Протеин

Главной составной частью каждого живого тела являются белки. Жизнь животных неразрывно связана с образованием и распадом белковых веществ в организме. Для того чтобы образовать белки своего тела, а также моло­ка, животное должно получать необходимое количество белков в составе рациона. Белки кормов, называемые иначе протеинами, качественно весь­ма различны. В сыром протеине различают белки и амиды — азотистые соединения небелкового характера.

Белки — сложные химические соединения, в их состав входят кислород, водород, углерод, обязательно азот, почти всегда сера и иногда фосфор.

Количество сырого протеина в корме определяют по содержанию в нем азота, умноженному на коэффициент 6,25, исходя из предположения, что в протеине в среднем содержится 16% азота.

Составными частями белков являются аминокислоты. В настоящее время их выделено и описано около 100. Аминокислоты в кормах могут быть не только в составе белков, но и в свободном состоянии. Особенно много свободных аминокислот в зеленых кормах в период интенсивного роста растений. Свободные аминокислоты при зоотехническом анализе входят в условную группу амидов.

Некоторые из аминокислот являются для животных незаменимыми, от­сутствие их в пище резко снижает продуктивность животных, ведет к на­рушениям в обмене веществ. К незаменимым аминокислотам относятся: аргинин, валин, гистидин, лизин, метионин, триптофан, изолейцин, лейцин, треонин, фенилаланин. Эти аминокислоты организм животного не может синтезировать из других азотсодержащих веществ. Поэтому животные дол­жны их обязательно получать с пищей. Если в каких-либо протеинах нет этих аминокислот или есть, но недостаточное количество, то такие проте­ины называют неполноценными.

Другие же аминокислоты, например глицин, серии, цистин, пролин, ти­розин и др., не считаются незаменимыми, потому что животные их могут синтезировать в организме из других азотистых соединений, поступающих с пищей.

Роль отдельных аминокислот в процессах обмена веществ чрезвычайно велика. Лизин используется для синтеза тканевых белков. Аргинин способствует синтезу мочевины, участвует в образовании семени производите­лей, креатина мышц и инсулина. Гистидин необходим для образования ге­моглобина и адреналина. Цистин активирует инсулин. Метионин участву­ет в процессах обмена жира, триптофан — в обновлении белков плазмы крови.

В группу амидов, кроме свободных аминокислот, входят содержащие азот глюкозиды, амиды аминокислот, органические основания, нитраты и ам­миачные соли. Питательность амидов различна. Амиды аминокислот имеют низкую питательность. Аминокислоты по питательности близки к белку.

Амидами богаты зеленые корма, силос, корнеклубнеплоды, где на их долю приходится 25-30% и больше от общего количества протеина, тогда как в концентрированных кормах протеин состоит в основном из белков.

При усвоении азотистых веществ пищи у жвачных особенная роль при­надлежит рубцу и населяющим его микроорганизмам — бактериям и инфу­зориям. Эти микроорганизмы попадают в рубец извне в молодом возрасте животного, приспосабливаются к условиям существования, размножаются, растут и отмирают. Для собственного питания они используют азотистые вещества, углеводы, минеральные вещества из пищи животного-хозяина.

Важно отметить, что из азотистых веществ бактериям нужен прежде всего аммиак. Поэтому они расщепляют при помощи своих ферментов про­теин пищи животного. В рубце расщепляется более 40% кормового протеи­на до пептидов, аминокислот и, главным образом, до аммиака. За счет ам­миака и других питательных веществ бактерии образуют белки своего тела, содержащие все необходимые аминокислоты.

Отмирающие бактерии, поступая с продвигающейся пищей в желудок (сычуг) и кишки, перевариваются наряду с нерасщепленным пищевым про­теином.

Некоторую часть аммиака бактерии иногда не успевают усвоить, и тогда он через стенки рубца всасывается в кровь. В печени этот аммиак превращается в мочевину, которая задерживается почками и затем выде­ляется с мочой. Часть мочевины выделяется со слюной. Если аммиак по­ступает в кровь в больших количествах, то это может вредить нормальной работе печени и отравлять организм животного. Следует также учитывать, что при увеличении всасывания аммиака в кровь снижается коэффициент использования азота корма.

Образование аммиака в рубце зависит от ряда факторов: количества протеина в рационе, соотношения белкового и небелкового азота, раство­римости азотистых веществ, соотношения азотистых веществ и легкопереваримых углеводов и др. Наличие в корме достаточного количества саха­ра и крахмала активизирует деятельность микроорганизмов.

В настоящее время есть данные, свидетельствующие о большом значе­нии соотношения в рационах небелковых и белковых азотистых веществ. Наибольшая активность микроорганизмов в преджелудках жвачных прояв­ляется при соотношении амидов и белка как 1:2 или 1:3, т.е. на одну часть амидов должно приходиться две-три части белка. В этом случае происхо­дит лучшее усвоение питательных веществ корма.

Для молочного скота хорошим рационом является такой, протеин которого хорошо переваривается и оптимально растворяется в рубце, что обес­печивает сравнительно невысокую концентрацию аммиака и достаточную активность рубцовых микроорганизмов.

После того как были установлены превращения, происходящие с протеи­ном корма в рубце, ученые и практики смогли по-другому подойти к оцен­ке азотистых веществ в кормлении жвачных животных. Если раньше при кормлении крупного рогатого скота и овец из азотистых веществ корма учитывали только собственно белки и не учитывали амиды, так как счита­лось, что они не имеют питательной ценности, то в настоящее время в пи­тании жвачных установлена ценность амидов, и они приравнены к белку. Поэтому в кормовых нормах и при оценке питательности кормов учиты­вают протеин, включающий и белок, и амиды.

Выяснение роли небелковых азотистых соединений в питании жвачных имеет большое практическое значение. Появилась возможность использо­вать карбамид (мочевину), углекислый аммоний, диаммонийфосфат в кор­млении крупного скота и овец в тех случаях, когда в рационах имеется дефицит протеина.

Под влиянием микроорганизмов мочевина в рубце расщепляется на ам­миак и углекислоту. Выделившийся при гидролизе мочевины аммиак ис­пользуется бактериями для синтеза аминокислот, а затем белков собствен­ного тела.

В нашей стране первые опыты по использованию мочевины в рационах молочного скота провел в 1932 г. в совхозе «Коммунарка» Московской области профессор И.С.Попов с сотрудниками. Они установили возмож­ность замены 20% белка мочевиной в рационах из сена, жома и смеси кон­центратов. В дальнейшем исследования по изучению скармливания моче­вины жвачным проводились почти всеми научными учреждениями страны. Было установлено, что мочевиной можно заменять в среднем 25% потребно­сти по азоту жвачных в протеине, без ухудшения качества продукции и вреда для их здоровья.

Хорошие результаты применения мочевины возможны лишь в том слу­чае, когда в рационах содержится достаточное количество легкоусвояемых углеводов. Они необходимы для размножения в рубце бактерий, поэтому мочевину целесообразно использовать в составе силосных, силосно-сенажных и силосно-корнеплодных рационов, в которых достаточно углеводов.

Непременным условием для нормального использования мочевины в рубце микроорганизмами является также наличие в рационе достаточного количества минеральных веществ (особенно фосфора, серы и микроэлемен­тов кобальта и меди), каротина и витамина D.

Мочевину для кормления крупного рогатого скота и овец можно ис­пользовать в составе заводских комбикормов, гранулированных полнора­ционных кормов, смеси рассыпных концентратов, при силосовании кормов, термохимической обработке соломы, а также при приготовлении амидо-концентратных добавок (АКД) методом экструзии (продавливания).

В этих же целях заслуживает внимания применение специальных карбамидо-цеолитовых добавок разработанных в ВИЖе. Природные цеолиты обладают способностью удерживать на своей поверхности молекулы аммиака и постепенно высвобождать его в пищевую массу по мере прохожде­ния рубцового пищеварения.

Карбамид содержит 46,7% азота. Однако вследствие большой гигрос­копичности он впитывает до 10% воды, поэтому фактически азота в нем 42%. При скармливании 1 кг карбамида в рубце может быть образовано 2,6 кг протеина (420 х 6,25) в виде бактериального белка, который используется организмом животного. Степень переваривания и использования бактериаль­ного белка может быть приравнена к лучшим белкам животного происхож­дения (коэффициент переваримости протеина мясной и кровяной муки в среднем равен 85%). Следовательно, 1 кг карбамида при соответствующих условиях может быть эквивалентным 2,2 кг переваримого протеина.

Следует иметь ввиду, что у жвачных как и у моногастричных живот­ных, расщепление белка до аминокислот происходит в тонком отделе ки­шечника. И хотя ряд аминокислот у жвачных образуется в процессе рубцо­вого пищеварения, и они в меньшей мере зависимы от полноценности ами­нокислотного состава кормов, тем не менее качество протеина поступаю­щего в тонкий отдел кишечника для них имеет такое же значение как и для моногастричных животных.

До настоящего времени в нашей стране действует система нормирования протеинового питания жвачных животных, в основе которой лежит перева­римый и сырой протеин, в соответствии с которой предполагается, что пе­реваримый протеин полностью усваивается животным организмом. Одна­ко, как установлено в исследованиях, такое положение справедливо толь­ко в отношении моногастричных животных.

У жвачных протекают более сложные процессы превращения сырого и переваримого протеина кормов, такие как образование микробного белка в преджелудках из азотистых веществ кормов и синтетических азотистых добавок, рециркуляция азота в организме и использование аминокислот.

По современным представлениям, при оценке протеиновой обес­печенности жвачных необходимо знать возможности и количественные па­раметры микробиального синтеза в преджелудках, а также степень усвое­ния и использования кормового и микробного белка, содержащихся в них аминокислот при различных физиологических состояниях и уровне продук­тивности животных. Кроме содержания в корме переваримого или сырого протеина важными показателями в данной системе становятся его раство­римость, расщепляемость и аминокислотный состав нерасщепленного в рубце протеина.

Содержание расщепляемой фракции кормового белка (РП) необходимо знать для нормирования азота, доступного для микробиального синтеза, а количество не распавшегося в рубце белка (НРП) - как источника амино­кислот собственно корма, используемых в тонком кишечнике. Таким обра­зом, аминокислотная потребность организма жвачных удовлетворяется за счет микробного белка и не распавшегося в рубце протеина. Суммарное выражение этих двух источников протеина для жвачных определяют как доступный для обмена протеин.

Качество НРП по аминокислотному составу должно быть достаточно высоким. Это может быть обеспечено за счет включения в рацион защищенных от распада в рубце высокобелковых кормовых добавок, таких как жмыхи и шроты, зерно бобовых, ПЗК, гранулы и брикеты из бобовых трав (люцерна, клевер).

В целях «защиты» протеина от распада в рубце применяются как хими­ческие (обработка формальдегидом, танинами, уксусной, муравьиной и др. органическими кислотами), так и технологические (сушка, нагревание, гра­нулирование, брикетирование, экструдирование и др.) приемы. Следует отметить, что химические приемы, хотя и обеспечивают хорошую «защи­ту» протеина, не всегда являются в полной мере безопасными для здоровья животного и качества получаемой продукции. Поэтому при их использова­нии необходимо строго следить за регламентом технологических процес­сов и дозировкой реагентов. Температура оптимального нагревания белко­вых кормов находится в пределах 100-120°С.

Для удовлетворения потребности жвачного животного важно обеспе­чить не просто общее количество сырого протеина в рационе, но и опти­мальное соотношение расщепляемых (РП) и нерасщепляемых (НРП) в руб­це его компонентов. В среднем принято считать оптимальным соотношени­ем 60-70:30-40.