CC BY
180
УДК 636.084+636.085
КАЧЕСТВО ПРОТЕИНА РАЗЛИЧНЫХ КОРМОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПИТАНИИ ЖВАЧНЫХ ЖИВОТНЫХ
Д. Г. Погосян, канд. биол. наук, доцент ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА», т. 8 (412) 628-151
Приводятся обобщённые данные многолетних исследований, проведённых на оперированных жвачных, по изучению качества протеина отдельных кормов по показателям распадаемости в рубце и переваримости протеина в кишечнике с учётом изменений аминокислотного спектра кормов в разных отделах пищеварительного тракта.
Ключевые слова: протеин, корма, распадаемость, растворимость, рубец, кишечник, жвачные, аминокислоты, переваримость.
Качество протеина в кормах для жвачных оценивается по комплексу показателей: распадаемости его в рубце животных, растворимости в буферных растворах, переваримости в кишечнике, а также по аминокислотному составу исходного корма, не распавшегося в рубце и не переваренного в кишечнике протеина [1].
Показатель распадаемости сырого протеина кормов в рубце является основополагающим для оценки протеиновой питательности жвачных животных, так как он во многом определяет общее количество и состав аминокислот, поступающих в двенадцатиперстную кишку. Для правильного составления рационов требуются данные по степени распада протеина кормов рациона. Однако в связи с постоянным совершенствованием сортов кормовых культур, изменением технологии заготовки и приготовления кормов не представляется возможным пользоваться существующими базами данных кормов, тем более что на-
бор их ограничен. Распадаемость протеина рационов можно регулировать путем естественного подбора концентрированных и объемистых кормов с разным качеством белка в составе комбикормов и полнорационных кормосмесей. Для этого необходимо изучать зависимость этого показателя от воздействия различных факторов [2, 3].
Многолетние физиологические исследования по определению распадаемости и переваримости протеина кормов были проведены на сложнооперированных бычках и коровах с канюлями рубца и внешними анастомозами кишечника в виварии ВНИИФБиП с.-х. животных, а также на валухах, баранах и бычках с канюлями рубца в условиях вивария Пензенской ГСХА.
Распадаемость протеина определяли методом «¡п эассо» с использованием мешочков, изготовленных из синтетической ткани, согласно ГОСТ 28075, путём инкубации концентрированных кормов в мешочках в течение 6 часов и объёмистых -
Распадаемость протеина и сухого вещества в рубце
Таблица 1
Вид корма СП, г/кг РП, % РСВ, % РСП, %
Ячмень,зерно 105...110 82,2...85,8 80,2...88,2 27,6
Пшеница, зерно 103...115 78,9...81,2 83,1 ...85,9 26,8
Овёс, зерно 98 87,6±1,3 88,7
Кукуруза, зерно 86 44,0±1,2 45,9
Горох, зерно 207 84,9±1,3 75,2 15,1
Рожь, зерно 108...124 79,5...90,0 82,5.88,2 40,7
Просо,зерно 125 63,5±0,5 74,5
Вика,зерно 281 50,5±4,4 69,2 21,3
Соя полножировая, зерно 266 46,4±3,3 50,0
Нут, зерно 224 81,7±4,2 69,2
Фасоль кормовая, зерно 216 66,0±0,8 60,1
Люпин, зерно 306 81,4±1,3 58,7 36,4
Бобы кормовые 246 74,7±2,4 70,9
Соевый шрот 441 63,1±1,1 61,0
Соевый шрот тостированный 448 47,3±2,5 47,1 22,0
Подсолнечный шрот 372...382 71,8...86,7 65,7.75,6 45,0
Подсолнечный жмых 280...361 71,4...75,0 55,8.59,1 30,8
Льняной жмых 324 60,5±1,0 44,6
Кукурузный глютен 601...642 26,1...31,4 13,3...30,2 11,0
Дрожжи кормовые 450 80,4±1,4 39,2
Аспирационная пыль 140 70,8±0,6 50,2 25,4
Мясокостная мука 306 49,9±0,4 34,8 15,4
Травяные гранулы донника 123 65,1 ±0,7 58,1 18,1
Травян.гранулы козлятника 128 55,1 ±0,9 44,0 14,3
Силос кукурузный 22,3 75,8±1,7 60,4 55,8
Сенаж разнотравный 39 65,9±1,7 48,6
Сено разнотравное 87 64,3±1,5 45,3 19,1
Сено бобово-разнотравное 105 66,6±0,9 43,1
Топинсолнечник 29,1 86,5±0,6 92,6 64,3
Примечание. СП - сырой протеин; РП - расп вещества; РСП - растворимость протеина.
24 часа [4]. Растворимость протеина определяли путём инкубации измельченных кормов в буферном растворе Мак-Доугала в течение 1 часа при температуре 40 оС [5]. Переваримость в кишечнике нераспавше-гося в рубце протеина отдельных кормов определяли методом мобильных мешочков [6]. В кормах, а также в остатках кормов после инкубации в рубце и переваривания в кишечнике определяли содержание аминокислот на автоматическом аминоанали-заторе ААА - Т-339 (ЧССР).
В физиологических опытах, проведённых на бычках и овцах, установлено, что между растворимостью и РП в рубце обнаружена невысокая взаимосвязь (r = 0,52; P<0,05), поэтому метод «in vitro» можно использовать лишь в качестве лабораторного экспресс-метода прогнозируемой оценки качества сырого протеина кормов (табл. 1). Во всех случаях распадаемость протеина превышала значения растворимости. Данные показатели были близки для протеина силоса и топинсолнечника, где ферментации подвергаются быстрора-
лость протеина; РСВ - распадаемость сухого
створимые фракции. Это обусловлено тем, что сырой протеин топинсолнечника и силоса содержит много небелковых азотистых соединений (20...50 %), которые быстро гидролизуются в рубце с образованием аммиака. Клубни топинсолнечника содержат достаточно высокое количество легкоферментируемых углеводов (67 г сахара в 1 кг) и протеина, однако протеин характеризуется низким качеством. Выявлено, что с увеличением распадаемости сухого вещества кормов в рубце повышаются показатели распадаемости и растворимости СП (г=0,81; Р<0,05). Считается, что показатели распадаемости сырого протеина кормов более адекватно отражают ферментативные процессы, происходящие в рубце животных.
Анализ РП в рубце 29 изученных кормов показал, что в зависимости от вида корма данный показатель варьирует в широких пределах - от 26 % в кукурузном глютене до 90 % в зерне ржи.
Сырой протеин большинства зерновых кормов, а также аспирационной пыли, под-
Нива Поволжья № 2 (23) май 2012 85
солнечного жмыха и шрота, кормовых дрожжей и сочных кормов обладает высокой распадаемостью в рубце. Это обусловлено тем, что СП концентрированных кормов характеризуется повышенным содержанием быстрорастворимых фракций белков - альбуминов и глобулинов. Данные белки хорошо растворяются в рубцовой жидкости и являются доступными для про-теолитических ферментов микроорганизмов рубца.
Средние показатели РП в рубце на уровне 50...69 % были выявлены у зерна проса, вики, фасоли, а также льняного жмыха, соевого шрота, травяных гранул, сена и сенажа. Протеин данных кормов представлен как быстрорастворимыми, так и медленно расщепляющимися фракциями -проламинами и глютелинами.
В зерне проса содержится большое количество окиси кремния, что также способствует снижению распада его протеина. В зерне бобовых культур в значительной степени содержатся природные биологически активные антиалиментарные вещества: ингибиторы протеиназ, фитогемагглютини-ны, гойтрогены и др. [7, 8, 9]. Ингибиторы протеиназ обладают свойством существенно снижать каталитическую активность протеолитических ферментов (трипсина и химотрипсина) желудочно-кишечного тракта животных организмов, образуя с ними неактивные комплексы. Содержание ингибиторов в зависимости от вида зерна бобовых различно. Видимо, существуют отличия и в специфичности их действия применительно к протеазам микроорганизмов рубца. Следовательно, на РП зернобобовых культур кроме структуры самого белка, возможно, оказывает влияние разное содержание ингибиторов рубцовых протеи-
наз. Поэтому РП гороха, нута и люпина превышала 80 %, а у зерна сои и вики составила менее 50 %.
Технология заготовки основных объёмистых кормов существенно влияет на качество протеина. Силосование и сенажи-рование увеличивают долю растворимого азота в сравнении с исходной массой, а гранулирование и сушка уменьшают [10]. Гранулированные корма вследствие своей физической формы быстрее эвакуируются из преджелудков и тем самым меньше подвергаются воздействию микрофлоры [10]. Поэтому РП травяных гранул составила 65...66 %. Аналогичную РП в рубце имело разнотравное сено, что обусловлено тесной связью протеина грубых кормов с кислотно-детергенной клетчаткой.
Высоким качеством СП характеризуются: зерно кукурузы и сои, кукурузный глю-тен, мясокостная мука и тестированный соевый шрот. Наличие специфичного белка зеина и некоторых пептидов в зерне кукурузы и кукурузного глютена обуславливает пониженную РП в рубце, которая составила 44,0 и 26,1.31,4 % соответственно. Низкая РП мясокостной муки и соевого шрота связана с высокой температурой нагревания, используемой при их производстве, что сопровождается денатурацией белка, в результате которой снижается его доступность для ферментов микроорганизмов рубца.
На основании показателей распадае-мости протеина в рубце все изученные корма были условно классифицированы на три основные группы, которые представлены в таблице 3.
В проведённых опытах были выявлены некоторые различия в показателях РП в анализируемых кормах, определённых в ру-
Таблица 2
Классификация кормов по степени распадаемости протеина в рубце
70.90 % 50.69 % 25.49 %
Ячмень, зерно Соевый шрот Кукуруза, зерно
Пшеница, зерно Льняной жмых Кукурузный глютен
Овёс, зерно Просо, зерно Соя полножировая, зерно
Рожь,зерно Вика, зерно Мясокостная мука
Горох, зерно Фасоль кормовая Соевый шрот тестированный
Люпин, зерно Травяные гранулы козлятника
Нут, зерно Травяные гранулы донника
Бобы кормовые, зерно Сенаж разнотравный
Дрожжи кормовые Сено разнотравное
Подсолнечный шрот Сено бобово-разнотравное
Подсолнечный жмых
Силос кукурузный
Топинсолнечник
Аспирационная пыль
бце бычков, баранов и валушков, содержащихся на неодинаковых по структуре рационах в разные годы исследований. По результатам четырёх опытов установлено, что из 8 изученных кормов незначительные расхождения в пределах от 2,7 до 5,3 % (Р>0,1) по РП в рубце отмечались у зерна овса, гороха, а также у подсолнечного жмыха и кукурузного глютена.
Достоверные различия в пределах 9,7.10,5 % (Р<0,01) были выявлены у протеина ячменя, пшеницы и ржи. Существенно отличается (до 17 %) РП подсолнечного шрота, что можно объяснить разными технологиями получения масла на протяжении последних 15. 20 лет и, соответственно, существованием различий в составе и свойствах самих шротов. В целом пределы колебаний РП большинства кормов от ±1,5 до ± 5 % можно считать вполне допустимыми. Результаты наших исследований согласуются с данными, полученными в опытах В. И. Трухачёва и его коллег, где 8 из 11 изученных на овцах и бычках кормов по РП в рубце имели довольно близкие показатели [11].
В опытах Э. Р. Ёрскова установлено, что при одинаковых условиях кормления наблюдается незначительная разница в РП одинаковых кормов в рубце овец и крупного рогатого скота [12]. Следовательно, результаты исследований, полученные на овцах как на модельных жвачных животных, вполне приемлемы для крупного рогатого скота. В наших опытах на баранах и валушках отклонения РП ячменя и пшеницы составили 9,5.10 % (Р<0,01), в то же время различия по данным кормам в рубце бычков (2,3.3,6 %) были недостоверны (Р>0,1). Причиной данных расхождений может быть разная структура используемых рационов. В двух разных опытах, проведённых в разные годы на бычках, были использованы рационы практически одинаковой по общей питательности структуры, которые включали 44.47 % концентратов, 20.21 % грубых и 33.35 % сочных кормов. В опытах на овцах структура рационов была разная, бараны получали сено-сенажно-концентратные, а валушки - сено-концентратные рационы с неодинаковым содержанием питательных веществ.
В опытах Е. Л. Харитонова [13] на овцах было установлено, что РП одного и того же концентрированного корма может варьировать от 7,4 до 16,3 % в зависимости от количества и соотношения потребляемых питательных веществ в рационах, что согласуется с полученными нами данными. Абсолютных показателей распадае-
мости быть не может, так как на процессы ферментации влияет множество факторов. Один и тот же корм, полученный в разных условиях производства, может иметь разную распадаемость протеина [14]. Тем не менее, показатели РП необходимы для учёта качества протеина в кормах при составлении рационов.
Аминокислотный состав протеина не распавшихся в рубце различных кормов зависит как от вида корма, так и от степени распада протеина. В кормах после инкубации в рубце было выявлено снижение общего количества аминокислот от 30,7 (кукурузный глютен) до 79,5 % (подсолнечный шрот) по сравнению с содержанием аминокислот в нативных кормах. С увеличением времени пребывания кормов в рубце от 6 до 12 часов отмечалось повышение процента исчезновения общих аминокислот во всех кормах, что указывает на наличие прямой зависимости между распадаемо-стью протеина и степенью исчезновения аминокислот из кормов (r = 0,91; Р<0,01). Вместе с тем отношение незаменимых аминокислот к заменимым в отдельных кормах изменяется незначительно. Аминокислотный состав протеина отдельных кормов, не переваренных в кишечнике, характеризуется меньшим содержанием незаменимых аминокислот - лизина, аргинина, финила-ланина и заменимых - глутаминовой и ас-парагиновой кислот по сравнению с аминокислотным составом нативных кормов.
Незаменимые аминокислоты из кормов, имеющих высокую распадаемость, высвобождаются быстрее, чем из кормов с низкой распадаемостью протеина в рубце. Доказательством этого служит то, что аминокислотный индекс нераспавшегося протеина пшеницы после 12-часовой инкубации по сравнению с исходным снижался с 0,74 до 0,67. Аминокислотный индекс кукурузы, напротив, повышался с 0,78 до 0,95.
При определении переваримости протеина в кишечнике бычков было установлено, что корма, имеющие низкую РП в рубце, характеризуются повышенной переваримостью в кишечнике, и наоборот (табл. 3). Так, протеин кукурузного глютена при 6-часовой инкубации в рубце распадался на 26,1.31,4 %, а переваривался в кишечнике на 90,2.91,2 %, в то время как протеин ячменя при распадаемости в рубце 82,2.85,8 % переваривался в кишечнике лишь на 52,3.60,5 %.
Наиболее низкие показатели переваримости кормового протеина в кишечнике были отмечены для ячменя и объёмистых кормов. Средние показатели переваримо-
Нива Поволжья № 2 (23) май 2012 87
Таблица 3
Переваримость в кишечнике бычков сырого протеина кормов
Корм СП, г/кг Переваримость СП в кишечнике, %
Бобы кормовые, зерно 262 70,5 ± 0,6
Вика, зерно 281 78,2 ± 0,3
Соя полножировая, зерно 266 75,7 ± 0,6
Нут, зерно 224 80,5 ± 1,3
Ячмень,зерно 105.110 52,3.60,5
Пшеница, зерно 103.115 73,3.76,8
Кукуруза, зерно 86 78,1 ± 0,4
Подсолнечный шрот 382 91,6
Соевый шрот 441 94,5 ± 0,3
Соевый шрот тестированный 448 93,4 ± 0,7
Кукурузный глютен 601.642 90,2.91,2
Силос кукурузный 22,3 31,6 ± 0,4
Сено разнотравное 87 45,3 ± 1,2
сти протеина на уровне 70 - 80 % имели такие корма, как пшеница, кукуруза, бобы, вика, соя и нут.
На основании определения показателей переваримости протеина в кишечнике бычков и коров все изученные корма были разделены на три основные группы, представленные в таблице 4, из которой видно, что высокой переваримостью обладает протеин кукурузного глютена, подсолнечного и соевого шрота.
Существенный вклад в общий пул аминокислот организма жвачных животных вносят аминокислоты кормового происхождения, не распавшегося в рубце протеина. Качественный состав последнего оказывает значительное влияние на показатели его переваримости в кишечнике, что отражается на продуктивности животных [15]. В наших исследованиях между показателями переваримости СП всех кормов в кишечнике и средними показателями исчезновения общих аминокислот установлен высокий коэффициент положительной корреляции, который составил 0,92 (Р<0,05). К кормам, имеющим высокие показатели всасывания аминокислот, относятся соевый шрот, кукурузный глютен, подсолнечный шрот и кукуруза.
С увеличением времени пребывания кормов в рубце происходило уменьшение использования их аминокислот в кишечни-
ке. Так, при увеличении времени инкубации пшеницы с 6 до 12 часов среднее исчезновение общих аминокислот в кишечнике снижалась с 60,4 до 38,9 %.
Использование незаменимых аминокислот из всех кормов в кишечнике было несколько выше, чем заменимых аминокислот. Так, например, аминокислотный индекс протеина кукурузы после 6-часовой инкубации в рубце снизился по отношению к протеину, не переваренному в тонком кишечнике, с 0,79 до 0,58. Для большинства кормов наибольший процент исчезновения в тонком кишечнике имели такие незаменимые аминокислоты, как лизин, аргинин, фенилаланин, метионин, и заменимые - глутаминовая и аспарагиновая кислоты.
Таким образом, в результате проведённых исследований установлено, что высоким качеством протеина для жвачных животных характеризуются такие корма, которые отличаются низкой распадаемо-стью в рубце и одновременно имеют высокую переваримость в кишечнике. Определенные нами показатели распадаемости протеина различных кормов в рубце и их переваримости в кишечнике рекомендуется использовать при составлении рационов для высокопродуктивных жвачных с целью повышения эффективности использования азотистых веществ в организме животных на продуктивные цели.
Таблица 4
Классификация кормов по степени переваримости протеина в кишечнике КРС
81.95 % 61.80 % 30.60 %
Кукурузный глютен Подсолнечный шрот Соевый шрот Пшеница, зерно Кукуруза, зерно Вика, зерно Соя полножировая, зерно Кормовые бобы, зерно Нут, зерно Ячмень, зерно Силос кукурузный Сено бобово-разнотравное
Литература
1. Кальницкий, Б. Д. Физиолого-биохи-мические подходы к оценке питательности кормов и нормирования кормления жвачных животных / Б. Д. Кальницкий, Е. Л. Харитонов // Сельскохозяйственная биология.
- 2002. - № 4. - С. 3-10.
2. Харитонов, Е. Л. Физиология и биохимия питания молочных коров / Е. Л. Харитонов. - Боровск: Оптима Пресс, 2011. -311 с.
3. Погосян, Д. Г. Качество протеина в рационах высокопродуктивных коров / Д. Г. Погосян // Нива Поволжья. - 2007. -№ 1(10). - С. 48-51.
4. ГОСТ - 28075-89. Корма растительные: метод определения расщепляемости сырого протеина. - М.: Изд-во стандартов.
- С. 6-9.
5. Турчинский, В. В. Определение растворимости и распадаемости протеина кормов / В. В. Турчинский, Н. В. Курилов, А. И. Фицев, Ф. В. Воронкова. - Боровск, 1987. - 12 с.
6. Voigt, J. Measurement of the postru-minal digestibility of crude protein by the bag technique in cows / J. Voigt, В. Piatkowsky, Н. Engelmann, E. Rudolph // Arch fur Tieremahr. - 1985. - 35. - № . 8. - Р. 555-562.
7. Kakade, M. L. Contribution of tripsin inhibitors to the detelerions effects of unheated soybeans fed to rats / M. L Kakade, D. E. Hoffa, I. E. Liener // J. Nutr. - 1973. - V. 103. - P. 1772-1778.
8. Валуева, Т. А. Белки-ингибиторы про-теолитических ферментов у растений / Т. А. Валуева, В. В. Мосолов // Прикладная биохимия и микробиология. - 1995. - Т. 31
- № 6. - С. 579-589.
9. Соловьева, В. Ф. Содержание ингибиторов трипсина в семенах и продуктах
переработки зернобобовых / В. Ф. Соловьева // Проблемы харчування. - 2003. -№ 1. - С. 34-37.
10. Щеглов, В. В. Химический состав, переваримость и качество протеина кормов в связи с различными технологиями их заготовки / В. В. Щеглов, А. И. Фицев, Е. С. Воробьев // Вестник с.-х. науки. - 1982. - № 6.
- С. 66-70.
11. Искандеров, Т. Б. Поток аминокислот из преджелудков в сычуг телок в связи с физической формой кормов рациона / Т. Б. Искандеров, А. А. Алиев // Бюлл. ВНИ-ИФБиП с.-х. животных. - 1990. - Вып. 3 (99). - С. 13-24.
12. Трухачёв, В. И. Сравнительная распадаемость протеина кормов в рубце валухов и бычков / В. И. Трухачёв, Н. З. Злыд-нев, Д. А. Сварич // Передовые технологии в животноводстве: материалы научно-практической конференции. - Уфа, 2008. - С. 176-181.
13. Ёрсков, Э. Р. Протеиновое питание жвачных животных / Э. Р. Ёрсков. - М.: Аг-ропромиздат, 1985. - 183 с.
14. Харитонов, Е. Л. Комплексные исследования процессов рубцового пищеварения у жвачных животных в связи с прогнозированием образования конечных продуктов переваривания кормов: автореф. дис. ... доктора биол. наук / Е. Л. Харитонов. - Боровск, 2003. - 51 с.
15. Фицев, А. И. Современные тенденции в оценке и нормировании протеина для жвачных животных / А. И. Фицев, Ф. В. Во-ронкова. - М., 1986. - 55 с.
16. Кальницкий, Б. Д. К вопросу о нормировании аминокислотного питания молочного скота / Б. Д. Кальницкий, Е. Л. Харитонов // Доклады РАСХН. - 2004. - № 3.
- С. 24-27.
Нива Поволжья № 2 (23) май 2012 89
