Megasphaera elsdenii e Saccharomyces Cerevisiae come microbici alimentati direttamente durante un test di acidosi ruminale acuta in vitro

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 7978 (2022) Citare questo articolo

1602 Accessi

4 citazioni

3 Altmetrico

Dettagli sulle metriche

Questo studio mirava a valutare gli effetti di Saccharomyces cerevisiae e Megasphaera elsdenii come microbici alimentati direttamente (DFM) nelle diete di finitura dei bovini da carne per alleviare l'acidosi lattica ruminale acuta in vitro. È stato utilizzato un sistema di coltura continua a doppio flusso. I trattamenti erano un controllo, nessun DFM; YM1, S. cerevisiae e M. elsdenii ceppo 1; YM2, S. cerevisiae e M. elsdenii ceppo 2; e YMM, S. cerevisiae e metà delle dosi di M. elsdenii ceppo 1 e ceppo 2. Ciascuna dose di DFM aveva una concentrazione di 1 × 108 CFU/mL. Quattro periodi sperimentali sono durati 11 giorni ciascuno. Per i giorni non acidotici (giorni 1–8), la dieta conteneva un rapporto foraggio/concentrato pari a 50:50. Per i giorni della sfida (giorno 9–11), la dieta conteneva un rapporto foraggio/concentrato pari a 10:90. L'acidosi ruminale acuta è stata stabilita con successo. Non sono state osservate differenze nel pH, d-, l- o lattato totale tra i trattamenti. L'acido propionico è aumentato nei trattamenti contenenti DFM. Per il metabolismo dell’azoto, il trattamento con YMM ha ridotto la degradazione proteica e la sintesi proteica microbica. Non sono stati osservati effetti del trattamento sulla concentrazione di NH3–N; tuttavia, l’efficienza dell’utilizzo di N da parte dei batteri ruminali è stata superiore all’80% durante il periodo di stimolazione e la concentrazione di NH3–N è stata ridotta a circa 2 mg/dL con il progredire della stimolazione.

L'acidosi ruminale acuta è un grave disturbo digestivo nei ruminanti e rimane una delle maggiori sfide affrontate dall'industria dei bovini da carne1,2,3. Il brusco aumento del consumo di carboidrati rapidamente fermentabili insieme ad una diminuzione del consumo di carboidrati fibrosi (ad esempio, all'ingresso nell'area di alimentazione e nel comportamento di cernita) provoca uno squilibrio nella fermentazione ruminale1,4. Nel rumine, i carboidrati rapidamente fermentabili vengono convertiti in acidi grassi volatili (VFA) e acido lattico. Il metabolismo, l'assorbimento e il deflusso di questi acidi potrebbero non essere superiori alla loro produzione3. Pertanto, l'accumulo di acidi, in particolare di acido lattico, può ridurre il pH ruminale al di sotto di 5,2, compromettendo la fermentazione ruminale2.

L'acido lattico è un acido più forte rispetto ad altri VFA presenti nel rumine (pKa di 3,9 contro 4,9, rispettivamente) e i batteri ruminali che metabolizzano l'acido lattico (ad es. Megasphaera elsdenii) non crescono così velocemente come quelli che producono acido lattico (ad es. , Streptococcus bovis; Nocek, 1997; Russell e Rychlik, 2001). Pertanto, un’opzione per superare l’acidosi ruminale acuta è ridurre l’acido lattico non dissociato nel rumine integrando additivi microbici per mangimi in grado di metabolizzare l’acido lattico. Saccharomyces cerevisiae è stato uno dei principali batteri ad alimentazione diretta (DFM) studiato per ridurre l'accumulo di acido lattico non dissociato nel rumine5. In una meta-analisi di studi che utilizzavano S. cerevisiae come DFM per modulare la fermentazione ruminale, Desnoyers et al.6 hanno riportato che S. cerevisiae diminuiva la concentrazione di lattato ruminale e aumentava l'assunzione di sostanza secca (DMI), il pH ruminale, la digeribilità dell'OM e i VFA in diverse specie di ruminanti. Poiché S. cerevisiae promuove un ambiente più ridotto nel rumine attraverso l'eliminazione dell'ossigeno, l'acidosi ruminale acuta può essere alleviata con l'integrazione di S. cerevisiae a causa della proliferazione di batteri fibrolitici e della fermentazione delle fibre nel rumine5. Sebbene S. cerevisiae contribuisca alla metabolizzazione dell'acido lattico, la concentrazione di acido lattico non dissociato durante l'acidosi ruminale acuta può richiedere più di un DFM per migliorare efficacemente l'ambiente ruminale.

Possibili combinazioni possono comportare l'uso di acido lattico utilizzando batteri già presenti nel rumine, come M. elsdenii7, Selenomonas ruminantium8 e Propionibacterium freudenreichii9. Nello specifico, M. elsdenii è il più promettente poiché questo batterio è già il principale batterio che utilizza acido lattico nel rumine, rappresentando fino all'80% di tutta la fermentazione dell'acido lattico in acido propionico in condizioni normali10. È stato segnalato che Megasphaera elsdenii fermenta l'acido lattico finché quest'ultimo non si esaurisce, poiché l'acido lattico viene fermentato circa 6 volte più velocemente del glucosio da M. elsdenii11,12; quindi, rendendo questo batterio un forte candidato DFM da utilizzare durante l'acidosi ruminale acuta. Nonostante alcuni ceppi di M. elsdenii siano stati brevettati come DFM per prevenire l'acidosi13,14, pochi altri ceppi sono riusciti a migliorare con successo le condizioni di acidosi ruminale acuta15,16.