Обоснование необходимости использования  защищённых питательных веществ в составе специальных добавок  при кормлении высокопродуктивных коров

Организм высокопродуктивной  коровы  с удоем более 10000-12000  кг за лактацию  выделяет с молоком и приплодом  столько питательных веществ, сколько по   энергетической ценности   эквивалентно      двум взрослым окормленным быкам массой 400кг каждый. Такой колоссальный  вынос питательных веществ  из организма коровы должен полностью  компенсироваться  притоком  питательных веществ  из пищеварительного тракта посредством  переработки  достаточного и сбалансированного  рациона кормления.

 Несоблюдение этого баланса притока и расходования питательных веществ вследствие  безусловного альтруизма  высокопродуктивных коров по отношению к своему потомству «выкачивает»   запасы  питательных веществ тела, накопленные в предыдущий сухостой и практически губит животное  уже в следующую лактацию.  Это означает, что надо научиться  так кормить дойную корову, чтобы   полностью компенсировать дисбаланс питательных веществ, возникающий  практически всегда , когда  продуктивность животных переваливает за  отметку более 6000 кг молока за 300-305 дней лактации. Только при этом условии корова способна сохранять  нормальный  обмен веществ и продуктивность как минимум на протяжении 5-6 лактаций подряд.  

Чтобы научиться это делать, надо   обеспечить  строгое соблюдение  некоторых     непреложных  особенностей  физиологии пищеварения  высокопродуктивной коровы, которые изменить сложно  и   пока невозможно.

Главной  особенностью физиологии  жвачных и коровы в частности  является наличие у неё сложной пищеварительной системы,  состоящей из  мощного микробного реактора (трёх преджелудков), собственного желудка (сычуга)  и  систем тонкого и толстого кишечника. В отличие от животных с однокамерным желудком (свиньи, птица)  жвачные    основную массу суточного рациона  направляют сначала  в этот самый специфический   микробный реактор  для расщепления  большей части питательных веществ микроорганизмами.

В реакциях брожения  в преджелудках  образуются летучие жирные кислоты, которые всасываются прямо в рубце, являясь весьма весомым  источником  энергии  для жизнедеятельности  коровы и получения от неё молока.

  Однако это лишь небольшая часть расходования питательных веществ корма.     Микроорганизмы рубца  в значительной части  сначала расщепляют  белки корма до аммиака, а потом из него сами  синтезируют   собственный белок. Этот белок  вместе  с телом микробов поступает в сычуг и эффективно  переваривается там и в  кишечнике     примерно также,  как и у  животных не имеющих  многокамерности желудка.

Когда удой коровы переходит за отметку более 25 кг молока в сутки физиология питания жвачных  опять кардинально  меняется. Микробный синтез, как бы велик  объём преджелудков не был  (в норме он  200- 250л)  способен  обеспечить образование не более 2500 г микробного  белка в сутки при массе кровы 650-700 кг. У меньших по массе коров  объём микробного  синтеза ещё ниже и  редко превышает 1500г  в сутки.  Этого количества  белка достаточно для синтеза  только  20-25 кг молока. Но  ведь мы хотим получить удой  35-40 кг в сутки и генетически коровы современных пород  способны на такую продуктивность.

 Для     удоя  выше 25 кг   синтезируемого  микробами белка  становится крайне недостаточно и корова  должна находить и пользоваться  иные   источники  белка для дополнительного синтеза молока после указанной отметки.

Этими источниками  могут быть, прежде всего,  запасные белки тела коровы.   По данным  Балаша А., Батиза Г., Бридла Е. (1994), в теле коровы  за сухостойный период накапливается  около  50-75 кг запасного белка.   Однако, уже за первые  3 недели после отёла корова, независимо от  объёма  собственного   микробного синтеза в преджелудках,  что называется, полностью расправится с этим запасом и о его влиянии на продуктивность до конца лактации можно  будет  просто забыть.

Вторым,  более существенным источником белка кроме микробного, следует  считать   для коровы  протеин корма, не расщепляемый  в преджелудках, а свободно поступающий в сычуг и переваривающийся  там и в кишечнике без  предварительной микробной переработки. Такой белок в мировой практике получил название  «байпас» протеин.  Скорость  переваривания таких белков  выше чем  скорость  образования и использования белков микробных примерно в 1,5-1,8 раза, а степень  потерь на образование аммиака   при этом ниже на 30-80%.  Схематически процесс  поступления  разных по распадаемости протеинов   кормов  в пищеварительную систему  и   усвоения его коровой  можно рассмотреть при анализе  рисунка 1 .

 Рис.1. Схема усвоения протеина кормов  крупным рогатым скотом

Нераспадаемый  в рубце протеин  не подвергается дезаминированию, а значит,  из него не образуется аммиак.  Все входящие  в его состав аминокислоты  сохраняют своё соотношение до момента всасывания, а их потери  в преджелудках сведены к минимуму. Следовательно,  манипулируя составом нераспадаемого протеина можно  добиться   оптимального  соотношения аминокислот, которое   приемлемо для получения максимального удоя.  Сделать это в составе протеина распадаемого нельзя, ибо его аминокислотный состав  определяется исключительно  деятельностью микроорганизмов , слабо подконтрольной влиянию человека.

   В последние годы установлено (Е.Л. Харитонов, 2009) что эффективность преобразования  аминокислот из  «байпас» протеина в молоко  выше чем из  протеина распадаемого как минимум на 20%. При дальнейшем совершенствовании аминокислотного состава  нераспадаемого протеина его  эффективность на образование молока можно будет поднять ещё.  

Прояснение  свойств  различных фракций протеина кормов  обусловило изучение и  определение оптимальных норм  поступления распадаемого и нераспадаемого  протеина в организм коров  в последние два – три десятилетия для получения высокой продуктивности животных.

Оказалось, что  с ростом  продуктивности  дойной  коровы  потребности её  в  сыром протеине и в уровне его распадаемой фракции растут  относительно пропорционально.  В тоже время  рост потребности  крупного рогатого скота в протеине нераспдаемом происходит  быстрее, а соотношение  распадаемой фракции к  нераспадаемой  закономерно росту потребности в белке сужается с 2,75 :1 до  2,0:1  ( Рис.2.).

 Рис.2.  Потребность  коров в протеине разных фракций   в зависимости от уровня удоя  за лактацию (кг)

Анализ значительного количества  рационов кормления высокопродуктивных коров свидетельствует, что  обычным комбинированием  кормов и  традиционных  белковых добавок  добиться баланса по показателю нераспдаемого протеина нельзя практически никогда.  Подавляющее большинство кормов и добавок  растительного происхождения содержат  более 70%  фракции распадаемого  протеина в своём составе.

Все специалисты по расчётам рационов  постоянно сталкиваются с ситуацией дефицита ( нераспадаемго протеина) НРП в рационах высокопродуктивных коров, но  устранить его  практически не могут, а поэтому умалчивают о его  постоянном проявлении.

Однако мы считаем, что    именно дефицит  НРП (нераспадаемого    протеина ) в рационе и  сдерживает  рост удоя  выше предела   значений 25-27 кг  в сутки.  И если при этом отдельные животные всё же  достигают продуктивности  40 кг и выше, их такая способность  быстро и резко   в течении 5-8 недель угасает. Но  при этом  дисбалансе  фиксируется резкое снижение  упитанности животного, падение иммунитета.  Заканчивается это, как правило,   развитием кетоза, жировой дистрофией   печени и выбраковкой  скота  на вторую максимум на третью лактацию.  Такой картины событий не выдерживает ни одна  экономика  ведения молочного скотоводства.  

 Учитывая это, боле двух десятков лет мировая наука и практика, образно  говоря,   бьётся над проблемой   обеспечения  жвачных нераспадаемой  в рубце  фракцией протеина. Главным направлением этой работы является создание  эффективных белковых добавок  содержащих максимальное количество  защищённого  от действия  микроорганизмов преджелудков  белка.  Однако задача оказалась весьма и весьма сложной.

Не распадаясь под действием микроорганизмов в рубце  белки  таких добавок в тоже время, должны хорошо перевариваться в кишечнике коров, а их продукты  расщепления аминокислоты легко всасываться в тонком кишечнике.   Для обеспечения этого условия  в качестве сырья чаще   используют  максимально полноценный  по аминокислотам  белок соепродуктов.  Его подвергают  специальному структурированию  и  тепловой обработке ( Е.Л.Харитонов, 2006;                                                     ).

Успехи этих изысканий  ознаменовались   появлением на рынке  так называемых «by pass» добавок   белка  на основе  зерна сои (  на пример,  добавка Белкофф и др.).

Есть данные о попытках использования  в качестве белковой основы  «by pass» продуктов  семян  сорго и рапса, подсолнечного и льняного  шротов,  кукурузного глютена  (                                  ).

Тем не менее, практика использования указанных выше продуктов  оказалась  в ряде случаев  неубедительной. Более того,   применение таких добавок часто  усугубляет  нарушения обмена веществ,  вызывая не столько спад  проявления кетозов и других обменных расстройств, как наоборот,  возрастание их частоты и при этом  на фоне  заметного    роста  молочной продуктивности.   В результате  повышение молочной продуктивности на определённом этапе  лактации коров  не решает проблему в корне. Такая прибавка удоя часто  оборачивается    существенным снижением  продолжительности  хозяйственного использования животных  ещё,  полностью нивелируя экономику   возрастающего  продуктивного эффекта.

Чтобы разобраться в столь необычной реакции  коров на  применение ряда  уже известных  «by pass»  продуктов следует понять, что  дополнительный поток аминокислот  в кишечник и увеличение его  фонового запаса в крови , способного превратиться в белок молока, должно сопровождаться   наличием дополнительного  количества энергии, источником которой может быть  только  глюкоза.  Параллельно с функцией источника энергии ,глюкоза является предшественником синтеза лактозы, уровень которой в молоке всегда относительно стабилен.  Корова может произвести молоко с   высоким или низким уровнем белка, высоким или низким уровнем жира, но при этом  уровень лактозы (молочного сахара) в нём остаётся практически неизменным всегда. Это значит, что прибавка удоя     в первую очередь зависит от  количества дополнительно синтезированной лактозы, а  не белка и жира.   В вымени лактоза синтезируется только из глюкозы, поэтому чем больше  запас глюкозы в крови, тем больше удой коровы.  Введено даже понятие  «глюкозное поле коровы».

Поступление дополнительных аминокислот  при всасывании за счёт«by pass»  продуктов    в кишечнике без дополнительного  притока энергии в виде глюкозы  заставляет  организм использовать  часть этих аминокислот не на структурные, а на энергетически цели.  Аминокислоты  расщепляются  в   цикле трикарбоновых кислот  в клетках тела  с образованием  макроэргических соединений используемых как источник энергии.   Было бы полбеды, если бы этим и заканчивалась   негативная сторона такого нежелательного  расходования  аминокислот.   В процессе извлечения энергии из аминокислот в большом количестве образуется  мощный  нутриент  - ацетил-коэнзим Q , избыток которого  приводит к синтезу из него кетоновых тел (ацето-уксусной кислоты,  и далее ацетона).  Вот поэтому  применение «by pass»  добавок  часто заканчивается не ослаблением,  а  наоборот нарастанием частоты и силы  проявления кетоза.

Учитывая это  следует понять , что  вместе с дополнительным потоком  аминокислот , созданным наращиванием уровня нерасщепляемого протеина специальными добавками  надо  обязательно позаботиться  об  увеличении поступления энергии  в кровь и исключительно в виде  дополнительного количества глюкозы.

 Сделать это не просто, т.к. рубцовая ферментация  сбраживает углеводы корма с образованием не глюкозы, а  летучих жирных кислот (ЛЖК).

 Вот поэтому в последнее время появилось мнение, что   одним из условий  эффективного использования дополнительного фона аминокислот кишечника  является  увеличение  поступления  в кровь дополнительного количества глюкозы (                                           ).

Сделать это можно, если  в состав добавки «by pass»  включить не только  нераспадаемые белки но и крахмал, который как и белки сможет  избежать распада в преджелудках и поступить   в кишечник, где под действием амилаз двенадцатиперстной кишки и кишечного сока  превратится в глюкозу . Последняя вместе с  дополнительным резервом  аминокислот  будет  всасываться в кровь и поступать вместе с ним в вымя в качестве предшественников молока. Только в этом случае физиологический процесс  молочного синтеза полностью войдёт в норму, а запасы  энергии и белка тела   стабилизируются. Такой двойной источник дополнительных аминокислот и  одновременно глюкозы  послужит  фактором  стабилизации работы печени, а значит, позволит  сохранить здоровье коровы  не только в текущую, но и последующие  лактации.

Именно такая  гипотеза   нормального физиологического процесса заставила  ряд исследователей заняться проблемами, так называемого, транзитного крахмала (       )

Нами разработан  уникальный состав и    технология  производства  кормовой добавки  для коров с защищёнными питательными веществами на основе естественных кормовых продуктов – соевого шрота и   гороха, из которых предварительно приготовлены специальные концентраты  ( соевый текстурат, Амилон) .    Добавка кардинально отличается от  существующих  мировых аналогов, т.к.  содержит в своём составе  защищённый от распада в рубце  белок  и проходной крахмал одновременно и в определённом с ним соотношении.  Защита  белка и крахмала  от распада в рубце   осуществляется за счёт управляемой тепловой обработки  и  специальной очистки  и концентрирования   исходных кормовых продуктов.

 В составе  соевого текстурата содержится 49,3% сырого протеина,   распадаемость  в рубце  не превышает 14,5%, а это  означает,  что 86,5% сырого протеина продукта  попадает в сычуг, минуя преджелудки в   неизменном виде с сохранением исходной  аминокислотной структуры.

Вторая составляющая  добавки – Амилон, концентрат  горохового крахмала, содержащий 54,8% крахмала  58,9% из которого  не расщепляется в рубце.

 Это означает, что каждый килограмм  соевого текстурата  несёт  в своём составе  426 г нераспадаемого протеина, а каждый килограмм  Амилона  - не менее  322 г проходного крахмала.

Показатели питательности   готового полученного кормового продукта  приведены в таблице 1.

Таблица 1

Питательность   исходных компонентов  и  готовой  комплексной кормовой добавки  защищённого от распада в рубце протеина и крахмала.

Данные таблицы 1 свидетельствуют, что  разработанные приёмы  воздействия на  соепродукты и горох   проводит к резкому росту  выхода белка,  попадаемого для усвоения в  тонкий кишечник и энергии  в виде глюкозы . В результате  чистая энергия лактации  возрастает до отметки 8,22 Мдж в 1 кг. 

В результате  белок добавки не расщепляется в преджелудках и полностью сохраняет свою полноценную  аминокислотную структуру, а расщеплённые аминокислоты, всасываясь формируют  дополнительный фон белка идущий на синтез молока.

Крахмал добавки   быстро попадает в сычуг и кишечник, не задерживаясь в рубце. Это его свойства исключает  дополнительное образование из него молочной кислоты в преджелудках, что исключает его  участие  в закислении  рН рубца  и  разрушении его всасывающей поверхности.  Наоборот расщепление крахмала по типу животных с однокамерным желудков в кишечнике становится главным источником глюкозы. Следовательно, дополнительный проходной крахмал , как непосредственной источник  глюкозы крови может  выступать как  средство пополнения энергии в межуточном обмене , создавать условия для  профилактики кетоза  и обеспечивать  существенный  дополнительный синтез лактозы в вымени, что  закономерно отражается на росте удоя коровы .

Добавка  вводится в рацион коровы  в дозе 1 кг на голову в сутки   на протяжении  транзитной  фазы сухостойного периода  и всю транзитную  фазу  после отёла коровы  в дозе 1.5-2 кг на голову.  Она полностью окупается  повышением удоем  и позволяет получить дополнительно   1500-2200 кг молока за лактацию.

Кроме того, добавка служит действенным  фактором  профилактики кетоза коров, гепатоза печени, устранения синдрома мобилизации жира в организме и  обеспечивает нормализацию воспроизводительной функции,  повышая сроки хозяйственного использования животных  как минимум на 1-2 лактации.