Корма и кормовые добавки

15.12.2018

Оптимизация матричных значений фитазы для максимизации продуктивности

Юмин Дерсжант-Ли, старший научный сотрудник, DuPont

Достижение правильного значения Ca/P соотношения крайне важно не только для здоровья животного и продуктивности, но и для экономической эффективности.

Правильное использование матричных значений для фитазы может оказать значительное положительное влияние на продуктивность, снизить затраты и повысить эффективность производства.

Задача, стоящая перед специалистами по кормлению и производителями кормов, заключается в том, чтобы добиться максимальной экономической эффективности, особенно в условиях роста цен на ингредиенты корма. Нужно учитывать состав рациона, но наиболее важно понимание роли отдельных ингредиентов, действующих совместно, а также влияния полных матричных значений.

Здесь мы рассмотрим последние исследования по этому вопросу, отдельно остановившись на кальций-фосфорном отношении в присутствии фитазы и сформулировав рекомендации по достижению оптимального кормового баланса.

Значение Ca/P соотношения

Известно, что кальций (Ca) играет важную роль в использовании фосфора (P), одного из наиболее важных минералов в кормлении животных. Достижение правильного соотношения Ca/P крайне важно не только для здоровья животного, но и для продуктивности, а также экономической эффективности. Фитаза — это фермент, широко используемый в кормлении животных для улучшения усвояемости фосфора, но её взаимодействие с кальцием не до конца изучено.

Проблема заключается в том, что кальций в тонком кишечнике образует хелаты с фитатом, и в результате его доступность для животного снижается, что может приводить к недостатку фосфора и снижению продуктивности.

В этом взаимодействии может принимать участие фитаза — фермент, используемый для разрушения фитата (соли фитиновой кислоты) в верхних отделах кишечника и высвобождения усвояемого фосфора до момента связывания с кальцием.

Большое значение имеют размер частиц, растворимость и уровень кальция в рационе, но также важен и уровень активности фитазы при низких значениях рН, что подчёркивается новейшими исследованиями в области изучения ферментов и моделирования протеина. В результате этих исследований была создана фитаза нового поколения с уникальными характеристиками активности в зависимости от величины рН и высочайшей эффективностью.

Для понимания всех преимуществ использования фитазы необходимо знать, каковы наиболее эффективные соотношения, позволяющие добиться наилучшего результата.

Определение увеличения кальция

Влияние кальция на эффективность фитазы прямо связано с активностью фитазы в верхних отделах желудочнокишечного такта, где при низких значениях рН фитат более растворим, что позволяет высокоактивной фитазе быстрее и полнее разрушить его. В результате остаётся меньше фитата, способного связаться с избытком кальция с образованием нерастворимого кальций-фитатного комплекса в тонком кишечнике. При этом уменьшается способность фитата ухудшать усвоение и, как следствие, повышается доступность кальция.

При использовании в рационе фитазы для поддержания оптимального отношения Ca и P необходимо знать точное значение увеличения кальция, то есть его матричное значение. В противном случае возможно нарушение равновесия, что ухудшит усвояемость и продуктивность.

Поскольку у каждой фитазы свой собственный, уникальный профиль активности в зависимости от величины рН, для каждого типа фитазы должны быть определены отдельные матричные значения для кальция. Поэтому мы провели серию исследований с использованием нового поколения фитазы Buttiauxella, известной как Акстра PHY, обладающей высокой активностью при низких значениях, а также в более широком диапазоне рН, чем другие коммерческие продукты на основе фитазы.

Чтобы определить оптимальные матричные значения для кальция, сначала необходимо ответить на важнейший вопрос: сколько молекул кальция может связать молекула фитата?

Из опубликованных работ следует, что одна молекула фитата (основной формы фосфора в растительных ингредиентах, также называемой инозитол-6-фосфат, или ИФ6) способна связать 4–5 молекул кальция в кишечнике животных. Формы инозитол-фосфата с меньшим количеством фосфата, например ИФ4, ИФ3 и ИФ2, обладают незначительной связывающей способностью либо вовсе ею не обладают. Исходя из этих данных, можно предположить, что одна молекула ИФ6 связывает до 4 молекул кальция, а при добавлении 1000 FTU/кг (единиц фитазы/кг) Акстра PHY будет разрушена до ИФ2. При этом высвободятся 4 молекулы кальция и 4 молекулы фосфора. Весовое отношение кальция к фосфору будет примерно 1,3:1, это означает, что фитаза способна в большей степени увеличивать матричные значения для кальция, чем для усвояемого фосфора.

Оптимизация матричного соотношения Cа   и усвояемого P

С целью более глубокого изучения взаимодействий мы провели исследование по выявления влияния увеличения матричных значений кальция на усвояемость фосфора и продуктивность бройлеров.

В исследовании участвовали 4 группы: группа положительного контроля (ПК) и 3 группы, получавшие экспериментальные рационы.

• Основной рацион был составлен с использованием полных матричных значений Акстра PHY для усвояемого фосфора, ОЭ, усвояемых аминокислот и натрия при дозировке 1000 FTU/кг.

• В три экспериментальных рациона вводили различное количество кальция в форме известняка для получения низкого, среднего или высокого дефицита кальция.

• Во все три экспериментальных рациона вводили Акстра PHY в дозировке 1000 FTU/кг.

По результатам анализа в экспериментальных рационах среднее содержание кальция было на 0,16; 0,19 и 0,21% ниже, чем в группе положительного контроля, а усвояемого фосфора было на 0,16% меньше (рис. 1). 

Такой результат указывает на то, что при увеличении соотношения Са/усв. Р в рационе с пониженной питательной ценностью усвояемость фосфора в подвздошной кишке линейно увеличивается.

Также при увеличении матричных значений для кальция наблюдалось уменьшение конверсии корма (рис. 2).

В группах с отношением Ca/усв. P, равным 1,2:1 или 1,3:1, наблюдалось значительное улучшение эффективности использования корма в сравнении с положительным контролем. В контексте полных матричных значений Акстра PHY в дозировке 1000 FTU/кг такой результат подтверждает, что фитаза смогла компенсировать недостаток питательных веществ и даже могла показать результат лучше, чем в группе положительного контроля.

В этом же опыте наблюдалась тенденция к линейному улучшению конверсии энергии, то есть на 1 кг прироста затрачивалось меньше энергии. Таким образом, что при снижении уровня кальция уменьшаются затраты энергии на поддержание равновесия Ca:P. Из этого следует, что при увеличении матричных значений для кальция снижается стоимость корма (рис. 3).

Оба эти результата являются крайне желательными при выращивании бройлеров.

Важно отметить, что в период опыта не наблюдалось падежа в стартерную и ростовую фазы, но в группе со значительно пониженным количеством кальция наблюдался численно более высокий падёж в финишную фазу. По результатам анализа содержание кальция в эту фазу составило 0,43%, возможно, это слишком мало для поддержания качества костей, хотя по показателю золы большеберцовой кости достоверной разницы не наблюдалось. Следовательно, слишком высокие матричные значения могут увеличивать риск недостатка кальция.

Индивидуальный подход   к матричным значениям для кальция

Несмотря на растущее количество данных в пользу использования показателя усвояемого кальция при составлении рационов, многие производители продолжают применять показатель общего кальция. Хотя важность поддержания оптимального соотношения Ca/P широко признаётся, до сих пор не решён вопрос о том, как лучше всего реализовать преимущества.

Но важно понимать, что здесь нет универсального решения. Другими словами, «больше» не всегда значит «лучше». Слишком большое значение показателя увеличения кальция (или уменьшения содержания кальция в рационе) может приводить к слабости ног (костяка), особенно при использовании плохоусвояемого известняка. При использовании фитазы матричные значения для кальция должны зависеть от состава рациона, возраста и вида животных, а также от источника и содержания кальция. В результате такого анализа можно определить оптимальный рекомендуемый уровень кальция.

Помня об этом, DuPont инвестирует в исследования по разработке рекомендаций в зависимости от вида, стадии жизни и рациона животных, которые специалисты по кормлению смогут использовать для составления оптимальных рационов и достижения наилучшей продуктивности.

Преимущества использования полных матричных

Значений Результаты нашей непрерывной программы исследований демонстрируют разнообразные преимущества использования полных матричных значений Акстра PHY. Было показано, что эта фитаза способна поддержать продуктивность различными способами в сравнении с положительным контролем.

При введении Акстра PHY в дозе 600 FTU/кг в рационы несушек с пониженным содержанием питательных веществ наблюдались следующие эффекты:

• снижение стоимости корма на производство 1 кг яйца до 0,5 €;

• сохранение яичной продуктивности и качества яйца;

• сохранение показателя золы большеберцовой кости;

• улучшение цвета желтка. При введении Акстра PHY в дозе 1000 FTU/кг в рационы бройлеров, содержащихся в полукоммерческих условиях:

• снижение относительной стоимости корма* на 3,5 и 3,8%;

• сохранение среднесуточного прироста;

• сохранение конечного живого веса;

• сохранение и улучшение выхода тушки на 0,8%.

При введении Акстрa PHY в дозе 1000 FTU/кг в рационы бройлеров с пониженным содержанием питательных веществ:

• снижение относительной стоимости корма* на 3,7%;

• снижение заболеваемости пододерматитом на 25,3%;

• сохранение конверсии корма;

• увеличение прочности костей на 14%.

Снижение стоимости корма

Хотя точное значение снижения стоимости корма при использовании матричных значений для фитазы будет варьировать в связи с изменением цен на рынке, принцип может быть хорошо продемонстрирован с использованием данных о ценах на ингредиенты в ЕС в 2017 году.

Фактически с точки зрения снижения общей стоимости корма последние расчёты являются убедительным аргументом в пользу использования полных матричных значений для Акстра PHY (см. рис. 4).

Выводы

Как мы уже убедились, важность поддержания оптимального соотношения Ca/P очевидна и широко признана. Но ключом к полному использованию всех преимуществ является корректировка отношения в соответствии с индивидуальными матричными значениями.

С практической точки зрения это означает, что хорошо растворимый и содержащийся в избытке кальций может оказывать отрицательное воздействие на усвояемость фосфора и эффективность фитазы, но степень этого отрицательного воздействия будет различной в зависимости от того, какая фитаза используется в рационе.

Как правило, мы рекомендуем поддерживать уровень кальция более 0,5% в рационах бройлеров на откорме и 0,4% — в рационах свиней на откорме. Кроме того, использование полных матричных значений является высокоэффективным способом снижения производственных затрат.

Список используемой литературы предоставляется по запросу на адрес: info.animalnutrition@dupont.com

Об авторе Доктор Юмин Дерсжант-Ли (Yueming Dersjant-Li) — старший научный сотрудник отдела глобальных инноваций компании «Даниско Анимал Ньютришн», входящей в состав DuPont Industrial Biosciences. В настоящее время она изучает применение ферментов для моногастричных животных. Получила степень PhD в Вагенингенском университете и имеет многолетний опыт работы в отрасли кормления животных. Она является автором множества публикаций в различных рецензируемых изданиях, материалах конференций и коммерческих журналах.

Количество показов: 904
Автор:  Юмин Дерсжант-Ли