Нейтрально детергентная и кислотно детергентная клетчатка кормов

Вопрос: при составлении рационов требуется рассчитать НДК и КДК. На сколько это важно? И как это повлияет на составление рациона?

????????Ответ получен через сервис “Помощь животновода”:

????Сырая клетчатка – это группа химических веществ, состоящая из пектина, целлюлозы, части гемицеллюлозы и лигнина. Также, сырая клетчатка служит химическим методом для определения неусвояемой части растительного материала – у этого метода существуют погрешности. Альтернативой этому методу служит технология детергентной клетчатки.

????НДК (нейтрально-детергентная клетчатка) – клеточная стенка или растительная структура корма, включает гемицеллюлозу, целлюлозу, лигнин, лигнифицированный азот и нерастворимую золу. Этот кормовой компонент нерастворим в нейтральном детергенте и лишь частично доступен для животного.

????КДК (кислотно-детергентная клетчатка) – является трудно переваримым растительным материалом грубого корма, включает целлюлозу, лигнин и нерастворимую золу. КДК нерастворим в кислом детергенте.

Как провести анализ:

1. Образец обрабатывается раствором нейтрального детергента (НДК) и промывается теплостойкой амилазой, чтобы сделать растворимыми сахара, крахмалы и пектины. Полученный остаток состоит из неусвояемых или мало усваиваемых веществ клеточных стенок − гемицеллюлозы, целлюлозы и лигнина.
2. На втором этапе гемицеллюлоза делается растворимой с использованием кислотного детергентного растворителя (НДК). Затем осадок, состоящий из целлюлозы и лигнина, обрабатывается концентрированной серной кислотой, растворяющей целлюлозу и оставляющей в осадке лигнин.

Эти этапы могут выполняться последовательно или по отдельности.

По содержанию НДК и КДК определяют:

• Содержание эффективной клетчатки в кормах;
• Количество фуража, которое может переварить животное;
• Общее количество усвояемых питательных веществ.

????НДК

Чем ниже процент НДК, тем больше корма потребляет животное — этот компонент служит более точным показателем поедаемости животными сухого вещества.

Содержание НДК положительно коррелирует с временем поедания корма и переваривания в рубце, что, в свою очередь может быть связано со скоростью уменьшения размера частиц корма. НДК влияет на нормальное функционирование и здоровое состояние рубца.

Качество грубого корма зависит от уровня НДК, что влияет на время пережевывания, уровень слюноотделения (образования буфера и pH в рубце), активность процесса ферментации в рубце, что в свою очередь определяет уровень жира в молоке и количество выхода полезной энергии корма.

При составлении рационов основное внимание уделяют содержанию НДК – она является эффективной клетчаткой, имеющей огромное значение в пищеварении, усвояемости питательных веществ, продуктивности и образовании молока. Этот компонент контролируют для того, чтобы не перегружать желудок жвачных сухим веществом. При недостатке НДК уменьшается выделение слюны, что ведет к нарушению кислотности рубца, уменьшению образования уксусной кислоты и, следовательно, понижению содержания жира в молоке. Избыток же клетчатки уменьшает энергию в сухом веществе, ухудшается потребление кормов и усвояемость питательных веществ.

✅Важно: желательно, чтобы процент НДК не превышал 35%.

Существует два вида НДК:

• пНДК – переваримая нейтрально-детергентная клетчатка, по-другому, ферментируемая в рубце НДК. Именно эта клетчатка способствует ферментации в рубце уксусной кислоты, является источником энергии, улучшает показатель молочного жира. пНДК имеется в соевой оболочке и жоме. Она относится к неструктурному типу клетчатки и НДК, в данном случае, легкопереваримая.
• фэНДК – физически эффективная НДК. Эта клетчатка оказывает существенное влияние на процесс руминации, жвачки, а также способствует активной выработке слюны и обеспечивает буферность рубцовой жидкости. фэНДК находится в грубом сене и соломе, но в данном случае, НДК является медленно переваримой.

При составлении рационов необходимо обращать внимание, на то, в каких кормах содержатся пНДК и фэНДК. Совместно эти две НДК имеются в таких кормах, как: зерносенаж, злаковый силос, люцерновый сенаж, сено.

????КДК

КДК отличается от сырой клетчатки тем, что содержит двуокись кремния. Содержание двуокиси кремния и лигнина в корме коррелирует с его низкой переваримостью. Чем ниже КДК, тем больше корма будет в состоянии переварить животное – этот компонент позволяет лучше оценить усвояемость сухого вещества.

Кислотно-детергентная клетчатка является неэффективной. Мало пектина и большое количество лигнина и кутина, наличие прочной целлюлозно-лигниновой связи, трудно поддающейся расщеплению (солома, грубое сено, лигнифицированный злаковый силос).

✅Важно: желательно, чтобы процент КДК был не более 24-25%.

✅Факт: по содержанию НДК и КДК возможно определить правильную фазу скашивания растений, что в свою очередь имеет огромное значение в отношении содержания в кормах питательных веществ.

Повышенное содержание КДК может служить показателем поздней сборки растений и или потерей листа при сборе, так как активный рост, значительная высота растения может говорить об избыточном содержании неэффективной клетчатки. Помимо этого, большое количество лигнина накапливается в нижней части растений (особенно касается кукурузы). Лигнификация, в свою очередь, значительно снижает переваримость содержащихся в растительных клетках полисахаридов. При скармливании такой “мёртвой” клетчатки снижается скорость процесса ферментации и переваривания корма в рубце.
????????Задай свой вопрос????????

Одной из важнейших проблем мирового сообщества на всем протяжении его существования является обеспечение населения продуктами питания. Успешное решение указанной проблемы на современном этапе развития человеческой цивилизации затрудняется демографическим ростом и ухудшением экологической ситуации в мире. В условиях постоянного роста мирового народонаселении и неблагоприятных для окружающей среды последствий научно-технического прогресса требуется все больше высококачественного и полноценного продовольствия.

Продукция животноводства составляет почти половину всей валовой продукции сельского хозяйства.

В настоящее время в отрасли существует ряд проблем, связанных с нарушением технологии производства, недостатком кормов и неэффективным их использованием, несвоевременным обновлением технологического оборудования, низким уровнем организации труда. Решение перечисленных проблем возможно лишь на основе тщательного анализа причин, предшествующих этому, что возможно путем проведения комплексных исследований, охватывающих все стороны производственного процесса. В связи с этим тема проведенных исследований имеет актуальное значение. Целью работы выступает изучение принципов нормирования нейтрально-детергентной и кислотно – детергентной клетчатки кормов в рационах для крупного рогатого скота.

Исходя из поставленной цели работы , возникают следующие задачи:

– рассмотреть понятие в корме нейтрально-детергентной и кислотно – детергентной клетчатки;

– определить роль и влияние нейтрально-детергентной и кислотно – детергентной клетчатки на питательность и энергетическую ценность кормов;

– рассмотреть нормирование нейтрально-детергентной и кислотно – детергентной клетчатки в рационе крупного рогатого скота.

Углеводы и их производные – это большой класс сложных органических соединений, составляющих основную массу питательных веществ в растительных кормах. В зависимости от вида растений и стадии вегетации, их доля может составлять от 40 до 80%, а в рационе до 70% при этом они являются главным источником энергии в рационах жвачных животных.

В практике зоотехнического анализа углеводы подразделяют на две категории – сырую клетчатку и безазотистые экстрактивные вещества.

Клетчатка является основой структуры клеточной стенки растения и представлена гемицеллюлозами, целлюлозой и связанным с ними лигнином. Структурные углеводы разных кормов, и даже одного корма, могут существенно различаться по соотношению гемицеллюлоз, целлюлозы и лигнина. Грубые корма содержат много пентозанов – 19 – 29%, целлюлозы – 21 – 39%, лигнина -12 – 17%. В сочных кормах их значительно меньше 5 -6% , 7-8%, 3-6% соответственно.

Несмотря на то, что жвачные животные обладают сложной системой, приспособленной к перевариванию клетчатки, последняя далеко не полностью усваивается в пищеварительном тракте. Причиной тому могут являться вид корма, структура рациона, степень лигнификации растения, физиологическое состояние животных, технология приготовления кормов и ряд других. В опытах in vitro установлено, что переваримость целлюлозы достоверно выше у бобовых растений, чем злаковых. Гемицеллюлозы люцерны имеют большую переваримость, чем ежи сборной.

Одним из основных факторов, влияющих на переваримость клетчатки в целом и ее составляющих, является лигнин. Установлена корреляция между содержанием лигнина в клеточных стенках сена и переваримостью целлюлозы и гемицеллюлоз, которая составила -0,9 и -0,85, соответственно.

Вопрос о том, насколько переваривается сам лигнин до сих пор остается открытым.

Безазотистые экстрактивные вещества – это большая группа соединений, принимающая активное участие в обменных процессах организма животного. БЭВ объединяет в своем составе углероды разные как по своему качеству, так и по функциональному действию: сюда входят сахара, крахмал, инулин, хитин, органические кислоты, пентозаны, пектиновые вещества, глюкозиды, дубильные вещества. Содержание БЭВ в рационе существенно влияет на продуктивность животных. Увеличение БЭВ выше уровня 45-50% и ниже 25-30% от сухого вещества рациона снижает продуктивность коров.

Необходимо отметить, что в иностранной литературе делается разделение между БЭВ и неструктурными углеводами (НСУ), тогда как у нас принято считать, что НСУ являются основной частью БЭВ и эти два понятия отождествляются.

В соответствии с данными NRC.

БЭВ = 100 – (%НДК + %СП +%СЖ +%СЗ) + %НСУ.

Разница между БЭВ и НСУ состоит в количестве пектина и органических кислот, которые входят в состав БЭВ, но не входят в НСУ. Расхождение между этими показателями в различных кормах бывает довольно значительным.

Используемый на протяжении ста лет показатель содержания сырой клетчатки, в качестве отрицательной характеристики качества корма утратил свое значение. Негативной стороной показателя сырой клетчатки является то, что с увеличением ее уровня в рационе происходит снижение переваримости, а значит и энергетической ценности корма. Однако жвачные животные в состоянии переваривать большое количество гемицеллюлоз и целлюлозы кормов. А их возможность переваривать сырую клетчатку ограничивается объемом желудочно-кишечного тракта и содержанием лигнина в рационе. Таким образом, сырая клетчатка дает лишь приблизительное представление о различиях в степени переваримости кормов.

Второй серьезной проблемой является то, что в процессе химического анализа корма под действием кислот и щелочей часть гемицеллюлоз, целлюлозы и лигнина растворяется и фильтруется и при подсчете учитывается в БЭВ. Таким образом, истинная картина содержания углеводов искажается.

Исследованиями лаборатории физиологии ВИЖ установлено, что сырая клетчатка различных кормов, кала и дуоденального химуса включает в себя от 83 до 96% целлюлозы, от 6 до 25% гемицеллюлоз и до 33% лигнина. В ходе определения клетчатки установлено, что в БЭВ переходят от 4 до 17% целлюлозы, от 77 до 94% гемицеллюлоз и от 68 до 100% лигнина сухого вещества образца.

Исследования показали, что содержание гемицеллюлоз и целлюлозы в кормах в сумме составляет 46-60%, что значительно превышает количество, определяемой сырой клетчатки (28-35%).

Недостатки в методике определения послужили причиной для разработки новых систем анализа, что и было предложено в 1965 г. Питером Ван Соестом. Метод основан на разделении корма на две фракции: растворимую в нейтральном детергенте и представляющем наиболее переваримую часть корма, состоящую из белков, жиров, углеводов; и нерастворимую в нейтральном детергенте и представляющую плохо переваримую часть корма клеточных стенок, состоящих из гемицеллюлоз целлюлозы и лигнина, лигнифицированного азота и нерастворимой золы. Последующее воздействие на образец корма кислым детергентом (основан на растворе ацетилтриметиламмония бромистого) позволяет добиться растворения 82 – 84% гемицеллюлоз, а добавление серной кислоты удаляет из остатка целлюлозу.

Фракционирование углеводов по методу Ван Соеста схематически представлено в табл. 1.

Таблица 1 Фракции растительных углеводов и их характеристика

Таким образом, нейтрально-детергентная клетчаткой (НДК) является сумма структурных углеводов клеточной стенки, состоящих из гемицеллюлоз, целлюлозы и лигнина, а кислотно-детергентная клетчатка (КДК) – целлюлоза + лигнин.

Необходимо отметить, что НДК не входит в состав сырой клетчатки, как и сырая клетчатка не является частью НДК. Определение сырой клетчатки по Геннибергу и Штоману и нейтрально-детергентной по Ван Соесту являются совершенно самостоятельными методами определения клетчатки.

НДК – показатель, который лучше всего диферинцирует в растительном корме структурные углеводы от неструктурных. НДК включает наибольшее число химических соединений по сравнению с сырой клетчаткой.

Нейтрально – детергентная клетчатка (НДК) – это – остаток после экстракции навески корма кипящим нейтральным раствором натрий лаурилсульфата и этилендиаминотетрауксусной кислоты (ЕД- ТА). В результате экстракции с раствором удаляется содержимое клеток (белки, растворимые сахара, крахмал, жиры, пектины, органические кислоты), а остаток, названный НДК состоит из лигнина, целлюлозы и гемицеллюлозы (рис. 1). Метод предназначен для грубых кормов, но может так же использоваться для зерновых, из которых предварительно удаляют крахмал, путем обработки ферментом амилазой. НДК в количественном отношении примерно в 2 раза превышает количество СК в кормах (сравните показатели 2 и 3 таблиц для одних и тех же кормов).

Рис. 1 Модифицированная схема анализов кормов

НДК относят к структурным углеводам. Они создают прочную структуру клеточных стенок.

Переваримость этой фракции зависит от ее химического состава (соотношения целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина). Поэтому корма или рационы с одинаковым содержанием НДК не обязательно имеют одинаковую энергетическую ценность, более того, определенные корма или рационы с высокой концентрацией НДК могут обладать более высокой энергетической ценностью, чем корма и рационы с более низкой концентрацией НДК.

Оптимальное количество НДК определяется сбалансированностью рациона энергией. Избыточное количество НДК отрицательно действует на потребление сухого вещества (СВ), однако НДК не ухудшает потребление СВ, если рацион сбалансирован по концентрации обменной энергии в СВ в соответствии с нормами потребности. Для коров с удоем 40кг молока в день потребление СВ не ухудшалось при 32% НДК. Для коров с надоем молока 20 кг/день потребление СВ не снижалось пока уровень НДК в рационе не достиг 40%.

Таблица 2 Состав кормов по модифицированной Ван Соестом системе анализа

Оптимальное количество НДК в рационе благоприятно сказывается на здоровье коров, поскольку уровень НДК положительно коррелирует с рубцовым рН. Основная масса НДК происходит из объемистых кормов (сена, силоса, сенажа), она улучшает жвачку и секрецию слюны, тем самым повышает буферную емкость рубцового содержимого.

Для обозначения свойств НДК в питании жвачных применяют термины: “эффективная НДК (эНДК)” и “физически эффективная НДК” (фэНДК) (Mertens, 1997). Первая – это общее количество НДК в рационе, способное поддерживать содержание жира в молоке. Вторая – это НДК из грубых кормов (сено, силос, сенаж, солома) с определенным размером частиц, которые способствуют активизации жвачки и поддержанию нормально рН рубца.

Для измерения фэНДК предложено разделение ее на классы, основанные на стимулировании жвачки. Для полностебельного травяного сена – фэНДКпринята за единицу – 1, крупно измельченного кукурузного силоса и сенажа – от 0,9 до 0,95, мелкоизмельченных грубых кормов от 0,7 до 0,85. Рацион с 22% фэНДК в СВ поддерживают рубцовый рН на уровне 6, с 20% фэНДК – жир молока на уровне 3,4% у коров в ранней лактации.

Оценка корма на содержание фэНДК производится путем просеивания корма на трехярусном сите и распределение соотношения частиц размером 19мм, от 8 до 19мм и 8мм. Было установлено, что потребность фэНДК составляет 19% СВ силоса, удерживаемого на сите с размером ячей 8-19мм .