Премиксы в животноводстве: продуктивное действие и влияние на иммунную систему
Трудно представить современное животноводство и птицеводство без использования премиксов и белковых добавок различного характера. Однако для получения оптимального результата важно понимать, чем они отличаются друг от друга и в каком случае необходимо использовать ту или иную добавку. Об этом в своей статье рассказывает эксперт по кормлению сельскохозяйственных животных компании «Матрица» Андрей Медведев
Среди множества продуктов на рынке кормов сегодня выделяют несколько основных.
Первым являются собственно корма. Наибольшее их количество имеет растительное происхождение и разделяется на объемистые (сено, силос, свекла, солома) и концентрированные корма (зерно различных культур, жмыхи, шроты). Далее можно назвать корма животного происхождения (обрат, рыбная мука, мясная мука, костная мука), корма микробиологического и химического синтеза (дрожжи, синтетические аминокислоты), минеральные добавки (мел, поваренная соль, монокальцийфосфат, дикальцийфосфат и прочее).
Вторая составляющая современного рынка кормов – это разнообразные функциональные компоненты, к которым относят витамины, микроэлементы, пробиотики и пребиотики, органические кислоты и бактерии, красители и другое. Для решения тех или иных задач, они могут быть представлены в виде комплексных смесей.
Промежуточное положение между кормами и премиксами занимает еще один сегмент кормового рынка – белковые добавки (концентраты). Среди них можно выделить белковые витаминно-минеральные добавки (БВМД), белковые витаминные добавки (БВД), белково-витаминно-минеральные концентраты (БВМК), витаминно-минеральные концентраты (ВМК). Их основной функцией является компенсация дефицита белка и определенных аминокислот в рационах животных и птицы.
Что такое премикс
В отдельную группу, согласно современной классификации кормов, выделяют премиксы. Традиционно они являются сложным комплексом функциональных компонентов (в основном – микроэлементов и витаминов). Некоторые премиксы могут включать в свой состав также аминокислоты (аминокислотные премиксы). Свое название премиксы получили от объединения двух слов: «предварительно» и «смешивать». Смешивание активных функциональных элементов премикса производят на базе наполнителя (отруби, жмыхи, шроты и др.). В таком случае появляется возможность равномерно распределить премикс в кормовых смесях.
В составе премикса в наполнитель вводят микроэлементы и витамины, которые улучшают иммунную защиту организма, обеспечивают его работоспособность и высокий уровень продуктивности. Дополнительно туда же добавляют ферменты, повышающие уровень переваримости кормов и стимулирующие обмен веществ в организме животных и птицы. Ароматизаторы применяют в составе премиксов для активизации кормового поведения. Пробиотики и пребиотики вводят для оптимизации жизнедеятельности микрофлоры в желудочно-кишечном тракте. Антиоксиданты и консерванты обеспечивают качество кормовой добавки при длительном хранении.
Отличие премиксов от БМВД
Премиксы отличаются от БВМД существенно меньшей дозой ввода в состав комбикормов (1-2 % по массе против 10-25 %). Связано это с тем, что они, главным образом, являются концентратами микроэлементов и витаминов, количество которых выражается миллиграммами или даже микрограммами. При этом наполнитель, в котором равномерно распределены активные компоненты, может занимать до 90 % и более по массе. Из этого следует, что биологическая активность компонентов премиксов чрезвычайно высока. Главной их функцией является компенсация в рационе животных и птицы дефицита микроэлементов (основные – Cu, Zn, Mn, Co, I, Se) и витаминов (А, D, К, Е, группы В и др.). Несколько десятков грамм премикса вполне способны восполнить недостаток указанных выше компонентов в рационе коровы массой 500-600 кг. Возможны также и промежуточные формы между премиксами и белковыми добавками, которые сегодня принято называть аминокислотными премиксами.
Современная классификация минеральных элементов
Набор биологически активных веществ, которые включают в премиксы, непрерывно расширяется. Этот процесс будет продолжаться и далее, по мере выяснения роли отдельных минеральных элементов и витаминов в организме животных и птицы. На данный момент уже изучена функция большинства компонентов современных биологически активных добавок. На этой основе в справочнике модуля «Рационы высокопродуктивных коров» программы 1С:КРС предложена классификация минеральных элементов, в которой выделяют: жизненно необходимые (Са, Р, К, Na, S, Cl, Mg, Fe, Zn, Mo, Cu, I, Mn, Se, Co, Cr); вероятно необходимые (As, B, Br, F, Li, Ni, V, Si); токсичные (Al, Cd, Pb, Hg, Be, Ba, Vi, Tl); потенциально токсичные элементы (Ge, Au, In, Rb, Ag, Ti, Te, U, W, Sn, Zr). Существует и классификация минеральных элементов по иммуностимулирующему эффекту: необходимые для иммунной системы (Fe, I, Cu, Zn, Co, Cr, Mo, Se, Mn, Li) и токсичные для иммунной системы (Al, As, B, Ni, Cd, Pb, Hg, Be, Vi, Tl, Ge, Au, Sn).
Роль отдельных микроэлементов в составе премиксов для организма и его иммунной системы
Медь (Сu). Ионы меди, по сравнению с ионами других металлов, более активно взаимодействуют с белками, создавая стойкие комплексы. Медь представляет собой исключительно эффективный катализатор. Ее участие в метаболических процессах связано с функциональной активностью медьсодержащих ферментов. Довольно хорошо изучен медьсодержащий белок церулоплазмин, находящийся в печени и принимающий участие в синтезе гемоглобина и трансферина. Ионы меди также используются в защитных механизмах клетки, в частности для предупреждения токсичного действия производных кислорода. Медь ускоряет процессы окисления глюкозы, сдерживает распад гликогена, препятствует его накоплению в печени. Она необходима для нормального развития костей и нормализует отложения в них солей кальция и фосфора. При недостатке меди в у животных ухудшается аппетит, уменьшается продолжительность жизни эритроцитов, задерживается рост и развитие, происходит депигментация волосяного покрова, ослабляется скелет, уменьшается подвижность суставов. Для обеспечения потребности животных в составе современных премиксов используют сульфат меди (медный купорос), медь углекислую основную – оксид меди, медь биоплекс.
Цинк (Zn). Более 160 ферментов всех классов содержат цинк. Кроме того, цинк стабилизирует структуры макромолекул (например, ДНК). В комплексе с витамином Е цинк выполняет определенную роль в функционировании мембран клеток и поддержании их целостности. Как компонент различных ферментов, цинк принимает активное участие в активации нуклеиновых кислот, гидратации углекислого газа в эритроцитах, , тканевом дыхании, освобождении энергии в печени. Цинк является обязательным микроэлементом для нормальной функции тимусного гормона тимулина, входит в состав гормонов инсулина и глюкогена. Также он повышает активность половых гормонов. Будучи тесно связанным с ферментами, гормонами и витаминами, цинк значительным образом влияет на жизненные процессы в организме животных и птицы: кровообразование, рост и развитие, обмен веществ, энергетический обмен, иммунную защиту.
Длительный недостаток цинка, как правило, приводит к паракератозу, при котором наблюдаются дерматиты, отсутствие аппетита, понос, задержка роста, хромота, пороки конечностей, нарушения воспроизводительной функции. Для пополнения недостатка цинка в премиксы и белковые добавки вводят его неорганические соединения (сульфат, карбонат, хлорид или оксид цинка).
Кобальт (Со). По реакционной способности относится к металлам средней активности. В организме он удерживается слабо, а уровень его всасывания в ткани животных в нормальных условиях невелик. Тем не менее, необходимость обеспечения организма животных и птицы кобальтом хорошо известна. Кобальт не входит в структуры ферментов, а является только их активатором. В этой функции он вполне может быть заменен любым двухвалентным металлом периодической системы (например, цинком или марганцем). Кобальт свое влияние на организм животного осуществляет посредством витамина В12.
Активизация факторов неспецифичного иммунитета животных под действием кобальта, таких как активность бета-лизинов, бактерицидная активность белков сыворотки крови создают вероятность быстрого становления специфических реакций иммунитета. При недостатке кобальта в рационе возникает анемия-акобальтоз, характеризующийся нарушением обмена веществ и истощением животного. При этом теряется аппетит, уменьшается молочная продуктивность. Эффективными источниками кобальта в составе премиксов и белковых добавок для животных и птицы является карбонат, хлорид, сульфат и нитрат кобальта, а также его комплексные соединения.
Марганец (Mn). Влияет на процессы обмена веществ, активизирует множество ферментов, незаменим в обмене азотистых соединений, кальция и фосфора. Принимает участие в кроветворении, тканевом дыхании, воздействует на обмен углеводов и тесно связан с воспроизводительными функциями животных. Недостаток марганца в рационах приводит к задержке формирования скелета, искривлению костей и деформации суставов. В данном случае также наблюдают расстройства половых циклов у самок и аборты. Компенсируют недостаток марганца в кормах его солями (сульфат, карбонат и хлорид марганца), которые, как правило, вводят в составе премиксов.
Йод (I). Роль в организме связана, прежде всего, с синтезом и обменом тиреоидных гормонов, которые осуществляют гуморальную регуляцию многих физиологических функций. Гормоны щитовидной железы также контролируют функционирование всех систем организма, рост и дифференциацию тканей, состояние центральной нервной системы. Они влияют на скорость обменных процессов в организме, обмен витаминов, воды, многих электролитов и терморегуляцию. Йод способствует повышению продуктивности животных, улучшает состояние здоровья, стимулирует рост и развитие молодняка, активность микрофлоры рубца. Участие йода в образовании белковых соединений связывают с его каталитической ролью в синтезе гемоглобина и кобаламина. Этот микроэлемент заметно влияет на фагоцитарную активность лейкоцитов и общее состояние иммунной системы организма.
При недостатке йода происходит резкое увеличение массы железистой ткани щитовидной железы, за счет которого компенсируется продукция тироксина. Особенно чувствительными к его недостатку являются свиньи, у которых рождаются слабые и мертвые поросята, часто без волосяного покрова. У коров учащаются случаи яловости, у кур-несушек уменьшается содержание йода в яйцах. В состав премиксов и белковых добавок для компенсации недостатка йода в рационах вводят йодид калия.
Селен (Se). Является обязательным микроэлементом для животных и некоторых бактерий и имеет исключительное биологическое значение. Он необходим для различных метаболических процессов антиоксидантных защитных систем организма. Биологическое значение селена связано с уникальными функциями разнообразных селенопротеинов (более 20 видов). В организм селен поступает в виде активных соединений и выполняет роль метаболического регулятора. Он влияет на биосинтез белков, активирует антиоксидантную систему, клеточный, гуморальный и фагоцитарный иммунитет. Селен усиливает неспецифическую резистентность, а также повышает уровень продуктивности и улучшает воспроизводительные функции животных.
Недостаток селена приводит к беломышечной болезни телят, ягнят и поросят, токсической дистрофии печени, сердечной миопатии, резорбции плода и бесплодию, нарушению воспроизводительных функций маточного поголовья. Для жвачных животных селен играет особую роль. Достаточная обеспеченность рубцовой микрофлоры селеном является обязательным условием ее активного размножения и жизнедеятельности. В качестве источника пополнения дефицита селена в рационах животных и птицы используют сел-плекс, селенопиран, селенит натрия, селенат бария.
Роль витаминов в составе премиксов для организма и его иммунной системы
Витамин А и каротиноиды. Под названием витамин А объединена группа соединений с биологической активностью ретинола. Он играет большую роль в организме животных, включая процессы зрения, регуляции проникновения мембран, транспорта моносахаридов, обмена белков, липидов и углеводов. Важно, что витамин А поддерживает целостность анатомических барьеров, таких как эпителиальные и слизистые поверхности, составляющие первичную неспецифическую защиту организма.
Характерными признаками недостатка витамина А можно назвать воспаление роговицы и ороговение эпителия слезных каналов. Это сопровождается закрытием и высыханием глаз. Параллельно с этим, увеличивается степень ороговения и слущивания эпителия дыхательных путей, пищеварительного канала и мочевыводящих путей. Отдельно следует подчеркнуть, что в данном случае ослабляется иммунитет против инфекционных заболеваний. В состав премиксов витамин А вводят в виде ретинола (витамин А стабилизированный). Он представляет собой порошок желтого цвета с хорошей сыпучестью. Стабилизируется желатином. Растворим в воде, этаноле, ацетоне и жире.
Витамин D. Может находиться в двух основных формах: эргокальциферол (D2) и холекальциферол (D3). Действие ультрафиолетового спектра солнечного света с длиной волны около 256 нм превращает 7-дигидрохолестерол в верхних слоях кожи животного в холекальциферол. Далее активная форма витамина D3 действует на слизистую тонкого кишечника, вызывая образование Са-связанных белков, способствующих усвоению организмом Са и Mg. Также данный витамин влияет на всасывание в кишечнике фосфора.
Недостаток в организме животных и птицы витамина D вызывает нарушение обмена кальция и фосфора. Следствием этого является рахит у молодняка, а у взрослых животных – остеомаляция по причине недостаточной кальцификации костей. При остром недостатке резко проявляются симптомы дефицита кальция и магния – тетания гладкой и скелетной мускулатуры. В составе кормовых добавок холекальциферол имеет вид бесцветных кристаллов, растворимых в эфире, бензине, жирах и маслах, но нерастворимых в воде.
Витамин Е. Обобщающее название подобных по химическому строению соединений, которым присуща биологическая активность ɑ-токоферола. Функция витамина Е состоит в защите клеточной мембраны от окисления. Токоферол играет в тканях животных роль биологического антиоксиданта, инактивирующего свободные радикалы и тем самым предупреждающего развитие процессов окисления липидов молекулярным кислородом. При этом он выполняет функцию регулятора энергетического метаболизма и влияет на функциональность иммунной системы (биосинтез простагландинов, хелперная активность Т-лимфоцитов и т.д.).
При недостатке витамина Е в кормах проявляются нарушения воспроизводства животных и птицы. Установлено также, что недостаток этого витамина влияет на морфологическое и функциональное состояние эндокринной системы. Результатом является дегенерация скелетных и сердечных мышц, повреждения сосудов тромботического характера, анемия, некроз печени. В данном случае вполне вероятна неожиданная смерть животного. В составе премиксов витамин Е имеет вид порошка серого цвета, со слабым запахом мясокостной муки и хорошей сыпучестью. Растворим в кислотах и растворителях жиров.
Витамин К. Необходим для синтеза белка плазмы крови протромбина и других белков, принимающих участие в процессе свертывания крови. Действие заключается в превращении неактивного белка плазмы крови протромбина в активный – тромбин. В свою очередь, тромбин переводит белок плазмы фибриноген в фибрин. Таким способом образуется плотный белковый сгусток, закрывающий повреждение кровеносного сосуда.
Симптомами дефицита витамина К являются увеличенное время свертывания крови, а также гемморагия внутренностей и гибель. У жвачных он синтезируется микрофлорой в достаточном количестве для удовлетворения потребности. Для животных с однокамерным желудком и птицы данный витамин вводят в состав премиксов в виде бесцветного мелкозернистого порошка, горького на вкус и растворимого в воде.
Витамины группы В относятся к водорастворимым витаминам с очень широким спектром воздействия на организм животных и птицы. Особенностью витаминов этой группы является то, что они не накапливаются в тканях организма животного. Поэтому их поступление с кормами должно быть постоянным, а введение в состав премиксов – безусловным.
Витамин В1 (тиамин). Необходим в процессах обмена углеводов и белков. Недостаток проявляется в задержке роста и развития, снижении массы тела и устойчивости организма против возбудителей заболеваний. В комплексе с другими витаминами используется в профилактике стрессов, негативно влияющих на уровень иммунного ответа организма. В кормовых добавках применяется в виде белого кристаллического порошка, горького и со слабым характерным запахом.
Витамин В2 (рибофлавин). Играет важную роль в обмене белков, жиров и углеводов, являясь компонентом ферментов. Симптомами дефицита является потеря репродуктивной функции у маточного поголовья свиней, у кур. При этом у молодняка наблюдают снижение интенсивности роста, катаракту, рвоту и облысение. При остром дефиците может быть пониженная иммунная реакция, бледная печень и почки, погибшие фолликулы у свиноматок, дегенерация яйцеклеток. В составе премиксов рибофлавин применяют в виде оранжево-желтого порошка горького вкуса. Растворим в воде и устойчив к температуре, но теряет активность под действием ультрафиолета.
Витамин В3 (пантотеновая кислота). В качестве компонента коэнзима А пантотеновая кислота участвует в обмене углеводов и жира. При недостатке его в рационе наблюдают плохой рост животных и птицы, диарею, сухую кожу, грубый волосяной покров и пониженную иммунную реакцию. В состав кормовых добавок пантотеновую кислоту вводят в виде пантотената кальция – кристаллического порошка кремового цвета, горького на вкус и растворимого в воде и в спирте. Необходимо помнить, что он разрушается под действием высоких температур.
Витамин В4 (холин). Является медиатором многих биохимических реакций и берет участие в регуляции функции печени. Вместе с тем, он опосредовано влияет на структуру и активность иммунокомпетентных клеток организма. Симптомами недостатка холина в кормах является снижение интенсивности роста молодняка, грубость волосяного покрова, уменьшение концентрации эритроцитов в крови, шатающаяся походка животного. В состав премиксов и белковых добавок холин вводят в виде холинхлорида – сиропообразной, не кристаллизирующейся жидкости (70 % раствор).
Витамин В5 (никотиновая кислота, витамин РР, ниацин). Существует в двух активных формах – никотиновая кислота и никотинамид. Очень широко используется в ферментной активности организма. Недостаток в рационе приводит к дерматитам, нарушается пигментация кожи. Далее наблюдаются изменения слизистой оболочки рта, нарушается функция пищеварительного тракта. Влияние на состояние иммунной защиты при этом также негативное. В состав премиксов ниацин вводят в виде термостабильного белого порошка, слабокислого на вкус.
Витамин В6 (пиридоксин). Необходим в процессах биосинтеза белков, нуклеиновых кислот, в процессах деления клеток. Дефицит этого витамина вызывает в организме животных значительно более глубокие нарушения иммунного ответа, чем других витаминов группы В. Недостаток пиридоксина приводит к угнетению как гуморальных, так и клеточных факторов иммунитета в ответ на введение различных антигенов. Еще одним симптомом недостатка в организме пиридоксина является повреждение нервной системы, вызывающее аномальное возбуждение, неконтролируемые движения и конвульсии. В составе кормовых добавок это витамин имеет вид кристаллов белого цвета, хорошо растворимых в воде.
Витамин В7 (биотин, витамин Н). Играет важную роль в составе нескольких ферментов, участвующих в глюконеогенезе и синтезе жирных кислот. Биотин необходим при иммунизации животных для нормального функционирования их лимфоидных тканей. Биотин предупреждает жировое перерождение печени. Значительная часть потребности в биотине покрывается за счет бактериального его синтеза в желудочно-кишечном тракте. При дефиците биотина наблюдают потерю волос, язвы и дерматиты кожи, отечность вокруг глаз, трещины копыт, кровотечение подошвы ног.
Витамин Вс., В10, В11 (фолиевая кислота). Принимает участие в биосинтезе пуриновых и пиримидиновых оснований, креатина. Кроме того, фолиевая кислота биохимически связана с обменом и функциями витамина В12. Симптомами ее дефицита является неудовлетворительный рост животных и птицы, блеклый цвет волос, анемия, лейкопения, пониженный гематокрит, гиперплазия костного мозга. В состав премиксов фолиевую кислоту вводят в виде плохо растворимого в воде бледно-желтого рыхлого порошка. Под действием ультрафиолета он теряет свою активность.
Витамин В12 (цианкоболамин). Принимает участие в синтезе пуриновых и пиримидиновых оснований и переносе радикалов, необходимых для синтеза нуклеиновых кислот. Недостаток этого витамина вызывает изменения в репродуктивных органах, характеризующиеся снижением способности тканей организма синтезировать ДНК. Последствиями является ухудшение аппетита и снижение интенсивности роста, огрубление кожного и волосяного покрова животных, отсутствие координации задних ног, анемия и высокое содержание нейтрофилов в крови.
Особенности сочетания компонентов премиксов
В состав премиксов для животных и птицы входит как значительное количество приведенных выше основных компонентов (микроэлементов и витаминов), так и дополнительных компонентов (ферменты, гормоноподобные вещества, красители, антибиотики, подкислители, ароматизаторы, антиоксиданты и прочие). Вместе с тем, основными компонентами премиксов, все-таки являются микроэлементы и витамины. Здесь необходимо обратить внимание, что добавки витаминов в составе премиксов производят таким образом, что зачастую они по массе в разы больше, чем установленная минимальная потребность в рационе животного. Довольно сложно бывает определить – в какой мере это оправдано. Конечно, такой подход имеет определенный смысл, с учетом потерь витаминов в процессе производства, транспортировки и хранения премиксов. Кроме того, не нужно забывать и о прохождении премиксов через преджелудки жвачных, где витамины подвергаются активному разрушающему воздействию. В близкой перспективе необходимо научиться определять подобные потери в зависимости от комплекса факторов и вводить витамины в состав премиксов без излишка. При этом не нужно забывать, что разные витамины по-разному реагируют на совместное хранение с минеральными веществами и окружающую среду.
Например, влага негативно влияет на стабильность витамина А, существенно увеличивая степень его окисления. Присутствие гигроскопичного холинхлорида (витамин В4), в свою очередь, разрушает витамин А. Поэтому представленные на рынке коммерческие препараты витамина А включают в свой состав антиоксиданты, и, как правило, покрыты защитной оболочкой.
В этом контексте необходимо отметить, что активность витамина К снижается на 80 % в том случае, если он находится в составе премикса более 3 месяцев. Вместе с тем, игнорируемый на практике избыток Са в рационах существенно увеличивает потребность организма животных и птицы в витамине К. Запасы этого витамина в печени быстро исчезают при его дефиците в кормах рационов.
Проблему в производстве и хранении премиксов также составляет то, что пантотеновая кислота (витамин В3) термолабильна и особенно неустойчива при нагревании в растворах кислот и щелочей. Другой основной компонент – натуральный витамин Е в кормах быстро разрушается под действием тепла, влаги и окисленных жиров. Исходя из этого, довольно затруднительно точно предсказать его реальное количество в рационе. Тиамин (витамин В1) очень неустойчив к теплу, а избыточная температура при обработке кормов заметно уменьшает его содержание в них.
Премиксы сегодня являются незаменимым компонентом комбикормов, который обеспечивает продуктивность, оптимальное физиологическое состояние, а также иммунную защиту животных и птицы. Технологии производства кормовых добавок постоянно совершенствуются и позволяют получать продукцию более высокого качества. В целом, при условии грамотного использования премиксов можно увеличить продуктивность животных на 5-8 % (за счет оптимизации обменных процессов в организме и повышения уровня переваримости кормов). С другой стороны, игнорирование этого вопроса обязательно станет причиной нарушений обмена веществ и снижения уровня продуктивности на 30-40 % и более.
Источник