Протеин и аминокислоты кормов и их значение в кормлении сельскохозяйственной птицы

Использование кормосмесей дает возможность восполнить дефицит аминокислот в отдельных кормах, например, лизина в зернах злаковых, за счет других (зерен бобовых, животных кормов). В данном случае сказывается эффект дополняющего действия, что позволяет с меньшими затратами кормов получать больше продукции.

 

Для балансирования кормосмесей по аминокислотному составу, экономии дорогостоящих животных кормов с успехом используют синтетические аминокислоты. Однако добавка синтетических аминокилот должна вестись с учетом знаний аминокислотного состава кормов рациона, потребности в них животного организма. Рацион должен быть также сбалансирован по всем основным элементам питания, особенно по энергии, макро- и микроэлементам, витаминам.

Для нормального течения синтетических процессов в организме надо, чтобы все необходимые аминокислоты поступали одновременно. Дефицит, а также отсутствие одной или нескольких аминокилот ограничивает биосинтез в организме и ведет к нарушению обмена веществ. Неиспользованные аминокислоты в организме не накапливаются, а используются для других целей или дезаминируются. Допустимый разрыв во времени поступления необходимых организму аминокислот не должен превышать 2 часов.

Таким образом, аминокислотный состав протеина - один из важнейших показателей его качества. Но животные разных видов предъявляют разные требования к составу протеина, поэтому биологическая ценность протеина будет для них разной. Термин «биологическая ценность» протеина введен в 1909 году Томасом. Профессор М.И. Дьяков предложил определять биологическую ценность (БЦ) протеина для растущих животных как коэффициент использования (КИ) переваримого азота на поддержание жизни и образование продукции.

Академик И.С. Попов в опытах на свиньях установил, что наиболее высокая биологическая ценность протеина кормов животного происхождения : молока - 84 - 95 %, рыбной муки - 74, несколько ниже - картофеля - 73 %, еще ниже - у зерновых кормов - ячменя - 71, люпина - 55, кукурузы - 61 %. Протеиновая питательность определяется и физическими свойствами протеина - наличием фракций разной растворимости, а также относительными показателями, такими, как протеиновое, сахаро-протеиновое, амидо-белковое отношение. Определение этих показателей имеет особое значение в организации протеинового питания жвачных, энергопротеинового отношения - моногастричных животных.

 

 Питательная ценность  протеина для жвачных и моногастричных  животных

 

При усвоении протеина корма у жвачных животных ведущая роль принадлежит бактериям и инфузориям, населяющим рубец. С их помощью расщепляется более 40 % протеина. Белки корма расщепляются протеалитическими ферментами микробного происхождения до аминокислот, которые затем дезаминируются с образованием аммиака, углекислоты, летучих жирных кислот и метана. Образующийся аммиак служит материалом для синтеза белка микроорганизмами. Таким образом, в рубце жвачных параллельно идут два процесса: расщепление кормового белка до аммиака и биосинтез микробного белка, пригодного для синтеза белка тела животного. Отмирающие бактерии, поступая в сычуг и тонкий кишечник, перевариваются наряду с нерасщепленным кормовым протеином. Однако некоторую часть аммиака бактерии не успевают усвоить, он всасывается в кровь и в печени превращается в мочевину, которая затем выделяется с мочой и частично со слюной. Но если аммиак поступает в кровь в больших количествах, нарушается функция печени, возникает отравление. К тому же, увеличение всасывания аммиака в кровь ведет к снижению использования азота корма.

Чтобы не допускать дисбаланс между распадом кормового белка и синтезом белка бактериального, предотвратить избыточное всасывание аммиака в кровь, необходимо создать оптимальные условия для жизнедеятельности микрофлоры. Основными из этих условий являются : соотношение между растворимыми и нерастворимыми протеином, обеспеченность легкоусвояемыми углеводами.

Желательно, чтобы рационы крупного рогатого скота содержали в сыром протеине 40-50 % водосолерастворимых фракций. Много таких фракций в кукурузном силосе, корнеплодах, меньше - в сене, сенаже, кукурузной дерти.

Обычно протеин с высокой растворимостью имеет и более высокую переваримость и наоборот. Недостаток растворимых фракций протеина в рационах жвачных ограничивает ферментацию, избыток, наоборот, ее усиливает, что приводит к потере азота с всосавшимся в кровь аммиаком, который микроорганизмы не успели использовать для синтеза белка своего тела. Поэтому высокая расщепляемость протеина в рубце нежелательна.

Таким образом, потребность жвачных в аминокислотах удовлетворяется за счет микробного белка и нерасщепляемого в рубце протеина. Чем выше продуктивность, тем меньше удовлетворяется потребность коров в аминокислотах за счет микробиального белка. При удое до 15 кг за счет бактериального синтеза потребность коров в аминокислотах обеспечивается на 75 - 80 %, а у высокопродуктивных - с удоем 25 - 40 кг - только на 45 - 60 %. Недостающее количество аминокислот они должны получать с нерасщепленным в рубце протеином. Иногда этот протеин называют транзитным. Дефицит нерастворимого или нерасщепляемого протеина ведет к недостатку аминокислот, а значит, к снижению продуктивности. Следовательно, если коровы с невысокой продуктивностью в основном обеспечивают свою потребность в незаменимых аминокислотах за счет микробиального белка, биологическая ценность которого почти в 2 раза выше растительного, то для высокопродуктивных животных важно, чтобы в нерастворимом протеине, который расщепляется в сычуге и кишечнике, содержалось необходимое количество незаменимых аминокислот.

Качество нерасщепленного протеина по аминокислотному составу должно быть достаточно высоким. Это достигается включением в рацион защищенных от распада в рубце высокобелковых кормовых средств : шротов, зернобобовых, гранул и брикетов из бобовых трав.

Для защиты протеина от распада в рубце применяют обработку химическими веществами, используют технологические приемы. Из химических веществ чаще применяют обработку формальдегидом, танинами, органическими кислотами (уксусной, муравьиной и др.). Технологические приемы - это сушка, нагревание, гранулирование, брикетирование, экструдирование и другие.

Надо иметь в виду, что химические способы, хотя и обеспечивают хорошую защиту протеина, но не всегда безопасны для здоровья животных и качества продукции. Поэтому при их использовании следует строго выполнять все требования технологии обработки, не допуская передозировки реагентов. Биосинтез микробного белка в организме - процесс энергоемкий и приостанавливается при недостатке энергии, неиспользованный аммиак выводится из организма, что ведет к непроизводительным потерям протеина корма. Наиболее мобильным источником энергии для биосинтеза микробного белка являются сахара, количество которых должно быть в определенном соотношении с переваримым протенином. Оптимальное сахаро-протеиновое отношение для лактирующих коров 0,8 - 1,1 : 1, то есть когда на 1 г переваримого протеина приходится 0,8 - 1,1 г сахара.

Лимитирующими факторами биосинтеза белка в рубце, кроме сахара, являются сера, фосфор, так как на единицу азота в бактериальном белке этих элементов в 1,5 - 2 раза больше, чем в растительном. Протеиновая питательность определяется и такими относительными показателями как протеиновое, амидо-белковое отношения.

Протеиновое отношение (ПО) определяется по формуле:

Если протеиновое отношение менее 6, его называют узким, от 6 до 8 - средним, более 8 - широким. При слишком широком протеиновом отношении ухудшается использование протеина и других питательных веществ. Амидо-белковое отношение определяют делением количества амидов на содержание белков. В рационе оно должно быть в пределах от 1 : 2, до 1 : 3, то есть на одну часть амидов должно приходиться 2 - 3 части белка.

Таким образом, питательная ценность протеина для жвачных определяется не только количеством сырого и переваримого протеина, но и наличием растворимых и нерастворимых фракций, аминокислотным составом бактериального белка и нерасщепленного в рубце протеина.

 

В отличие от жвачных животных, моногастричные - свиньи, птица - лишены возможности синтеза биологически полноценного бактериального белка. Вместе с тем высокий уровень синтетических процессов у этих животных требуют колоссального напряжения всего обмена и в первую очередь белкового. Вот почему состав, переваримость и доступность аминокислот для свиней и птицы являются важными показателями протеиновой питательности.

В детализированных нормах кормления свиней учитывают потребность в сыром и переваримом протеине, а также в критических аминокислотах: лизине, метионине + цистине. В рационах птицы нормируют содержание сырого протеина и 13 аминокислот, включая глицин.

Наиболее эффективное использование протеина и аминокислот для образования продукции возможно лишь в том случае, если рацион сбалансирован по содержанию энергии, органическим и минеральным веществам, витаминам.

При недостатке энергии протеин расходуется непроизводительно на энергетические цели, при избытке энергии происходит ожирение. Следовательно, протеин должен находиться в оптимальном соотношении с обменной энергией. С этой целью определяют энерго-протеиновое отношение (ЭПО). В птицеводстве под ЭПО понимают количество обменной энергии, которое приходится на 1 % сырого протеина в 1 кг корма.

Доступность и усвоение аминокислот

Доступность и усвоение аминокислот для животных зависит от многих факторов.

Наличие аминокислот в кормах еще не дает представления об их доступности для организма. Являясь биологически активными веществами, аминокислоты под влиянием термических, химических и других факторов могут переходить в неусвояемые формы.

Причинами снижения доступности и усвоения аминокислот для животных, особенно моногастричных, могут быть: низкая растворимость и переваримость протеина, наличие в кормах ингибиторов протеалитических ферментов, антагонизм между отдельными аминокислотами и различие в скорости их всасывания, избыток клетчатки в рационах, нарушения технологии заготовки кормов и неудовлетворительное их хранение, термическая обработка и др. Так, длительные сроки силосования, сенажирования, слабая трамбовка, плохое укрытие хранилищ приводят к перегреву массы, резкому снижению переваримости протеина, доступности и усвоения аминокислот. Длительное хранение кормов в неблагоприятных условиях также снижает переваримость и использование отдельных аминокислот.

Усвоению протеина и отдельных кормов препятствуют содержащиеся в них ингибиторы (лат. Inhibere сдерживать, останавливать) - вещества, тормозящие действие протеалитических ферментов. Особенно много таких ингибиторов содержится в зернах бобовых : сое, горохе и других.Термическая обработка разрушает эти вещества и повышает доступность, а значит, и биологическую ценность протеина зерен бобовых. Однако термическая обработка зерен злаков снижает доступность аминокислот, особенно лизина. Высокая степень измельчения кормов способствует улучшению переваримости и усвоению отдельных аминокислот у свиней, а у жвачных и зерноядных птиц, напротив, при слишком тонком измельчении переваримость и усвоение протеина ухудшается.

Скорость всасывания аминокислот из желудочно-кишечного тракта зависит от кислотности среды, соотношения аминокислот и других показателей. Максимальное всасывание аминокислот отмечается при рН химуса равной 6,5. При отклонении в ту или иную сторону интенсивность всасывания снижается на 10 - 15 %. Чем лучше рацион сбалансирован по аминокислотному составу, тем полнее всасывается лизин и другие аминокислоты.

 

Несбалансированность рационов по аминокислотам нарушает всасывание отдельных из них. Так, избыток метионина может тормозить всасывание лизина и фенилаланина и наоборот.

Многие минеральные вещества (сера, фосфор, кобальт, йод, бром и др.) принимают участие в регуляции аминокислотного обмена. Существует зависимость использования лизина свиньями от содержания в рационе калия. В биосинтезе белка принимают участие многие витамины группы В, среди которых особая роль принадлежит витамину В12. Добавление этого витамина к рациону повышает эффективность использования растительного белка, снижает потребности животных в метионине.

Имеется тесная взаимосвязь в организме между аминокислотами и другими биологически активными соединениями: нуклеиновыми кислотами, витаминами, микроэлементами. От уровня аминокислот в рационе зависит функция эндокринных желез. Вот почему аминокислотам принадлежит важнейшая роль в обмене веществ и в повышении резистентности организма к различным заболеваниям. Поэтому синтетические аминокислоты, используемые для балансирования рационов свиней и птицы, имеют не только кормовое значение, но и лечебное - для профилактики и лечения алиментарных заболеваний, вызванных дефицитом протеина и аминокислот.

 

Основные пути решения протеиновой проблемы в животноводстве

Ежегодный дефицит переваримого протеина для нужд животноводства республики составлял 20 - 25, а в отдельные годы и более процентов. Из-за недостатка протеина около одной трети используемых кормов не давали продукции. Это обостряло и проблему белкового питания людей из-за недостаточного потребления животных белков высокой биологической ценности.

Можно выделить три основных пути решения протеиновой проблемы :

 

Увеличение производства кормов с высоким содержанием протеина.

Рациональное использование высокобелковых кормов.

Применение заменителей протеина в кормлении животных.

Министерством сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь совместно с научными учреждениями разработана республиканская программа «Белок», в соответствии с которой производство и заготовку переваримого протеина в кормах планируется увеличить на одну треть.

Для выполнения этой задачи планируется усовершенствовать структуру зернофуражных культур, и прежде всего, за счет увеличения зернобобовых культур до 21 % в группе зерновых, обеспечить урожайность этих культур не менее 25 ц/га.

Удельный вес бобовых и бобово-злаковых травосмесей необходимо довести до 75 % от многолетних трав, при этом доля бобовых в смесях должны быть не менее 40 %.