I. Легкоферментированые углеводы, их роль в питании коров.

Путем исследования пищеварения у жвачных выявлена важная роль преджелудков и населяющей их микрофлоры в превращении и использовании питательных веществ кормов. Благодаря многочисленной и разнообразной по видовому составу микрофлоре в преджелудках происходит сбраживание основных питательных веществ — углеводов, белков и липидов — и создаются условия для последующего эффективного переваривания и усвоения питательных веществ в нижележащих отделах пищеварительного тракта, в преджелудках переваривается от 54 до 75% питательных веществ корма, или до 70-80% перевариваемого сухого вещества рациона. В зависимости от видового состава микроорганизмов и их активности изменяется степень превращения различных питательных веществ, характер образующихся при этом метаболитов и их использование организмом. Одним из важных факторов, влияющих на активность микрофлоры преджелудков и эффективность усвоения продуктов микробиальной ферментации, является наличие в рационе легкопереваримых углеводов (растворимых сахаров и крахмала). Многочисленные эксперименты, выполненные в последние годы, свидетельствуют о том, что степень переваримости клетчатки грубого корма в рубце и в толстом отделе кишечника в значительной мере зависит от наличия в рационе лекгопереваримых углеводов. Установлено, что разложение в пищеварительном тракте жвачных клетчатки корма, являющейся основной и вместе с тем наиболее труднодоступной формой углеводов, происходит в результате воздействия сложной популяции микроорганизмов. От их количественного и видового состава, а также целлюлозолитической активности зависит степень переваримости клетчатки. Определено, что небольшие количества легкопереваримых углеводов повышают переваримость клетчатки, а значительное увеличение их снижает ее. В опытах, выполненных В. Ф. Лищенко, было установлено, что содержание в рационе овец 1-3 г сахар на 1 кг массы животного повышает переваривание клетчатки в рубце. В аналогичных опытах на бычках также были получены положительные результаты по перевариванию клетчатки, но при норме сахара в рационе 3-5 г на 1 кг массы животного. При увеличении сахара свыше указанного количества переваримость клетчатки снижалась. Причина неблагоприятного влияния повышенного содержания сахара и крахмала на переваривание клетчатки заключается в значительном снижении величины рН в рубцовой жидкости, отрицательно сказывающемся на активности целлюлозолитических бактерий рубца. Оптимальной реакцией среды для целлюлозолитических бактерий является близкая к нейтральной. При введении же больших количеств сахара или крахмала величина рН снижается до 5 и ниже, что отрицательно сказывается на активности целлюлозолитических бактерий. Возможно также, что микроорганизмы, ферментирующие сахар или крахмал, используют все наличные растворимые азотистые вещества в рубцовой жидкости и целлюлозолитические бактерии при таком питании ощущают недостаток в азотистых веществах.

Достаточное количество легкопереваримых углеводов в рационе имеет большое значение также в создании необходимых условий для жизнедеятельности микроорганизмов рубца, которые играют важную роль в процессе утилизации аммиака, аминокислот, амидов, нитратов и других азотсодержащих веществ, поступающих с кормом или образующихся в рубце. Степень использования азота аммиака, образующегося в рубце в результате расщепления белков и небелковых азотсодержащих веществ, для синтетических процессов в большой степени зависит от снабжения микроорганизмов энергетическим материалом. Введение в рацион кормов, богатых сахаром или крахмалом, повышает использование азота, образующегося в рубце аммиака, для синтеза бактериального белка. Это имеет особенно большое значение, если учесть, что жвачные животные значительную часть потребности в протеине покрывают за счет бактериального азота. В связи с этим следует отметить, что у жвачных существует два вида потребности в азоте: в азоте микроорганизмов рубца для обеспечения максимального синтеза бактериального белка и в азоте самого животного. Если потребность микроорганизмов может быть удовлетворена на 80 % за счет простейших форм азота и лишь на 20% за счет проформированных аминокислот и пептидов, то потребность в азоте животного удовлетворяется за счет переваривания синтезированного в рубце бактериального белка и за счет не подвергшихся разрушению микроорганизмами аминокислот и белков корма. Совершенно очевидно, что эффективность использования азота микроорганизмами рубца в значительной степени регулируется соотношением процессов распада азотистых веществ и образованием аммиака, с одной стороны, и синтезом бактериального белка из аммиака — с другой. Известно, что до 50-80 % азотистых веществ корма расщепляются в рубце до аммиака и аминокислот. При этом, если образование аммиака идет медленно, то он эффективно используется рубцовой микрофлорой для синтеза бактериального белка. При достаточном количестве углеводов в рубце наиболее эффективное использование аммиака для синтеза белка происходит тогда, когда его уровень не превышает 7-8 мг %. С увеличением концентрации аммиака в рубце и при недостатке углеводов идет интенсивное его всасывание в кровь и выделение с мочой в виде мочевины и аммонийных солей.

Важнейшим фактором, влияющим на эффективное использование азота аммиака микроорганизмами рубца, является наличие достаточного количества легкодоступной энергии. Прямым источником энергии для микроорганизмов рубца, осуществляющих процессы распада и синтеза, служит аденозинтрифосфорная кислота, образующаяся при сбраживании углеводов до летучих жирных кислот. При достаточном сбраживании легкопереваримых углеводов синтетическая функция рубцовых микроорганизмов повышается, улучшается использование азота корма. При использовании рациона с недостаточным содержанием углеводов, но при избытке в нем белка синтезирующая способность микроорганизмов бывает ограниченной, так как белок, скормленный сверх необходимого бактериям для синтеза количества, используется в качестве источника энергии с одновременным образованием аммиака, который микроорганизмы уже способны полностью утилизировать. Установлено, что основным фактором, лимитирующим бактериальный синтез в рубце и эффективное использование азота корма, является наличие лекгопереваримых углеводов (сахаров и крахмала). Наиболее эффективно использование азота корма микроорганизмами тогда, когда рацион содержит 120-130 г растворимых сахаров в 1 корм. ед. и такое же или в 2 раза большее количество крахмала. Поэтому в рацион следует вводить корма, богатые легкоферментируемыми углеводами, такие, как свекла, меласса, зерновые концентраты и др. Труднодоступные углеводы — целлюлоза и гемицеллюлоза, являющиеся вместе с лигнином основными компонентами клетчатки, оказываются малоэффективными при использовании азота корма.

Однако следует учитывать, что крахмал различных растений неодинаков как источник энергии для синтеза бактериального белка. Кукурузный крахмал по сравнению с картофельным более эффективен в использовании азота.

Хотя растворимые сахара, как и крахмал, оказывают благоприятное влияние на процессы бактериального синтеза и эффективность использования азота корма, тем не менее лучшие результаты дает применение крахмала. Это связано с тем, что сахара быстро ферментируются в рубце и доступность их как источника энергии для микрофлоры кратковременна. Крахмал же гораздо медленнее гидролизуется микроорганизмами, и постепенно высвобождающаяся глюкоза используется микроорганизмами в качестве источника энергии. Кроме того, при ферментации крахмала рН в рубце снижается до 6,0-6,6, т.е. до величин, наиболее благоприятных для развития пропионовокислых бактерий. Образующаяся при этом пропионовая кислота также улучшает использование азота корма в рубце, так как служит предшественником щавелевой и уксусной кислот, одной из важных кетокислот, из которой образуются такие аминокислоты, как аланин и аспарагиновая кислота. При всасывании в кровь пропионовая кислота оказывает влияние на распад и синтез аминокислот в печени и, таким образом, на их поступление в кровь и использование для синтеза белков молока. Основными лимитирующим биосинтетические процессы в рубце фактором является наличие легкодоступной энергии, но не менее важное значение для эффективного использования азота корма имеет отношение сахара к протеину в рационе. Определено, что наиболее благоприятное влияние на использование азота корма оказывает сахаро-протеиновое соотношение, равное 1,2-1,3.

Большое значение лекгопереваримые углеводы имеют и в усвоении азота синтетических веществ, таких, как мочевина, аммонийные соли и др. Недостаток энергии в составе самой мочевины в значительной мере сказывается на характере и условиях ее применения в кормлении. Уже в ранних исследованиях по применению мочевины было установлено, что ее можно использовать в кормлении как взрослых, так и растущих жвачных животных, однако утилизация азота при этом существенно повышается при добавке к рациону растворимых углеводов. Последующие эксперименты показали, что не все углеводы в равной мере оказывают благотворное влияние на утилизацию мочевины. Оказалось, что лучше используется мочевина для бактериального синтеза в рубце при добавках в рацион мелассы, глюкозы или крахмала. Целлюлоза же не повлияла на степень утилизации мочевины. При этом содержание на рационах с большим количеством злакового сена или соломы снижало утилизацию мочевины. Если же в такие рационы вводили мелассу или крахмал, то эффективность использования азота мочевины повышалась и увеличивался бактериальный синтез в рубце. Влияние углеводов на использование азота мочевины изучалось многими исследователями, которые пришли к общему выводу, что наиболее эффективным углеводом для синтеза бактериального белка при введении в рацион мочевины является крахмал. Благоприятное влияние крахмала на бактериальный синтез связано с его постепенным расщеплением до глюкозы, которая по мере образования используется микроорганизмами в качестве источника энергии. Растворимые сахара также положительно действуют на утилизацию азота мочевины, но они быстро ферментируются до промежуточных и конечных продуктов и микроорганизмы не в полной мере могут их использовать в качестве источника энергии. Однако указанное обстоятельство не помешало в последние годы широко использовать мочевину в составе многокомпонентных жидких добавок с мелассой. Жидкие добавки экономичнее сухих и просты в применении. Они улучшают вкус кормов, а введенные в их состав витамины более стабильны.

Хорошие результаты дает использование мочевины в составе водно-паточных растворов. Для этого одну весовую часть мочевины растворяют в четырех частях воды, а затем при постепенном перемешивании добавляют пять весовых частей свекловичной патоки. В 1 кг такого раствора содержится 100 г мочевины и 500 г патоки. НИИЖ Лесостепи и Полесья УССР предложил следующий рецепт водно-паточного раствора: 43 % — патоки, 43 — воды, 7 — мочевины, 5 — диаммонийфосфата и 2 % натрия сернокислого.

Растворение каждого компонента производится при постоянном помешивании. После этого к водному раствору добавляют патоку.

Раствор скармливают в два-три приема путем сдабривания (опрыскивания) им основных кормов рациона.

В настоящее время принято считать, что на 100 г скармливаемой мочевины в рационе должно быть не менее 1 кг легкопереваримых углеводов, причем 2/3 этого количества должен составлять крахмал и 1/3-растворимые сахара. Для лучшей утилизации азота рациона при введении в него мочевины необходимо также учитывать сахаро-протеиновое соотношение, а также отношение должно быть в пределах крахмала к сахару. При этом сахара-протеиновое соотношение должно быть в пределах 1,2÷1,3:1 и отношение крахмала к сахару — 1÷2:1.