Биологическая роль протеина и аминокислот и их нормирование

11.02.2014

Белки — сложные полимерные соединения, состоящие из углерода (50—55%), водорода (5,5—7%), азота (15—19%), кислорода (21—24%) и серы (0,5—2,5%). Ряд специфических белков, входящих в состав животных и растительных тканей, содержит в небольшом количестве фосфор, йод, цинк, железо и некоторые другие элементы. Важный в составе белков элемент — азот, что отличает их от углеводов и жиров (безазотистые соединения).
Все белки животного и растительного происхождения состоят из аминокислот. В природе обнаружено более 150 различных аминокислот, но лишь 25 из них входят в состав белков. У каждого вида животных свои специфические белки различного качества, что определяется составом аминокислот.
Биологическая роль и функции белков в организме животных и растений исключительно многообразны. Макромолекулы белков— обязательный компонент всех биологических структур организмов (отдельных органов, клеток, субклеточных элементов, их биомембран) и существенно различаются по таким показателям, как размер, молекулярная масса, физико-химические и физиологические свойства. Белки являются составными частями ферментов и гормонов. Важное свойство белка — способность трансформироваться в обмене в углеводы и жир, которые не могут служить материалом для образования белка.
Белок продукции — яиц и мяса — строится только из белка корма, с чем связана его важнейшая роль в нормировании питания птицы.
Теоретическими расчетами и экспериментальными исследованиями установлено, что затраты протеина на поддержание жизненных процессов у кур-несушек живой массой 1,7—1,9 кг составляют около 3 г (по 250 мг азота или 1,56 г протеина на 1 кг массы тела), 0,15 г серосодержащих аминокислот и 0,05 г лизина.
На прирост 1 г массы тела затрачивается в среднем 0,4—0,5 г кормового протеина, 0,02 — лизина и 0,01 г серосодержащих аминокислот при среднем содержании протеина 18% и усвояемости аминокислот из корма 85%.
На биосинтез 1 г яичной массы необходимо 135,5 мг кормового или 120 мг усвояемого протеина. В то же время с одним яйцом массой 58 г из организма курицы выделяется около 7 г белка, 0,24 — метионина, 0,17 — цистина и 0,24 г лизина.
Конверсия протеина кормов в белки съедобных частей тушек цыплят-бройлеров в среднем составляет 15—20%, а в бедки яйца— 20—25. Поэтому рациональное нормирование протеина в рационах и пути повышения его использования птицей имеют важное значение в снижении затрат на производство единицы продукции птицеводства.
Аминокислоты подразделяются на две группы — заменимые и незаменимые. К незаменимым относятся лизин, метионин, цистин, триптофан, аргинин, гистидин, лейцин, изолейцин, фенилаланин, треонин, валин. Эти аминокислоты не синтезируются в организме, поэтому должны поступать с кормом. Однако дефицитными из них в современных рационах можно признать только три аминокислоты: лизин, метионин и цистин. Незаменимыми аминокислотами наиболее богаты корма животного происхождения, поэтому они считаются более полноценными в сравнении с растительными.
Большинство природных аминокислот и все аминокислоты, выделенные из белков тканей животных и высших растений, по типу строения относятся к L-ряду (форме). Аминокислоты, встречающиеся в составе специфических пептидов (ряда антибиотиков), синтезируемых различными бактериями и грибами и не входящих в белки животных и высших растений, относятся к D-ряду.
Аминокислоты D-ряда плохо усваиваются животными, а в повышенных дозах токсичны.
Установлено, что уже при 16% протеина в рационе, сбалансированном включением 6% животного корма, обеспечивается потребность кур во всех незаменимых аминокислотах. Незначительный дефицит цистина покрывается метионином. Нельзя не обратить внимания на большой избыток таких аминокислот, как гистидин, изолейцин, фенилаланин, треонин и валин. Для нейтрализации излишка аминокислот организм должен произвести определенные непроизводительные затраты. В связи с этим встает вопрос о необходимости перехода к нормированию для птицы аминокислот. При этом существующие нормы сырого протеина оказываются завышенными на 15—20%.
В многочисленных исследованиях отдела кормления ВНИТИП показана возможность снижения содержания сырого протеина в комбикормах при использовании добавок синтетических аминокислот, в частности лизина и метионина. При отсутствии в комбикормах источников животного протеина, нормы содержания лизина и метионина в рационах должны быть более высокими по сравнению с комбикормами, в состав которых входят корма животного происхождения. Это связано с тем, что переваримость отдельных аминокислот из растительных кормов ниже, чем из кормов животного происхождения. Так, из комбикормов, в состав которых включали корма животного происхождения, птицы переваривали более 83% всего лизина, а из чисто растительных рационов такой же питательности переваримость лизина колебалась в пределах 63—76%. Введение в комбикорм минимального количества (2%) протеина за счет кормов животного происхождения и балансирования содержания в рационе лизина и метионина за счет добавок синтетических аминокислот улучшало переваримость лизина до 82%.
Аминокислотный состав кормов — важный показатель их питательности. Однако данные по валовому содержанию в кормах аминокислот не позволяют судить о доступности последних. Под доступностью понимают относительное количество аминокислот, выраженное в процентах, которое может быть использовано птицей для нужд организма. На доступность аминокислот влияет ряд факторов: вид корма, методы консервирования и обработки кормов, наличие в них инактивирующих веществ, вид и возраст птицы, интенсивность ее продуктивности, условия содержания и др. О доступности аминокислот можно судить по их переваримости.
Тепловая обработка кормов снижает доступность аминокислот: при жестких температурных режимах (120—130°С и выше) доступность лизина и других аминокислот уменьшается на 12— 50%. В то же время тепловая обработка соевого шрота разрушает содержащие в нем ингибиторы протеаз и тем самым повышает его кормовую ценность и доступность аминокислот для птицы.
Корма различаются и по доступности отдельных аминокислот. Зерно кукурузы характеризуется более высокой доступностью аминокислот, чем зерно сорго, так как в последнем содержатся танины, ухудшающие переваримость аминокислот. В свою очередь, доступность аминокислот в зерне кукурузы ниже, чем в овсе и просе. По биологической ценности протеина злаковые культуры можно расположить и такой убывающей последовательности: овес, ячмень, пшеница и кукуруза.
Протеин всех зерновых кормов лимитирован по лизину и метионину с цистином. Протеин подсолнечного шрота и жмыха лимитирован по лизину, а в некоторых случаях и по метионину, доступность которых при производстве этих кормов существенно снижается. Включение в состав комбикормов соевого шрота и зернобобовых требует обогащения рационов синтетическим метионином (0,7—1,5 кг/т). Корма животного происхождения часто бедны метионином.
Корма, используемые в птицеводстве, по доступности незаменимых аминокислот можно разделить на три группы:
- с высокой доступностью аминокислот (более 90%) — корма животного происхождения, дрожжи кормовые, дерть из зерна ячменя, овса, пшеницы и риса, шроты соевый тостированный и подсолнечный;
со средней доступностью аминокислот (80—90%) — корма животного происхождения, полученные при высокотемпературных режимах обработки (например, мясокостная мука), зерно кукурузы, травяная мука из люцерны и клевера, шроты арахисовый и хлопковый обезгоссиполенный, сухая барда, отруби пшеничные, зерно пшеницы морозобойной и дефектной;
- с низкой доступностью аминокислот — травяная мука из трав поздних сроков уборки, кровяная и перьевая мука,отруби пшеничные грубые, соевая мука, шрот из крестоцветных, зерно сорго.
Обогащение комбикормов, в состав которых входит значительное количество кормов с низкой доступностью аминокислот (зерно сорго), L-лизином монохлоргидратом (800 г/т) и DL-метионином (450 г/т) повышало на 4—5% конечную живую массу цыплят-бройлеров и снижало на 2—3% затраты корма на единицу прироста живой массы.
Недостаток аминокислот в комбикормах или низкая их доступность быстро отражается на продуктивности птицы и эффективности корма. При этом снижение продуктивности пропорционально дефициту наиболее лимитированной из аминокислот комбикорма. При незначительном недостатке в комбикорме аминокислот для удовлетворения потребности в них птица поедает больше корма. В результате при одинаковом уровне продуктивности затраты корма на единицу продукции возрастают. Так, при скармливании комбикорма с 0,47% метионина и цистина от каждой несушки было получено 216 яиц и затрачено на десяток яиц 1,57 кг корма, а при увеличении в этом же комбикорме уровня метионина с цистином до 0,53% за счет синтетического метионина продуктивность кур почти не менялась (214,4 яйца), а затраты корма снизились до 1,49 кг.
Таким образом, правильно используя синтетические препараты лизина и метионина для обогащения комбикорма без снижения продуктивности птицы, можно сократить расход кормов и сырого протеина, в том числе и животного происхождения, на единицу получаемой продукции.
Рекомендуемые уровни протеина и аминокислот в комбикормах для птицы приведены в табл. 69.