Инновационные методы научного исследования кормления домашних животных

У жвачных животных усвоение азотистых веществ рациона протекает  по двум направлениям – распад белков в тонком кишечнике до свободных  аминокислот и всасывание их в  кровь; а также распад белков до аммиака  рубцовой микрофлорой (бактериями и  инфузориями) за счет выработки ими  протеолитических ферментов с последующей  частичной фиксацией аммиака организмом. Используя также минеральные вещества и углеводы из пищи животного-хозяина, микроорганизмы синтезируют белки своего тела, а, после отмирания, поступают в нижележащие отделы пищеварительного тракта в виде так называемого микробного белка – очень ценного по аминокислотному составу. В целом в рубце расщепляется до аминокислот, пептидов и аммиака до 40% протеина. Наиболее эффективна жизнедеятельность микроорганизмов при достаточном количестве углеводов в составе рациона и соотношении амидов и белков – 1:2. Неусвоенный микрофлорой рубца аммиак поступает в кровь, переносится в печень, где, превращаясь в мочевину, выделяется с мочой, а частично – со слюной (в составе мочевины). В целом это носит название румено-гепатической циркуляции аммиака. Излишки аммиака вызывают отравление животных. Практически это учитывается при использовании в рационах жвачных синтетических азотсодержащих веществ (САВ) – мочевины, биурета, аммонийных солей.

• Углеводы.

Углеводы – важнейший  компонент сухого вещества рациона; за счет их покрывается большая часть  потребности в энергии жвачных, лошадей и свиней. Простые углеводы (пентозы и гексозы) являются наиболее мобильными и легко мобилизуемыми  при передвижении (пасущиеся животные) и выполнении работы (лошади, мулы, ослы, северные олени).

Все углеводы разделяют на 2 группы: сырая клетчатка (определяют по методике Генеберга и Штомана  или любой иной) и безазотистые экстрактивные вещества (БЭВ) – количество определяют расчетным методом.

Сырая клетчатка состоит  из целлюлозы, части гемицеллюлоз и  инкрустирующих веществ (лигнина, кутина, суберина). Целлюлоза является глюкозаном и образует стенки растительных клеток. Низкий уровень клетчатки отмечается только в водорослях, так как в  них опорную функцию выполняют  пузырьки воздуха. Целлюлоза может  быть гидролизована до глюкозы целлюлоз литическими ферментами (целлюлазами). Микробная ферментация целлюлозы  происходит в пищеварительном тракте жвачных с образованием конечных продуктов – уксусной, пропионовой и масляной кислот и газов – метана и углекислого газа.

Лигнин – не является углеводом, но рассматривается с  этой группой соединений, так как  является структурным компонентом  клеточных стенок. По мере вегетации  стенки клеток одревесневают, то есть гемицеллюлоза и целлюлоза соединяются  с лигнином. Лигнин очень устойчив к сильным кислотам и воздействию  микроорганизмов; принято считать, что он не переваривается животными.

Безазотистые экстрактивные  вещества – это сахара, крахмал, гликоген, инулин, органические кислоты, глюкозиды, пектин и другие вещества.

Сахара – большая группа органических соединений, которые подразделяют на моносахариды – пентозы (арабиноза, ксилоза, рибоза) и гексозы (глюкоза, галактоза, манноза и фруктоза); дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза); трисахариды (раффиноза) и тетрасахариды (стахиоза). Фруктоза встречается в листьях, плодах; галактоза – компонент  антоциановых пигментов, смол, слизей, является составной частью лактозы. Сахароза присутствует в корнеплодах, многих плодах. Лактоза – составная  часть молока, в коровьем молоке содержится в среднем 4,6 – 4,8%.

Полисахариды существенно  отличаются от сахаров. В основном это  – резервные питательные вещества (крахмал) или строительные материалы (целлюлоза). Полисахариды не обладают сладким вкусом. Содержание крахмала в семенах может достигать 70% в  плодах и корнеплодах – до 30%. Наиболее богаты крахмалом семена (зерновки) зерновых злаковых культур – кукуруза, рис, ячмень, из клубнеплодов – картофель. Гликоген (животный сахар) – встречается  в теле животных – в печени, мышцах, играет существенную роль в обмене энергии. Декстрины – промежуточный  продукт гидролиза крахмала и  гликогена. Образуются при обжаривании  зерна, экструдировании. Фруктозаны –  резервные вещества – содержатся в корнях, стеблях, листьях, семенах; в сухом веществе райграса уровень  фруктозанов составляет 2 – 18%. Из них  наибольшее значение имеет инулин (в  составе клубнеплодов земляной груши). Слизи – содержатся в некоторых  плодах и семенах; наиболее известный  пример – слизь из семян льна, которая при гидролизе дает арабинозу, галактозу, рамнозу. Пектиновые вещества – подразделяются на 4 типа: протопектин, пектин, пектиновая и пектовая кислоты. Пектин образуется из протопектина под влиянием протопектиназы; пектиновая и пектовая кислота образуются под действием пектазы. Пектиновые вещества входят в состав ряда фруктов и фруктовых выжимок, особенно некоторых сортов яблок; свеклы сахарной и свекловичного жома; разработан и применяется в РФ промышленный способ получения пищевого пектина из свекловичного жома и яблочных выжимок.

• Сырой жир.

 В группу сырого  жира входит сумма всех растворимых  в органическом растворителе  веществ (определяется весовым  методом в аппарате Сокслета). К ним относятся: воска, простые  жиры (эфиры жирных кислот со  спиртами) и сложные жиры –  фосфолипиды и гликолипиды (могут  содержать холин и фосфорную  кислоту). В 1929 году была доказана  роль линолевой, линоленовой и  арахидоновой кислот в обмене  веществ организма и с этих  пор данные кислоты считаются  незаменимыми. Богатыми источниками  линолевой кислоты являются семена  масличных культур и полножирная  мука (в основном – соевая), приготовленная  из них, жмыхи; семена льна  являются источником линоленовой  кислоты. Воска – простые липиды, состоящие из жирных кислот, соединенных  с высокомолекулярным одноатомным  спиртом. В растениях они выполняют  защитную функцию – снижают  транспирацию воды через листовые  пластинки; в отличие от жиров  воска не имеют питательной  ценности и трудно гидролизуются.  При высоком уровне восков  происходит завышение уровня  сырого жира в образцах кормов  при зоотехническом анализе, то  есть искажается истинная картина  содержания сырого жира.

Фосфолипиды – широко распространены во всех тканях организма, особенно в  почках, мозге и сердце. Среди  растений относительно высокий уровень  фосфолипидов содержится в соевых бобах. Выделяют три типа фосфолипидов: лецитины, цефалины и сфингомиелины. В ряде случаев рационы животных обогащают  маслом растительным (чаще всего концентраты); используют жиры животного происхождения (свиной, говяжий, конский) – жир  брыжеечный, подкожный, смесь жиров  животных разных видов, масла растительные; шквару и граксу – в кормлении  сельскохозяйственной птицы и пушного  зверя.

Сырая зола – остаток, получаемый после сжигания навески корма  в муфельной печи. Состоит из смеси  макро- и микроэлементов. Минеральные  вещества – необходимый компонент  рациона животных и птицы; при  недостаточном поступлении или  усвоении любого минерального вещества развиваются симптомы специфической  минеральной недостаточности, происходит снижение продуктивности, репродуктивной способности. Минеральный состав кормов зависит от местности произрастания  кормовой культуры: в стране имеются  ряд биогеохимических провинций  по ряду макро- и микроэлементов. В  частности, несколько биогеохимических провинций выделяют в Амурской области, где уровень макро- и микроэлементов в почве и растительных кормах собственного производства составляет от 20 до 80% по сравнению со среднероссийскими  данными (М. Шевченко, 2006). Это приходится учитывать при ведении животноводства в данных регионах – скармливать  кормовые балансирующие добавки. По абсолютному количеству в теле животного  лидирует кальций; около 99% кальция  находится в скелетной ткани  и зубах. Особенно велики потребности  в кальции у несушек (куры, утки, перепелки, некоторые породы гусей). Хорошим источником кальция являются рыбная и мясо – костная мука, костная зола (36% кальция и 17% фосфора), молоко, зеленая масса бобовых  трав. Из минеральных подкормок кальцием богаты известняки, мел, ракушка, костная  мука, дикальцийфосфат.

Тесно связан обменом веществ  с кальцием фосфор; кроме костной  ткани он содержится в нуклеиновых  кислотах, фосфопротеинах, фосфолипидах. В молоке, зерне злаковых, рыбной муке и мясопродуктах содержится достаточно много фосфора. Для усвоения фосфора имеет значение, в какой  форме представлен фософор: в  составе фитатов (солей фитиновой  кислоты) фосфор усваиваивается примерно в два раза хуже, чем из дикальцийфосфата; жвачные используют фосфор из фитатов  лучше, что связано с наличием бактериальной фитазы в рубце, расщепляющей фосфорную соль до неорганического  фосфора. Фосфор не может быть использован  для нужд организма из запасов  в костной ткани, так как его  запасы в костях значительно ниже, чем кальция; обеспечение фосфором животных полностью зависит от корма. В зернах злаков содержание фосфора  значительно выше, чем кальция.

Калий играет важную роль в  углеводном обмене, в процессах возбуждения  нервной и мышечной тканей. В большом  количестве присутствует в патоке кормовой, в достаточно больших количествах – в свекле столовой.

Натрий – участвует  вместе с калием в регуляции кислотно-щелочного  баланса и осмотического давления в жидкостях тела. Потребляется и  выводится из организма в форме  хлорида натрия.

Магний – около 70% магния содержится в скелете, остальное  количество – в мягких тканях и  жидкостях. Является активатором фосфатов и участвует в углеводном обмене. При дефиците магния в крови (до 0,5 мг%) отмечается гипомагниемия (магниевая  тетания) – в Нидерландах встречается  у 1–2% молочных коров. В условиях РФ пастбищная тетания возможна в первые дни после выгона животных на пастбище, когда в траве пастбищной содержится мало магния. Имеется ряд коммерческих магниевых подкормок; чаще других используют окись магния – жженую магнезию. Хорошими источниками магния являются хлопчатниковый и льняной жмыхи, пшеничные отруби, дрожжи, зеленая  масса клевера.

К группе микроэлементов относится  железо – недостаток которого приводит к развитию алиментарной железодефицитной анемии; особенно чувствительны к  недостатку железа поросята-сосуны. Около 90% железа в организме связано  с белками, в частности гемоглобин (содержит 0,34% железа), сидерфилин, ферритин (содержит 20% железа и присутствует в селезенке, почках, печени, костном  мозге), гемосидерин. Железо входит в  состав многих ферментов.

Железо присутствует в  составе таких кормов как зеленая  масса, зернобобовых, отрубях, кормах животного  происхождения: крови, печени. В молочных кормах содержание железа низкое. Усвояемость  железа в большой степени зависит  от его формы в составе кормов.

• Медь.

Важный микроэлемент, нормирование которого предусмотрены современными нормами. Данный микроэлемент необходим  для нормального протекания гемопоэза; необходима для нормальной пигментации  шерсти. Основным депо меди является печень. Дефицит меди – не редкое явление  в практике кормления сельскохозяйственных животных; её дефицит вызывает развитие заболевания под названием «энзоотическая атаксия». В растительных кормах медь содержится обычно в достаточных количествах, это зависит от уровня меди в почвах. В качестве подкормки обычно используют меди сульфат. При избытках меди в рационах развивается хронический токсикоз, так как медь одновременно с высоким физиологическим значением содержания в норме является кумулятивным цитоплазматическим ядом при ее избытке.

• Кобальт.

Входит в состав витамина В12, необходим для нормального  функционирования рубцовой микрофлоры. В растительных кормах кобальт присутствует в крайне низкой концентрации (0,1 – 0,25 мг на 1 кг сухого вещества); в качестве подкормки используют либо кобальта сульфат или кобальта хлорид, либо витамин В12.

• Йод.

 Входит в состав  гормона тироксина; а также  присутствует в щитовидной железе  в дийодотирозине и тиреоглобулине, являющейся основным депо тироксина.  При дефиците йода отмечается  нарушение функции воспроизводства  – новорожденный молодняк часто  лишен волосяного покрова, слабый  или мертворожденный. Помимо дефицита  йода в рационе животные могут  испытывать его недостаток при  скармливании кормов, содержащих  в своем составе так называемые  гойтрогенные соединения – гойтрин,  тиоцинат. Механизм их действия  полностью не выяснен, но их  наличие в кормах нарушает  снижает доступность йода организмом  животных. Гойтрогенные соединения  содержатся в растениях сем.  Крестоцветные – капусте, рапсе,  а также в горохе, арахисе, льне. Лучшими источниками йода в  рационах являются морепродукты  – водоросли, рыбная мука, отходы  переработки головоногих моллюсков,  ракообразных. Обогащение рационов  йодом проводится в виде скармливания  йодированной соли, йодистого калия,  йодноватокислого натрия.

• Марганец.

Микроэлемент содержится в организме животных в крайне незначительных количествах; у жвачных  животных практически не встречается  дефицит данного микроэлемента. У сельскохозяйственной птицы отмечены случаи дефицита данного микроэлемента, в частности у цыплят дефицит марганца вызывает развитие пероза или «соскальзывания сухожилий», а у птицы родительского стада снижается выводимость, уменьшается толщина скорлупы. В большинстве кормов уровень марганца достаточен, за исключением кукурузы, дрожжей и кормов животного происхождения.

• Цинк.

В организме животных накапливается  в костной ткани, достаточно высокий  уровень отмечен в коже, волосах, шерсти, некоторых ферментах –  карбоангидраза, панкреатическая карбоксипептидаза, дегидрогеназа глютаминовой кислоты; цинк участвует в процессах кальцификации  и кератинизации. У жвачных животных недостаточность цинка обычно не регистрируется, а у цыплят недостаток цинка вызывает задержку роста, поражение  кожи. К недостатку цинка наиболее чувствительны поросята – у них  развивается паракератоз (замедленный  рост, сыпь и образование струпьев на коже брюха); который осложняется  повышенным уровнем кальция и  пониженным – фосфора. В растительных кормах содержится достаточно много  цинка, особенно в отрубях, дрожжах. В состав комплексных минеральных  подкормок цинк включают в форме карбонатов или сульфатов