Содержание триптофана в кормах для свиней

Использование L-триптофана в кормлении свиней

, кандидат с.-х. наук, Дегусса

, кандидат с.-х. наук, Национальный аграрный университет

, ТОВ «Биофорт»

Всем известно, что в условиях интенсификации производства в свиноводстве определяющим эффективности производства являются привес, сохранность, затраты корма и его потребление.

Поэтому очень важны возможности управления этими факторами. Одним из методов управления является оптимизация рационов кормления согласно возрастным потребностям организма и за счет этого управление процессами кормления – потреблением корма и его усвояемостью – и как результат продуктивностью.

Одним из основных факторов управления является правильное добавление в рацион необходимых аминокислот с соблюдением научно обоснованных их соотношений.

О важности аминокислот было написано очень много, особенно по применению лизина, метионина, треонина. Мы хотим поподробнее остановиться на необходимости использования ТРИПТОФАНА.

Триптофан, подобно лизину, треонину и метионину является незаменимой аминокислотой, которая не может быть синтезирована самим животным и поэтому должна поступать в организм через корм. Растущие животные нуждаются в незаменимом триптофане для синтеза белка, а также для различных обменных процессов.

Триптофан вовлечен в различные метаболические превращения, берет участие в обмене нуклеиновых кислот, участвует в синтезе витамина В5 и гемоглобина, образовании пигмента глаз, улучшает секрецию пищевых ферментов. Через гормоны серотонин и триптомин является предшественником NAD. Кроме того, L-триптофан регулирует функцию эндокринного аппарата, предупреждающего анемию, регулирующего кровяное давление. Предполагают, что эта аминокислота стимулирует секрецию инсулина, который в свою очередь активизирует синтез жирных кислот в печени. Недостаток триптофана в рационе свиней приводит к анемии, повышает их возбудимость, способствует ожирению печени, приводит к гибели эмбрионов, вызывает помутнение хрусталика глаза (катаракта), расстройство половой системы, огрубение и выпадение волосяного покрова, ухудшение аппетита, снижение скорости роста.

Одним из наиболее полезных свойств триптофана при выращивании свиней является стимулирование аппетита. Вместе с тем давно замечено влияние триптофана на рост и потребление корма, которые подтверждены многочисленными исследованиями.

Какой уровень триптофана способствует максимальному росту свиней?

Ответ находится в суммировании многочисленных практических опытов, проведенных в разных условиях содержания и в различных климатических зонах. Результаты некоторых экспериментов приведены далее. Каждый опыт, представленный здесь – это изучение результатов продуктивности в зависимости от уровня ввода триптофана, где единственное изменение в составе рационов – различный уровень ввода L-триптофана.

Исследовалось добавление L-триптофана в рацион и повышение уровня общего триптофана в корме, в то время как все другие аминокислоты и питательные вещества отвечали норме кормления, или были в небольшом избытке во избежание действия других факторов кроме как самого триптофана.

При балансировании рационов свиней по аминокислотному составу была использована концепция идеального протеина, т. е. пропорциональной взаимосвязи между уровнями аминокислот в корме, в которых лизин принят за 100%, а другие аминокислоты приведены в соотношении к нему (табл.1)

Табл. 1. Рекомендованное соотношение между аминокислотами в рационах молодняка свиней относительно их живой массы (Rademacher et al., 1999).

Обеспечение триптофаном через корм также выражено относительно уровня лизина, где триптофан и лизин являются стандартно усвояемыми аминокислотами. Концепция идеального протеина позволяет трансформировать экспериментальные результаты в практические формулировки, при этом очень важно фактическое соотношение аминокислот в корме, т. к. избыток одной из аминокислот приводит к неэффективным затратам.

Lynch и др. (2000, Ирландия) проверили 6 отношений Tрп/Лиз от 15% до 23% на поросятах от 10 до 30 кг живого веса. Ответ на увеличение разных доз триптофана был почти линейным, а самый высокий привес был получен когда соотношение Tрп/Лиз превышало 22%.

Pluske и Mullan (2000, Австралия) проводили эксперименты с более молодыми животными и проверили 4 уровня триптофана с его вводом от 16% до 21% (Tрп/Лиз). Как и в других испытаниях, чем выше пропорция Tрп/Лиз, тем выше прирост живой массы. Разница в 14% по приросту живой массы свиней была установлена между двумя крайними группами (16 и 21%).

Консолидация результатов проведенных опытов указывает на четкую тенденцию результата, который ожидается при добавлении определенного количества L-триптофана.

Отношение Tрп/Лиз на уровне 18% является приемлемыми для откорма свиней, но увеличение привесов легче получить, перемещая соотношение Tрп/Лиз к 22%. Информация, собранная в экспериментах демонстрирует, что смещение отношения Tрп/Лиз от 18% до 22% увеличивает привес свиней на 8% при улучшении конверсии корма в среднем на 3 %.

Практическое значение увеличения привесов

В зависимости от соотношения Tрп/Лиз, используемого в корме и среднего привеса, обычно достигаемого в хозяйстве можно сэкономить от 1 до 3 дней в период выращивания свиней до 25 кг. Например, поросята могут достигнуть веса 25 кг (при отъемном весе 8 кг) в течение 35 дней вместо 38 дней (на 3 дня быстрее) и среднесуточного привеса в 450 граммов в сутки, если соотношение Tрп/Лиз увеличить с 18% до 22%, и при этом никакие другие факторы не ограничивают потенциал роста поросенка.

В случае сохранения времени доращивания возможно получение поросят более большей массы за аналогичный период доращивания, что экономит, в конечном счете время откорма. На практике каждый дополнительный килограмм привеса на доращивании позволяет сэкономить от 3 до 5 дней откорма.

Еще раз о применении концепции Идеального Протеина

В последнее время стали широко использоваться собственные альтернативные источники протеина, которые имеют аминокислотный состав и доступность аминокислот, отличные от показателей обычных покупаемых источников белка. С увеличением цен на белковые корма стало более важным регулировать содержание незаменимых аминокислот, или сырого протеина в рационах свиней в соответствии с физиологическими потребностями. В случае избытка или недостатка протеина в рационе будет увеличиваться стоимость кормов или, соответственно, снижаться показатели продуктивности.

На основании исследований известно, что при кормлении свиней протеин корма недостаточно хорошо используется организмом животного – только 35% протеина усваивается, а остальные 65% выделяются с экскрементами в виде амиачно азотных соединений. При этом для процессов выделения необходима энергия, которая поступает с кормом.

Степень усвоения протеина корма можно увеличить добавлением синтетических аминокислот до уровня соотношений в идеальном протеине. Чем ближе состав аминокислот рациона к потребности организма, тем меньше белка разрушается и выводится из организма.

Так как выведение избытка протеина из организма требует определенных энергетических затрат, то придерживаясь концепции Идеального Протеина, можно сделать более эффективным использование энергии рациона.

В табл.2 приведены нормы незаменимых аминокислот в рационах свиней при использовании синтетических препаратов в качестве кормовых добавок.

2. Рекомендация норм незаменимых аминокислот в рационах свиней

Подбор уровня лизина в соотношении триптофан/лизин

Что касается лизина, то в рационах свиней, базируемых на зерне, он является первой лимитирующей аминокислотой. Этот факт обусловил то, что в концепции Идеального Протеина для свиней лизин стал точкой отсчета. Другой причиной того, почему лизин выбран как ориентир, было то, что лизин почти полностью расходуется на синтез белка, из которого состоит тело, и то, что потребность в лизине свиней разного возраста можно легко вычислить по соотношению с другими аминокислотами. Ко всему прочему, анализ лизина не сложен, а содержание лизина в кормах хорошо изучено.

Определение оптимального соотношения Tрп/Лиз требует полного его использования в рационе. В случае избытка лизина, оптимальный уровень триптофана к лизину будет недооценен (при этом триптофан используется полностью, а лизин нет), а их соотношение неадекватно смещается в сторону лизина. Установленный уровень лизина не должен ограничивать потенциал роста свиней. Идеально лизин должен быть установлен на уровне, который точно отвечает требованию животного, а соотношение Трп/Лиз соответствовало бы максимальному использованию и лизина и триптофана.

Влияние триптофана на потребление корма

При определенных метаболических процессах в организме при окислении триптофана ведет в мозге к образованию серотонина клетками нервной системы. Гормон серотонин, который прямо пропорционален количеству плазменного триптофана, в свою очередь непосредственно связанным с поступлением триптофана через корм, регулирует несколько эффектов поведения животных, таких как настроение, восприятие боли, сытость и аппетит. Серотонин влияет на тонус сосудов, участвует в регуляции пищеварительной, выделительной и эндокринной системы. Регулирование образования серотонина посредством кормления и управление этим процессом является вполне возможным, через обеспечения поросят кормом с “низким белком и высоким триптофаном”.

В действительности, образование серотонина обусловлено пропорцией триптофана и “больших нейтральных аминокислот” (БНА), а именно фенилаланина, тирозина, изолейцина, валина и лейцина, в то время как только триптофан ведет к образованию серотонина, вызывая аппетит у поросенка и снижая чувствительность к стрессовым ситуациям, что очень важно для поросят, особенно в период отъема и транспортировки. В этом состоит вся важность соотношения Трп/БНА. Этот механизм был изучен у свиней в опытах Генри и др. (1992) и подтвержден в практических рационах Jansman и др. (2000).

Единственный способ составления рационов с высоким соотношением Tрп/БНА состоит в составлении комбикорма с низким уровнем протеина (низкое содержания БНА) с соответствующим добавлением синтетического L-триптофана.

Содержание переваримого триптофана широко варьирует от одного корма к другому. Порой вариация содержания триптофана в комбикорме дополняется его изменением в переваривании животным. Добавка синтетического L-триптофана помогает снизить такой дефицит в кормах, особенно при расчете рецептов с низким содержанием протеина.

Резюме:

Аминокислота L-триптофан играет далеко не последнюю роль в физиологических процессах свиней, а также аминокислотном балансе готового корма. Степень усвоения основных аминокислот зависит от правильного соотношения их с триптофаном. Оптимальное соотношение триптофана к лизину в рационе от 18% до 22% увеличивает привес свиней на 8% при улучшении конверсии корма в среднем на 3%, снижает влияние стрессовой ситуации на животных, особенно на молодняк и повышает аппетит и потребление корма. При составлении комбикорма следует учитывать природное варьирование триптофана в кормовых компонентах.

Литература

1. , . Корма. Приготовление, хранение, использование.-М.: Агропромиздат,1990.-С.158.

2. Интенсификация промышленного свиноводства/, , и др.-Киев:Изд-во УСХА, 1994.-464с.

3. Henry Y., Seve B. etc. Interactive effects of dietary levels of tryptophan and protein on voluntary feed intake and growth performance in pigs. J.Anim Sci. 70:1873-1887.

4. Lynch P. B., Van Cauwenberghe S., Fullarton P., 2000. Response of weaned pigs to dietary level of tryptophan. Book of abstracts of the 51st EAAP congress, p.396.

5. Pluske J., Mullan B. P. 2000. Determining the optimum Tryptophan:Lysine ratio in diets for weaner pigs. Murdoch University, Australia.

6.  Rademacher M., Sauer W. C. and Jansman A. J. M. (1999): Standardized ileal digestibility of amino acids in pigs, The new system,

Degussa AG, Feed Additives Division, Hanau, Germany.

Use of tryptophan in feeding pigs

К. Jastrebov, PhD, Degussa

A. I.Chigrin, PhD, National agrarian university

O. A.Redkozubov, “Biofort” ltd

Well-known, that in conditions of industrial pigbreeding the main conditions determining a production efficiency are the gain of alive weight, an expense of a forage and its consumption, safety of a livestock. The opportunity to influence these parameters by means of the balanced feeding represents practical interest for branch.

One of the main methods of management is use of the diets made according to requirement of an organism and in view of real size of consumption of forages. It reaches the basic purpose of high-grade feeding, maintenance of an animal with all necessary nutrients and achievement of the planned efficiency at optimum (minimal) expenses of forages. One of the basic aspects of maintenance of a high-grade feeding of pigs is correct balancing diets on the irreplaceable amino acids, spent with observance of scientifically proved parities{ratio} between them and use of aminoacid additives.

About a role of amino acids in a feeding of pigs there is great volume of a material, is especial concerning efficiency of application of additives of a lysine, methionine, a threonine. In this case necessity of use of a tryptophan is in detail considered{examined}.

The tryptophan, similarly to a lysine, a threonine and to methionine is irreplaceable critical amino acid which cannot be synthesized in an organism of an animal and consequently should act necessarily with a forage. Growing animals require a tryptophan for synthesis of fiber, and also for various exchange processes.

The tryptophan is involved in various metabolic transformations, takes part in an exchange of nucleinic acids, the nicotinamid, hemoglobin and formation of a pigment of eyes participates in synthesis, improves secretion of food enzymes. Through hormones the serotonin and the tryptomin is predecessor NAD. Besides the L-tryptophan adjusts function of the endocrine device warning an anemia and regulating a blood pressure. Assume, that this amino acid stimulates secretion of insulin which in turn makes active synthesis of fat acids in a liver. One of the most useful properties of a tryptophan at cultivation of pigs is stimulation of appetite. At the same time influence of a tryptophan on growth of an animal and consumption of a forage is established. Lack of a tryptophan of a diet of pigs results in deterioration of appetite, decrease{reduction} in growth rate, an anemia, огрубению and to loss of a scalp, causes adiposity of a liver, frustration of sexual system, destruction of embryos, raises excitability of nervous system.

Definition of an optimum level of a tryptophan for the maximal intensity of growth of pigs. As a theoretical basis of maintenance of animals amino acids take the concept of ” an ideal protein » which is meant as a protein having aminoacid structure, precisely corresponding to need{requirement} of an animal. For this purpose the aminoacid structure where the lysine is accepted for 100 % is made, and all other amino acids are expressed concerning him{it}.

The choice of a lysine as an initial basis of ” an ideal protein » for pigs is caused by that in diets which basis is made with grain components, it is the first limiting amino acid. Other reason of a choice of a lysine as a reference point was that this amino acid almost is completely used on synthesis of fiber in an organism. To all other, the analysis of a lysine is not combined, and its contents in forages is well investigated.

Definition of optimum ratio Trp/Lys demands their full use in an organism. In case of surplus of a lysine, the optimum level of a tryptophan to a lysine will be недооценен (thus the lysine as against a tryptophan is used not completely), and their pratio is inadequately displaced aside a lysine. For young growth of pigs on a feedlot the optimum level of a lysine considers 5 % from a crude protein, and for weaned pigs the maintenance{contents} of a lysine in a wet protein should be a little bit higher than 5,5-6 % (Jeroch H. u. a., 1999).

The parity{ratio} between amino acids can be expressed rather truly digestible, probably digestible or the general{common} lysine (tab. 1).

1. A recommended parity{ratio} of amino acids in diets of young growth of pigs concerning the general{common} lysine (Rademacher М. et al., 1999).

Amino acid Alive weight, kg

10 – 20 20 – 50 50 – 100

Lysine 100 100 100

М+C 62 64 67

Threonine 67 69 72

Tryptophan 18 19 20

Summation and the analysis of results of the numerous experiences which have been carried out in various climatic zones and different conditions of the maintenance{contents} of animals, allow to come to the certain conclusions concerning security of young growth of pigs a tryptophan. Separate researches, which results are analyzed further, represent studying efficiency of pigs depending on a level of input of a L-tryptophan in their diets (a principle “dose respond”). Thus efficiency of increase of a level of the general{common} tryptophan in a diet, a L-tryptophan carried out due to additives while the maintenance{contents} of other amino acids and other nutrients answered norms of feeding was investigated.

P. B. Lynch et al. (2000) in experiences on pigs in alive weight from 10 up to 30 kg have checked up 6 relations Trp/Lys in an interval from 15 % up to 23 %. Change of a level a gain has shown almost linear dependence on increase in dozes of a tryptophan, and the highest parameter of efficiency has been received at parity{ratio} Trp/Lys exceeding 22 %.

J. Pluske, B. P.Mullan (2000) carried out experiments with younger animals and have checked up 4 levels of a tryptophan in a doze from 16 % up to 21 % in relation to a lysine (Trp/Lys). As well as in other researches, the gain of alive weight of pigs with increase in proportion Trp/Lys too raised. The difference in size of this parameter between two extreme groups (16 and 21 %) has made 14 %.

Thus, the analysis of results the carried out researches specifies the precise tendency to increase in a level of the efficiency, having place at addition in diets of the certain quantity of a prehensible {relation} Trp/Lys in diets of fattened pigs is at a level of 18 %, but the greater effect is reached{achieved} at displacement of the {relation} between these amino acids to 22 %. Displacement of relation Trp/Lys from 18 % up to 22 % promotes increase a gain of pigs on 8 % at improvement of conversion of a forage on the average on 3 %.

The concept of ” an ideal protein » allows to transform experimental results to practical formulations, thus very important actual parity{ratio} of amino acids in a forage since surplus of one of amino acids results in inefficient expenses. Modern recommendations on an aminoacid feeding of pigs are resulted in table 2.

2. Recommended norms of a protein and the general{common} contents of irreplaceable amino acids in mixed fodders of pigs, % in mixed fodder (Degussa AG)

Group

Animals A crude protein A lysine Methionine * Threonine A tryptophan

Pigs

<10 kg 20,0 1,60 0,55 1,07 0,29

10-19 kg 18,0 1,40 0,48 0,94 0,25

20-30 kg 17,0 1,15 0,40 0,79 0,23

Feedlot

25-40 kg 16,0 1,05 0,37 0,72 0,21

40-70 kg 14,5 0,95 0,35 0,68 0,19

70-105 kg 13,5 0,82 0,30 0,59 0,16

Sows

gestation 12,5 0,70 0,23 0,46 0,14

Lactation 16,5 1,00 0,36 0,70 0,20

The maintenance{contents} of methionine not less than 55 % in the sum м+c.

Recently own alternative sources of a protein which have aminoacid structure and the availability of amino acids distinguished from parameters of usual purchased sources of fiber began be used widely. With increase in the prices at albuminous forages the question of regulation of the maintenance{contents} of irreplaceable amino acids and a crude protein in diets of pigs according to physiological needs{requirements} gets more great value. In case of surplus or lack of a protein will increase cost of a diet or, accordingly, to be reduced parameters of efficiency. On the basis of researches it is known, that the protein of a forage is used by an organism of pigs only on 35 %, the others of 65 % ? are allocated with excrement as various азотсодержащих connections. Thus processes of allocation need additional quantity{amount} of the energy which has acted{arrived} with a forage that is the reason of its{her} inefficient use in an organism.

The degree of mastering of a protein of a forage can be increased addition of synthetic amino acids up to a level corresponding to a parity{ratio} of those in « an ideal protein ». The closer the aminoacid structure of a diet to need{requirement} of an organism, the less fiber is split in fabrics and deduced from an organism. Adhering to the concept of ” an ideal protein », it is possible to raise{increase} efficiency use of energy of a diet at pigs various половозрастных groups and weight categories.

Practical value of increase a gain. Depending on parity{ratio} Tрп/Лиз and size a gain, usually achievable in a facilities{an economy}, it is possible to reduce duration of cultivation and a feedlot of pigs. So, at increase in parity{ratio} Tрп/Лиз from 18 % up to 22 % pigs (alive weight at a weaning of 8 kg) can reach{achieve} 25 kg within 35 days instead of 38 if thus any other factors do not limit potential of growth of young growth.

In case of increase in intensity of cultivation receive higher parameters of alive weight for a similar time interval, that the feedlot finally promotes reduction of duration. In practice each additional kg of a gain of the alive weight, received for the period of cultivation, allows to reduce time a feedlot on 3-5 days.

Influence of a tryptophan on consumption of a forage. Metabolic processes in an organism conduct to transformation of a tryptophan into the serotonin. Thus a tryptophan all over again hydroxilyses, and then desaminyses. The hormone the serotonin which level is directly proportional to quantity{amount} of a tryptophan in plasma of blood, that in turn reflects {its} receipt with a forage, adjusts reactions of behaviour of animals, such as mood, perception{recognition} of a pain, and appetite. The serotonin influences a tone of vessels, participates in regulation of digestive, secretory and endocrine system, reducing sensitivity stressful situations that is especially important during the period a weaning and transportations of pigs.

Formation of the serotonin depends on a proportion of a tryptophan and “ the big neutral amino acids ” (BNА), namely a leizin, an isoleizin and a valin, and also a phenilalanin and a tyrosine. This mechanism has been investigated at pigs in Henry’s experiences, etc. (1993) and confirmed in practical diets Jansmann, etc. (2000).

Regulation of formation of the serotonin by means of feeding and management of this process is reached{achieved} by drawing up of mixed fodder with a low level of a protein (low maintenances{contents} BNА and corresponding addition of a synthetic L-tryptophan. At times the variation of the {contents} of a tryptophan in mixed fodder is supplemented with his{its} change in digestion by an animal. The additive of a synthetic L-tryptophan helps to lower such deficiency in forages, is especial at calculation of recipes with the low {contents} of a protein.

The resume. The degree of use by an organism of pigs of the basic amino acids depends on their proper correlation with a lysine. The optimum parity{ratio} of a tryptophan to a lysine in a protein at a level 18%-22 % increases a gain of pigs by 8 %, raises conversion of a forage on the average on 3 %, reduces influence of a stressful situation on young growth and полновозрастных animals and the feedlot promotes reduction of duration. At drawing up of mixed fodders and their balancing on amino acids it is necessary to take into account the natural {contents} of a tryptophan in fodder components.

The literature

1. An intensification industrial a pigbreeding / G. S.Pohodnja, J. V.Zasuha, L. N.Tsitsjursky, etc.-Киев:Изд-во УСХА, 1994.-464с.

2. Henry Y., Seve B. Feed intake and dietary amino acid balance in growing pigs with special reference to lysine, tryptophan and threonine. Pig News and Information 35N-43N, 1993.

3. Jansman A. J.M., de Jong J. Effect of branched chain amino acids and tryptophan on performance of piglets. TNO report V 99.056b, 2000.

4. Jeroch H., Drochner W., Simon O. Fütterung der Schweine // Ernährung landwirtschaftlicher Nutztiere. Stuttgart: Ulmer, 1999. S.319-332.

5. Lynch P. B., Van Cauwenberghe S., Fullarton P. Response of weaned pigs to dietary level of tryptophan // Book of abstracts of the 51st EAAP congress. The Hague, 2000. p.396.

6. Pluske J., Mullan B. P. Determining the optimum Tryptophan: Lysine ratio in diets for weaner pigs. Murdoch University, Australia, 2000.

7. Rademacher M., Sauer W. C. and Jansman A. J. M. Standardized ileal digestibility of amino acids in pigs, Hanau, 1999.