Корма и кормовые добавки

06.10.2020

Кальций: две стороны медали в обеспечении нормативов питательности

Составление рационов для полного удовлетворения потребности животных в питательных веществах становится особенно сложной задачей, когда речь заходит о важнейших минералах, например, кальции. Кальций необходим для формирования костей, участвует в нескольких метаболических путях, поэтому в рационы его часто вводят в избыточном количестве, опасаясь дефицита. Но хотя недостаток кальция может замедлить рост животного, избыток высокорастворимого кальция также может существенно снизить продуктивность.

При выращивании животных огромное значение имеют их здоровье и скорость роста. А для роста и созревания необходимо нормальное развитие скелета. Минерализация костей зависит от различных элементов, среди которых центральное место занимают кальций и фосфор. Например, кальций — это элемент, имеющий наибольшую концентрацию в теле птицы, составляющий более трети от всех минералов тела взрослой птицы и треть от всех компонентов яичной скорлупы.

Хотя большая часть кальция (99%) содержится в скелете, этот элемент еще играет роль катализатора в некоторых метаболических и физиологических процессах, включая сокращение сердца и мышечных волокон, а также участвует в передаче нервных импульсов.

Добавление кальция: сложное равновесие

Для достижения нормативов питательности в растущем секторе птицеводства рационы составляются с использованием нескольких типов злаковых ингредиентов. Несмотря на высокое содержание энергии, зерновые бедны некоторыми элементами, в том числе кальцием: в большинстве из них его содержание составляет всего 0,02–0,06%.

Для удовлетворения потребности в кальции в рационы обычно включают его неорганические источники, например, известняк и дикальций фосфат. В типичном кукурузно-соевом стартерном рационе для бройлеров более 80% кальция содержится в форме неорганических источников.

В отличие от фосфора, добавление кальция не приводит к значительному увеличению стоимости, так как известняк широко распространён и доступен по цене. Кроме того, выделение избытка кальция не наносит ощутимого ущерба окружающей среде. В совокупности эти факторы часто приводят к его избыточному введению в рационы.

Непредвиденные антипитательные свойства

Высокая концентрация кальция может быть столь же вредна, как и низкая: недостаток кальция отрицательно влияет на скорость роста, а его повышенное содержание приводит к антипитательному эффекту в отношении других важных питательных веществ. Особое значение имеет негативное влияние избытка кальция на доступность и усвояемость фосфора.

Кальций обладает способностью образовывать в кишечнике комплексы с фосфатными группами, которые нарушают доступность фосфора. Фосфор критически важен для мобилизации энергии и синтеза белка, а также для развития костей и основного обмена. В растениях он присутствует в основном в форме фитата, который разрушается фитазой, при этом высвобождается фосфор.

Животным, не способным продуцировать фитазу, например, птице и свиньям, фитаза добавляется в корм. Высокая концентрация кальция в рационе снижает эффективность фитазы вследствие образования кальций-фитатных комплексов; избыток кальция также способствует связыванию фитата с молекулами белка, что приводит к еще большему снижению способности фитазы разрушать фитат.

Белки обычно образуют комплексы с фитатом при низких значениях pH (<4) в верхнем отделе желудочно-кишечного тракта; при более высоких значениях рH комплексы не образуются. Этот процесс нарушается в присутствии кальция, способствующего образованию хелатов белка и фитата при значениях pH>4, при этом кальций действует как катионный мостик, способствующий непрямому связыванию белков и фитата (рис. 1).

Этот антипитательный эффект кальция в большой степени зависит от его растворимости, которая, в свою очередь, зависит от источника кальция и размера частиц. Известняк — основной источник неорганического кальция, используемый в рационах птицы, — может иметь различные размеры частиц, что обуславливает различную растворимость кальция.

Размер частиц влияет на связывание кальция с фитатом. В исследованиях установлено, что чем меньше частицы известняка, тем быстрее они растворяются в верхнем отделе желудочно-кишечного тракта, что приводит к повышению количества доступного кальция.

Увеличение растворимости известняка отрицательно влияет на усвояемость фосфора из-за усиления активности связывания кальция фитатом, в результате которого фитат становится более устойчив к разрушению фитазой. При этом снижается высвобождение фосфора. Уменьшение доступности фосфора негативно влияет на продуктивность животных, в итоге это приводит к необходимости добавления фосфора, что увеличивает стоимость корма.

После образования кальций-фитатных комплексов их растворимость зависит от рH; при pH более 5 хелаты фитата с кальцием выпадают в осадок и становятся устойчивыми к действию фитазы.

Устранение антипитательных факторов при помощи фитазы

Все имеющиеся на рынке фитазы разрушают фитат, но не все фитазы одинаковы. Ферменты с улучшенным значением pH гидролизуют фитат быстрее в верхнем отделе пищеварительного тракта, в результате чего фитат утрачивает способность образовывать антипитательные кальций-фитатные комплексы.

Акстра® PHY — это фитаза, получаемая при помощи микроорганизма Buttiauxella, обладающая высокой биологической эффективностью и активностью при низких показателях рH. Эта фитаза действует в кишечнике быстро, разрушая фитат на ранних этапах пищеварения. Фермент обладает улучшенным значением pH в сравнении с конкурентными продуктами (рис. 2), активен даже при очень низких значениях pH (<2,5).

Благодаря быстрому отщеплению фосфатных групп, фитаза уменьшает связывание кальция с белком и таким образом устраняет его антипитательное влияние на белки и минералы. Но эффективность фитазы сильно зависит от размера частиц кальция в кальций-содержащих добавках. Для преодоления негативного влияния высокорастворимого кальция на усвояемость питательных веществ или нивелирования последствий применения известняка добавление фитазы может осуществляться в различных дозировках.

Увеличение доли высокорастворимого кальция в рационе снижает усвояемость фосфора в группах, не получающих фитазу, поскольку в этих группах выше выпадение фитатных комплексов в осадок. Поэтому рационы с высоким содержанием известняка и высокорастворимого кальция нуждаются в более высоких дозировках фитазы для улучшения усвоения фосфора (рис. 3).

Высокое содержание кальция в рационе влияет на метаболизм фосфора и, как следствие, на скорость роста животных. Для изучения влияния фитазы на снижение отрицательного воздействия высокого содержания кальция в рационах было проведено исследование Акстра PHY in vivo с использованием молодой птицы.

Введение в рационы 1000 FTU/кг фитазы уменьшило вызванное избытком кальция снижение продуктивности в сравнении с контрольным рационом. Результаты также продемонстрировали, что для восстановления продуктивности птицы, получавшей рационы с мелким известняком, могут потребоваться более высокие дозы фитазы, чем при кормлении рационами, содержащими крупные частицы известняка.

В дозе 500 FTU/кг тот же самый фермент позволил восстановить прирост до уровней, сопоставимых с группой положительного контроля. При потреблении рационов, содержащих мелкий известняк, продуктивность восстановилась только при добавлении ферментов в дозе 1000 FTU/кг (рис. 4).

Эти данные соответствуют ранее полученным результатам и демонстрируют, что размер частиц кальция влияет на количество фитазы, необходимое для устранения негативных эффектов кальция.

Преимущества использования быстродействующей фитазы и подходящего источника кальция

Для уменьшения негативного влияния чрезмерного уровня кальция на усвояемость питательных веществ и скорость роста может быть использована стратегия двойного действия. Во-первых, добавление быстродействующей фитазы способствует своевременному и эффективному гидролизу фитата, препятствует образованию соединений с фитатом.

Важно отметить, что фитаза с широким значением рH гарантирует быстрый гидролиз фитата в условиях высокой кислотности в начальных участках пищеварительной системы.

Во-вторых, улучшению качества корма и здоровья животных будет способствовать корректировка количества кальция, вводимого в рацион (улучшение кальций-фосфорного отношения), а также контроль растворимости выбранного источника кальция.

Важнейшим фактором является размер частиц добавок кальция. Рационы, в которые вводится большое количество кальция, и/или содержащие высокорастворимые источники кальция, например, известняк, можно улучшить, используя правильно подобранную дозировку фитазы, чтобы полностью удалить фитат и не допустить антипитательного влияния комплексов фитата с кальцием.

Количество показов: 931
Автор:  К. Иванс, DuPont Animal Nutrition
Компания:  DU PONT / DANISCO ANIMAL NUTRITION