Применение экзогенных кормовых ферментов в питании жвачных животных
Естественные корма для жвачных животных содержат минимальные количества жиров и характеризуются низкой энергетической плотностью. Энергия, содержащаяся в растительных кормах, находится в виде сложных углеводов, которые составляют около 90% общей энергетической ценности рациона жвачных, но не могут быть расщеплены ферментами их пищеварительной системы.
Для осуществления ферментации растительных веществ требуется определенное время, в связи с чем корма должны оставаться в рубце (главной ферментационной камере) дольше, чем в других участках пищеварительного тракта.
Расщепляя питательные вещества корма, улучшая амилолитическую, протеолитическую, целлюлозолитическую активность рубцовой жидкости и ее перевариваемость, используемые ферменты позволяют значительно повысить жизнедеятельность симбиотической микрофлоры рубца, что определяется их взаимодействием с другими ферментами. Основным источником энергии для обмена веществ животных являются летучие жирные кислоты корма. Кроме того, рубец усваивает ЛЖК с разной скоростью в зависимости от концентрации кислот и уровня pH рубца, причем скорость абсорбции различается в зависимости от концентрации кислот и pH ЛЖК.
Исследования по использованию ферментных препаратов в рационах кормления молочного скота показывают, что более 70% сухого вещества в рационах переваривается ферментами микрофлоры рубца. Добавляя в рационы коров ферменты, изменения в рационе питания и продукты на основе микробов, разумно ожидать повышения продуктивности на 4–13% и рентабельности кормов на 7–10%, а также снижения общей стоимости кормов.
Недавние достижения в биотехнологии, снижение себестоимости производства ферментов и более четкое определение коммерческих ферментных продуктов побудили исследователей пересмотреть потенциал экзогенных ферментов для улучшения использования корма жвачными животными. Надлежащее использование экзогенных ферментов, а также тщательный выбор компонентов для ввода в комбикорма позволят сократить затраты на источники энергии, протеина и других питательных веществ.
Цель исследования — изучить изменения концентрации ЛЖК, переваримости корма, а также морфологические и биохимические показатели крови телят при введении в рацион протеазы грибной щелочной и альфа-амилазы грибной.
Материалы и методы исследований
Исследования проводили в 2023–2024 гг. на базе отдела кормления сельскохозяйственных животных и технологии кормов им. профессора С.Г. Леушина ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук» (г. Оренбург, Россия).
Рубцовую жидкость для исследования получали от бычков казахской белоголовой породы (n = 4) средней массой 310–320 кг в возрасте 14–15 мес.
Животные контрольной и опытных групп находились на основном сбалансированном рационе, в рацион бычкам опытных групп в составе концентрированного корма вносили сухие ферментные препараты: I опытная — грибную щелочную протеазу 25 г/т; II опытная — грибную щелочную протеазу 50 г/т; III опытная — грибную альфа-амилазу 25 г/т; IV опытная — грибную альфа-амилазу 50 г/т.
Протеаза грибная щелочная — сухой ферментный препарат протеолитического действия для расщепления белка с образованием пептидов и аминокислот. Протеаза является ферментом широкого применения и эффективно используется в технологических процессах различных отраслей: в производстве спирта и пива, синтетических моющих средств (СМС), хлебобулочных изделий, переработке мяса, рыбы и морепродуктов, кожевенном производстве. Создан в результате культивирования секционированного штамма бактерий BacillusSubtilis последующей очисткой и консервированием. Ферментная активность — 50 000 ед/г (производитель «Биопрепарат», г. Воронеж, Россия.).
Альфа-амилаза грибная (амилоризин) — сухой ферментный препарат, полученный на основе штамма Aspergillus оryzae. Расщепляет молекулы крахмала с образованием мальтодекстринов, олигосахаридов и мальтозы — весь доступный крахмал. Ферментная активность — 2500 ед/г (производитель «Биопрепарат», г. Воронеж, Россия).
Кормление подопытных животных было организовано с учетом рекомендаций А.П. Калашникова и др. . Структура и питательность рациона представлены в таблице 1.
Эксперимент проводился в четырех повторностях с использованием латинского квадрата 4 × 4 в лаборатории биологических испытаний и экспертиз Федерального научного центра биологических систем и агротехнологий Российской академии наук.
Бычкам были установлены хронические фистулы рубца (фирма ANKOM, США) по методу А.А. Алиева (1998 г.). Отбор проб содержимого рубца производили спустя 12 часов после кормления через хроническую фистулу рубца (ANKOM, d = 80 мм) резиновым шлангом длиной 200 см и наружным диаметром 40 мм в термос объемом 3 л. Время зависит от природы сбраживаемых субстратов и колеблется до 12–14 часов. Транспортировку осуществляли в термосах в течение 30 минут.
Лабораторные исследования рубцовой жидкости проводили в Испытательном центре ЦКП ФНЦ БСТ РАН. Уровень летучих жирных кислот (ЛЖК) в содержимом рубца определяли методом газовой хроматографии на хроматографе газовом «Кристаллюкс-4000М» (СКБ «Хроматек», Россия), определение форм азота по ГОСТ 26180-84.
Коэффициент переваримости сухого вещества in vitro вычисляли как разницу масс образца корма с мешочком до и после инкубации по следующей формуле:
К = (А-В)/С×100%,
где: К — коэффициент переваримости сухого вещества корма, %; А — исходная масса 1-я (образец корма с мешочком), мг; В — масса после инкубации (образец корма с мешочком), мг; С — исходная масса 2-я (образец корма без массы мешочка), мг.
Определение форм азота производилось по ГОСТ 26889-86. Массовую долю сухого вещества определяли по ГОСТ 31640, сырого протеина — по ГОСТ 13496.4, сырого жира — по ГОСТ 13496.15, сырой клетчатки — по ГОСТ 31675, сырой золы — по ГОСТ 26226.
Морфологический анализ крови осуществляли на автоматическом гематологическом анализаторе URIT-2900 VetPlus (URIT Electronic Group Co., Ltd, Китай). Биохимию сыворотки крови проводили на анализаторе CS-T240 (DIRUI Industrial Co., Ltd, Китай) с коммерческими наборами для ветеринарии (ЗАО «ДИАКОН-ДС», Россия).
Полученные результаты подвергали статистической обработке с помощью программы SPSS Statistics 20 («IBM», США), рассчитывали средние (М), среднеквадратичные (±σ) отклонения, ошибки стандартного отклонения (±SE). Для сравнения вариантов использовали непараметрический метод анализа. Различия считали статистически значимыми при р ≤ 0,05, р ≤ 0,01.
Результаты и их обсуждение
По результату лабораторных исследований установлено, что концентрация ЛЖК у животных опытных групп возрастала на протяжении всего эксперимента (рис. 1). При разделении ЛЖК во все периоды отбора большая часть из всех кислот приходилась на уксусную и пропионовую. Уксусная кислота увеличилась у животных в I опытной группе на 15,98%, во II — на 13,45%, в III — на 50,05%, в IV — на 42,74% (р ≤ 0,01) относительно контрольной группы. Это указывает на интенсивность бродильных процессов в рубце.
Наибольшая концентрация пропионовой кислоты установлена у животных III опытной группы, которым вводили альфа-амилазу грибную (25 г/т), и была выше контрольной группы на 71,31% (р ≤ 0,01). Так как она образуется при сбраживании в рубце клетчатки, глюкозы, молочной кислоты, то часто используется для увеличения живой массы в период откорма бычков. Следовательно, эти кислоты интенсивнее включались в синтетические процессы, необходимые для образования продукции. Это не могло не повлиять на концентрацию других показателей в организме животных.
Рубец рассматривают как бродильную камеру, в которой переваривается до 70% сухого вещества рациона. Микрофлорой рубца переваривается от 50 до 70% сырой клетчатки рациона. Эти особенности, которые находят свое отражение в изменениях уровня белкового и небелкового азота в рубцовой жидкости, представлены в таблице 2.
Исследования азотистого обмена в рубце опытных животных показали, что количество общего азота в рубцовой жидкости было значительно выше у животных в I и IV опытных группах на 50,01% и 41,67% (р ≤ 0,05) относительно контрольной группы.
Интенсивное образование аммиака повлияло на содержание белкового азота. Его количество у животных I и IV опытных групп было равно 66,2 и 54,6 ммоль/л, что на 35,95% (р ≤ 0,05) и 22,34% (р ≤ 0,05) выше, чем у животных контрольной группы.
Переваримость питательных веществ является важным показателем питательной ценности кормов и состояния пищеварительной системы, зависящим от степени развития желудочно-кишечного тракта, количества потребленных питательных веществ и соотношения между отдельными компонентами кормов.
Полученные данные показывают (табл. 3), что высокой способностью к перевариванию питательных веществ рационов отличались бычки I опытной группы. Они быстрее переваривали сухое вещество — на 6,28% (р ≤ 0,05). Происходило повышение переваримости сырого протеина: в I опытной группе — на 7,97%, в IV опытной группе — на 7,23% (р ≤ 0,05) (по сравнению с животными контрольной группы).
Морфологические показатели крови бычков при включении в рацион экзоферментов показали, что они находились в пределах физиологической нормы (рис. 2).
Биохимические показатели крови полностью отражают метаболизм белков, жиров, углеводов, витаминов, гормонов, водно-минеральные характеристики организма. Они позволяют интерпретировать рост и развитие организма, понимать патогенез того или иного патологического состояния животного, помогают выявить скрытые формы заболевания и в конечном счете поставить объективный диагноз (табл. 4).
Увеличение концентрация общего белка в сыворотке крови животных происходило в I и II опытных группах, соответственно, на 13,11% и 11,75% (р ≤ 0,05) относительно контрольной группы. Этот показатель меняется в зависимости от состава рациона и функционального состояния печени и почек животных.
Уровень альбумина в крови возрастал у бычков всех опытных групп, но наибольшей обладали III и IV опытные группы — на 36,88% и 31,37% (р ≤ 0,05) выше контроля соответственно. Именно альбумины являются резервом аминокислот для синтеза других специфических белков организма при дефиците белков в рационе.
Повышение концентрации билирубина наблюдалось в III опытной группе животных — на 58,17% (р ≤ 0,05) по сравнению с контролем. Именно он показывает состояние печени и интенсивность гемолитических процессов в организме.
Введение экзогенных ферментов приводило к увеличению всех ферментов в опытных группах. Возрастание активности АЛТ и АСТ в крови отмечают при острых гепатитах, поражениях почек, мышц, а также при гемолитических анемиях, когда происходит усиленный распад эритроцитов.
Происходило значительное повышение активности амилазы сыворотки крови животного во II опытной группе — на 38,44%, в III опытной группе — на 37,85% (р ≤ 0,05), что свидетельствует о развитии острого панкреатита. Активность амилазы сыворотки крови часто повышена при гломерулонефритах, нефрозах [19]. В I и IV опытных группах данный показатель был снижен на 17,88% и 9,90% (р ≤ 0,05) соответственно.
Выводы
Результаты показали, что лучшая дозировка введения протеазы грибной щелочной составила 25 г/т, а альфа-амилазы грибной — 50 г/т. Их присутствие в рационе приводило к изменению ЛЖК в рубцовом содержимом, улучшению переваримости сухого вещества и сырого протеина, что способствует высокому уровню протекания процессов рубцового пищеварения. Это значительно отражалось на морфологических и биохимических показателях крови животных.
Об авторах
Виктория Владимировна Гречкина 1, 3, кандидат биологических наук
Viktoria1985too@mail.ru https://orcid.org/0000-0002-1159-0531
Елена Владимировна Шейда 1, 2. кандидат биологических наук
elena-shejjda@mail.ru https://orcid.org/0000-0002-2586-613
Ольга Вилориевна Кван1, 2, кандидат биологических наук
kwan111@yandex.ru https://orcid.org/0000-0003-0561-7002
Александр Дмитриевич Шевченко 1, кандидат биологических наук
ad.shevchenko@yarvet.ru https://orcid.org/0009-0005-5320-0086
1 Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук, ул. 9 Января, 29, Оренбург, 460000, Россия
2 Оренбургский государственный университет, пр-т Победы, 13, Оренбург, 460018, Россия
3 Оренбургский государственный аграрный университет, ул. Челюскинцев, 18, Оренбург, 460014, Россия
УДК 636.084:636.084.4
DOI: 10.32634/0869-8155-2025-393-04-69-74
Просмотров: 526
