Успішна годівля молочних корів вимагає тонкого балансу між енергетичними потребами та можливостями рубця. Надлишок легкоферментованих вуглеводів призводить до різкого зниження pH рубця, що порушує мікробний баланс, пригнічує целюлозолітичні бактерії та спричиняє метаболічні розлади — ацидоз. Недостатнє постачання енергії змушує організм мобілізувати жирові резерви, створюючи передумови для виникнення кетозу. Накопичення кетонових тіл негативно впливає на продуктивність, відтворення та загальний стан здоров’я. Обидва метаболічні порушення мають серйозні економічні наслідки.
Роль клітковини й крохмалю
Важливі для функціонування мікроорганізмів рубця корови елементи корму — це клітковина та крохмаль. Вони забезпечують тварин енергією, яка потім перетворюється на молоко. Якщо крохмаль в організмі корови перетравлюється майже повністю (85–95%), то перетравність геміцелюлози і целюлози — основних складників клітковини — може коливатися від 20 до 80%.
Крохмаль vs Клітковина
Актуальне питання: що дає більше енергії — крохмаль чи перетравна клітковина? Крохмаль і целюлоза, яка є основою клітковини, — обидва полісахариди. Крохмаль містить ~1000 молекул глюкози в α-зв’язках, целюлоза — 500–14,000 молекул глюкози у β-зв’язках. Різниця між ними — у типі ферментів для розщеплення.
Доведено, що 1 кг перетравленого крохмалю = 1 кг перетравленої целюлози. Тобто обидва дають корові однакову кількість енергії за повного перетравлення.
Переваги крохмалю:
• швидке постачання енергії;
• висока перетравність (85–95%);
• джерело пропіонової кислоти → глюкоза.
Переваги перетравної клітковини:
• стабілізація pH рубця (буферна здатність);
• підтримання синтезу молочного жиру (оцтова кислота);
• менший ризик метаболічних порушень (ацидоз, кетоз, ожиріння печінки); • підтримання здоров’я целюлозолітичних бактерій;
• більша тривалість ситості.
Швидкість ферментації клітковини
Протягом 30 год у рубці розщеплюється 58,8% клітковини. Утім, різні джерела клітковини мають різну швидкість ферментації в рубці.
Швидкоферментовані джерела клітковини:
• буряковий жом — до 85% за 30 год (корисна клітковина);
• люцерна молода — 70–75% за 30 год;
• кукурудзяний силос — 50–60% за 30 год.
Вони забезпечують швидку енергію, але є ризик надмірної продукції ЛЖК.
Повільноферментовані джерела:
• солома пшенична — 25–35% за 30 год;
• стебла люцерни — 30–40% за 30 год;
• злакове сіно пізнє — 35–45% за 30 год.
Вони створюють стабільний рубцевий мат, підтримують pH.
Неперетравна клітковина (НПК):
• оптимальна кількість: 10–11% сухої речовини;
• менше 9% НПК — ризик ацидозу;
• понад 12% НПК — корови менше споживають корму (обмеження наповненням рубця).
Нормування крохмалю
Згідно з новими стандартами NRC (2021) щодо меж засвоєння крохмалю, корова масою 650 кг споживає суху речовину 3,5% маси тіла — 22,75 кг на день. Оскільки оптимальний раціон містить 26% крохмалю, то 22,75 кг х 26% = 5,92 кг крохмалю — це максимальна безпечна доза крохмалю на добу.
За 70% умісту крохмалю в зерні розрахунок такий: 5,92 кг / 0,7 = 8,45 кг зерна. Ці розрахунки визначають максимальну безпечну кількість крохмалю в раціоні. Перевищення цих меж підвищує ризик ацидозу рубця та метаболічних порушень.
Багато говорять про байпас-крохмаль — частину крохмалю, що проходить через рубець. Однак кількість крохмалю, яку корова може використовувати в тонкому кишківнику, також обмежена. Наприклад, Huntington et al. (2006) показує, що місткість тонкого кишківника для перетравлення крохмалю досягає верхньої асимптоти між 600–700 г/добу.
Як наслідок:
• за надходження 300 г крохмалю/ добу → перетравність ~85%;
• за надходження 1,200 г крохмалю/ добу → перетравність падає до ~50%
• у випадку надходження 1,500 г крохмалю/добу → перетравність падає до ~44%.
Інші автори наводять інші відсотки, але всі сходяться на тому, що можливість перетравлення крохмалю в тонкому кишківнику є обмеженою. Як максимальну межу наводять кількість від 1,5 до 2 кг байпасного крохмалю на день.
На жаль, у господарствах замість рекомендованих 26% задають 32–36% крохмалю. Це велика проблема, причина передчасного вибуття корів і порушення функції відтворення. У рекомендаціях NRC максимальна доза для голштинів — до 30% крохмалю, сирого протеїну — 17%.
Щодо максимальної дози неструктурних вуглеводів — у Європі допустимо 38%, в Америці — 42% (оскільки джерелом крохмалю є кукурудза).
Адаптація до клітковини
Еволюція травної системи жуйних почалася 48,6–37,2 млн років тому. Один із найдавніших пращурів жуйних тварин — археомерікс — мав просту травну систему, адаптовану до м’якої рослинної їжі. Перші жуйні еволюціонували близько 50 млн років тому й були невеликими (до 5 кг) лісовими всеїдними тваринами.
Отже, корова майже 50 млн років навчалася перетравлювати клітковину, розвиваючи унікальну симбіотичну систему з целюлозолітичними бактеріями. Швидкість еволюції здатності до перетравлення клітковини пришвидшувалася протягом останніх мільйонів років через посилену конкуренцію між видами жуйних і адаптацію до багатих на клітковину дієт, пов’язаних зі змінами клімату. Ми не можемо перенавчити корову споживати переважно крохмаль, не спричиняючи передчасного її вибракування.
Роль летких жирних кислот у рубці
Під час мікробної ферментації в рубці утворюються леткі жирні кислоти (ЛЖК), які забезпечують понад 70% енергетичних потреб жуйних тварин. Основні ЛЖК становлять більше як 95% усіх кислот, що утворюються в рубці:
• оцтова кислота (ацетат) — утворюється переважно з ферментації клітковини (целюлози та геміцелюлози);
• пропіонова кислота (пропіонат) — утворюється переважно з ферментації крохмалю;
• масляна кислота (бутират) — утворюється з ферментації білків і вуглеводів;
• молочна кислота (лактат) — утворюється переважно з ферментації цукрів (глюкози), має найнижчий pKa (3,86), тому є найсильнішою і найнебезпечнішою для pH рубця.
Оцтова кислота після всмоктування через стінку рубця потрапляє в печінку, де перетворюється на Ацетил-коензим А, який використовується для отримання енергії через цикл Кребса (цикл трикарбонових кислот) або для синтезу жирів, включно з молочним жиром у вимені.
Пропіонова кислота має критичне значення для енергетичного метаболізму молочної корови. Понад 80% пропіонату, що утворюється в рубці, всмоктується через стінку рубця й досягає печінки. У печінці пропіонат є основним субстратом для глюконеогенезу (синтезу глюкози). Пропіонат забезпечує від 60 до 74% глюкози, що синтезується в печінці корови.
Дійній корові потрібні обидві кислоти — оцтова й пропіонова. Вони доповнюють одна одну, тому потрібне їхнє збалансоване взаємовідношення. Воно незначно змінюється залежно від енергетичних потреб дійної корови.
Практичні рекомендації
Дослідження показують, що кожні +2% перетравної клітковини в кормі підвищують продуктивність корови на 0,5 кг молока в день, а споживання сухої речовини — на 0,36 кг/день.
Головне запитання: як поліпшити раціон? Відповідь:
1. Додаванням у корм ензимів, які розщеплюють клітковину.
2. Забезпеченням оптимального балансу: клітковина і крохмаль корму мають бути збалансовані.
3. Акцентом на перетравну клітковину: у годівлі молочної худоби акцент роблять на підвищенні перетравності інших частин клітковини (целюлози, геміцелюлози тощо)
Головні висновки
• Роль клітковини незамінна: корова майже 50 млн років навчалася перетравлювати клітковину, і ми не можемо перевести дойницю чисто на крохмаль без серйозних наслідків для здоров’я;
• Критичне значення співвідношення ЛЖК: оптимальний взаємний баланс кислот (ацетат : пропіонат ≈ 2,2 : 1) змінюється впродовж лактації і є головним для здоров’я та продуктивності;
• Метаболічна взаємозалежність: оцтова кислота потрібна для ефективного перетворення пропіонової кислоти на глюкозу через цикл Кребса, особливо в період негативного енергетичного балансу;
• Практичний апель: потрібно формувати правильні кормові раціони з високим умістом перетравної клітковини (≥35%), обмеженням крохмалю (26–30%) й оптимальною структурою раціону.
The Ukrainian Farmer
