Как перевести сырой протеин в переваримый в кормах

Продуктивность жвачных животных во многом зависит от обеспеченности рационов достаточным количеством полноценного протеина.

Оценка протеиновой питательности кормов и его нормирование осуществляется по сырому и переваримому протеину. Сырой протеин – показатель, характеризующий содержание азотистых веществ в рационе. Переваримый протеин определяется по разности корм за минусом кал и характеризует переваримость сырого протеина. В практике кормления сырой протеин определяется по количеству азота в протеине, равному 16 %.

Потребность коров в сыром и переваримом протеине сильно варьирует в зависимости от концентрации энергии в сухом веществе и уровня продуктивности.

Для коров с удоем 10 кг достаточно 11,0 % сырого протеина в сухом веществе, при удое 30 кг – 16,5 %, а переваримого протеина на 1 к. ед. соответственно 98 и 106 г.

Нормы потребности в сыром протеине (% к сухому веществу рациона)

В состав сырого протеина кормов входят различные соединения, растворимые в воде, солевых и щелочных растворах. Водорастворимые его фракции быстрее перевариваются, расщепляются и используются микрофлорой рубца.

Потребность жвачных животных в сыром протеине оценивается с учетом особенностей превращений азота в преджелудках и усвоения (доступности) аминокислот в процессах всасывания и обмена.

Основными источниками покрытия потребности в протеине являются нерасщепленный в рубце протеин корма, микробный белок, синтезируемый в преджелудках, и эндогенный протеин.

Микроорганизмы рубца синтезируют белок из доступного (расщепляемого) в рубце кормового протеина, а также небелкового азота. Микробный белок служит основным источником усвояемых аминокислот.

Чем медленнее освобождается аммиак корма, тем полнее он используется микроорганизмами. При избыточном содержании расщепляемого протеина в корме микроорганизмы рубца не успевают утилизировать аммиак, который поступает в кровь и печень, где превращается в мочевину и выделяется с мочой, не принося пользы животному.

Степень распада протеина рациона определяется обеспеченностью микроорганизмов азотом и количеством протеина, нераспавшегося в рубце и поступающего в кишечник. Эффективность микробного синтеза в рубце зависит от обеспеченности этого процесса легкодоступной энергией и азотом. Потребность микрофлоры рубца в энергии должна удовлетворяться за счет органического вещества, переваренного в рубце, а в азоте – за счет протеина корма, расщепляемого в рубце, и небелковых форм азота.

При очень низкой и очень высокой концентрации обменной энергии в сухом веществе рациона синтез микробного белка снижается. С увеличением доли концентратов в рационе (30 – 40 %) и частоты кормления увеличивается доступность энергии для микробного синтеза.

С ростом продуктивности значение фракций нерасщепленного в рубце протеина в общей обеспеченности животного аминокислотами возрастает, и он оказывает существенное влияние на эффективность использования протеина рациона.

Установлено, что 60 % кормового белка расщепляется в рубце, 40% – проходит не расщепляясь через рубец в сычуг и тонкий кишечник, где протеин расщепляется под воздействием пищеварительных ферментов до аминокислот. Нераспавшийся протеин должен иметь высокую доступность для пищеварительных ферментов в кишечнике.

В обычных рационах за счет микробного белка, синтезируемого в преджелудках жвачных, удовлетворяется потребность в аминокислотах на 70 – 75 % при суточном удое 10 – 12 кг молока и только на 30 – 40 % при удое 25 – 30 кг. Недостающее количество аминокислот должно поступать с белками корма, устойчивыми к деградации в рубце.

Корма по степени растворимости и расщепляемости протеина делят на три группы:

• I группа – корма с преобладанием распадающихся фракций сырого протеина (70 – 90 %): трава пастбищ, силос, картофель, свекла кормовая;
• II группа – корма со средней расщепляемостью сырого протеина (50 – 70 %): комбикорм, брикеты злаковые, сено разнотравное, жмых, соевые и подсолнечниковые шроты;
• III группа – корма с низкой расщепляемостью сырого протеина (30 – 50 %): рыбная мука, сухая барда, резка травяная, кукурузная дерть.

Из данных видно, что силос и сенаж, а также концентраты и корнеплоды характеризуются высокой расщепляемостью протеина. Если эти корма использовать в рационах высокопродуктивных животных, то они не смогут проявить свой потенциал продуктивности. Эти корма приводят к образованию аммиака в рубце, в связи с чем высокопродуктивные животные, получая рационы с большой долей силоса, сенажа, корнеплодов, могут испытывать дефицит белка. Поэтому для роста

их продуктивности необходимо вводить в рационы высококачественное сено и искусственно высушенные корма, а также шроты и жмыхи.

Потребность в расщепляемом протеине рассчитывают по формуле:

где РП – расщепляемый протеин, г;

ОЭ – обменная энергия рациона, МДж.

В настоящее время разрабатываются способы «защиты» протеина от распада в рубце с использованием антиоксидантов, экструдирования, нагревания, применением танинов, летучих жирных кислот, альдегидов и т. д.

При разработке рационов для дойных коров с удоем 20 – 22 кг молока необходимо, чтобы в 1 кг потребленного сухого вещества содержалось 60 – 65 г нерасщепленного в рубце протеина.

Учитывая, что растворимость протеина объемистых кормов практически стабильна и не поддается регулированию, то величину этого показателя можно устанавливать путем подбора различных компонентов, имеющих преимущественно нерастворимые фракции, или используя методы предварительной обработки.

Белки – источники пластического материала для построения тканей тела, белков крови; источник образования ферментов и гормонов, энергии при дезаминировании, иммунитета.

Входящие в протеин белки, преобразовавшиеся в белок животного происхождения, выполняют каталитические функции. Все химические реакции обмена веществ, распада и синтеза, ферментативные функции не могут проходить без их участия.

Белки выполняют структурную функцию. Они входят в состав белковых и липопротеиновых мембран, служат материалом для построения различных морфологических образований.

Белки плазмы крови участвуют в переносе продуктов обмена, в защите организма от чужеродных белков, бактерий, вирусов и токсинов, выполняют коллоидноосматическую функцию.

Определение содержания сырого протеина — наиболее часто выполняемый вид химических исследований в комбикормовой отрасли. Для многих специалистов этот показатель является решающим при определении стоимости сырья и его уровня ввода в комбикорм или БВМК. Но в последнее время все чаще возникает вопрос: а не является ли термин «сырой протеин» устаревшим и более ненужным? Ведь прежде всего животные испытывают потребность в аминокислотах, а сам сырой протеин — вообще расчетный показатель. 

Согласно определению, сырой протеин — количество общего азота, найденного в образце одним из аналитических методов, умноженное, как правило, на коэффициент 6,25. Этот термин появился примерно в середине XIX века, когда два исследователя, Хеннеберг и Штоман, провели анализ корма, разложив его состав на разные группы веществ. Сырой протеин был определен как азотсодержащая фракция, среднее содержание азота в которой составляет 16% (отсюда и коэффициент 6,25). 

Сумма групп так называемых «сырых» веществ, которые включали воду, сырой протеин, сырой жир, сырую клетчатку, безазотистые экстрактивные соединения и золу, составляет 100%. Этот метод анализа носит название общего зоотехнического. С развитием химии метод был усовершенствован, особенно в области анализа углеводов. Однако содержание азота до сих пор используется в качестве меры уровня сырого протеина. То есть количество сырого протеина, которое съедает животное с кормом, служит индикатором потребления этого питательного вещества. 

Специалисты по кормлению до сих пор смотрят на сырой протеин как на один из главных показателей питательности рационов. Более того, в законодательных документах целого ряда стран содержатся требования к минимальному уровню протеина в кормах для животных. В некоторых странах требования к маркировке этикеток требуют указания уровня сырого протеина как главного аналитического показателя. Но правильно ли это в наше время? 

Азотсодержащие вещества могут быть разными 

В первую очередь следует отметить, что аминокислоты, которые, собственно, и образуют протеин, являются не единственными азотсодержащими веществами корма. Есть еще нуклеиновые кислоты и нуклеотиды, которые входят в состав ДНК и РНК и представлены во всех животных и растительных клетках. Только одна эта фракция составляет до 20% от так называемого небелкового азота (НБА). Витамины, амины, амиды, мочевина и другие вещества также играют существенную роль. При этом небелковый азот может составлять до 10% от сырого протеина. 

Термин, который вводит в заблуждение? 

Каждый вид сырья имеет свой коэффициент пересчета массовой доли общего азота в белок. И в реальности мы редко встречаем корма, для которых может быть использован средний коэффициент 6,25. Однако когда разные виды кормового сырья в качестве макро- и микрокомпонентов «соединяются» в готовом комбикорме или БВМК, то для пересчета общего азота в протеин производители комбикормов всегда используют коэффициент 6,25. 

При этом индивидуальные коэффициенты для каждого вида сырья не учитываются — чтобы не было разночтений и путаницы между поставщиками сырья, производителями и потребителями комбикормов. Таким образом, мы можем считать, что сырой протеин — термин, который вводит нас в заблуждение. Как мы знаем, при выполнении общего зоотехнического анализа кормов и сырья анализируются не все «сырые» питательные вещества: содержание безазотистых экстрактивных веществ определяют расчетным способом, и если концентрация азота в белке отличается от допущенных 16%, возникнет ошибка не только в определении уровня сырого протеина, но и в расчетном значении БЭВ и органического вещества. 

Если определенный уровень сырого протеина будет слишком высоким, то рассчитанное значение БЭВ/органического вещества окажется слишком низким. Возможно, что пришло время отказаться от термина «сырой протеин», хотя следует подчеркнуть, что определение содержания азота само по себе важно и необходимо. 

Показатель, который ничего не говорит о питательности 

Наверное, в наши дни уже ни для кого не будет секретом тот факт, что сырой протеин ничего не говорит о собственно питательной ценности белка. Это делает совершенно бессмысленным использование сырого протеина в качестве показателя питательности рациона. Питательная ценность белка зависит от его аминокислотного состава. 

Моногастричные животные и люди прежде всего испытывают потребность в аминокислотах, а не в определенном уровне сырого белка. Более того, количественный и качественный состав аминокислот должен учитываться с точки зрения вида животного, возраста, продуктивности, пола (и в идеальных случаях еще нескольких критериев). Этот вывод подтверждают многочисленные опыты по изучению снижения уровня сырого протеина в рационе животных и по содержанию аминокислот. В статье для примера мы использовали результаты только одного из них, проведенного на бройлерах. 

В качестве контроля в этом исследовании был использован несбалансированный по аминокислотам рацион с высоким уровнем сырого протеина. Такой же продуктивности у бройлеров, что и в контрольной группе, удалось достичь за счет использования кормов с пониженным уровнем сырого протеина и сбалансированным аминокислотным профилем. Дефицит хотя бы одной незаменимой аминокислоты останавливает синтез белка. 

Прерванный синтез белка ведет к падению продуктивности и скорости роста (а в случае кур-несушек — к снижению суточной яичной массы). Добавление недостающей аминокислоты в рацион оказывает небольшое влияние на уровень сырого протеина, но огромный — на эффективность использования аминокислот в организме животных. В приведенном в качестве примера опыте самый высокий уровень ввода DL-метионина (0,24%) привнес в рацион всего 0,14% сырого протеина. 

Ведущая роль — незаменимым аминокислотам 

Когда законодательные требования обязывают производителя кормов выдерживать для некоторых видов животных минимальный уровень сырого протеина в рационе, они тем самым совсем не гарантируют того, что животное получит те аминокислоты и в том количестве, которое ему необходимо. Кроме того, такие требования мешают внедрению передовых научных концепций в практику кормления, например концепции низкопротеиновых рационов. 

Высокое содержание азота в кормах сопровождается повышенным загрязнением окружающей среды азотистыми соединениями, которые входят в состав отходов жизнедеятельности животных. Это еще и негативно сказывается на здоровье самих животных из-за ухудшения параметров микроклимата в помещениях. Результаты современных научных исследований говорят о том, что снижение уровня азота в рационе на 1% при одновременном балансировании аминокислотного профиля сопровождается уменьшением выделения азота в окружающую среду примерно на 10%. 

Таким образом, нам уже давно пора переходить от использования понятия сырого протеина к аминокислотам (незаменимым), тем более что анализ содержания аминокислот уже не является чем-то экстраординарным и сложным. Кроме того, в последние годы все большее распространение получает анализ аминокислот с помощью ближней инфракрасной спектроскопии — быстрого и легкого метода исследования. Научные издания могли бы начать этот процесс, удаляя из таблиц по питательности сырья и кормов показателя сырого протеина, и заменяя его содержанием азота и незаменимых аминокислот. 

Следует обратить внимание, что учитывать при расчете рационов только лишь проанализированное общее содержание аминокислот тоже неверно и такой подход несет в себе ошибку. Известно, что животные неодинаково переваривают компоненты комбикорма, то есть кормовое сырье варьирует по содержанию доступных аминокислот. Например, общее содержание мет + цис может быть идентичным в разных кормах, но из-за того, что один корм переваривается лучше, количество в нем серосодержащих аминокислот, доступных для усвоения животным, будет выше. 

Проблема, однако, здесь в том, что уровень доступных аминокислот определяют расчетным способом, а не напрямую анализируют в рационе. И тем не менее расчет рационов по уровню доступных аминокислот все равно позволит получить готовый корм, который будет гораздо полнее удовлетворять потребность животных. Кроме того, потребность большинства вида сельскохозяйственных животных в доступных аминокислотах к настоящему времени уже довольна хорошо изучена. 

Метод анализа тоже имеет значение 

Совсем недавно в зарубежной научной литературе заговорили о том, что содержание аминокислот, полученное в ходе гидролиза, несколько завышено и должно быть скорректировано. Как известно, традиционный аналитический процесс включает себя гидролиз белковых молекул с последующим их расщеплением на отдельные аминокислоты, которые затем количественно определяют и отражают в отчете. 

Однако дело в том, что в молекулах белка большая часть всех аминокислот соединена друг с другом посредством пептидных связей. Во время анализа разрушение этих пептидных связей сопровождается потерей одной молекулы воды для каждой аминокислоты в белке. Естественно, что это оказывает влияние на конечную цифру содержания аминокислот в анализируемом сырье. 

Например, сумма всех аминокислот в соевом шроте (включая тирозин и учитывая разницу между глутамином и глутаминовой кислотой, а также аспарагином и аспарагиновой кислотой) составляет по результатам гидролиза 46,3%. Однако если это количество скорректировать с учетом потерь воды при гидролизе, то показатель изменится и составит только 39,9%. 

Легко предположить, к какой фракции питательных веществ будут добавлены эти 6%: они будут посчитаны в составе остатка органического вещества. Пока этот подход только-только набирает обороты, но уже в ряде зарубежных научных исследований при описании состава и питательности рационов можно встретить показатель «содержание негидролизованных аминокислот». 

Таким образом, сырой протеин — термин, который вводит в заблуждение и с точки зрения физиологии, и с точки зрения передовых технологий кормления животных. Сам по себе этот показатель уже содержит количественную ошибку, которая оказывает влияние на определение уровня других питательных веществ. 

Сырой протеин ничего не говорит о ценности белка (ни касательно содержания аминокислот в нем, ни их усвояемости), что обесценивает его как показатель питательности рационов. Поэтому было бы лучше уйти от использования этого термина, заменив его указанием содержания азота и аминокислотного профиля. При этом важно указывать содержание именно доступных аминокислот. Одним из факторов, который мог бы повысить точность оценки питательности кормов, является корректирование проанализированного содержания аминокислот с учетом потерь воды при гидролизе. 

Автор: Д-р с.-х.наук А. Лемме, Т. Клименко, канд. с.-х. наук
Источник: Дайджест Сельское хозяйство. Наука и Практика. Выпуск №5