Роль аминокислот в рационах КРС

Белки (протеин) являются одним из важнейших питательных веществ, непосредственно влияющих на здоровье и продуктивность молочного скота. Существует огромное количество различных белков, отличающихся между собой как по структуре молекул, так и длине полипептидных цепочек. При всём своём разнообразии, неизменным остаётся только одно: структурными единицами полипептидных цепочек любого белка являются аминокислоты.

На данный момент, науке известны около 500 встречающихся в природе аминокислот. Однако, только 21 используется в генетическом коде живых организмов. (WagnerI., MussoH. New Naturally Occurring Amino Acids (нем.) // Angewandte Chemie International Edition in English : magazin.— 1983.— November (Bd. 22, Nr. 11).— S. 816—828.—doi:10.1002/anie.198308161).

Важнейшие аминокислоты принято делить на две группы:

• Заменимые аминокислоты: те, которые организм способен вырабатывать и использовать самостоятельно;
• Незаменимые: те аминокислоты, которые организм не может выработать самостоятельно, которые должны поступать в организм извне.

Давайте рассмотрим роль заменимых и незаменимых аминокислот, с точки зрения КРС.

Физиологической особенностью полигастричных животных, в частности, крупного рогатого скота, является сложный желудок, состоящий из нескольких отделов, важнейшим из которых является рубец. Микробиальная масса микроорганизмов, живущая в рубце, обеспечивает корову всеми необходимыми аминокислотами, расщепляя поступающие с кормами протеины до отдельных аминокислот, которые затем поступят в тонкий кишечник и будут усвоены. В корнельской системе кормления CNCPS, та часть протеина, которая может быть использована микроорганизмами, именуется расщепляемый в рубце протеин (Rumen Digestible Protein, RDP). При этом, рубцовые микроорганизмы способны использовать для своего роста и развития не только истинные белки кормов, но и небелковые формы азота, такие как карбамид, аммоний и др., синтезируя из них некоторые виды аминокислот. Недостатком данного процесса является то, что он происходит с затратами энергии, поэтому мы не можем в больших объемах заменять истинный белок сырого протеина небелковыми формами азота.

Такой природный симбиоз способен закрыть до 70% потребности взрослой лактирующей коровы в белке.

Тот «коктейль» из различных форм азота (отдельные аминокислоты, пептидные цепочки, белки самих микробов), который усваивается в тонком кишечнике, именуется микробным белком. Будучи одной из составляющих обменного протеина (обменный протеин=микробный протеин+транзитный протеин), именно микробный протеин является самым ценным и экономически эффективным источником белка КРС с точки зрения молочной продуктивности. Почему?

Если мы рассмотрим состав незаменимых аминокислот молочного белка и сравним его с составом незаменимых аминокислот микробного белка — мы увидим очень высокую корреляцию практически по всем отдельным аминокислотам.

Как было сказано ранее, микробный протеин способен удовлетворить до 70 % потребностей коровы в белке и аминокислотах. Когда мы начинаем говорить о высокой и очень высокой молочной продуктивности – нам придётся обращать пристальное внимание ещё и на транзитный протеин. Синтез микробного белка не бесконечен.

NASEM 2021 даёт нам понимание, какой максимальный объём RDP способна усвоить корова: до 10,00 %СВ. Более высокое содержание RDP в рационе может являться излишним и вызвать ряд проблем, например повысить уровень мочевины в молоке. Под действием рубцовых микроорганизмов и вырабатываемых ими ферментов, белки расщепляются не только до аминокислот. Конечным продуктом реакции расщепления служит аммиак. Легко проникая через стенку рубца, большие объемы аммиака поступают в кровь и должны быть из неё утилизированы, так как аммиак токсичен для КРС. Попадая в печень с током крови, аммиак нейтрализуется до карбамида (мочевины), которая эвакуируется из организма различными способами. Основной объем покидает организм с мочой, однако, часть мочевины поступает в молоко. Уровень 15-30 мг/дл мочевины в молоке является оптимальным, уровень выше 30 мг/дл может являться индикатором избытка расщепляемого в рубце протеина в рационе.

Достигая предела по синтезу микробного протеина, дальнейший рост молочной продуктивности возможен благодаря введению в рацион источников защищенного от распада в рубце протеина. Благодаря сычужным ферментам, транзитный протеин также будет расщеплен до аминокислот и аналогичным образом, будет усвоен в кишечнике. Однако, неконтролируемое введение в рацион защищенных белков в рацион может не дать увеличения молочной продуктивности. Причина кроется в том, что в отличие от микробного протеина, источники защищенного белка несбалансированы по уровням аминокислот.

Когда мы говорим о КРС, наибольшее лимитирующее влияние на продуктивность оказывают лизин, метионин и гистидин. Соевые рационы бедны по метионину, кукурузные — по лизину. Рационы с высокой долей грубых кормов, а также рационы, в которых кукуруза частично или полностью заменяется на ячмень или овёс — дефицитны по гистидину. Корове необходимы все аминокислоты одновременно, ведь они не взаимозаменяемы, из одной аминокислоты не может быть синтезирована другая. Работает закон ограничивающего фактора, «бочка Либиха»:

Продуктивность будет определяться уровнем лимитирующей аминокислоты, представленной в наименьшем объеме.

Ниже представлен пример корректирования рациона по рубцовому/транзитному протеину:

Заменив часть рапсового шрота кукурузным глютеном, удалось обеспечить оптимальный баланс RUP/RDP (рубцовый/транзитный протеин). Дополнительным эффектом корректировки состава стало более эффективное удовлетворение потребности в метионине. Это позволило увеличить продуктивность молока, скорректированного по энергии и протеину примерно на 2,5 кг!

Однако, не стоит забывать и о том, что излишек аминокислот сверх потребности не будет использован организмом животного. Неконтролируемое введение в рацион аминокислотных продуктов также может быть причиной повышения мочевины молока, так как неиспользованные аминокислоты тоже должны быть утилизированы из организма.

Автор статьи: Артём Мальцев, консультант по кормам Лаборатории ЯРВЕТ.