трем группам давали корм без антибиотика, но с 0,5% виноградного жмыха — обычного, ферментированного лактобактериями и ферментированного дрожжами. На протяжении 42 дней ученые фиксировали набор веса, анализировали состав крови, микробиом слепой кишки и активность генов в кишечнике птиц.

Тяжелая диета привела к сильному воспалению и падению набора веса на 54%. Однако виноградный жмых почти полностью компенсировал эти потери: птицы росли так же хорошо, как бройлеры на антибиотиках. У цыплят на виноградной диете снизилась экспрессия генов воспаления (IL-1β и TNF-α), а ворсинки в кишечнике, отвечающие за всасывание питательных веществ, стали заметно крупнее.

Жмых сработал как пребиотик и перестроил микробиом птиц. У бройлеров резко упала численность патогенов (Clostridium и Klebsiella) и выросла популяция полезных бактерий (Monoglobus и Lactobacillaceae). Особенно эффективно проявил себя жмых, ферментированный лактобактериями: он спровоцировал выделение большого количества масляной (бутирата) и пропионовой кислот. Эти молекулы служат главным топливом для клеток кишечника и гасят воспаление.

Важнейшее различие между диетами обнаружили при анализе помета на гены антибиотикорезистентности. В группе на цинк-бацитрацине произошел ожидаемый всплеск гена устойчивости bcrA. У птиц, питавшихся жмыхом, таких генов не выявили: добавка обеспечила тот же коммерческий результат в виде набора веса, но не создала угрозы появления супербактерий.

Ученые предлагают экономически выгодное решение проблемы устойчивости к антибиотикам в агропромышленности. Применение биологически активных отходов виноделия в качестве функциональной кормовой добавки поможет оздоровить птицеводство и снизить экологическую нагрузку на окружающую среду.