на электронную версию
журнала и новости
Сергей Щербинин, технический консультант компании «Фидлэнд Групп»
Получение максимальной продуктивности, реализации генетического потенциала современных пород и кроссов, и при этом снижение себестоимости продукции возможно лишь при использовании хорошо сбалансированных кормов из сырья высокого качества.
Рацион свиней и птицы практически полностью состоит из ингредиентов растительного происхождения, а в данном сырье содержатся разнообразные антипитательные факторы. По разным оценкам, до 15 - 20% питательности корма остается не реализованной, а просто утилизируется из-за содержания в нем соединений фитиновой кислоты, некрахмалистых полисахаридов, ингибиторов протеазы и сложных липидов. Игнорирование мер по борьбе с антипитательными факторами сказываются на эффективности использования питательных веществ кормов: степень переваримости снижается, уменьшается эффективность превращения питательных веществ в продукцию выращивания, резко ухудшается конверсия корма. Пренебрегать неиспользуемой питательностью корма в условиях интенсивного подхода к кормлению животных и птицы нерационально как с физиологической, так и с экономической точки зрения. Кроме того, установлено, что основным источником питания условно-патогенной и патогенной микрофлоры в тонком и толстом кишечнике являются некрахмалистые полисахариды и белки оставшиеся нетронутыми в химусе. Эти непереваренные элементы корма успешно используются в качестве питательного субстрата колибактериями, эшерихиями, кокцидиями и другими микроорганизмами и простейшими. Кроме того, в остаточном химусе кишечника их концентрация многократно возрастает, что становится существенной помехой всасыванию питательных веществ в кровь. Поэтому на фоне увеличения концентрации микробов и простейших переваримость питательных веществ существенно снижается, а вероятность развития патогенного процесса возрастает. Отсюда, на фоне высокой концентрации в рационе антипитательных факторов усиливается опасность развития в кишечнике инфекционных процессов любой этиологии и как следствие появляются неспецифические энтериты и кишечные расстройства.
Рационы кормления, основанные на зерновом сырье, нуждаются в обязательном применении экзогенных ферментов. Это единственная возможность увеличить переваримую часть рациона питательными веществами, извлекаемыми из некрахмалистых полисахаридов, фитатов, глико- и липопротеидов, которые в организме не перевариваются из-за отсутствия секреции собственных ферментов такого типа.
Рассмотрим основные антипитательные факторы и влияющие на них ферменты.
Фитатные соединения
Хорошо известно, что наиболее существенными факторами минерального питания сельскохозяйственных животных и птицы являются два макроэлемента – кальций и фосфор. Источниками кальция могут стать многочисленные природные ископаемые минералы, распространенные во многих регионах страны. Проблема обеспечения животных и птицы фосфором в настоящее время остается наиболее актуальной. В комбикормах фосфора относительно много, но как правило, более 90% его связано фитиновой кислотой в специфические органические соли – фитаты. При добавлении к рациону животных и птицы фитазы, происходит гидролиз сложноэфирной связи между углеродом 3 (в случае 3-фитазы) или углеродом 6 (в случае 6-фитазы) и ассоциированной с ним фосфатной группой, высвобождая фосфат для усвоения животным. После гидролиза в определенном месте, фитаза последовательно перемещается вокруг кольца инозитола, высвобождая следующие фосфатные группы до тех пор, пока кинетика, условия окружающей среды, растворимость субстрата или какой-либо другой механизм не начнет препятствовать дальнейшей активности.
В стандартном рационе может содержаться 10 г фитиновой кислоты на кг корма, и до 60% этого вещества может быть гидролизовано с помощью фитазы. Таким образом фитаза позволяет улучшить усвояемость фосфора до 0,17% в зависимости от концентрации фитата в рационе, источника фитата, возраста и вида животного, концентраций минеральных веществ в рационе, концентрации витамина D, источника фитазы и дозировки фермента. Положительный эффект от использования фитазы в рационе птицы и свиней были зарегистрированы в тысячах рецензируемых публикаций.
Фитазы являются эффективной частичной заменой неорганического фосфора в рационах свиней и птицы.
Некрахмальные полисахариды (НПС)
Наряду с фитатными соединениями хорошо изучен такой антипитательный фактор как некрахмальные полисахариды, которые в значительной мере понижают энергию корма и усвоение питательных веществ животными и птицей вследствие недостатка эндогенных ферментов, необходимых для расщепления сложной структуры клеточной стенки которая заключает в себе питательные вещества. Известно, что переваримость энергии у свиней и птицы снижается при увеличении ввода в комбикорма клетчатки. Объясняется это несколькими факторами: эндогенной потерей энергии (большие затраты энергии на расщепление клетчатки), снижением контакта субстратов и пищеварительных ферментов, снижением переваримости энерговыделяющих фракций, уменьшением доли энерговыделяющих фракций в кормах с высоким содержанием клетчатки, снижением потребления корма.
Таким образом, для наиболее эффективного использования энергии корма, в него необходимо вводить ферменты, направленные на гидролиз некрахмальных полисахаридов, т.е. карбогидразы.
Под карбогидразами в широком смысле понимаются все ферменты, которые катализируют уменьшение молекулярной массы полимерных углеродов. Но, более чем 80% мирового рынка карбогидразы приходится на 2 доминирующих белка: ксиланазу (эндо-1,4-β–ксиланаза) и глюканазу (эндо-1-3(4)-β–глюканаза).
После применения ксиланазы и глюканазы наблюдается повышенное содержание моно- и олигосахаридов в подвздошной кишке. Одна из причин, по которой улучшается использование энергии, заключается в активации производства летучих жирных кислот и всасывании моносахаридов в проксимальном отделе кишечника. Это подтверждается снижением количества питательных веществ в толстой кишке свиней, получающих рационы с добавлением β-глюканаз. Переход на использование питательных веществ в проксимальном отделе кишечника обеспечивает их доступность там, где эффективность всасывания выше, сокращает ферментативные потери и в целом увеличивает общую эффективность использования энергии.
Кроме того, отмечается улучшение усвояемости крахмала и жира в ответ на добавление ксиланазы и глюканазы. Улучшение усвояемости жира особенно примечательно, поскольку известно, что некрахмалистые полисахариды увеличивает гидролиз солей желчных кислот (Mathlouthi et al., 2002) и, следовательно, уменьшает использование жира. Отмечено, что гидролиз клеточных стенок приводит к повышению использования энергии в рационе на основе кукурузы, а в рационах на основе сои разрушение клеточной стенки, приводит к высвобождению структурного белка и также является причиной улучшения использования энергии.
Жиры
Жир как таковой не является антипитательным фактором, напротив – это один из наиболее важных источников энергии. В организме животного при распаде 1 г жира высвобождается 9,3 ккал или 39 МДж энергии, а при распаде 1 г углеводов только 4,2 ккал или 17,5 МДж. Таким образом, по энергетической ценности жиры более чем вдвое превосходят углеводы.
В России для производства комбикорма традиционно используются растительные масла (подсолнечное, соевое, рапсовое и др.). В их составе преобладают полиненасыщенные жирные кислоты, такие как линолевая, линоленовая и арахидоновая. Помимо энергетической роли, данные кислоты оказывают важное влияние на обменные процессы в организме животных и птицы. Это незаменимые жирные кислоты, поскольку не синтезируются в организме, и поэтому должны поступать с кормом. Однако, следует отметить, что повышенное содержание линолевой кислоты в растительных маслах оказывает негативное влияние на организм птицы: у молодняка нарушается минеральный обмен, у взрослых кур ухудшается качество скорлупы яиц. Согласно нормам ГНУ ВНИТИП (2004) рекомендуемый уровень растительных масел в комбикорме должен быть в пределах 4-6%. Однако ввод свыше 4% ухудшает прочность крупки и гранул, в результате чего снижаются поедаемость корма и продуктивность птицы.
В связи с этим, все более актуальным становится вопрос о применении экзогенной кормовой липазы, позволяющей повысить эффективность использования животными и птицей жиров, входящих в состав корма, и существенно улучшить экономические показатели за счет сокращения применения масла. Пионером по адаптации коммерческой липазы для применения в животноводстве стала международная биотехнологическая корпорация VLAND BIOTECH INC., которая после многочисленных успешных опытов вывела на мировой рынок этот фермент в качестве кормовой добавки. Сейчас этот продукт успешно применяется рядом крупнейших мировых производителей свинины и продукции птицеводства, позволяя не только сократить использование дорогих компонентов корма – растительных масел, но и существенно повысить зоотехнические показатели за счет снижения диареи у молодняка, улучшению эубиоза, повышению усвояемости питательных веществ и энергии.
С 2018 года коммерческая липаза представлена на российском рынке под торговой маркой KDN Lipase и доступна для российских клиентов.
Ингибиторы протеазы
Большое внимание в кормлении животных уделяется протеину и аминокислотам. Известно, что протеин – один из наиболее дорогих питательных веществ в корме, как и его источники. Для улучшения усвоения организмом аминокислот в настоящее время применяют экзогенную протеазу, которая расщепляет протеины до пептидов и аминокислот, снижает уровень ингибиторов внутренних ферментов, разрушает связи белков с крахмалом и волокнами, содержащимися в рационе. Ранее считалось, что протеаз, которые вырабатываются в ЖКТ животных, достаточно для оптимального переваривания протеина, поэтому как отдельный фермент протеаза не выпускалась, а протеазная активность была в качестве побочной в мультиэнзимных препаратах. Сегодня, протеаза как отдельный фермент, повсеместно используется в кормопроизводстве, и, как показывает практика позволяет снизить уровень протеина и аминокислот в комбикормах в среднем на 4 – 6%, в зависимости от сырья. Данный фермент необходим для молодых животных, чья ферментативная система ещё не сформировалась.
Рассмотренные выше ферментные активности позволяют практически полностью исключить антипитательные факторы из корма трансформировав их в энергию, легкодоступные аминокислоты и минералы.
Для того чтобы повысить питательность корма и обеспечить максимальную продуктивность животных необходимо использовать не один фермент, а комплекс, правильно подобранный к конкретному сырью, который будет влиять на разные субстраты высвобождая питательные вещества согласно своему функционалу.
Сегодня предлагается множество мультиэнзимных комплексов которые позиционируются как универсальные. Они прочно заняли на рынке свою нишу. Но, учитывая разнообразие сырьевой базы на территории страны и характерные особенности каждого региона, один и тот же комплекс не может одинаково успешно проявить себя на рационе, используемом на юге России и на рационе, произведенном в Сибири. Универсальность в данном случае невозможна, так как производителям этих мультиэнзимных препаратов придется завышать ввод отдельных ферментов в свои продукты, а это экономически не целесообразно, в первую очередь для конечного потребителя.
Оптимальным решением с точки зрения экономической и производственной эффективности является применение мультиэнзимных препаратов, произведенных под конкретную сырьевую базу, либо использование отдельных ферментов, с учетом особенностей основного сырья, непосредственно на кормопроизводстве хозяйства. Надлежащее использование экзогенных ферментов, а также тщательный выбор ингредиентов для корма, позволит сократить затраты на энергию, протеин и прочие питательные вещества.
Смотрите также
