Ефективним засобом зниження конверсії корму може бути використання екзогенних ферментів, що не виробляються в організмі тварини. Іншим дієвим способом є інтенсифікація роботи власних ферментів організму, оптимізувавши їх контакт із субстратами, на які вони впливають.
Панкреатична ліпаза має ключове значення в процесі перетравлення жиру, проте її ефективність безпосередньо пов’язана з доступом до субстрату, на який вона впливає. У шлунковому вмісті та в дванадцятипалій кишці ліпаза перебуває в конформації, за якої актив ний центр ферменту закрито амфіфільною петлею і недоступний субстрату. У результаті адсорбції ферменту на поверхні жирової краплі ліпаза переходить в активну конформацію, що зумовлено зміною положення петлі та відкриттям активного центра ферменту (рис. 1).
Перетравлення жиру — складний процес, під час якого організм витрачає солі жовчі (ендогенні емульгатори), панкреатичну ліпазу та коліпазу, а також, згідно з кількома дослідженнями, кишкові білки, що зв’язують жирні кислоти.
Кормові емульгатори (екзогенні) діють синергічно з природними жовчними солями, вони сприяють збільшенню активної поверхні жирових крапель, роблячи роботу ліпази ефективнішою. Крім того, вони беруть участь в утворенні міцел, необхідних для всмоктування продуктів ліполізу — жирних кислот і моногліцеридів.
Актуальність емульгаторів
Застосування емульгаторів особливо актуальне за високого вмісту жиру в раціонах свиней на дорощуванні та відгодівлі, для поросят у період стресу, коли спостерігається зниження секреції ферменту та для лактуючих свиноматок. У нормі здорова свиноматка має виробляти до 1 кг жовчі на добу. Про неправильну секрецію жовчі свідчить в’язка консистенція фекалій у поросят, закреп — у свиноматок.
Учені з’ясували, що активність ліпази в підшлунковій залозі у поросят різко знижується в перший тиждень після відлучення, що пов’язано зі стресом. Численні дослідження свідчать, що всмоктування жирних кислот відбувається слабше у молодняку, як порівняти з доросли ми — через нездатність печінки виробляти достатньо жовчі для їх розщеплення. Таким чином, протягом кількох тижнів після відлучення спостерігається низька ефективність перетравлення та засвоєння жиру з раціонів, що містять кукурудзяну олію, свинячий або яловичий жир. Було встановлено, що активність ліпази під шлункової залози у поросят досягає максимуму між 3-м і 5-м тижнями життя. До цього моменту молодняк не може добу вати максимум доступної енергії з раціону. Неперетравлений жир, що виділяється з фекаліями (стеаторея), робить гній лип ким і його важко зчищати з підлоги, що, своєю чергою, може створити проблеми з гігієною. Неперетравлений жир, що про ходить через тонкий кишківник у товстий, також може порушити ферментацію в товстому кишківнику та негативно впливає на продуктивність.
Дослідження на поросятах-відлученцях показали вірогідний вплив екзогенних емульгаторів на збільшення перетравності жиру на тлі низького синтезу жовчних кислот у печінці, спричиненого стресом і віковими особливостями. Дані з інших джерел свідчать, що раціони з додаванням синтетичних емульгаторів позитивно впливали на показники зростання та засвоюваність поживних речовин у поросят на відгодівлі та лактуючих свиноматок.
Екзогенні емульгатори
Емульгатори та комплексні кормові добавки на їх основі є універсальними інструментами корегування жирового обміну. Одні й ті самі молекули підходять для застосування в годівлі свиней, птиці, жуйних тварин, риб і ракоподібних. Най більш вивченими в практиці годівлі є продукти, у яких використовують такі активні компоненти: стеароіл-2-лактилата натрію, 1,3-діацилгліцеролу, лізофосфоліпідів, лізолецитину (лізофосфотидилхоліну), моноолеату, сорбітан монолаурату, гліцерин поліетиленгліколь рицинолеататі соєвого лецитину. З огляду на таку різноманітність вибір ефективної добавки стає нетривіальним завданням для зоотехніків і технологів зі годівлі свиней.
Крім вартості (у перерахунку на рекомендовану виробником норму введення) можна виділити кілька критеріїв оцінювання ефективності тієї чи іншої молекули емульгатора: розмір крапель емульсії, критична концентрація міцелоутворення, стабільність емульсії, швидкість вивільнення жирних кислот. Але найбільш значущим показником вибору підходящої добавки є число ГЛБ (гідрофільно-ліпофільний баланс). Його величина показує ефективність створення поверхнево-активною речовиною прямих і зворотних емульсій. Чим більше значення ГЛБ, тим сильніший баланс, зрушений у бік гідрофільних властивостей, тим краще ця речовина утворює прямі емульсії «олія у воді» (рис. 2).
У годівлі свиней бажано використовувати емульгатори з високим рівнем ГЛБ, бо вміст кишківника більш водянистий. Найвищий показник ГЛБ мають солі жовчних кислот — 18 і більше, і «синтетичні» емульгатори — від 12 до 17. Це оптимальний рівень ГЛБ для роботи в кишківнику, оскільки за показника 18 емульгатор почне конкурувати із солями жирних кислот, перекриваючи їхню дію. Для порівняння: рівень ГЛБ у лізофосфоліпідів дорівнює 10.
Суміш двох емульгаторів, один з яких розчиняється тільки у воді, а інший — в олії часто сприяє емульгуванню та стабільності емульсії. Через різне співвідношення гідрофобних і гідрофільних частин молекул різного розміру відбувається особливо тверде зміцнення в обох фазах (рис. 3).
Синергічна дія сумішей емульгаторів спостерігається, коли два емульгатори утворюють комплекси на межах поверхні, які не зустрічаються в жодній із фаз. Крім того, серед кормових емульгаторів сьогодні на ринку можна побачити добавки комплексної дії, що містять допоміжні компоненти, які сприяють процесу травлення жиру.
Комплексний емульгатор
Наприкінці 2020 року фінсько-австралійська компанія Bioproton зареєструвала в Україні комплексний емульгатор Натуфактант. Крім двох активних компонентів — сорбітан монолаурату та гліцерин поліетиленгліколь рицинолеату — до складу добавки входять моно-, ди-та тригліцериди жирних кислот, деканова (капринова), октанова кислота та гліцерин, які беруть участь у процесі гідролізу та всмоктування його продуктів.
Як показали дослідження іноземних учених, сорбітан монолаурат здатний утворювати мікроемульсії з діаметром міцел 7–9 нм, що дає змогу не лише максимально підвищити процес гідролізу жирів ліпазою, а й збільшити ступінь усмоктування міцел із продуктами гідро лізу та вітамінами мікроворсинками епітелію. Для порівняння: граничний діаметр кульок в емульсії з лецитином, виміряний в одному з дослідів, становив 58 нм.
Інша емульгаційна молекула кормової добавки Натуфактант гліцерин ПЕГ рицинолеат має високе значення ГЛБ — понад 16. Це нижче, ніж ГЛБ жовчних кислот, що унеможливлює конкуренцію в про цесі емульгування жиру, але вище, ніж у сорбітан монолаурату (ГЛБ = 8,6). Саме ця особливість дає змогу добавці створювати міцели змішаного типу й отримувати високостабільні, дрібнодисперсні емульсії.
Залежно від поставлених завдань Натуфактант застосовують одним із двох способів. Для збільшення показників продуктивності та зниження витрат корму на одиницю продукції у раціонах із мінімальним запасом обмінної енергії та низьким умістом джерел жиру (меншим за 1,5%). Добавку вводять поверх рецептури раціону, без урахування впливу на обмінну енергію. Для зниження собівартості корму економією джерел жиру, якщо їхня сумарна кількість у чистому вигляді перевищує 1,5%. Добавку вводять з урахуванням впливу на обмінну енергію раціону.
Перший варіант апробували працівники Дніпровського державного аграрно-економічного університету на базі ФМ «Зоря» у 2020 році. У результаті науково-дослідно го випробування тривалістю 60 днів була доведена ефективність уведення добавки в основний раціон молодняку свиней поверх рецептури корму. Застосування Натуфактанту в годівлі поросят на дорощу ванні сприяло збільшенню середньодобових приростів тварин на 15,3%, як порівняти з контролем і зниженням витрат кормових одиниць на одиницю приросту на 25,3%.
Другий варіант має на увазі перерахунок раціону з використанням матриці поживності добавки Натуфактант і еквівалентною заміною жиру в раціоні від 0,9 до 1,0% залежно від джерела. У результаті 25-ден ного науково-виробничого випробування, який проводили в Нідерландах у 2016 році, було встановлено, що додавання Натуфактанту до раціонів поросят-відлученців із паралельним зниженням рівня олії на 10 л у тонні комбікорму дає змогу зберегти планову конверсію корму та суттєво знизи ти витрати на вирощування здешевленням рецептури. Матриця поживності добавки повністю компенсувала ~2,5% зниження обмінної енергії раціону.
Завдяки участі в процесах перетравлення жиру така добавка виконує роль надійного помічника ліпази в періоди недостатньо го синтезу жовчних кислот в організмі поросяти й забезпечує максимальний доступ до субстрату, знижуючи частку транзитного жиру в посліді.
The Ukrainian Farmer
