Физиологические основы применения ферментных препаратов в рационах продуктивных животных

Уровень продуктивного действия кормов рациона определяется, прежде всего, степенью гидролиза питательных веществ, поступающих в организм животных с кормами. Применение ферментных препаратов микробного происхождения, расщепляющих высокомолекулярные соединения до легкоусвояемых форм, позволяет значительно повысить степень гидролиза питательных веществ корма, а, следовательно, и продуктивность животных при том же расходе кормов.

Ферменты (синоним энзимы) - это специфические белки, биокатализаторы, которые в значительной мере ускоряют ход биохимических реакций. Ферменты в отличие от гормонов и биостимуляторов действуют не на организм животных, а на компоненты корма в ЖКТ, они не накапливаются в организме и продуктах птицеводства и животноводства. Расщепляя или синтезируя в-ва, сами ферменты могут не изменяться. Они не входят в состав конечных продуктов реакции, не расходуются в процессе их и после окончания остаются в прежнем количестве.

В животноводстве ферментные препараты используются для приготовления кормов, это дает возможность получить более высокие приросты живой массы с меньшими затратами кормов (затраты корма снижаются на 6-14% на 1 кг прироста массы). В ветеринарной практике широко применяют литические ферменты разрушающие клеточные оболочки кормовых дрожжей, микроорганизмов, яиц гельминтов и грибов (лизосубтиллин, фермосорб, колитин Гзх, ренин Гзх, лизоцим Гзх и другие.

Многие ферменты обладают противовоспалительным действием. Они рассчепляют денатурированные белки мертвых тканей, которые являются источником образования различных токсинов.

Для нужд с/х промышленность выпускает ферментные препараты грибного и бактериального происхождения. Первые получают поверхностным методом выращивания и их обозначают буквой П, вторые -- глубинным и обозначают буквой Г.

Существует клиническая классификация ферментов и классификация по их применению:

1. Препараты, применяемые преимущественно при гнойно- некротических процессах (трипсин, химотрипсин, химопсин, рибонуклеаза, дезоксирибонуклеаза, коллогена)

2. Фибринолитические препараты (фибринолизин, стрептолиаза, стрептодеказа и др.)

3. Ферм. препараты, улучшающие процессы пищеварения (пепсин, сок желудочный натуральный, абомин, панкреатин, пепсидил и др.)

4. Разные ферментные препараты (лидаза, ронидаза, пенициллиназа и др.).

Например, фермент уреаза осуществляет гидролиз мочевины на аммиак и углекислый газ. Фермент лактаза расщепляет только молочный сахар. Большая группа ферментов обладает относительной специфичностью. К ним, в частности, относятся эстеразы, катализирующие гидролиз сложных эфиров. Второй пример можно привести по действию протеолитических ферментов в желудочно-кишечном тракте животных. Так, пепсин расщепляет большое количество белков, но действует на пептидную связь, соединяющую, с одной стороны, аминокислотный остаток, имеющий свободную карбоксильную группу, с другой стороны, аминокислотный остаток ароматической аминокислоты. Химотрипсин и трипсин расщепляют пептидные цепи в разных местах, отличающихся оттого места, на которое действует пепсин. Аминопептидазы отрывают одиночные аминокислотные остатки от того конца пептидной цепи, на котором есть свободная аминогруппа, а карбоксипептидазы действуют на другой конец, где находится свободная карбоксильная группа. Следовательно, только комбинированное действие указанных ферментов расщепляет белки до конечных продуктов — аминокислот.

Примеры ферментных препаратов:

Протосубтилин Г3х представляет собой комплексный ферментный препарат протеолитического действия, получаемый посредством высушивания на распылительной сушилке культуральной жидкости при глубинном культивировании Bacillus subtilis, имеющий протеазную, глюканазную, амилазную активность. Применяется с целью улучшения доступности белковых компонентов, в первую очередь, растительного происхождения. Расщепляя высокомолекулярные белки, протосубтилин увеличивает в корме содержание доступных пептидов и аминокислот.

Роксазим G2 представляет собой мультиэнзимный ферментный препарат, имеющий целлюлазную, глюканазную и ксиланазную активность, а также экзогенные ферменты (альфа-амилаза, протеаза, липаза), полученные микроорганизмом Trichoderma longibrachiatum.

Ронозим VP (СТ) - карбогидразный препарат, полученный путем глубинной ферментации микроорганизмов Aspergillus aculeatus. Этот мультиферментный комплекс гидролизует широкий спектр углеводных полимеров, так как обладает пентоназной, ß -глюканазной, гемицеллюлазной и пектиназной активностью.

Механизм действия препаратов роксазим G2 и ронозим VP заключается в гидролитическом расщеплении высокомолекулярных некрахмалистых полисахаридов (НПС) - глюканов, ксиланов, арабиноксиланов, которые в большом количестве содержатся в зерновых и соевом шроте.

20. Биоэлементы: физиологическая роль в животном организме

Биоэлементы - элементы макро (Ca, P, Mg, Fe) и микро, которые бывают в дефиците. Цинк и медь - коферменты многих элементов. Например, йод входит в состав гормонов щитовидной железы.

Минеральные вещества (биоэлементы) входят в состав структурных элементов тела животного. Каждая клетка содержит те или иные минеральные элементы. Образование новых клеток у растущих животных невозможно без отложения в них минеральных веществ. Эти отложения содержатся главным образом в костях и других тканях организма.

Минеральные вещества необходимы для синтеза жизненно важных соединений и входят в состав молекул сложных органических структур. Например, железо корма совместно с медью и марганцем идет на построение гемоглобина крови, благодаря которому в организме происходит перенос кислорода и углекислого газа. Фосфор входит в состав таких органических соединений, как казеин, нуклеиновые кислоты, фосфиды и др. Сера принимает участие в синтезе аминокислот — метионина, цистина и цистеина, которые содержатся в белке тела. Йод является незаменимым элементом в образовании гормонов щитовидной железы. Хлор является главным элементом в образовании пепсина — фермента желудочного сока.

Минеральные вещества имеют большое значение в процессах пищеварения, всасывания и усвоения питательных веществ кормов в организме животных, способствуя созданию среды, в которой проявляют свое действие ферменты и гормоны. Например, основной фермент пепсин, способствующий перевариванию белка корма, действует только в присутствии водородных ионов соляной кислоты, а щелочные соли помогают перевариванию жиров. Определенное взаимоотношение целого ряда ионов минеральных веществ обусловливает правильное развитие молодого организма, работу сердца, поперечнополосатой мускулатуры, нервной системы.

Минеральные вещества необходимы для поддержания животных в здоровом состоянии, для правильного развития молодняка и нормального размножения. Минеральные вещества также необходимы беременным животным для нормального развития плода. При их недостатке снижается плодовитость, возможны аборты и появление мертворожденного потомства. Обеспечение в полной норме минеральными веществами животных при откорме способствует ускорению сроков откорма и снижению расхода кормов на прирост массы тела.

Из макроэлементов в кормлении животных наибольшее значение имеют кальций, фосфор, магний, калий, натрий, хлор и сера.

Кальций. В организме животного кальций служит материалом для построения костной ткани. Также для регулирования реакции крови и тканевой жидкости, возбудимости мышечной и нервной ткани, свертывания крови. При недостатке кальция: рахит (деформация скелета), остеомаляция (размягчение костей), остеопороз (атрофия костной ткани), задержка роста и развития.

Фосфор. В составе костной ткани входит как структурный материал. Входит в состав ядерного вещества всех клеток организма в форме нуклеопротеинов, мышц — в виде фосфопротеинов, нервных клеток — в форме фосфолипидов. Фосфор играет важную роль в обмене углеводов — фосфаты усиливают всасывание глюкозы в кишечнике. Фосфор принимает участие и в жировом обмене, при этом жирные кислоты, поступая в кровь из пищеварительного тракта, соединяются с фосфорной кислотой и холином, образуя лецитин. Эта фаза фосфорилирования жира идет в кишечнике, печени и почках и является промежуточной при образовании жира из углеводов у откармливаемых и при образовании жира молока — у лактирующих животных. Фосфаты натрия и калия являются важными буферными веществами, поддерживающими определенную концентрацию водородных ионов (рН) в крови и в тканях, участвуют в процессах всасывания питательных веществ в кишечнике и выделения из организма продуктов клеточного обмена веществ

Магний входит в состав всех клеток тканей тела и считается необходимым элементом для поддержания жизни животных. При недостатке развивается возбудимость, тетания.

Калий. В животном организме калий находится преимущественно в жидкостях тела и мягких тканях, где является необходимым элементом для поддержания осмотического давления, регуляции реакции крови и тканевой жидкости. Калием богаты молодые растения, достаточно в сене, овсе, ячмене, кукурузе. При недостатке плохо растут, появляется извращенный аппетит и повышенная возбудимость, наблюдается расстройство сердечной деятельности, нарушаются функции печени, почек.

Натрий. Находится преимущественно в жидкостях тела и мягких тканях, где он служит для поддержания осмотического давления и играет важную роль в водном, белковом и жировом обмене. Является главным катионом, служащим для нейтрализации кислот и вместе с хлором является главным компонентом, определяющим осмотическое давление. Хлористый натрий является материалом для образования желудочного сока, активирует фермент амилазу, ускоряет всасывание глюкозы в кишечнике. Недостаток натрия в кормах рациона вызывает у животных потерю аппетита, снижение синтеза жира, белка, у молодых животных задерживается рост и развитие.

Хлор - преимущественно в жидкостях тела, мягких тканях и коже, где он необходим для поддержания осмотического давления и играет важную роль в обмене воды. Исключительную роль хлор играет в пищеварении, он входит в состав желудочного сока. Недостаток хлора в рационах животных вызывает понижение секреции соляной кислоты, что ведет к нарушению пищеварения. При недостатке снижается аппетит, ухудшается усвоение пит. в-в корма, задерживается рост и развитие молодняка, нарушается воспроизводительная функция, снижается продуктивность.

Сера. В организме животных сера находится главным образом в виде сложных органических соединений — аминокислот белка. В теле животных содержится в волосяном покрове, роговом башмаке, коже, входит также в состав инсулина (гормона поджелудочной железы) и является составной частью витамина В1 (тиамина). Сера входит в состав аминокислот: цистин, цистеин, метионин.

Из микроэлементов наибольшее значение для животных имеют железо, медь, кобальт, цинк, марганец, йод и др.

Железо - составная часть гемоглобина крови.

Медь - роль в процессе кроветворения в качестве биокатализатора, стимулирующего образование гемоглобина из неорганических соединений железа. Медь имеет существенное значение для роста животных и оказывает положительное влияние на устойчивость организма к заболеваниям.

Кобальт принимает участие в кроветворении, является составной частью В12. Этот витамин синтезируется микроорганизмами пищеварительного тракта животных, особенно в рубце жвачных, а у свиней — в толстом кишечнике, при наличии в корме кобальта. Кобальт в организме животных активирует ряд ферментов, способствующих улучшению использования белка, кальция и фосфора, усиливает рост молодняка и повышает естественную резистентность организма к различным заболеваниям.

Цинк сосредоточен главным в костях и коже, наиболее высок в сперме и предстательной железе. Он необходим для нормального роста, развития и полового созревания, поддержания репродуктивной функции, вкуса и обоняния, нормального течения заживления ран и др.

Марганец присутствует в костях, крови и во всех мягких тканях. В печени почти весь марганец связан с ферментом аргиназой, гидролизующим аминокислоту аргинин на мочевину и орнитин. Марганец стимулирует тканевое дыхание, принимает участие в синтезе витамина С, ферментов фосфатазы и пероксидазы. Он необходим как катализатор при использовании в организме животных витамина В1. У свиней и птицы марганец стимулирует рост и развитие. Кроме того, марганец необходим для получения хороших инкубационных яиц, для нормального развития эмбрионов.

Йод. Около половины сосредоточено в щитовидной железе. Физиологическая роль связана с его участием в образовании тироксина — гормона щитовидной железы. Тироксин контролирует состояние энергетического обмена и уровень теплопродукции в организме животных. При недостатке йода в кормовых рационах нарушается функция щитовидной железы, она увеличивается в размерах и образуется так называемый эндемический зоб. У животных нарушается функция размножения, рождается слабое, лишенное волосяного покрова потомство, наблюдаются случаи мертворождения, у коров на поздней стадии стельности возможны аборты.