Переваримость кормов и оценка их питательности по переваримым питательным веществам
Понятия о переваривании и переваримости кормов
Растительные корма являются основными для жвачных животных - лошадей, свиней, кроликов, нутрий, птицы; их потребляют собаки, кошки, пушные звери.
Элементарный состав и перечень важнейших питательных веществ, содержащихся в растительном корме и теле животного, имеет сходство. Однако компоненты корма находятся в ином соотношении и качественно отличаются от одноименных соединений тела животного. Так, в кормах растительного происхождения преобладают, как правило, углеводы, а в составе углеводов – клетчатка, крахмал; доля сахара в них, как правило, невелика. Тело животного состоит преимущественно из белка. В нем очень мало углеводов, а клетчатки и крахмала вовсе нет; имеются лишь глюкоза и гликоген, которого нет в растениях.
Питательные вещества кормов большей частью находятся в форме крупных нерастворимых молекул и не могут быть усвоены организмом животного в том виде, в каком были поглощены. Чтобы всасываться из желудочно-кишечного тракта в лимфу и кровь и вовлечься в обмен веществ, они должны быть расщеплены в процессе пищеварения на более мелкие молекулы.
Пищеварение – фаза питания, включающая в себя переваривание и всасывание переваренных питательных веществ. При переваривании питательные вещества кормов, измельченных механическим действием (разжевыванием), подвергаются гидролитическому расщеплению до более мелких частиц пищеварительными ферментами, вырабатываемыми организмом животного, а также ферментами микроорганизмов пищеварительного тракта и самих кормов. Всасывание их обеспечивается совокупностью процессов, вследствие которых переваренные вещества поступают из полости желудочно-кишечного тракта в жидкости организма – лимфу и кровь. В заключительной фазе питания происходит использование всосавшихся веществ для покрытия энергетических и иных потребностей организма, называемое усвоением .
Пищеварительная система у животных разного вида отличается по анатомическому строению и физиологическим функциям.
По строению желудка животных делят на две группы. К одной относят тех, которые имеют однокамерный желудок, или моногастричных животных - лошадей, свиней, кроликов, пушных зверей, кошек и др. В эту группу включена и зерноядная птица с двухкамерным желудком – с железистым и примыкающим к нему мышечным, - поскольку мышечный желудок выполняет лишь функцию измельчителя кормов.
В другую группу входят жвачные животные с многокамерным желудком, состоящим из преджелудков – рубца, сетки, книжки и собственно желудка – сычуга (крупный рогатый скот, овцы, козы и др.).
Особенности пищеварения у моногастричных животных. У животных с однокамерным желудком питательные вещества – углеводы, белки, жиры перевариваются, в основном, собственными их ферментами, выделяемыми в соках пищеварительной системы. В этом процессе участвуют и ферменты, содержащиеся в кормах. Участие в нем микроорганизмов толстых кишок весьма ограничено.
Переваривание углеводов . Легкоферментируемые углеводы (крахмал и сахара) начинают перевариваться в ротовой полости под воздействием ферментов слюны – амилазы (птиалина) и мальтазы. Действие этих ферментов продолжается в желудке до тех пор, пока пищевая масса не пропитается желудочным соком и желудочная соляная кислота не инактивирует их. При этом под воздействием амилазы происходит частичное превращение крахмала сначала в декстрин, а затем в дисахарид мальтозу.
В тонком кишечнике переваривание легкорастворимых углеводов продолжается под воздействием ферментов, которые секретируют поджелудочная (панкреатическая) железа и либеркюновы железы кишечника: амилазы, сахаразы (инвертазы), мальтазы, лактазы. Продукты расщепления этих углеводов – моносахариды (глюкоза, галактоза и др.) всасываются клетками тонкого кишечника и поступают в кровь.
Пищеварительная система животных не секретирует ферментов, переваривающих клетчатку и постоянно сопутствующие ей гемицеллюлозы. Эти полисахариды у моногастричных животных в небольшом количестве (в большем – у лошадей, в незначительном – у птицы) расщепляются целлюлозолитическими микроорганизмами, расселенными в слепой кишке, с образованием жирных кислот (уксусной, пропионовой, масляной, молочной и др.) и кишечных газов.
Связанный в стенках клеток растения с целлюлозой лигнин обладает высокой устойчивостью к воздействию химических и биологических факторов животного организма.
Переваривание протеина . Начальной стадией переваривания белков является гидролиз в желудке ферментом пепсином, активированным желудочной соляной кислотой, до полипептидов. В тонком кишечнике под воздействием трипсина, химотрипсина, карбоксипептидаз панкреатического и кишечного соков из них образуются мелкие пептиды. В клетках слизистой оболочки кишечника под влиянием соответствующих пептидаз происходит расщепление пептидов до аминокислот, которые с кровью воротной вены поступают в печень.
Переваривание жиров . Гидролитическое расщепление жиров корма происходит преимущественно в тонком кишечнике под воздействием липазы поджелудочной железы (в кишечном соке липаза слабоактивна). Она расщепляет жиры, эмульгированные кислотами желчи, на глицерин и жирные кислоты. Последние вступают в соединение с желчными кислотами, образуя растворимые в воде комплексы, и в таком виде всасываются клетками стенки тонкого кишечника. Всосавшиеся комплексы в них распадаются; желчные кислоты через кровь воротной вены вновь возвращаются в печень, а жирные кислоты в виде хиломикронов поступают в лимфу. Вместе с тем тонко эмульгированные жиры частично всасываются клетками кишечной стенки, откуда поступает в млечные сосуды, а из них - через лимфатическую систему - переходят в кровь.
Очень тонко эмульгированные жиры кормов, например жир молока, расщепляются на жирные кислоты и глицерин находящейся в желудке в небольшом количестве липазой.
Особенности пищеварения у жвачных животных. Основными кормами для жвачных служат трава, сено, силос, сенаж; им скармливают солому и полову. С этими кормами они потребляют значительное количество клетчатки. Как уже
подчеркивалось, пищеварительная система животных не вырабатывает ферментов, гидролизующих клетчатку.
У жвачных животных клетчатка приобретает питательную ценность только благодаря симбиозу организма животного с микроорганизмами (бактериями, грибками и простейшими), расселенными в преджелудках. Они являются мощным микробиологическим аппаратом, позволяющим переваривать значительную часть клетчатки и таких сопровождающих клетчатку полисахаридов, как гемицеллюлоза и пектиновые вещества, а также трансформировать значительную часть сырого протеина растений в высококачественный микробный белок и синтезировать жизненно необходимые для организма животного водорастворимые витамины группы В и жирорастворимый витамин К.
Под воздействием микроорганизмов в преджелудках переваривается от 50 до 70% общего количества переваримых питательных веществ съеденных кормов; лишь 30-50% остальных перевариваются в сычуге и кишечнике ферментами, выделяемыми пищеварительной системой животного. Клетчатка, гемицеллюлоза и пектиновые вещества, а также легкоферментируемые углеводы – крахмал и сахара сбраживаются в преджелудках под воздействием ферментов микроорганизмов до жирных кислот – уксусной, пропионовой, масляной и других, которые через слизистую оболочку преджелудков всасываются. На всасывание летучих жирных кислот влияет их концентрация в содержимом рубца и в крови. В организме жвачных животных они служат важным источником энергии, в то время как у моногастричных таким источником является глюкоза. Вместе с тем летучие жирные кислоты используются в организме и для других целей. Например, уксусная кислота является основным предшественником низкомолекулярных жирных кислот молочного жира, используется при синтезе заменимых аминокислот и в других процессах.
Микроорганизмы преджелудков подвергают большим превращениям и протеины кормов. Для синтеза белка собственного тела примерно 80 % микроорганизмов потребляют азот аммиака, а остальные 20 % - аммонийный азот, источником которых для них служит часть протеина кормов, а также синтетические азотсодержащие добавки – мочевина, сульфат аммония, бикарбонат аммония и др.
Поступившая в сычуг пищевая масса с микроорганизмами пропитывается сычужным соком, в состав которого входят, в основном, соляная кислота и пепсин. Микроорганизмы, поступившие в сычуг с пищевой массой из преджелудков, в его кислой среде отмирают.
Компоненты пищевой и микробной массы в сычуге и тонком кишечнике жвачных перевариваются ферментами сычужного, поджелудочного и кишечного соков подобно перевариванию у нежвачных (моногастричных) животных. В толстом кишечнике жвачных происходит остаточное переваривание ферментами микроорганизмов нерасщепленной целлюлозы и белков и имеет место остаточное всасывание продуктов их гидролиза.
Физиология и биохимия животных рассматривает переваривание с точки зрения функций пищеварительной системы и химических превращений в процессе ее функционирования.
Для зоотехнии большое значение имеют, кроме того, количественные показатели
