Білки синтезуються з амінокислот, які потрапляють до кровотоку як кінцеві продукти травлення, або утворюються в процесі обміну речовин. Для синтезу специфічних білків організму необхідно мати всі необхідні амінокислоти. При цьому частина їх може в достатній кількості синтезуватися безпосередньо в самому організмі, а інша частина — так звані незамінні амінокислоти — повинна надходити з кормами. Незамінними амінокислотами є лізин, триптофан, гістидин, лейцин, метіонін та інші. Залежно від вмісту в кормах замінних і незамінних амінокислот розрізняють повноцінні й неповноцінні білки. Повноцінними є сполуки, що містять увесь перелік незамінних амінокислот — це майже всі білки тваринного походження та деякі рослинні. А ще у повноцінному білку замінні й незамінні амінокислоти мають бути підібрані в оптимальному співвідношенні. Повноцінність білка впливає на міру його використання організмом тварини. Для цього використовують поняття біологічної цінності білка. Цей показник характеризує, скільки протеїнів власного тіла може утворитися зі 100 г протеїну, що міститься в кормі. Згідно зі згаданою характеристикою цінність кормів тваринного походження сягає 75-95%, а рослинних білків — 60-65%.

Ефективність використання рослинного білка тваринами дуже різна — 8-45%. Вона залежить від виду, віку, годівлі худоби, її продуктивності, а також біологічної повноцінності корму. Для годівлі жуйних протеїн відіграє дуже важливу роль. Щоб краще розуміти роль білка в раціоні, слід окреслити основні поняття, що характеризують протеїнову поживність корму. Сама протеїнова поживність є показником здатності корму задовольняти потреби тварин у всіх необхідних замінних і незамінних амінокислотах. Передовсім таку поживність визначає сирий протеїн (ХР) корму, який поєднує всі азотовмісні сполуки органічного й неорганічного походження.

Сирий протеїн

Він складається з білків та амідів. Білки — це високомолекулярні сполуки, що складаються з амінокислот. Аміди — це азотовмісні сполуки небілкового характеру. А ще до них відносять самі вільні амінокислоти, солі амонію, нітрати та нітрити, нуклеїнові амінокислоти, а також вільні коротколанцюжкові поліпептиди. Вміст азоту в амідах може бути від 7 до 21%, що визначає їхню цінність. При цьому високий вміст амідів спостерігається у молодих зелених рослинах при активному фотосинтезі. Також їх стає більше в сирому протеїні при зберіганні коренеплодів. Якщо високий вміст солей амонію, нітратів і нітритів може спричинити отруєння у багатьох тварин, то жуйні спроможні утилізувати ці сполуки за допомогою мікроорганізмів рубця. Загалом уміст сирого протеїну можна визначити, перемноживши загальну концентрацію азоту на коефіцієнт 6,25. Рекомендована частка сирого протеїну в раціоні дійних корів може бути від 12% для тварин під час сухостійного періоду, до 18% — для корів у період ранньої лактації.

Перетравний протеїн

Це частка сирого протеїну, яка всмоктується у кров та лімфу з травного тракту. Таким чином, цей показник характеризує втрати загального обсягу азоту з травного тракту, але не дає змоги визначити, в якій саме формі був засвоєний азот — у вигляді амонію чи амінокислот.

Протеїн, що розщеплюється в рубці

Він є частиною сирого протеїну корму, яка розщеплюється в передшлунку жуйних під впливом ферментів, виділених мікроорганізмами. У рубці протеїни розщеплюються до аміаку й летких жирних кислот, а глибина розщеплення залежить від фізичних і хімічних властивостей сполук. Ці показники різних кормів значно відрізняються, а тому за вмістом протеїну, який розщеплюється в рубці, корми можуть бути дуже різними. Наприклад, звичайне соєве борошно містить досить багато розщеплюваних у рубці білків. В результаті більшу частину вивільнених амінокислот легко використовує рубцева мікрофлора, і значно менше потрапляє до тонкого кишечника.

Байпасний протеїн

Цей протеїн не розщеплюється в рубці (UDP) і без значних змін переміщується до кишечника, розпадаючись там на амінокислоти. Так, раціони для жуйних із великим вмістом кукурудзяного глютену чи клейковини або кокосового борошна вже містять такі важкоперетравні білки. Найбільший ефект від таких кормів буває тоді, коли в раціоні використовують велику кількість легкоперетравних нескладних кормових засобів, а також джерел високоперетравних вуглеводів. Завдяки спеціальній обробці сировини можна успішно вплинути на розчинність білка в рубці, щоби більша його частка потрапляла до кишечника. Бо збільшення вмісту амінокислот у тонкому кишечнику вплине на збільшення надоїв. Зокрема, згідно з результатами досліджень британських учених, використання «захищеної» сої зумовлює підвищення молочної продуктивності на 6,5–7,5%. Дослідники також з’ясували, що «захищена» соя позитивно впливає на відтворювальну функцію у корів, передовсім стимулюючи роботу яєчників. Окрім сої, найпоширенішою «захищеною» сировиною є ріпак і люпин. За даними російських учених, завдяки використанню «захищених» протеїнів можна збільшити молочну продуктивність у середньому на 4% (від 5 до 13%) та одночасно зменшити використання комбікормів на 1 літр молока до 6–11%. До того ж теплова обробка білків у певних температурних режимах робить їх менш розчинними в рубці, але не порушує їх здатності до розпаду в сичугу та кишечнику, а отже, не заважає роботі рубця, зберігає здоров’я та продуктивність тварин.

Розчинність і засвоюваність протеїну

Розчинність протеїну ― це здатність білкових і небілкових азотистих речовин корму розчинятись у рідині рубця. При цьому чим краща розчинність протеїну, тим більша його розщеплюваність у рубці. Вміст розчинного протеїну в кормі також залежить від фізичних і хімічних властивостей азотистих сполук. На перетворення білків в організмі впливають три основних фактори: розщеплюваність сполук у рубці, кількість і якість утвореного мікробного білка, а також кількість білка, який потрапить до кишечника. Слід пам’ятати, що кількість білка, яку корова спожила з кормом, практично нічого не говорить про реальне забезпечення тварини протеїном. Одиницею визначення потреби корів у ньому, а також показником, що характеризує забезпеченість ним раціону, є засвоєний у кишечнику протеїн (nXP). Він складається з протеїну, не розщепленого в рубці, а також з мікробного протеїну, який утворився в рубці й потім потрапив до кишечника. Він показує, скільки протеїну буде доступно в тонкому кишечнику з урахуванням наявної у кормі енергії та кількості протеїну, не розщепленого в рубці. Цей показник є розрахунковим. Слід пам’ятати, що частина цього білка йде для задоволення потреб власного тіла, а частина необхідна для відповідної продуктивності.

Особливість білкового обміну жуйних

У жуйних тварин розщеплення протеїну з утворенням аміаку відбувається в рубці, а сам аміак частково йде на те, щоб у печінці утворювалася сечовина (всмоктуючись до кровотоку через стінки рубця), а частково використовується мікроорганізмами для синтезу білка бактеріального походження. Причому сечовина може також повторно використовуватися мікрофлорою рубця, повертаючись до нього разом зі слиною або всмоктуючись назад через стінку. Частина сечовини виводиться через нирки з сечею, і це можна чітко регулювати. Наприклад, у раціонах із низьким вмістом сирого протеїну основна частка сечовини використовується повторно і лише невелика частина втрачається з сечею. Водночас, коли в раціоні збільшити вміст сирого протеїну, більша частина сечовини виводиться з організму і лише незначна частка використовується повторно. До того ж для живлення тварин як часткові замінники білка можуть використовуватися і небілкові азотисті продукти, а синтез мікрофлорою рубця необхідних незамінних амінокислот усуває необхідність контролю за їхнім вмістом у раціоні. Для годівлі молочної худоби найголовнішими є такі амінокислоти, як метіонін, триптофан і лізин.

Перетравлення білкових сполук жуйними — це дуже складний процес із багатьма проміжними ланками. Спочатку в рубці білки гідролізуються й розщеплюються на складові амінокислоти. Потім ці амінокислоти дезамінуються з утворенням аміаку й жирних кислот. При цьому швидкість цього протеолізу в рубці прямо залежить від розчинності білків у соку рубця. Наприклад, лише близько 15% білка із силосованого корму потрапляє до тонкого кишечника неперетравленим. Що стосується інших кормів, то цей показник може бути в межах 20–40%. Таким чином, жуйні тварини засвоюють 60–80% азоту саме в рубці. При цьому важливу роль відіграє рубцева мікрофлора, внаслідок чого тварини забезпечуються високоперетравними джерелами протеїнів. У середньому зі 1000 г перетравних органічних азотовмісних сполук утворюється близько 130 г мікробного білка, який містить усі необхідні незамінні амінокислоти. Тобто, залежно від засвоюваності раціону, синтез бактеріального білку може бути в межах 400-1500 грамів на день. Це, в свою чергу, дає можливість на 60–90% забезпечувати потреби жуйних тварин у білку саме за рахунок сполук мікробного походження. Потім утворений мікробний білок разом із їжею потрапляє до сичуга й тонкого кишечника у вигляді відмерлих бактерій, де перетравлюється разом із нерозщепленим протеїном. З усього протеїну, який потрапляє до тонкого кишечника, перетравлюється близько 80%, а решта 20% виділяються з гноєм. Таким чином, кормовий білок перетворюється в організмі жуйних, по-перше, до утворення мікробного протеїну; по-друге, до виділення білка, який не розщеплюється в рубці, і, по-третє, до виділення вуглеводного залишку, який виникає в результаті дезамінування.

Баланс азоту в рубці

Про кількісний бік синтезу і розкладання білка в організмі свідчить баланс азоту, а саме різниця між азотом, засвоєним організмом, та азотом, якого тварини позбулися у наслідок випорожнення і продукування молока чи м’яса. Щоб визначити баланс білка, отриману різницю щодо азоту множать на коефіцієнт 6,25, бо вміст азоту в білку в середньому становить 16%. Баланс азоту може бути позитивним, негативним і врівноваженим.Позитивний баланс свідчить про перевагу синтезу білка над його розпадом (наприклад, як результат росту тварин). Негативний баланс азоту свідчить про те, що процеси розпаду переважають синтез — це може спостерігатися, наприклад, при вигодовуванні потомства чи виснажливих хворобах. Врівноважений азотистий баланс характеризує природний фізіологічний стан здорового дорослого організму, який уже перестав рости. І рівновага може не змінюватися навіть тоді, коли в раціоні збільшуватиметься чи зменшуватиметься вміст протеїну. Ця найменша кількість білка в кормі, при якій азотиста рівновага ще зберігатиметься, називається білковим мінімумом.

Під час годівлі жуйних дуже важливий баланс азоту в рубці (БАР). Цей показник визначає забезпеченість рубцевих бактерій азотом із урахуванням енергії, яка міститься у кормі. Баланс азоту в рубці може бути позитивним і негативним. Причому, якщо його менше, це означає, що мікроорганізми рубця мають достатньо енергії, за допомогою якої вони можуть утворити більше мікробного білка в тому разі, коли з кормом отримали більше протеїну. Негативне значення БАР свідчить про те, скільки азоту необхідно додати до раціону, щоб усунути його нестачу. В свою чергу, позитивний баланс азоту в рубці не завжди бажаний. Це залежатиме від його частки, бо показник БАР від 1 до 50 означає достатню забезпеченість азотом. Коли ж БАР перевищує 50, йдеться про його надлишок. А от БАР вище 100 сигналізує про загрозу розвитку ацидозу. Для високопродуктивних корів рекомендують позитивний баланс азоту в рубці, бажано на рівні 30-50 г азоту щодня на корову. Вплинути на зменшення БАР можна, додаючи до раціону додаткові джерела енергії, які дозволять мікроорганізмам рубця використати для утворення мікробного протеїну більшу частину азоту у формі аміаку.

Синхронізованість раціону

Сучасна наука і практика дедалі переконливіше свідчать про те, що для годівлі високопродуктивних корів дуже важливою є не просто збалансованість раціону, а його синхронізованість. Цей термін означає, якою мірою енергія і білок доступні для ферментації рубцевою мікрофлорою в будь-який проміжок часу. В оптимально сформованому раціоні високопродуктивної корови вміст різних за швидкістю рубцевої ферментації джерел енергії (цукор, різні форми крохмалю, клітковина) повинен відповідати певним джерелам протеїну з високою, середньою та повільною швидкістю розщеплення в рубці. Це дасть змогу створити оптимальний і, до того ж, іще й стабільний баланс азоту в рубці, що допоможе рубцевій мікрофлорі працювати максимально ефективно. Покращиться робота целюлозолітичних бактерій, які сприяють кращій перетравності всього раціону. Кращою буде конверсія корму та повнішою реалізація продуктивного потенціалу тварин. Підтримати оптимальний і стабільний азотний баланс рубця може допомогти, наприклад, небілковий азот у пористій матриці. За швидкістю вивільнення азоту в рубці він займає проміжне місце між кормами зі швидкоперетравним протеїном (соняшниковий і ріпаковий шроти, а також макуха) та кормами з повільнішеперетравним протеїном (соєва макуха та шріт, пивна дробина).

Загалом рівень протеїнового живлення під час годівлі великої рогатої худоби характеризується двома основними показниками: кількістю грамів перетравного протеїну на одну кормову або енергетичну одиницю раціону та протеїновим співвідношенням. При цьому протеїнове співвідношення показує, скільки вагових частин перетравних безазотистих поживних сполук припадає на одну вагову частину перетравного протеїну. При вирахуванні протеїнового співвідношення перетравний жир множать на коефіцієнт 2,25 для врівноваження безазотистих речовин за енергетичною цінністю. Співвідношення у межах 1:6–1:8 вважають середнім, менше за 1:6 ― вузьким і понад 1:8 ― широким. Встановлено, що найкраще перетравлення корму в молочної худоби відбувається при співвідношенні поживних речовин 1:7. Оптимальна кількість перетравного протеїну в розрахунку на 1 кормову одиницю залежить від продуктивності корів і може бути в межах 95-110 г і навіть більше. Найефективнішим вважається вміст доступного сирого протеїну на рівні 160-180 г на кілограм сухої речовини. До того ж якість протеїнів залежить не тільки від їхнього амінокислотного складу, а й від фізико-хімічного стану сполук. Тут найважливішою є кількість водосолерозчинних фракцій, які швидко перетравлюються і використовуються мікроорганізмами рубця. Оптимальним вважається вміст водосолерозчинних фракцій у сирому протеїні на рівні 45–55%.

Роль небілкових азотистих сполук

У протеїновому обміні дуже важливу роль відіграє печінка, де відбувається синтез певних специфічних білків, які потрапляють до неї з кров’ю, а їхня частина розщеплюється з утворенням безазотистого залишку та аміаку. Той безазотистий залишок потім може використовуватися для синтезу вуглеводів, а аміак перетворюється на сечовину й виводиться з організму. При цьому поживність амінокислот й амідів різна. Так, амінокислоти за поживністю наближаються до білка, тоді як поживність амідів амінокислот буде меншою. Амідами багаті зелені корми, силос, коренебульбоплоди, де на них може припадати до 25-30% і навіть більше загальної кількості протеїну. На противагу цьому білок у концентрованих кормах представлений переважно амінокислотними білками. Результати досліджень, до того ж, свідчать, що дуже важливе співвідношення між білковими та небілковими азотистими сполуками. При цьому найбільша активність мікроорганізмів у передшлунках тоді, коли на одну частину амідів припадає дві-три частини білка. Через це поживні речовини корму засвоюються краще. Визнання ролі небілкових азотистих сполук для годівлі жуйних мало дуже велике практичне значення. Наприклад, це дало змогу обґрунтувати можливість використовувати в раціонах із дефіцитом протеїну карбаміду, вуглекислого амонію та діамоніюфосфату. Втім, треба пам’ятати, що позитивні результати використання сечовини для годівлі можливі лише тоді, коли в раціоні достатньо легкозасвоюваних вуглеводів. Вони необхідні для успішного розмноження й роботи рубцевих бактерій. Інакше надлишок карбаміду може серйозно нашкодити. Через це використання сечовини доцільне у силосних, силосно-сінажних та силосно-коренеплідних раціонах, які гарантовано містять багато вуглеводів.

До того ж обов’язковою умовою нормального використання сечовини є забезпечення тварин мінеральними елементами (особливо фосфором та сіркою), мікроелементами (кобальтом і міддю), а також вітаміном Д та каротином. Ці сполуки є обов’язковими передумовами подальшого успішного синтезу мікробних протеїнів. Чим більше мікробного білка утворюється в рубці, тим менше вивільняється аміаку, який менше всмоктується у кровотік через рубцеву стінку. Це позитивно впливає передовсім на відтворювальну функцію тварин, оскільки зависокий вміст аміаку в крові може зашкодити розвитку фолікулів і зменшувати здатність тварин до запліднення.

Особливості сирого протеїну трав

Молоді зелені рослини містять багато протеїну. Тому під час утримання корів на пасовищі споживання сирого протеїну значно зростає. Сирий протеїн із трави характеризується високим ступенем розщеплення в рубці. Через це при недостатньому балансуванні раціону з великим умістом зелених кормів у рубці може накопичуватися надмірна кількість азоту. Цей феномен проявляється у збільшенні вмісту сечовини в молоці > 30-100 мг/мл. Її наявність у молоці є індикатором надлишкового вмісту азоту в рубці та значного розщеплення амінокислот. Як уже зазначалося, надлишок аміаку негативно впливатиме на відтворювальну функцію тварин і розвиток фолікулів, чим пояснюється те, що влітку корови часто відмовляються від запліднення, особливо коли вони перебувають на цілодобовому випасанні.

Джерела білка і молочна продуктивність

Основною передумовою синтезу великої кількості мікробного білка є відповідний баланс між перетравним у рубці протеїном і доступною енергією з крохмалю, цукру чи клітковини, яка необхідна бактеріям для нарощування власної білкової маси. Якщо забезпеченість енергією не відповідає високому вмісту протеїну, перетравного в рубці, більша його частина просто виводитиметься з організму з сечею, справляючи на тварин несприятливий вплив. Однак якщо в необхідний час у рубці буде достатньо енергії, то велика кількість мікробного протеїну дасть можливість отримувати високоякісне молоко. Слід зауважити, що мікробний протеїн має такий самий амінокислотний склад, як і білок молока. Через це він легко й дуже ефективно трансформується у цей продукт. Окрім цього, амінокислоти можуть також використовуватися як енергетична сировина і ставати базовим матеріалом для утворення молочного цукру. За підвищення вмісту білка в молоці відповідатимуть ті амінокислоти, що всмоктуватимуться у кров через стінку тонкого кишечника в результаті розкладання неперетравного в рубці і мікробного протеїну. При цьому низький вміст білка в молоці навіть за умови згодовування кормів із високим вмістом протеїну та відповідним білково-енергетичним співвідношенням може бути пов’язаний з двома причинами. Наприклад, більша частина згодованого білка була недоступна для розщеплення в рубці, бо не вистачає якоїсь із амінокислот, необхідних для синтезу молочного білка. З другого боку, корова, наприклад, може страждати від дефіциту енергії протягом раннього періоду лактації, коли, порівняно з рівнем спожитого корму, молока утворюється надто багато. Тоді тварина починає використовувати отриманий з кормом протеїн для задоволення власних енергетичних потреб. Це досягається розщепленням протеїну печінкою до енергії й залишку аміаку, який перетворюватиметься на сечовину і братиме участь у подальшому обміні речовин.

Також необхідно пам’ятати, що зі зростанням молочної продуктивності синтез бактеріального протеїну в рубці стає недостатнім, через що для задоволення потреби тварин в амінокислотах необхідно залучати додаткові джерела протеїнів, стійких до бактеріального розкладання. Типовими джерелами таких сполук можуть бути пивна дробина, барда, а також побічні продукти тваринного походження. З другого боку, джерела небілкового азоту можна використати тоді, коли раціон містить менше 12% сирого протеїну. Найпоширенішим кормовим компонентом, що містить небілковий азот, є сечовина. Її радять використовувати з зерном пшениці, мелясою, сіном дозрілих трав, кукурудзяним силосом (вони містять багато енергії та мало білка й небілкового азоту). Сечовину не слід використовувати з кормами, багатими на легкодоступний азот: молодими злаковими, зерном бобових, макуховим борошном сої. Загалом споживання сечовини коровою не повинно перевищувати 150–200 г на день. До того ж із нею слід поводитися дуже обережно, добре перемішувати з кормом і рівномірно розподіляти, а також обов’язково додавати до раціону поступово, щоб тварини змогли звикнути.

Протеїнове живлення має велике значення для попередження порушення обміну речовин і передчасного вибракування тварин. Наприклад, у багатьох країнах для годівлі високопродуктивної худоби молочарі широко використовують так звані захищені білки з низьким показником перетравлення в рубці (на рівні 25–30%). Такий білок засвоюється на 92–95%. Наприклад, у США частка продуктів із вмістом «захищеного» білка сягає 80%. У вітчизняних раціонах найпоширенішими білковими компонентами залишаються соняшниковий шріт та жом із перетравністю до 97%, а частка «захищених» білків у раціонах не перевищує 5–20%. Економія (тобто використання порівняно дешевих кормових складових) негативно впливає на здоров’я і тривалість продуктивного використання тварин, спричиняє чимало проблем із печінкою. Добрим раціоном для молочної худоби вважається той, в якому протеїн добре перетравлюється і має оптимальну розчинність у рубці, але при цьому втримується невисока концентрація аміаку й достатня активність мікроорганізмів рубця.

Співвідношення протеїну, енергії та сухої речовини в кормах

Джерело: Гродненський державний аграрний університет