Ферментные добавки: как они улучшают пищеварение и усвоение корма
Что такое ферментные добавки?
В круг задач животноводства и птицеводства на современном этапе входит сокращение потери питательной ценности кормов. Этого можно достичь благодаря улучшению переваримости кормов и лучшему усвоению питательных веществ. При этом важную роль играют ферментные добавки, которые помогают оптимизировать питание животных и повышают эффективность использования кормов.
Ферментные добавки содержат ферменты, предназначенные для улучшения процесса переваривания корма. Они подразделяются на несколько основных видов, в зависимости от типа веществ, включенных в их состав. Чаще всего используется амилазные, протеазные, липазные и целлюлазные ферменты для жвачных животных и сельскохозяйственной птицы. Каждый из них выполняет свою уникальную функцию, расщепляя специфические компоненты корма.
Ферменты, или энзимы, — специфические белки, которые катализируют различные процессы в живых организмах и являются обязательными участниками пищеварительного процесса. Они могут состоять из одного белка или включать небелковую часть из ионов металлов и углеводов, нужных для работы ферментов.
Фибринолитические энзимы, такие как целлюлазы и гемицеллюлазы, активно применяются в питании скота для увеличения переваримости клетчатки. Они расщепляют волокна и способствуют развитию микрофлоры рубца, благодаря чему питательные вещества лучше всасываются. Этот эффект достигается благодаря усилению активности микроорганизмов, участвующих в синтезе летучих жирных кислот, в частности пропионовой и уксусной, являющихся важными источниками энергии.
Протеазы — ферменты для животных, которые применяются для более эффективного расщепления и утилизации белков, что облегчает усвоение аминокислот. Однако важно контролировать их использование, так как переизбыток белка может привести к нарушениям обменных процессов, поражению печени и сокращению периода продуктивной эксплуатации скота. Более того, усиление выделения азота негативно сказывается на окружающей среде.
Амилазы улучшают усвоение углеводов, включая крахмал, содержащийся в зернах кукурузы и ячменя. Они улучшают процесс расщепления крахмала до олигосахаридов. Добавление амилазы предупреждает развитие ацидоза и улучшает энергетический обмен. Олигосахариды могут стать эффективным источником энергии для фибринолитических микроорганизмов. За счет оптимизации микрофлоры можно сократить период переваривания клетчатки, что повысит общую усвояемость кормов.
Липазы участвуют в переваривании жиров и играют ключевую роль в метаболизме жирорастворимых витаминов.
Источники ферментов — бактерии и грибы. Ферментные препараты производят из следующих бактерий — Bacillus subtilis, Lactobacillus acidophilus, L. plantarum, и Streptococcus faecium. Также используют грибы — Aspergillus oryzae, Trichoderma reesei, и Saccharomyces cerevisiae. Продуценты культивируют, а их метаболитыприменяют для получения энзимов. Культуральные жидкости тщательно очищают, сушат и включают в состав кормовых энзимных добавок.
Как работают ферментные добавки?
В отличие от гормонов и биологических стимуляторов, энзимы влияют не на сам организм, а на кормовые компоненты. Они не накапливаются в организме и продуктах сельского хозяйства. Роль ферментов в организме заключается в их способности расщеплять или синтезировать вещества, при этом оставаясь неизменными. Их функция в пищеварительном процессе не меняется: они не входят в состав конечных продуктов реакций и сохраняются в изначальном количестве после переваривания.
Для повышения экономической эффективности хозяйств зачастую прибегают к более дешевым комбикормам, которые хуже усваиваются животными из-за большого содержания антипитательных факторов, таких как некрахмалистые полисахариды (НПС) и фитаты. Ферментные препараты для животных в комбикормах помогают инактивировать антипитательные вещества, повышая переваримость питательных компонентов рациона.
У моногастричных животных мало своих энзимов, которые могут переваривать некрахмалистые полисахариды. НПС мешают переваривать другие питательные вещества — они образуют вязкий раствор, обволакивающий гранулы белков и углеводов. В результате питательные вещества не усваиваются, а становятся пищей для патогенных микроорганизмов.
Соли фитиновой кислоты, фитаты, содержатся во всех растительных кормах, особенно много их в злаках, бобовых, жмыхе и шроте. Несмотря на то, что в фитатах находится большое количество фосфора, они плохо усваиваются птицей. В результате возникает необходимость в дополнительных источниках фосфора, что приводит к увеличению расходов на кормление. Фитаты создают соединения с минералами и аминокислотами, что снижает их усвояемость. Чтобы устранить эту проблему, в состав комбикормов включают добавки на основе фитазы, которая способствует расщеплению фитатных связей.
Ферменты для пищеварения животных разработаны с целью повысить усвояемость отдельных компонентов корма, для расщепления которых у животных отсутствует достаточное количество собственных энзимов. Кроме того, они позволяют увеличить процент введения недорогих кормов с высоким содержанием антипитательных факторов, без ущерба для здоровья и продуктивности.
Преимущества использования ферментных добавок
Включение энзимов в рацион сельскохозяйственных животных и птиц имеет беспорное преимущество. Кормовые ферменты повышают продуктивность животных, улучшают усвояемость кормов, что позволяет составлять рационы более эффективно, и положительно влияют на здоровье поголовья.
Важная задача, которую выполняют ферментные добавки — повышение усвояемости кормов благодаря их способности расщеплять сложные компоненты на более простые, которые легче усваиваются. В результате, питательные вещества используются намного эффективнее, что ведет к повышению общей продуктивности.
Каким образом действуют ферментные добавки? Они работают на нескольких уровнях, улучшая свойства корма до его потребления и оптимизируя рубцовое и послерубцовое пищеварение. Ферменты способствуют лучшей сохранности корма и его консистенции, образованию растворимых углеводов и устранению барьеров, мешающих микробиальному расщеплению в рубце.
Сахара выделяются из-за разложения субстрата и увеличения растворимости клетчатки. В рубце корм подвергается воздействию ферментов, которые активизируют процесс пищеварения при взаимодействии с микроорганизмами, что повышает активность ксиланазы и целлюлазы.
Ферменты продолжают действовать и в нижних отделах кишечника, участвуя в пострубцовом переваривании клетчатки и улучшая усвоение питательных веществ в нижних отделах за счет уменьшения вязкости пищи. Они также способствуют более быстрому разложению помета.
Снижение расхода кормов без потери продуктивности является еще одним значительным преимуществом. Благодаря улучшению усвояемости, животные могут получать необходимые питательные вещества из меньших объемов корма. Это не только способствует экономии на приобретении кормов, но и снижает нагрузку на пищеварительную систему.
Ферменты в сельском хозяйстве позволяют по максимуму использовать дешевые труднопереваримые корма, что также дает возможность сэкономить на этой статье расходов. Благодаря энзимам, в рацион животных и птиц можно включать различные шроты, сорго, травяную муку, а также заменять более дорогую пшеницу на ячмень и рожь. Это позволит снизить себестоимость корма до 15%.
Улучшение здоровья пищеварительной системы — еще один важный аспект, на который благоприятно влияют ферментные добавки. За счет более эффективного переваривания корма, снижается риск возникновения различных заболеваний желудочно-кишечного тракта. Здоровая пищеварительная система способствует укреплению иммунитета, улучшению здоровья и устойчивости к стрессам.
Использование ферментных добавок приносит пользу животным и выгоду фермерам. Эти добавки не только повышают показатели здоровья и производительности, но и способствуют более эффективному использованию кормовых ресурсов, что в конечном итоге улучшает экономическую эффективность сельского хозяйства в целом.
Особенности выбора и применения
В настоящее время рынок ферментных добавок чрезвычайно разнообразен, что вызывает у потребителей сложности в выборе подходящего продукта. Качество ферментных препаратов вызывает множество вопросов, так как действующие национальные и международные стандарты не охватывают весь ассортимент ферментных добавок, которые производятся в России и мире. В России зарегистрировано не менее 80 видов ферментных препаратов, выпускаемых как отечественными, так и зарубежными компаниями.
Существует большое количество ферментных препаратов с похожим назначением, которые были разработаны разными фирмами, из-за чего возникли технические сложности, связанные с оценкой их качества и эффективности. Основная проблема заключается в том, что сравнение многочисленных ферментных препаратов на рынке затруднено.
Ферментные препараты имеют различную степень активности, и производители указывают их специфическое действие, опираясь на методики оценки ферментативной активности. Активность определяется множеством факторов, включая выбранный штамм микроорганизма, питательный субстрат и условия культивирования. В результате энзимы, полученные даже от одного и того же вида микроорганизмов, могут значительно различаться по характеристикам.
Активность ферментов в сельском хозяйстве обозначается в единицах действия — ед./г или ед./мг. Однако разные производители могут применять различные методы для оценки ферментативной активности. Подбор добавки усложняется тем, что для полного переваривания сложных кормов, таких как сено и зерно, необходимо множество разных энзимов, а их комплексное влияние изучено недостаточно. Наличие нескольких энзимов в добавке предпочтительнее, но это затрудняет контроль качества.
Специалисты разрабатывают специальные таблицы, в которых указаны стандартные значения ферментативной активности. Эти таблицы помогают в составлении экономически выгодного рациона. Для облегчения и ускорения расчета норм введения некоторых веществ разработаны специализированные программы и онлайн-сервисы.
Выбор добавки требует учета нескольких ключевых факторов. Прежде всего, необходимо учитывать вид животных, для которых предназначены ферментные добавки. Разные виды имеют различную физиологию и пищеварительные системы, что влияет на эффективность тех или иных ферментов. Например, добавки, подходящие для жвачных, таких как коровы и овцы, отличаются от тех, которые эффективны для моногастричных, таких как свиньи и птицы.
Дозировка и методы внесения ферментных добавок тоже существенно влияют на их эффективность. Оптимальная доза зависит от нескольких факторов, включая концентрацию активного фермента в добавке, тип и состав корма, а также физиологические особенности животных. Необходимо тщательно следовать рекомендациям производителя и консультироваться с ветеринаром или специалистом по кормлению для определения правильной дозировки.
Методы внесения ферментных добавок могут включать их добавление непосредственно в корм, что является наиболее распространенным способом, или использование премиксов. Кроме того, современные технологии позволяют использовать ферментные добавки в форме капсул или гранул, что защищает активные компоненты от разрушения в процессе производства корма и хранения.
Роль ферментных добавок в современном животноводстве
Использование энзимных добавок дает значительные экономические преимущества для фермеров. Их введение в рацион скота и птицы позволяет существенно снизить затраты на корм. За счет оптимизации процесса пищеварения повышается усвояемость питательных веществ, что ведет к снижению необходимости в большем количестве кормов. Таким образом, фермеры могут уменьшить свои затраты и добиться более высокой конверсии корма, получая больше продукции при тех же ресурсах.
Кормовые ферменты способствуют улучшению продуктивности животных. Первые подтверждения того, что они увеличивают привесы и кормовую конверсию мясного скота, были получены в результате серии экспериментов, проведенных в 60-е годы 20 века. С тех пор ежегодно проводятся эксперименты и исследования, которые направлены на выявление механизмов действия энзимов.
В птицеводстве использование энзимных препаратов может привести к увеличению яичной и мясной продуктивности, что напрямую отражается на прибыли фермеров. Улучшение качества продукции, будь то молоко, мясо или яйца, также увеличивает конкурентоспособность фермеров на рынке и позволяет им устанавливать более высокие цены на свою продукцию.
При подборе фермента важно учитывать вид корма, так как это имеет огромное значение. Одни и те же энзимы могут по-разному влиять на продуктивность в зависимости от рациона. Например, смеси препаратов с ксиланазой, целлюлазой и целлюлозой способны повысить среднесуточный привес у бычков, которых кормят сеном из люцерны и тимофеевки, но не показывают улучшение при использовании ячменного силоса.
Энзимы по-разному взаимодействуют с сухими и свежими кормами, а также с силосными заготовками. Эффективность применения ферментов в кормлении жвачных зависит от множества нюансов, поэтому необходимо понимать механизмы их действия по лучшему усвоению питательных веществ для достижения стабильного улучшения показателей.
Роль ферментов в организме животных заключается в ускорении химических реакций, необходимых для переваривания пищи. При выборе ферментных добавок следует принимать во внимание антипитательные факторы, которые ухудшают переваривание корма. Например, в свежем зерне содержится много некрахмалистых полисахаридов, что повышает вязкость химуса и может привести к снижению усвоения энергии и белка, что в конечном итоге уменьшает продуктивность. Поэтому рекомендуется использовать зерно после его полного созревания — не ранее 3-4 месяцев после сбора. Если нет возможности ждать, следует применять ферменты в повышенной дозировке, в 1,5-2 раза больше стандартной.
При изготовлении премиксов следует добавлять энзимы с низкой окислительной активностью или уменьшать срок хранения тех премиксов, которые включают активные ферментные составы.
Влияние на экологическую устойчивость
Энзимы также играют важную роль в улучшении экологической устойчивости сельскохозяйственного производства. Благодаря повышенной усвояемости корма снижается количество недоиспользованных питательных веществ, что уменьшает уровень загрязняющих выбросов в окружающую среду.
Ферменты помогают сократить количество отходов, выбрасываемых животными, что ведет к уменьшению выбросов аммиака и парниковых газов, таких как метан и углекислый газ. Такие изменения имеют как локальное, так и глобальное значение, поскольку они помогают смягчить проблему изменения климата и улучшить экологию на фермах.
Из-за того, что до сих пор не разработаны стандартные методы оценки качества коммерческих ферментных препаратов, сложно оценить количество фермента рационе. Важно разработать стандартизированные методы определения активности фермента, которые можно использовать в любой лаборатории с получением одинаковых результатов.
Несмотря на это современные технологии создания ферментных препаратов не стоят на месте. Ученые работают над разработкой активных препаратов с высокой эффективностью, которые позволяют улучшить усвояемость питательных веществ и способствуют повышению продуктивности домашних животных.
Преимущества интеграции ферментов в кормовые смеси заключаются не только в улучшение кормопригодности и увеличении прироста веса у сельскохозяйственных животных, но и снижении негативного воздействия на окружающую среду. За счет более полного усвоения питательных веществ уменьшается количество экскрементов и выброс вредных соединений в почву и водоемы.
Инновации в области ферментных добавок открывают новые горизонты и возможности для повышения экономической эффективности и экологической устойчивости сельскохозяйственного производства. Разработки в области ферментных препаратов постоянно совершенствуются. Современные методы биоинженерии позволяют создавать энзимы с улучшенными характеристиками — более стабильные при различных температурах и уровнях pH, что делает их использование экономически выгодным.
Производители кормов активно исследуют ферменты и их свойства, создают эффективные комбинации ферментов, чтобы найти наилучшие решения для повышения эффективности производства животноводческой продукции.