Что составляет основу сырой клетчатки

Значение сырой клетчатки для моногастричных (на примере свиноводства)

Такое понятие, как благополучие животных сейчас обсуждается во всех средствах массовой информации. Нередко содержание сырой клетчатки в рационе свиней тоже связывают с благополучием животных. Но само по себе повышение содержания сырой клетчатки не дает автоматически улучшения здоровья кишечника и не способствует улучшению самочувствия животного.

На практике применение различных носителей клетчатки в рационах для свиней дают различную степень ощущения насыщения животными. Но если разные рационы исследовать в лаборатории, может оказаться, что они имеют одинаковые показатели сырой клетчатки. Именно это и показывает, что анализа корма на сырую клетчатку недостаточно для того, чтобы определить ее кормовую ценность. На качество волокнистых веществ имеет значение то, насколько высока доля веществ, способных быть ферментированными бактериями. Как можно оценить качество сырья, богатого клетчаткой и как составить рационы для свиней, сбалансированные по клетчатке, рассказывается в этом материале.

Влияние клетчатки в желудочно-кишечном тракте

Волокнистые вещества являются самыми объемными питательными веществами, которые набухают в сочетании с водой. Таким образом, с помощью клетчатки можно достичь хорошего наполнения желудка, что приводит к механическому насыщению животного. Сытые животные обычно довольные животные, их периоды отдыха более длительные. Таким образом, активность и агрессивность в свинарнике снижается, что очень важно, особенно для свиноматок в групповом содержании.

Для поросят и свиней на откорме увеличение содержания клетчатки тоже может помочь успокоить животных и предотвратить проблемы каннибализма. Кроме того, давление на стенки кишечника приводит к лучшему транзиту кормовой массы по кишечнику, т.е. пища быстрее транспортируется через желудочно-кишечный тракт и предотвращается возникновение запоров. В частности, у свиноматок, содержащихся в станках в родильном отделении, в кишечнике постоянно должно поддерживаться “движение” с помощью достаточного количества ферментируемой клетчатки, чтобы предотвратить запоры.

Клетчатка не может перевариваться ферментами организма, поэтому ее переработка происходит только в толстой кишке. Подобно рубцу у жвачных, ферментация клетчатки происходит здесь с помощью имеющейся микрофлоры.

При этом образуются короткоцепочечные жирные кислоты ацетат (уксусная кислота), бутират (масляная кислота) и пропионат (пропионовая кислота). Короткоцепочечные жирные кислоты могут абсорбироваться сквозь стенки толстой кишки и, таким образом, способствовать снабжению животного энергией.

У свиней около 15-30% потребности в базальной (основной) энергии может быть получено от сжигания короткоцепочечных жирных кислот из толстой кишки. Таким образом, ферментация клетчатки в толстой кишке и получающиеся в результате короткоцепочечные жирные кислоты могут способствовать энергетическому обмену. Но основное назначение этих жирных кислот состоит в том, чтобы питать стенки кишечника. Бутират является основным источником энергии для клеток слизистой оболочки. Кроме того, бутират и пропионат стимулируют новообразование клеток и поддерживают активность бактериальных ферментов. Ацетат способствует притоку крови к толстой кишке, поэтому продукты ферментации незаменимы для поддержания барьерной функции толстой кишки.

Если толстая кишка питается недостаточно, патогенные микроорганизмы и бактериальные токсины (эндотоксины) могут легче попасть в кровоток.

Состав клеточной стенки

Если посмотреть на рекомендации по нормам потребностей или качественный сертификат кормового сырья, то в них используется не термин «клетчатка», а термин «сырая клетчатка». Согласно анализу Венде, сырая клетчатка содержит нерастворимые в слабом растворе кислоты или слабом растворе щелочи соединения, большинство из которых можно отнести к растительным волокнам. Такое определение для сырой клетчатки использовалось в течение десятилетий; однако оно не позволяет достаточно точно разделить углеводы на волокнистые и неволокнистые вещества. (см. диаграмму «Фракции структурных углеводов»).

Чтобы увидеть, насколько хорошо волокнистая фракция способна к ферментации, стоит взглянуть на различные компоненты клеточной стенки.

Волокнистые вещества, из которых состоит клеточная стенка

Целлюлоза:

Гемицеллюлоза:

Пектин:

Лигнин:

Соотношение описанных компонентов клеточной стенки варьируется от растения к растению и зависит от возраста и типа растительной ткани. Давайте еще раз посмотрим на определение сырой клетчатки, которое говорит о том, что в ней содержатся только нерастворимые вещества. То есть, по сути, только целлюлоза лигнин.

Компоненты гемицеллюлоза и пектин являются растворимыми и поэтому относятся не к сырой клетчатке, а к безазотистым экстрактивным веществам. При этом речь идет о составляющих волокон, которые особенно легко поддаются ферментации, то есть вносят значительный вклад в питание кишечника.

Таким образом, показатель сырой клетчатки дает недостаточную оценку фракции клетчатки. Более детальную оценку клетчатки дает детергентный анализ, разработанный в 1991 году Ван Соестом. В этом анализе клетчатка разделяется на волокнистые вещества (клеточная стенка) и неволокнистые вещества (клеточная составляющая). Впоследствии волокна делятся на основные компоненты: целлюлозу, гемицеллюлозу, пектин и лигнин. Различают следующие фракции структурных углеводов:

NDF: «Нейтрально детергентная клетчатка»
В этой фракции объединены гемицеллюлоза, пектин, целлюлоза и лигнин, содержащиеся в корме. NDF, по существу, представляет собой клеточные стенки растительных клеток.

ADF: «Кислотно детергентная клетчатка»
Эта фракция включает целлюлозу и лигнин, содержащиеся в корме. Разница между аналитически определенными уровнями NDF и ADF отражает содержание гемицеллюлозы.

ADL: «Кислотно детергентный лигнин»
Эта фракция представляет собой содержание лигнина. Разница между содержанием ADF и ADL определяет содержание целлюлозы в корме.

В таблице 1 приведены фракции клетчатки для различного сырья. Высокое содержание NDF означает, что компонент имеет высокое содержание клетчатки. Оценить способность к ферментации можно по разнице между NDF и ADF. Большая разница означает, что доля растворимой и, следовательно, легко ферментируемой клетчатки высока. Это становится понятным, например, в пшеничных отрубях или жоме сахарной свеклы.

Относительно небольшая разница между NDF и ADF в сочетании с высоким содержанием ADL (лигнина) означает, что хотя мы можем достичь хорошего механического насыщения, но кишечник получит недостаточно питания. Следовательно, плохо ферментируемых кормовых компонентов недостаточно в качестве единственного источника клетчатки, но должны быть дополнены легко ферментируемым сырьем.

Особую проблему составляет обеспечение клетчаткой рационов для супоросных свиноматок. Для достижения законодательно установленного необходимого содержания сырой клетчатки на уровне 7% необходимы высококонцентрированные источники клетчатки. К ним относятся, например, пшеничные отруби. Однако при использовании пшеничных отрубей необходимо учитывать содержание фосфора.

Жом сахарной свеклы можно использовать также только ограниченно, так как высокое содержание остаточного сахара ведет к появлению вязких фекалий у свиноматок. К тому же, нужно принять во внимание высокое содержание кальция особенно в рационах супоросных свиноматок.

Для повышения кормовой ценности клетчатки очень хорошо подходят яблочные выжимки. В них высокая концентрация клетчатки, и, таким образом, небольшая доля в рационе позволяет обеспечить необходимую норму содержания клетчатки. Но яблочные выжимки сложно приобрести на протяжении всего года.

Еще одним высококонцентрированным источником клетчатки являются оболочки сои. Благодаря гидротермической обработке оболочек под давлением полностью дезактивируется уреазная активность, так что экструдация соевой шелухи очень рекомендована. Благодаря этому усвояемость протеина рациона остается на неизменно высоком уровне. Кроме того, экструдация ведет к изменению структуры волокон, в результате чего их способность к набуханию еще больше увеличивается.

В свиноводстве солома редко используется в качестве компонента рациона. Однако у свиней, содержащихся на соломе, потребление соломы может составлять до 14% от общего суточного рациона. Как правило, свиньи на соломе спокойнее. Однако пищевая ценность этого кормового сырья низкая. Чрезмерное потребление может также вызвать запоры из-за относительно низкой способности к набуханию и плохой способности к брожению.

Резюме: В заключение можно констатировать, что клетчатка вносит ценный вклад в здоровье кишечника и, таким образом, способствует благополучию животных. При разработке рациона всегда стоит учитывать фракции клетчатки, а не просто содержание сырой клетчатки. Это дает вам хорошее понимание того, насколько хорошо клетчатка поддается ферментации. Вы можете определить содержание фракций клетчатки с помощью детергентного анализа. Можно опираться на табличные данные или сдать свое сырье для определения содержания NDF, ADF и ADL на анализ в лабораторию в LUFA. Также рекомендуется использование комбинаций сырья с высокой кормовой ценностью клетчатки.

Источник

Клетчатка в рационе коров: от биологической роли до особенностей скармливания кормов, содержащих ее

Почему важно учитывать сырую клетчатку при составлении рациона коров, как сказывается ее дефицит на продуктивности и здоровье животных. Рассмотрены современные подходы к обеспечению скота клетчаткой, в том числе зарубежный опыт.

В свое время среди производственников и даже некоторых ученых бытовало мнение, значимость клетчатки в рационах КРС невелика, так как ее предостаточно в традиционных кормах. Более того, считалось, что ее в кормах содержится больше, чем требуется, что связано с запоздалой уборочной компанией. В то же время технология кормления постоянно изменялась, адаптировалась под интенсивное ведение хозяйства. Например, в кормовой базе КРС увеличилась доля силоса, концентратов и уменьшился процент сена, которое является главным источником клетчатки. Ради справедливости стоит отметить, что часто влажность сенажа больше рекомендуемой нормы, поэтому он во многом схож с силосом. При ежедневном скармливании 40 кило силоса и 4,5 кг концентрированных кормов в организм коровы поступает примерно 3 кг клетчатки. А теперь сопоставим: животному, ежедневно дающему два ведра молока, требуется 4,5 кг клетчатки. Также надо понимать, что перекорм кормами богатыми клетчаткой тоже вредит здоровью коров и негативно сказывается на их продуктивности.

Ниже мы рассмотрим последствия от избыточного или недостаточного содержания в рационах коров клетчатки, но сначала поговорим о ее роли.

Состав сырой клетчатки

В сырую клетчатку входят соединения, составляющие оболочку растительных клеток (клетчатка). Что означает слово «сырая»? Дело в том, что в сыром веществе кроме собственно клетчатки содержится целлюлоза, гемицеллюлоза, пектины, соединения, не являющиеся углеводами (лигнин, окись кремния, гликопротеины и др.).

Главный компонент сырой клетчатки – целлюлоза (cellula – «клетка»). Главное составляющее стенок растительных клеток обеспечивает механическую прочность, упругость растений. Ее процентное содержание колеблется в пределах 15-20% от сухого вещества (далее СВ).

Гемицеллюлозы (hemi – «наполовину») – это полимерные варианты пентоз и гексоз. В клеточных оболочках они играют двоякую роль: механическую, подобно целлюлозе и как запасное питательное вещество, подобно крахмалу. Процентное содержание в рационах – 10-15% от СВ. Переваримость высокая – 70%.

Пектины (pektos – «свернувшийся») – относятся к полисахаридам. Их роль заключается в поддерживании состояния тургора в тканях. Эти вещества необходимы для скрепления растительных клеток. Их много в корнеплодах, водорослях, свекловичном жоме. Процент в СВ люцерны – 12%.

Лигнин (lignum – «дерево») – фенольное соединение, не переваривается и негативно сказывается на переваривании целлюлозы. Содержание в СВ при заготовке травяных кормов в поздние фазы вегетации – до 12%. Через пропитанную лигнином, одревесневшую оболочку клеток трудно проникнуть пищеварительным ферментам, и переваримость элементов питания резко снижается.

Зарубежные скотоводы углеводы клеточных оболочек (клетчатку) называют структурными, а неструктурными углеводами – сахара и крахмал, находящиеся внутри клетки и лучше переваривающиеся животными по сравнению со структурными.

Самым богатым источником сырой клетчатки являются грубые корма

Роль клетчатки

Энергетическая

В организме КРС ферменты, расщепляющие клетчатку, отсутствуют. Ее до моносахаридов расщепляет фермент микрофлоры целлюлаза. В итоге получаются летучие жирные кислоты (ЛЖК), всасывающиеся в кровь на 40-70% и обеспечивающие коров энергией. Основные ЛЖК: уксусная, пропионовая и масляная. Их оптимальное соотношение в рубце – 65:20:15. Недостаток клетчатки отрицательно коррелирует с количеством уксусной кислоты, выполняющей энергетическую и пластическую функцию, соответственно с синтезом молочного жира. Пропионовая кислота – участник синтеза глюкозы. При участии масляной кислоты синтезируются жирные кислоты.

Нормализация пищеварения

Объем рубца достигает 200 л (иногда и все 400 л). Для его нормальной работы требуется клетчатка, дефицит которой ведет к нарушению перистальтики, жевательной активности, слюноотделения, повышению кислотности рубцового содержимого, что вредит полезной микрофлора. Чем меньше в рационе клетчатки, тем больше в организме токсинов, тяжелых металлов, радионуклидов.

Потребность в сырой клетчатке

Нормативное ежедневное поступление клетчатки в организм в расчете на одно животное:

Концентрация сырой клетчатки в СВ в рационе коров со средним суточным удоем – 26-24%, высокопродуктивных животных – 18-16%.

Последствия недостатка клетчатки

Вероятность дефицита клетчатки увеличивают «жидкие» кормосмеси, влажность которых выше 60%, а доля грубых кормов с длинноволокнистой клетчаткой не превышает 8% по СВ.

Дефицит клетчатки вызывает ряд негативных последствий:

Чаще коровам недостает клетчатки в начале пастбищного периода, когда ее концентрация в СВ травостоя в два раза меньше нормы (8-10%). Так как в молодой траве мало лигнина, снижается интенсивность слюноотделения, нарушается жвачка, нередко возникает диарея.

Ища «живительную» клетчатку животные съедают травостой под корень. Естественно пастбище истощается. Чтобы этого не происходило, коровам дополнительно скармливают сено – примерно 2,5 кг, сенаж – 5,5 кг/гол. Подкармливать перестают (необязательно) при 22-23-процентной концентрации клетчатки.

Установлено, что высокопродуктивных коров эффективно подкармливать на протяжении всего пастбищного сезона. Для профилактики снижения жирности молока надо вводить в летние рационы уксуснокислый натрий по 300-500 г на голову/сут.

Не всякая клетчатка любима коровами!

Лучшей для коров является длинноволокнистая клетчатка с невысоким содержанием лигнина. Такая клетчатка содержится в кормах из ранних фаз вегетации. Республиканский регламент «Основные технологические принципы заготовки качественных кормов» (2014 г.) предписывает убирать:

В Германии используется термин структурная клетчатка, так как она способствует слюноотделению и моторике рубца. Каждый вид корма имеет свой коэффициент. Для сена он составляет единицу. Это значит, что вся клетчатка сена является идеальной для пищеварения жвачных животных. Коэффициент для кукурузного силоса (35% СВ) – 0,6, для травяного силоса (35% СВ) – 0,65, для силоса, содержащего СВ менее 20% – 0,2. Для концентратов показатель равен нулю. При одинаковом потреблении сухого вещества при поедании концентратов слюны у коров выделяется почти в 4 раза меньше, чем при потреблении грубых кормов.

С понятием «структурная» тесно связано определение «эффективная» клетчатка. Содержащие такую клетчатку частицы корма формируют мат рубца.

Зачем корове мат?

Одно из значений английского слова mat – «мягкая подстилка». Это верхний слой рубцовой жидкости, содержащей крупные (трубчатые) частицы с низкой плотностью. И действительно, этот слой напоминает упругую подстилку.

Лучшими кормами для формирования мата являются сено, сенаж оптимальной влажности, солома с длиной резки более 3 см. Клетчатка, содержащаяся в мате, является наиболее эффективной, так как она хорошо набухает, обеспечивает нормальную жвачку и достаточное выделение слюны, необходимой для нейтрализации избыточной кислотности рубцового содержимого, профилактику ацидоза. К тому же мат служит наиболее благоприятной средой обитания для микрофлоры, ферментирующей клетчатку, синтезирующей бактериальный белок. Однако при избытке такой клетчатки из-за ее сильного набухания снижается потребление сухого вещества. Если в кормосмеси преобладают слишком измельченные корма, особенно с высокой влажностью (более 75%), то, пройдя через кормораздатчик, они превращаются в кашеобразную массу, теряют свою структуру. Такая масса оседает на дно рубца, а значит, мат не формируется, что ведет к нарушению жвачки и сокращению выделения слюны. Клетчатка не набухает, сокращается время нахождения корма в рубце, а значит, и продолжительность воздействия на него микрофлоры, снижается переваримость питательных элементов. Кроме того, из-за быстрой эвакуации содержимого рубца бактерии и инфузории вместе с мелкими частицами корма быстро выводятся из рубца – до достижения возраста деления, что ведет к резкому снижению их популяции.

Иногда значение влажности кормовой смеси выше допустимого, 60-процентного уровня, при котором формирование мягкой подстилки не происходит. Такая проблема решается посредством включения в рацион ингредиентов, содержащих длинноволокнистую клетчатку – сено – от 2,5 кг/гол. Если нет сена, сгодится яровая солома.

Источник

Три системы оценки структурности корма: сырая и структурная клетчатка, показатель структуры корма и NDF, ADF, ADL

Для оценки структурности корма в разных странах используют разные показатели. В Германии для этого используют прежде всего показатель сырой клетчатки (международное обозначение XF) и содержание в ней структурной клетчатки (sXF), а также показатель структуры корма (SW). В англоговорящей среде используются фракции сырой клетчатки – нейтрально детергентная клетчатка (NDF), кислотно детергентная клетчатка (ADF) и кислотно детергентный лингнин (ADL).

Система оценки по сырой и структурной клетчатке

Сырая клетчатка – это группа химических веществ, из которых состоят растительные волокна. Пектин, большая часть целлюлозы и части гемицеллюлозы и лигнина объединены под понятием сырая клетчатка. Микробы рубца переваривают ее преимущественно в уксусную кислоту. Поэтому содержание сырой клетчатки влияет на синтез жира молока. Кроме того она возбуждает рефлекс слюноотделения и моторику рубца.

Структурная сырая клетчатка – это часть сырой клетчатки грубых кормов, которая действует позитивно на моторику рубца. Она определяет интенсивность жевания и пережевывания. При этом возбуждается секреция слюны, которая важна для установления оптимальной кислотности в рубце.

Определение структуры корма по структурной клетчатке разработано в 70х годах, но успешно используется в европейских странах до сих пор. В этой системе каждому виду корма присваивается свой коэффициент, например для сена – 1. Это означает, что вся содержащаяся в сене сырая клетчатка является структурной. Для силоса этот коэффициент равен – 0,7- 0,8, а для концентратов – 0.

Коэффициенты структуры корма

Коэффициент

Показатель структурной клетчатки в рационах КРС должен быть минимум 9-12%, в то время как показатель сырой клетчатки – минимум 16-18%

Структурная эффективность сырой клетчатки в корме по HOFFMANN