Антипитательные вещества в кормах для животных


ТОП 10:
[66]
Таких веществ, содержащихся в кормовом сырье достаточно много, рассмотрим основные из них.
К антипитательным веществам пшеницы можно отнести хинон и продукты его полимеризации, которые образуются из свободной аминокислоты тирозина, находящейся в повышенном количестве (свободном состоянии) в дефектном зерне пшеницы (недозрелой проросшей, поврежденной клопом-черепашкой и др.). Тирозин относится к группе монофенолов и окисляется под действием полифенолоксидазы. Хинон и его полимеры обладают способностью вступать во взаимодействие с белками, делая их недоступными для переваривания. Этот процесс бывает необратимым тогда, когда происходит окисление фенолов, в том числе тирозина, и последующая ковалентная конденсация.
Оптимальной температурой для роста Fusarium является 20-22°С и влажность зерна- свыше 14%. Но они могут развиваться и при температуре 0-10°С. Токсинообразование больше происходит при резких колебаниях температуры от -4 до +18°С. Споры грибов хорошо переносят низкую температуру, сохраняя жизнеспособность в течение нескольких месяцев при температуре от -20° до +20°С. Внешние признаки поражения зерна пшеницы фузариозом – в отличие от нормальных здоровых зерновок, пораженные имеют разрыхленный эндосперм и меньшую плотность. При сильном поражении зерно становится щуплым, сморщенным легковесным, приобретает беловатую, иногда с малиновым оттенком окраску. Наиболее восприимчивы к поражению фузариозом сорта твердых пшениц. Особенно сильно поражается озимая пшеница, возделываемая по стержневым предшественникам.
Гриб Altemaria Tenuis Nees вызывает альтернариоз зерна пшеницы, или эта болезнь еще называется “черный зародыш”. Заболевание может охватывать большие площади посева пшеницы, в меньшей степени ему подвержены рожь, ячмень, кукуруза. Признаками болезни являются бурая, темно-коричневая или даже черная окраска оболочек зародышевого конца зерна. Сам зародыш при этом часто остается неповрежденным. Поражение этим грибом происходит в поле во время формирования и созревания зерна.Такое зерно можно использовать почти в обычных пропорциях в продукционном комбикорме, так как его качество при альтернариозе существенно не ухудшается, несколько повышается общая кислотность и кислотное число жира.
Пшеница, особенно яровая, больше других злаковых культур поражается твердой головней, именуемой еще вонючей, мокрой. При поражении твердой головней содержимое зерна разрушается, сохраняется лишь оболочка. Зерно превращается в головневые мешочки, заполненные темной мажущейся споровой массой с неприятным запахом триметиламина. Полное обезвреживание от головни достигается термической обработкой (обработка зерна в горячей воде), химическими веществами: витаваксом, беномилом и другими.
В кукурузе содержится 1,7 – 2% линолевой кислоты. Кроме линолевой кислоты в жире кукурзы содержится некоторое количество других непредельных жирных кислот – линоленовой и арахидоновой, которые также относятся к незаменимым. Эти три жирных кислоты в животном организме не синтезируются, и должны поступать с кормом. Роль незаменимых жирных кислот в обмене веществ высока. Их именуют витамином F.
При недостатке незаменимых жирных кислот нарушается обмен холина, холестерина, фосфора и других веществ. При этом в организме происходит этерифекация холестерина с насыщенными жирными кислотами, который откладывается во внутренней оболочке сосудов, что приводит к развитию различных заболеваний. При дефиците незаменимых жирных кислот у рыб возникает замедление роста, дерматиты, хрупкость капилляров, повышенная восприимчивость к инфекционным заболеваниям, нарушение воспроизводительных функций и др. По признакам недостаток в кормах незаменимых жирных кислот может быть похож на авитаминоз В 6.
Белок кукурузы на 50% представлен зеином, который относится к неполноценным белкам, так как в нем нет незаменимых аминокислот, лизина, триптофана, метионина и цистина. Кроме того, в белке кукурузы выявлена аминоадининовая кислота – вещество напоминающее по структуре лизин, но по своему действию является его антагонистом. Эта кислота, попадая с кукурузой в организм животного, вытесняет лизин из реакции обмена.
Кукуруза поражается преимущественно пузырчатой и пыльной головней. При пузырчатой головне на початках образуются вздутия или желваки, прикрытые беловато-серой пленкой и наполненные черной массой спор. Пыльная головня разрушает початки, остающиеся прикрытыми сухими обертками. Кроме резкого снижения урожая и качества зерна, поражение пыльной головней ведет к скрытым потерям: большей восприимчивости к ржавчине, мучнистой росе, фузариозу, септориозу. Пыльная головня не имеет неприятного запаха. Споры различных видов головни могут вызывать расстройства в работе кишечника, попадая с кровью в мелкие кровеносные сосуды, закупоривают их, что приводит к местным кровоизлияниям.
Афлактосины вырабатывают грибы Aspergilius flavus. В кукурузе часто создаются благоприятные условия для развития этого гриба: ее выращивают в более теплом климате, и зерно долго бывает влажным. Для развития этого гриба как раз и являются оптимальными условия: температура 23-30°С и влажность зерна – выше 17%. Минимальная температура для образования афлотоксинов составляет 6-8°С, минимальная влажность зерна – 16%.
Из четырех основных представителей афлатоксинов наиболее токсичным и синтезируемым в наибольшем количестве является афлатоксин В1. Он же являете токсичным из всех микотоксинов и вообще из ядовитых веществ кормовых компонентов.
Афлатоксины, как и другие микотоксины, находятся в липидной фракции зерна. В липидах токсичного зерна обнаружены ядовитые для рыб жирные кислоты: изокротоновая и рицаноловая. Афлатоксины являются производными кумарина и относятся к стерололактонам. Они являются одним из сильных гепатрофных ядов (поражают печень, вызывая ее жировое перерождение). Афлотоксины обладают выраженными канцерогенными свойствами, вызывают поражание сердца, почек, селезенки. Афлатоксины связывают ДНК и ингибируют синтез РНК – полимер приводит к подавлению синтеза белка организма. При действии небольших доз, недостаточных для отравления, но поступающих в организм многократно, развивается цирроз или рак печени.
Афлатоксины снижают содержание протромбина (фактор свертывания крови) в среднем 120%. Микотоксинами обусловлены различные болезни, связанные с нарушением обмена фосфора, меди и белка, а также с дефицитом кальция и железа в плазме крови. Присутствие афлатоксинов в рационе увеличивает концентрацию белка, необходимую для нормального роста рыб, что приводит к увеличению затрат корма. Отмечены нарушения имунной системы, снижение усвояемости корма и другие негативные эффекты, связанные с действием афлатоксинов и микотоксинов. Афлатоксины не накапливаются в мясе.
Афлатоксины, как и большинство других микотоксинов, устойчивы к термообработке. Они не разрушаются при запаривании и кипячении в течение 1часа. Но разрушаются при температуре 160-180°С в течение 10 минут. Ослабевает действие афлатоксинов – добавка в корм жира. Увеличение протеина в рационе за счет кормов животного происхождения снижает отрицательное влияние афлатоксинов. К методам устранения токсического действия афлатоксинов относятся обработка кормовых средств аммиаком и добавление в них 0,5% кормовых адсорбентов, например, натриево-кальциевого алюмосиликата или бентонита.
Алкилрезорцины относятся к полифенолам (соединение резорцина с алкилами), являются антипитательными веществами и обладают токсическими свойствами. В ржи их содержится 370 – 1240 мг/кг (в пшенице – 170 – 670 мг/кг). Алкилрезорцины сосредотачиваются в основном в оболочке зерновки. При воздействии температуры они частично разрушаются.
Легумин относится к простым белкам – глобулинам, доля которых в зерне гороха составляет до 60 %, но преобладает из них легумин. Он не растворяется в чистой воде, но хорошо растворяется в нейтральных солях (растворах). В легумине много содержится лизина, валина, глутаминовой кислоты, серина и треонина, но очень мало метионина и триптофана. Легумин, попадая в организм, может вступать в реакцию с неорганическими солями и органическими кислотами, превращаясь в недоступные вещества для усвоения.
Из-за наличия в горохе ингибиторов трипсина доступность аминокислот невысока (менее 80%). Термическая обработка лишь незначительно снижает действие антипитательных факторов, поэтому горох обычно используется без обработки.
Помимо ингибиторов трипсина вика содержит антипитательное вещество -цианогенный гликозид вицианин, который при неблагоприятных условиях выращивания и хранения семян вики переходит в синильную кислоту. Ее обнаруживают в вике в количестве от 0,03 до 0,07%.
Общепринято считать, что из-за значительного содержания ряда антипитательных веществ необработанную сою нельзя использовать при производстве комбикормов. С целью повышения эффективности использования сои ее следует подвергать обработке. Считается, что в чистом виде соя экструдируется плохо, из-за высокого содержания жира температура экструдированной массы не достигает 140°С, поэтому нет эффекта «взрыва» и не инактивируются антиферменты трипсина и другие антипитательные вещества. Сырые соевые бобы содержат ингибиторы трипсина, лектины (фитогемагглютенины), антивитамин Д, металлосвязывающие соединения и другие нежелательные вещества, которые вызывают неблагоприятную физиологическую реакцию организма и снижают доступность аминокислот, витаминов и минеральных веществ.
Помимо антипитательных веществ, инактивирующихся под действием тепла, в сое содержатся некоторые антипитательные вещества, которые под действием тепла или не теряют свою активность, или теряют в слабой степени. К таким веществам относятся гликозиды сапонины (до 0,5% от сухого вещества сои) и стероидные алкалоиды. Сапонины представляют собой гликозиды с агликонами («не сахар»), являющимися циклопентанонергидрофенатренами. Сапонины – аморфные, хорошо растворимые ядовитые вещества, не содержащие азота. При введении в кровь вызывают гемолиз, т.е. растворение красных кровяных телец. Высокий уровень сапонинов в корме замедляет протеолитическое действие трипсина и химотрипсина и придают ему горький вкус. При гидролизе сапонины, дают глюкозу, галактозу, арабинозу и метилпентозы.
Источник
Чернышов Н.И., Панин И.Г., Шумский Н.И., Гречишников В.В.
Антипитательные факторы кормов (издание 2013 год)
Цена: 950 р.
Проблема обеспечения безопасности кормовых средств с каждым годом усложняется. Причин тому много: ухудшаются в целом условия среды обитания не только человека, но н высших животных, расширяется список применяемых в сельском хозяйстве пестицидов, биостимуляторов, лечебных препаратов, проявляется высокая приспособляемость микроорганизмов к условиям обитания, в то время как у высших животных и человека иммунитет и резистентность ухудшаются. Вредные вещества образуются в организме животного даже при нормально протекающих обменных процессах, не говоря уже об их отклонениях от нормы. В здоровом организме и при хорошем полноценном, доброкачественном кормлении животных эти вещества в пределах физиологической нормы инактивируются и выводятся из организма вместе с экскрециями с помощью соответствующих физиологических механизмов. В кормовых средствах антипитательные, токсичные вещества или являются естественным состоянием, или появляются при нарушении режимов выращивания растительных кормов, несоблюдении правил производства готовых к скармливанию кормов и их хранении. Неизбежность присутствия в кормах, в организме животных тех или других антипитательных веществ, влияние различных факторов, усиливающих или ослабевающих их действие, трудность выявления истинного количества таких веществ, приводит к неоднозначному подходу к установлению нормативов по показателям безопасности кормов у специалистов зооветеринарных служб разных стран. В данной книге рассмотрены как антипитательные токсические вещества, включенные в перечень утвержденных нормируемых показателей безопасности кормов, так и не находящиеся в этом перечне, но оказывающие негативное влияние на животных. Такое влияние может выявляться в случаях превышения нормативов тех или иных показателей безопасности кормов, но часто оно проходит без четко выраженных признаков каких-либо отклонений в здоровье животных даже при существенном повышении отдельных показателей, что усложняет идентификацию антипитательных факторов и применения мероприятий по инактивации их действия. При описании различных препаратов (ферменты, адсорбенты микотоксинов, антиоксиданты и т. п.) мы использовали материалы, опубликованные в научной или периодической литературе. Природа отрицательных факторов кормовых ингредиентов весьма разнообразна, как разнообразны и причины, их вызывающие. Всю совокупность антипитательных факторов можно разделить на несколько категорий в зависимости от источников их возникновения: 1. Естественные антипитательные факторы, свойственные кормовым компонентам,исходя из их природных особенностей. К таким факторам можно отнести наличие в зерне некрахмалистых полисахаридов, ингибиторов и антиметаболитов ферментов и других биологически активных веществ, антипитательных факторов фенольной природы, наличие избыточных для животных кислот в семенах рапса и ржи,подсолнечника, наличие алкалоидов, цианогенных гликозидов, танина; проявление антипитательных факторов свежеубранного зерна и др. 2. Наличие в кормовых компонентах вредных примесей: это семена вредных и ядовитых растений, а также металломагнитные частицы. 3. Наличие в кормовых компонентах вредных веществ биологической природы, попадающих из окружающей среды в процессе их выращивания и хранения: насекомые-вредители, бактерии, микроскопические грибы и продукты их метаболизма — микотоксины. 4. Наличие в кормовых компонентах вредных веществ химической природы, попадающих из окружающей среды в процессе их выращивания: остаточные количества веществ, вносимых в почву как удобрения или средства защиты растений (нитраты, нитриты, пестициды), или попадающие в растения в результате общего загрязнения окружающей среды (радионуклиды, соли тяжелых металлов). 5. Факторы, возникающие при нарушении условий и сроков хранения кормовых компонентов: ухудшение органолептических показателей, появление неприятных запахов, ухудшение консистенции, заплесневел ость, самосогревание, окисление и прогоркание жиров и жировой фракции в компонентах. 6. Специфические антипитательные факторы кормов, получаемых путем микробиологического синтеза: наличие живых клеток продуцента, чужеродных нуклеиновых кислот. 7. Антипитательные факторы, вызванные нарушением технологических режимов производства кормовых компонентов: в основном это завышенные температуры при производстве рыбной муки, соевого шрота, в результате которых снижается доступность питательных веществ. 8. Антипитательные факторы, вызванные разбалансированностью кормов, под которой понимается избыток или недостаток отдельных питательных и биологически активных веществ, а также нарушение требуемого соотношения между ними. Главная цель данного издания заключается в том, чтобы помочь практическим специалистам идентифицировать (распознать) антипитательный фактор, сделать его количественную оценку по соответствующей методике, сравнить выявленные величины с допустимыми нормами и принять решение о целесообразности применения этого корма в составе рациона в определенном количестве.
Источник
В условиях современного интенсивного животноводство огромное значение придаётся но вым технологиям кормления, и их главной цели — сделать корма более усвояемыми. Помочь в этом деле могут ферменты, например, фитаза. Рассмотрим, как её применение позволяет улучшить корма и снизить затраты на сырье.
В процессе жизнедеятельности организма животных фосфор является одним из важнейших элементов. Он выполняет функцию одного из основных структурных компонентов организма, задействован в обмене белков, жиров, углеводов, минеральных веществ, витаминов, участвует в синтезе важнейших метаболитов, поддерживает баланс энергии.
Подавляющее число органических процессов, которые напрямую влияют на рост и жизнедеятельность животного, протекают с его соединениями. Практически невозможно назвать физиологическую функцию организма, в осуществлении которой производные фосфорной кислоты не принимали бы прямого или косвенного участия. К тому же фосфор напрямую влияет на качество мяса.
«Дефицит фосфора в рационах — часто встречающаяся проблема, которая вызывает ухудшение общего состояния животных, снижение аппетита, роста и устойчивости к болезням, костные заболевания»,— поясняет Сергей щербинин, специалист компании «фидлэнд групп».
Недоступный фосфор
В растениях фосфор находится в виде органических и минеральных соединений. В вегетативных частях большая часть его легкодоступная для животных, так как находится в водорастворимой форме. В семенах же фосфор содержится в виде фитатов.
Они и выступают основной формой хранения фосфора и, по сути, являются любой солью фитиновой кислоты — преимущественно солью калия и магния. В процессе жизнедеятельности растений фитаты играют роль антиоксидантов, а также резервом фосфора, накапливаемым в клетках. Но, в силу неусвояемости организмом животных — являются антипитательными компонентами. Ферментная система моногастричных животных не обладает способностью расщеплять данные соединения.
В результате значительное количество фосфора может быть неусвоенным и загрязнять почву и водоёмы. В большинстве европейских стран уже давно установлены особые требования к промышленному разведению животных, регламентирующие ферментные кормовые добавки в качестве компонентов комбикормов. Благодаря этой мере выброс фосфора во внешнюю среду сокращается на 30% и более.
Если вспомнить историю, то изначально фитаза применялась в Голландии именно для того, чтобы снизить загрязнение фосфором окружающей среды. А её использование как фермента, повышающего усвояемость корма — своеобразный «побочный эффект». Понадобилось более 80 лет изучения (фитаза была открыта в начале 20-го века), чтобы в полной мере узнать все свойство фитазы. К слову, событие отмечено как одно из «десяти самых важных открытий в свиноводстве за последнее столетие», наряду с открытием синтеза и потребности животных в витаминах, аминокислотах и антибиотиках. В 90-х фитазу начали активно добавлять в корма — сначала в Европе, позднее — в США, а в «нулевых» — фитаза появилась и в России.
Фитаза против фитатов
Моногастричные животные не способны переваривать фитаты. Более того — попадая в желудочно-кишечный тракт птиц, свиней, лошадей и рыб они вступают во взаимодействие с катионами металлов (цинка, железа, магния) и резко снижают их биодоступность. Также фитаты связывают витамины, кальций, фосфор и другие питательные вещества, необходимые для полноценной жизнедеятельности животных. Их организм не способен вырабатывать эндогенную фитазу, так же, как и пепсин не способен их расщепить, что вызывает усиленную секрецию этого фермента и соляной кислоты. Процесс сопровождается расходом энергии и питательных веществ, и, как следствие, приводит к снижению продуктивности животных, неоправданному перерасходу кормов, увеличению сроков откорма, и в итоге негативно отражается на себестоимости конечной продукции и рентабельности производства в целом. Возможным, но как показывает практика невыполнимым, выходом мог бы стать отказ от использования кормов с высоким содержанием фитатов в рационе моногастричных животных — наиболее распространённые корма (ряд зерновых культур, пшеничные отруби, различные шроты, кукурузный глютен, соевая мука, клейковина) содержат большое количество антипитательных компонентов.
Поиск альтернативных источников белка для кормления животных в условиях интенсивного производств, необходимость увеличения их доли в рационах неминуемо требует изменений в технологиях питания животных. Поэтому роль кормовых энзимов, в том числе фитазы, выходит на первый план. Она не только способствует усвоению фитатов, но и позволяет уменьшить введение в корма неорганических соединений фосфора и кальция, сократить добавление синтетических аминокислот, и в целом позволяет снизить затраты на кормовое сырьё. Уже сегодня кормовая фитаза входит в состав большинства рационов — более чем в 90% для кормления птицы, и в 70% комбикормов для свиней.
«Попадая вместе с кормом в желудок фермент воздействует на химические связи инозитола с остатками фосфорной кислоты,— отмечает глеб Салтанов, директор по маркетингу ООО «лафид».— Вследствие этого происходит образование шестиатомного спирта и соли фосфорной кислоты. В ходе расщепления образовавшиеся вещества становятся растворимыми в соляной кислоте желудка. Инозитол подвергается изомеризации до глюкозы — он усваивается в тонком кишечнике, при этом служит источником энергии для организма животного. Процесс диссоциации солей фосфорной кислоты и органических остатков сопровождается образованием ионов металлов и свободных аминокислот». Доступность кальция, железа, марганца, цинка, меди, которые содержаться в кормах, возрастает в среднем на 10–12%. А степень использования самого фосфора растительных кормов повышается на 10% и более (при использовании эффективных фитаз и до 30%) от абсолютной его концентрации в исходном кормовом продукте. Так же возрастает биодоступность метионина и лизина, более эффективно усваиваются витамины А, Е и В2.
В составе кормовых добавок для животных используют 3- и 6-фитазу, которая продуцируется бактериями, либо грибковыми микроорганизмами. Первая отщепляет 5 фосфатных групп, начиная с 3-го атома углеродного кольца молекулы фитата, вторая — начиная с 6-го атома углеродного кольца молекулы фитата. Сегодня большинство производителей кормовой фитазы выпускают препараты, содержащие 6-фитазу. Этот фермент отличается высокой активностью и сохраняет активность даже при низких значениях рН (от 2,0 до 4,0), в том числе в желудке у свиней и птицы. Новое поколение 6-фитазы отличается также повышенной термостабильностью, благодаря чему пользуется большим спросом. Промышленные технологии производства ферментов основаны на селекции микроорганизмов, культивировании их при особых условиях (в т.ч. глубинная культивация), а также с применением генной инженерии.
Формы выпуска и активность
На российском рынке фитазы представлены препараты разных уровней активности — в основном 5000 и 10000 Ед/г. Под единицей фитазной активности понимают объём фермента, который необходим для того, чтобы освободить из фитата натрия 1 мкмоля неорганического фосфата за одну минуту в стандартных условиях (температура — 37 °C, значение рН 5,5). Существуют препараты и с более высокой активностью (свыше 20000 Ед/г), но они как правило применяются в производстве премиксов. В зависимости от рецептуры кормов количество добавляемых ферментов колеблется в пределах от 30–50 до 300 г на тонну. Кормовые ферменты выпускаются в сыпучей (порошки, грануляты, микрогрануляты) и жидкой формах. Жидкая фитаза используется при производстве комбикормов, которые проходят высокотемпературную обработку и наносится уже после гранулирования и экструдирования. Микрогранулированные формы используются для более равномерного распределения в кормовой смеси и в большинстве своем являются термостабильными.
Один из важнейших параметров фитазы — её термостабильность. Первые разработки по защите ферментов от воздействия температур заключались в инкапсулировании — покрытии минеральной оболочкой или тугоплавкими маслами (их аналогами), однако этот способ не зарекомендовал себя как надёжный. «Самый перспективный метод — использование штаммов, которые могут продуцировать фермент при высоких температурах»,— говорит Глеб Салтанов. — По аналогии с бактериями, которые живут в горячих источниках. Они вырабатывают ферменты, которые без дополнительной защиты стойки к высоким температурам. Формула продукта не утяжеляется — фитаза может вступить в действие в отличии от коатированных или липидных форм, которые начинают работать только в тонком отделе кишечника под действием липаз. То есть по сути мы не теряем время, которое фитаза могла бы уже работать».
Преимущества термостабильных форм фитазы объясняется возможностью использования их и в составе премиксов, и в изготовлении комбикормов, в том числе гранулированных. Помимо этого показателя, качество фитазного препарата определяется и другими свойствами, в частности биоэффективность, стабильность в смеси и т.д. «Приобретая фитазу, надо обязательно обратить внимание на результаты исследования, в том числе учитывать стабильность при хранении,— поясняет Сергей Щербинин.— Например, ввели в премиксы, а она разрушилась».
Уже сегодня практика показывает, что даже полноценное использование фосфора, который содержится в растительных кормах, недостаточно для удовлетворения потребностей организма животных в нём. Но, тем не менее, использование фитаз в кормлении даёт возможность значительно экономить энергию в рационе, снизить насыщение кормов минеральными добавками и, в большинстве случаев, повысить концентрацию протеина и минеральных веществ. Безусловно, вариант совершенствования технологии кормления животных с применением фитазных ферментов — это наиболее перспективное направление в животноводстве.
Источник