Содержание сахара и крахмала в кормах
Углеводы – обширная группа органических веществ, весьма распространённых во всех природных кормах, особенно в растительных .
Сырая клетчатка – та часть корма, которая остается после последовательного кипячения навески корма в разбавленных кислотах и щелочах. В этому группу безазотисных веществ корма входят собственно клетчатка – целлюлоза, а также пентозаны, гескозаны, инкрустирующие вещества – лигнин, кутин, субертин.
Клетчатка расщепляется в организме до глюкозы под действием фермента микроорганизмов – целлюлазы.
Крахмал в разном количестве содержится во всех природных кормах, особенно в растительных зерновых. Концентрация его в семенах кукурузы доходит до 65-75% , картофеля – 55-60% в СВ. Особая форма крахмала – инулин – в больших количествах обнаруживается в клубнях топинамбура и хорошо усваивается животными.
Единственным представителем полисахаридов и аналогом крахмала в организме животных является гликоген. Он содержится в тканях и кормах животного происхождения, особенно много его в печени (1-4 % от ее массы). В небольшом количестве гликоген обнаружен в кормовых дрожжах и зерне сахарной кукурузы.
Сахара в растительных клетках представлены моносахаридами (глюкоза и фруктоза) и дисахаридами (мальтоза и сахароза).
Сахара накапливаются в больших количествах (до 22%) в виде резервных веществ в кормях сахарной свеклы, моркови и в растениях сорго. Единственный представитель сахаров животного происхождения – лактоза (молочных сахар) – содержится до 4-5 % в молоке коров и других животных. Несмотря на значительное содержание лактозы в молоке, оно не имеет заметной сладости. Объясняется это тем, что лактоза в 4-5 раз менее сладкая, чем сахарозы. Сбраживается лактоза лишь особыми (лактозными) дрожжами, находящимися в кисломолочных продуктах.
Углеводное питание – обеспечение специфических потребностей организма животных в углеводах и восполнение их запасов, истраченных в процессе обмена веществ, за счет углеводов кормов. Данные органические вещества вследствие их быстрой способности к распаду и окислению являются основным энергетическим материалом. Кроме того, они обеспечивают нормальное превращение основных метаболитов, образующихся при распаде белков и жиров.
Жиры кормов и их значение в кормлении сельскохозяйственных животных.
Сырой жир, содержащийся в кормах, делится на простые липиды(жир,воск) и сложные липиды (гликолипиды,фосфолипиды).
Значение липидов:
1. Источник энергии – 1г жира – 38кДж энергии.
2. Жир в качестве структурного материала входит в состав протоплазмы всех клеток.
3. Жиры в организме животных составляют основу многих ферментов, гормонов и витаминов.
4. Жиры принимают участие в синтезе мужских и женских половых гормонов.
5. Жиры являются источником жирных кислот.
6. Жирные кислоты – это строительные блоки в структурах нейтральных жиров и масел, в строении фосфоглицеридов, гликолипидов, эфиров холестерина и некоторых восков.
Дифференцированная и комплексная оценка питательности кормов и рационов.
Питательные вещества, синтезируемые микрофлорой пищеварительной системы жвачных животных.
В переваривании питательных веществ у жвачных главная роль принадлежит микрофлоре преджелудков, с помощью которой усваивается 60-85% сухого вещества корма. Бактериальная масса составляет около 10% от СВ содержимого рубца.
Жвачные животные эволюционно развивали в себе способность ферментировать потребляемый корм с помощью микроорганизмов. Это превосходная особенность наиболее важна для переваривания кормов с большим содержанием клетчатки. В то же время ферментацию в рубце нельзя считать благоприятным способом для переваривания концентрированных кормов, так как в процессе ферментации происходит значительная потеря энергии и азота, в то время как жвачные животные способны переваривать крахмал без предварительной ферментации.
Сложные биохимические превращения, которым подвергаются питательные вещества в преджелудках жвачных, происходят в результате жизнедеятельности огромного количества разнообразных микроорганизмов. Важное значение при этом имеет симбиоз микроорганизмов в преджелудках животного, а также оптимальные условия для культивирования полезных бактерий и простейших.
У КРС температура содержимого желудка – +39-41С. Реакция среды близка к нейтральной. Это очень важно для развития отдельных культур микроорганизмов, так как резко кислая или щелочная реакция кормов сдвигает реакцию рубцового содержимого, а следовательно отражается на процессах переваривания кормов.
Рассматривая роль отдельных культур микроорганизмов, можно подразделить их условно на группы по отношению к основному субстрату. Такое разделение нельзя считать абсолютным, так как некоторые бактерии адаптируются и выживают на разных субстратах: целлюлоза, крахмал, сахара, белки.
Целлюлозу ферментируют бактерии, которые очень чувствительны к кислой среде. Эти бактерии в основном продуцируют уксусную кислоту, которая влияет на уровень жира в молоке. Они чувствительны к уровню жиров в рационе. При содержании жиров свыше 5% от СВ, активность их размножения резко снижается. В связи с этим включение в состав рационов жвачных животных жировых добавок сверх нормы снижает потребление клетчатки, а также ее переваримость.
Крахмал. Крахмалферментирующие бактерии менее чувствительны к кислой среде. Эти бактерии синтезируют в основном молочную кислоту, а отдельные группы – пропионовую.
Сахара. Бактерии, ферментирующие сахара продуцируют главным образом пропионовую и масляную кислоты. Масляная кислота как предшественник жирных кислот оказывает благоприятное влияние на образование молочного жира.
Белок. Многие бактрии, включая те, которые ферментируют углеводы, могут также ферментировать белок. При этом образуется аммиак, который затем использует микрофлора для синтеза белков собственных клеток, и органические кислоты. Избыток аммиака бактерии усвоить не могут, поэтому он всасывается в кровь и выделяется в виде мочевины с мочой.
Научные основы полноценного минерального питания животных. Минеральная питательность кормов.
Минеральные элементы выполняют в организме очень важную роль. Длительное бессолевое питание может привести к гибели животных. Частичный недостаток мин.вещ-в вызывает нарушение обмена вещ-в у животных. Они необходимы для синтеза ферментов, витаминов, гормонов, учувствуют в белковом, жировом, углеводном и водно-солевом обмене. Они составляют в среднем 4-6% от массы тела. По количественному содержанию в кормах они делятся на макроэлементы(более 0,01%) и микроэлементы(менее 0,001%). Н=Нормальное функционирование организма возможно только при оптимальном соотношении данных групп элементов.
Пример: фермент пепсин действует в присутствии водородных ионов соляной кислоты, трипсин – ионов ОН, в щелочной среде.
Длительное использование рационов, в которых преобладают элементы кислотного характера, вызывает у животных ацидоз (закисление организма). Чтобы удержать щелочное равновесие, в рацион необходимо включать корма, содержащие больше щелочных элементов (траву, сено, корнеплоды).
Кроме того, необходимо учитывать рН кормов рациона, который зависит также от содержания в нем органических кислот.
Для удовлетворения потребности организма в минеральных веществах, необходимо знать не только их содержание в кормах, но и степень усвоения (доступность) организмом, которая значительно изменяется в зависимости от вида, физ.состояния, возраста и уровня продуктивности животных. Многие из необходимых мин.элементов можно рассматривать как токсические вещ-ва. Пример: медь и фтор – кумулятивные яды, организм не может их выводить быстро, поэтому повышение дозы таких веществ могут вызвать отравления животных.
Источник
5.2. УГЛЕВОДНАЯ ПИТАТЕЛЬНОСТЬ КОРМОВ
Углеводы наиболее распространены в живой природе, и на их долю приходится более 2/Л органического вещества растений. В процессе окислительного превращения они обеспечивают все живые клетки энергией.
Углеводы входят в состав клеточных оболочек и других структур, участвуют в защитных реакциях организма, играют исключительно важную роль в первом этапе синтеза белков в клетках растений и микроорганизмов как связующее звено между неживой и живой природой.
По химическому составу углеводы подразделяются на моносахариды, олигосахариды и полисахариды, а также сложные углеводы — глюкопротеиды, глюколипиды, глюкозиды.
Моносахариды делятся на пентозы (С5Н10О.) и гексозы (C6H120G).
Олигосахариды образуются из 2-9 остатков моносахаридов, соответственно различаются дисахариды, трисахариды и т. д. В природе в свободном состоянии находятся глюкоза и фруктоза; из дисахаридов — сахароза (тростниковый сахар), лактоза (молочный сахар), манноза (солодовый сахар) и из трисахаридов — рафиноза (обычный сахар).
Полисахариды состоят из большого числа пентозных и гексозных остатков и подразделяются на неструктурные (крахмал, декстрины, фруктозаны, пектиновые вещества) и структурные (целлюлоза, гемицеллюлоза).
Крахмал состоит из амилозы (20-28 %) и амилопектина (72-80 %), нерастворим в воде, при нагревании образует желатинообразный раствор.
Декстрины — промежуточные продукты гидролиза крахмала. Они придают вкус хлебной корке и частично обожженным зерновым кормам.
Фруктозаны — резервные вещества в корнях, стеблях и семенах растений. Инулин — один из фруктозанов, заменяет крахмал в листьях и корнях.
Пектиновые вещества встречаются в стенках клеток и в межклеточном веществе растений.
Целлюлоза является главной составной частью клеточных стенок растений. Целлюлоза может быть гидролизована до глюкозы кислотами и ферментом целлобиозой.
Гемицеллюлозы — это полимеры пентоз и гектоз, которые гидролизуются до сахара и уроновых кислот.
Лигнин тесно связан с углеводами и во многом определяет усвояемость структурных углеводов.
Углеводная питательность кормов зависит от содержания различных форм углеводов в корме, их усвояемости в различных отделах желудочно-кишечного тракта и влияния на обмен веществ и продуктивность животных.
На содержание углеводов в злаковых и бобовых травах и кормах, приготовленных из них, оказывают существенное влияние вид растения, сорт, стадия роста, климат, уровень удобрения, технология заготовки кормов, способы их подготовки к скармливанию и др. Данные О содержании фракций углеводов в злаковых культурах по фазам вегетации приведены в таблице 21.
21. Содержание углеводов в злаковых травах по фазам вегетации, % от абсолютно сухого вещества (данные ВНИИ кормов)
На протяжении периода вегетации содержание воды и сырого протеина в злаковых травах снижается, а содержание компонентов клеточных стенок (гемицеллюлоз, целлюлоз и лигнина) возрастает. В то же время количество водорастворимых углеводов (в основном глюкозы, фруктозы и сахарозы) несколько снижается.
В бобовых культурах главным запасным полисахаридом является крахмал в отличие от фруктозида в злаковых. Наибольшим содержанием крахмала отличаются вика и горох, особенно в конце вегетации. При этом по мере развития этих видов растений количество крахмала возрастает (табл. 22).
22. Содержание фракций углеводов в бобовых культурах, % на сухое вещество (данные ВНИИ кормов)
Основными сахарами водорастворимой фракции углеводов в бобовых являются фруктоза, глюкоза и сахароза. Содержание водорастворимых углеводов в люцерне и клевере луговом по мере их роста и развития заметно снижается.
Фракции гемицеллюлозы, целлюлозы и сырой клетчатки по мере роста и развития бобовых культур заметно увеличиваются. Это относится и к содержанию лигнина, количество которого в люцерне и клевере увеличивается по мере их роста и развития.
Следовательно, вид кормовой культуры, фаза ее развития во многом определяют и содержание отдельных фракций углеводов в кормах.
Приемы технологического воздействия при заготовке и хранении кормов также оказывают значительное влияние на содержание углеводов. Процесс сушки и провяливания трав при приготовлении сена и сенажа в большей степени оказывает влияние на содержание водорастворимых углеводов, чем остальных питательных веществ. Фактор силосования (брожение корма) существенно влияет на содержание водорастворимых углеводов, крахмала, гемицеллюлоз как основных питательных веществ для жизнедеятельности микроорганизмов в силосе.
Таким образом, при заготовке любых видов кормов технологический процесс должен обеспечивать минимальные изменения в содержании и соотношении питательных веществ в сравнении с зеленой массой.
Углеводам принадлежит основная роль в эффективности использования питательных веществ кормов. Это связано с тем, что фракции углеводов являются основным поставщиком энергии при кормлении животных и оказывают значительное влияние на пищеварение и использование веществ в организме.
Основная часть переваренных углеводов корма (моносахариды) у моногастричных животных окисляется в тканях до углекислого газа и воды, часть (25-27 %) превращается в жир, и небольшое количество (3-5 %) используется для синтеза гликогена.
При длительном скармливании кормов, богатых углеводами, содержание гликогена в печени моногастричных животных может повышаться с 3-5 до 12—15 %. У жвачных эта зависимость менее выражена. Так, у коров на 100 кг живой массы приходится 5-6 г глюкозы и 600 г гликогена, откладываемого в печени и мышцах.
Особенность процесса пищеварения и обмена веществ у жвачных оп-ределяется физиологической функцией преджелудков и населяющей их микрофлорой. Один из важных факторов, влияющих па активность мик-рофлоры преджелудков и эффективность усвоения продуктов микробиальной ферментации, — наличие в рационе различных форм углеводов.
Уровень превращения углеводов в пищеварительном трасте жвачных зависит от потребления фракций углеводов, их химической и физической структуры и приспособленности микрофлоры к условиям среды.
Установлено, что до 95 % сахара и крахмала и до 54 % клетчатки расщепляется в преджелудках и лишь небольшие количества растворимых углеводов (от 1 до 15 %) и до 50-60 % потребленной клетчатки переходят в нижележащие отделы пищеварительного тракта, где продолжается их переваривание. Ниже приведена схема превращения углеводов у жвачных животных (рис. 5).
Специфика углеводного обмена у жвачных животных состоит во всасывании в кровь в основном не глюкозы, как у моногастричных, а большого количества летучих жирных кислот. Примерно 35-45 % углеводов по углероду превращается в летучие жирные кислоты. Они покрывают потребность жвачных в энергии на 40 % и более. Общее количество летучих кислот в рубце коров достигает 3-4,5 кг в сутки, а это равноценно 8-18 тыс. ккал энергии.
Рис. 5. Схема превращения углеводов у жвачных животных
Количество и соотношение кислот брожения в преджелудках изменяются под влиянием набора кормов, их физического состояния. Так, грубые корма приводят к увеличению уксусной кислоты, сочные и концентрированные вызывают увеличение пропионовой, масляной кислот.
Основная масса глюкозы в организме жвачных образуется из пропионовой кислоты путем гликопеогепеза. По сравнению с другими видами животных в сыворотке крови жвачных наблюдается более низкое содержание сахара, в среднем оно составляет 40-60 мг %.
Уксусная кислота — источник энергии для организма и предшественник жира молока, пропионовая кислота — основной источник глюкозы и увеличение ее содержания в рубце улучшает использование азота, повышает уровень белка в молоке коров.
Установлено, что из пропионовой кислоты у жвачных образуется до 30-60 % глюкозы от ее потребности, из белка — 25-40 %, из лактата и лировиноградной кислоты — 15-20 % и небольшое количество глюкозы (до 10-15 %) может поступать за счет непосредствешюго всасывания.
Состав рациона в значительной мере влияет па участие каждого из указанных источников в пополнении организма глюкозой. Подсчитано, что если общая энергия при окислении всосавшихся летучих кислот дает 23,5 ккал/ч, то на долю уксусной кислоты приходится 40 %, пропионовой — 24 %, молочной — 10 %.
Образующаяся в рубце масляная кислота участвует в обмене веществ организма через стадию образования кетоновых тел (ацетоуксусную, р-оксимасляную кислоты). Кетоновые тела — это нормальные метаболиты, которые используются тканями как источник энергии. Однако избыток кетоновых тел в организме, возникающий на почве недостатка углеводов и избытка белка и жира в рационе, ведет к нарушению обмена веществ.
Увеличение количества кетоновых тел в организме жвачных (свыше 4-6 мг % в крови) сопровождается повышением уровня свободных жирных кислот в крови и явлением ацидоза. У животных нарушается пищеварение, обмен веществ, деятельность центральной нервной системы, снижается продуктивность.
Углеводная питательность кормов может значительно изменяться как от наличия и соотношения фракций углеводов, так и от содержания других питательных веществ. Это связано с разным влиянием на процессы ферментации в рубце и переваримость питательных веществ кормов.
Недостаток или избыток легкоферментируемых углеводов в рационе нарушает жизнедеятельность микрофлоры, снижает усвояемость азотистых веществ и клетчатки, а целлюлозорасщепляющая активность рубцовой жидкости снижается.
В первые 2-3 часа после кормления максимально перевариваются сахара, 3—6 часов — крахмал и 6-8 часов — клетчатка. Грамм переваримого крахмала и грамм переваримой целлюлозы дают жвачному животному одинаковое количество нетто-энергии. Поэтому повышение переваримости богатых сырой клетчаткой кормов — путь экономически выгодный.
Всестороннее изучение влияния легкопереваримых углеводов на переваримость клетчатки показало, что рубцовые микроорганизмы очень чувствительны к содержанию сахара в рационе и небольшое его количество оказывает стимулирующее действие на переваримость клетчатки. Оптимальный уровень сахара для переваривания клетчатки в сено-концентратных рационах — 1-3 г/кг живой массы. Большие уровни легко-переваримых углеводов ведут к снижению переваримости клетчатки.
Установлено, что уровень клетчатки в рационе — один из важных факторов, влияющий нарубцовую ферментацию корма. Однако многое зависит от качества клетчатки, так как в зависимости от развития растений и сорта кормовой культуры значительно изменяются структурные связи между отдельными ее компонентами и соответственно их усвояемость.
Оптимальным уровнем клетчатки в рационе для лактирующих коров следует считать 17-20 %, а для откормочных животных 14-19 % и сухом веществе. Такой уровень клетчатки способствует эффективному перевариванию кормов и наиболее оптимальному соотношению уксусной, пропионовой и масляной кислот (3:1:1) в рубце.
Снижение содержания клетчатки ниже 14 % сопровождается нарушением процессов пищеварения, изменением соотношения кислот брожения и снижением жира в молоке.
Использование животными азота рационов зависит от соотношения фракций углеводов друг к другу и к протеину. Наибольшие потери азота с мочой и калом наблюдаются на рационах, богатых протеином и клетчаткой, а минимальные — при высоком содержании сахара и крахмала.
При любом уровне протеина в рационе сахар способствует лучшему использованию азота животными. Крахмал и клетчатка имеют тесную, но противоположную связь с уровнем протеина: при его низком уровне с увеличением крахмала в теле животных возрастает отложение азота, а с увеличением клетчатки — снижается.
Усвоение образуемого в рубце аммиака наиболее сильно увеличивается при введении крахмала и более медленно — при введении целлюлозы; глюкоза и сахароза по влиянию на усвоение аммиака занимают промежуточное положение.
Оптимальное соотношение сахара и переваримого протеина в рационе коров колеблется от 0,6:1 до 1,5:1, сахара к крахмалу 1:1 и 1:2. Различия связаны с условиями кормления, а также с уровнем продуктивности коров.
Снижение сахаро-протеинового отношения до 0,4-0,6, так же как и повышение до 2,4 ведет к ухудшению усвоения питательных веществ, к изменениям в обмене веществ.
Потребность жвачных животных в сахаре и крахмале возрастает при скармливании силоса, кислого жома, пивной дробины, барды, синтетических азотистых веществ.
Таким образом, всестороннее изучение углеводной питательности кормов имеет большое практическое значение не только для правильного их использования животными, но и для разработки приемов направленной агротехники выращивания растений, заготовки и приготовления кормов.
Источник
