Есть две важные характеристики фермента: во-первых, фермент не изменяется, вступая в реакцию, и выходит из реакции в первоначальном состоянии; во-вторых, фермент не изменяет положения равновесия реакции, он лишь ускоряет течение химической реакции (достижения равновесия). Таким образом, фермент ускоряет реакцию без изменения термодинамических свойств системы, с которой он взаимодействует (С.Ю. Зайцев, Ю.В. Конопатов, 2004).
Организм жвачных животных находится в состоянии симбиоза с целлюлозолитическими микроорганизмами, и это позволяет им переваривать корма, содержащие большое количество клетчатки. Рубец у крупного рогатого скота – это сложная экосистема, населенная бактериями, простейшими грибами и бактериофагами (Л. Эрнст, Г. Лаптев, 2006).
В пищеварительном тракте животных полисахариды, белки и липиды кормов расщепляются до легкоусвояемых соединений под действием пищеварительных ферментов животных, ферментов симбиотических микроорганизмов и простейших, а также фитоферментов, присутствующих в кормах (Р.У. Бикташев, Ш.К. Шикаров, Р.Р. Садриева, 2005).
Ферментные препараты не являются стимуляторами, они лишь дополняют ферменты желудочно-кишечного тракта. При нормальном пищеварении в организме образуется достаточное количество пепсина, трипсина и других протеиназ, поэтому скармливание фермента взрослым здоровым животным не дат эффекта. Они оказывают желаемый результат лишь при даче молодняку в первые дни жизни и животным с нарушением ферментных функций желудочно-кишечного тракта (В. Дюкарев и др., 1985).
Эффективность применения ферментных препаратов зависит от вида, возраста и физиологического состояния животных, а также от структуры рациона. Основные группы ферментов, используемых в кормах, амилолитические, протеолитические и цитолитические (целлюлозы, гемицеллюлозы, пектинрасщепляющее ферменты). Применяются также ферменты литического действия и фитаза (Д. Маслин, 2005).
Амилолитические ферменты используются в рационах с высоким содержанием зерна и картофеля. Протеолитические
ферменты способствуют более полному усвоению белковой части рациона и наиболее эффективны в кормлении молодняка животных с низкой активностью ферментов протеолитического комплекса (Р. Beukelen et al., 1983).
Из группы цитолитических традиционно применяются пектинрасщепляющие ферменты, способствующие перевариванию кормов с относительно высоким содержанием пектина – корнеплодов, плодовоовощных отходов, вегетативной массы отходов (Е. Калашина, Е. Черникова, 2003).
Интерес к препаратам целлюлаз и гемицеллюлаз возрос в связи с тенденцией к изменению структуры рационов, замене кукурузы зерном ячменя, ржи, пшиницы, овса, и, соответственно, с возрастанием содержания некрахмальных полисахаридов в кормах (Б.Егоров, И. Авдонин, 2002).
У жвачных животных некрахмальные полисахариды частично расщепляются ферментами микрофлоры рубца и не создают препятствий нормальному протеканию процесса пищеварения (В. Кузьмина, 2004).
Микрофлора, населяющая преджелудки жвачных, представлена многочисленными микроорганизмами. Микроорганизмы преджелудков составляют комплекс существ, в основном, трех групп: бактерий, простейших одноклеточных – инфузорий и организмы типа дрожжей. Рубцовую микрофлору и фауну в основном представляют бактерии (108 – 1011 в 1 мл рубцовой жидкости). Бактерий насчитывается около 900 видов. Важнейшей функцией бактерий является переваривание клетчатки кормов рациона, которая мало доступна для моногастричных животных. Известно, что животные не вырабатывают ферментов, которые могли бы расщепить клетчатку на составляющие её молекулы глюкозы. Бактерии рубца выделяют ферменты, при помощи которых они расщепляют клетчатку до сахара и используют его в качестве источника энергии. Сбраживая сахара, бактерии выделяют в полость рубца уксусную, пропионовую, масляную кислоты. Летучие жирные кислоты всасываются в кровь, используются организмом в качестве источника энергии и для образования жира молока, белков тканей организма (П.В. Шмаков, А.П. Булатов и др., 2008).
В рубцовой жидкости содержится свыше 30 видов свободноживущих инфузорий и в 1 мл содержимого рубца взрослого животного насчитывается от 80 тыс. до 2 млн. инфузорий. Масса инфузорий составляет 1/20 массы рубца, а их азот 10-20% общего азота содержимого рубца (М.Ф. Томмэ и др., 1963).
Определенная часть углеводов в организме животных превращается в жиры и аминокислоты. Кроме того, D-глюкоза, поступающая из крови в органы и клетки животных, играет важную роль в энергетическом обмене, так как подвергается в клетках организма животного гликолизу с освобождением потенциальной энергии, используемой для поддержания жизни клеток и выполнения ими работ в анаэробных условиях.
На популяцию микроорганизмов в рубце оказывает влияние состав и структура рационов, способ кормления, физиологическое состояние животных, их возраст и многие другие факторы (С.А. Митин, 2007).
На заседании Президиума РАСХН в декабре 2002 г. были обсуждены перспективы создания ферментных препаратов нового поколения для реализации биотехнологических методов повышения эффективности перерабатывающих отраслей АПК. Отмечено, что использование высокоактивных ферментов обеспечивает существенное улучшение качества продукции комбикормовой промышленности. Ученые совместно с предприятиями пищевой и комбикормовой промышленности создают и испытывают новые биотехнологические процессы, способствующие повышению качества продукции, интенсификации биоконверсии растительных, животных и микробных субстратов при производстве кормовых добавок.
Процессы пищеварения животных подчинены определенным биохимическим закономерностям. Основную роль в них играют биологические катализаторы – ферменты. Ферментам принадлежит решающая роль в ассимиляции пищевых веществ организмом животного и в регуляции всех внутриклеточных обменных процессов, они ускоряют биохимические реакции, тем самым приводят в движение всю совокупность превращений, составляющих обмен веществ организма (В.А. Яковлев, 1965).
Исходя из этого, в настоящее время во всем мире для повышения переваримости питательных веществ рационов, в част-
