Измерение перевариваемости клетчатки
Майкл Дайнин и Майкл Э. Ван Амбург
В ходе экспериментов с кормами, имеющими более высокую переваримость in vitro и схожее содержание нейтрально-детергентной клетчатки (НДК), было отмечено существенное увеличение потребления сухого вещества и производства молока при повышении переваримости.
Более быстрое выведение фракции НДК из рубца, вследствие увеличения скорости переваривания или прохождения, уменьшает физическое наполнение рубца с течением времени и позволяет увеличить объем потребляемого корма. Таким образом, переваримость НДК может влиять на продуктивность животных независимо от содержания НДК в рационе.
Точные и достоверные прогнозы кинетики внутреннего пищеварения имеют решающее значение для оценки продуктивности животных. Однако регулярное применение показателей переваримости в качестве стандартной процедуры для оценки питательности конкретных кормов и рационов стало возможным лишь недавно.
За последние несколько лет была проведена большая работа по разработке анализа на переваримость НДК in vitro, который имеет низкую вариабельность и может быть применен коммерческими лабораториями в качестве метода мокрой химии для регулярного анализа кормов и кормовых ресурсов.
Почему именно аНДК органического вещества?
С помощью метода промывки в нейтральном растворе корм разделяется на растворимую фракцию, которая быстро и почти полностью доступна, и фракцию клетчатки, которая расщепляется микробными ферментами медленнее и не до конца. Впрочем, эта фракция клетчатки может содержать примеси, такие как крахмал, протеин и зола, которые могут искусственно завышать измеренную концентрацию НДК.
Если концентрация НДК искусственно завышена, например, в кормах с высоким уровнем загрязнения почвой, составление рациона становится затруднительным, особенно при составлении рациона с низким уровнем концентрации НДК. Для решения этих проблем Дэвид Мертенс разработал метод, включающий возможность использования альфа-амилазы, сульфита натрия и коррекцию на загрязнение золой, сокращенно аНДК по органическому веществу (аНДКов).
С точки зрения кормления это наиболее эффективный подход, поскольку он уменьшает нежелательную изменчивость и загрязнения при измерении клетчатки.
По результатам определения аНДК по органическому веществу из него можно выделить ряд веществ, недоступных (нНДК) для микробного расщепления у жвачных животных. Количество нНДК играет важную роль в обеспечении нагрузки на рубцовое пищеварение (физическое наполнение) и не может способствовать микробному синтезу белка или производству летучих жирных кислот. Обычно этот показатель оценивался по формуле (лигнин × 2,4)/НДК.
Использование коэффициента 2,4 предполагает, что связь между измеренным содержанием лигнина и переваримостью НДК всегда фиксирована. Однако результаты, полученные в лабораториях, указывают на то, что это соотношение не является фиксированным и что для правильного количественного определения непереваримой клетчатки следует использовать длительную ферментацию.
Время достижения предельной ферментации (показатель нНДК) при длительной ферментации различается для основных кормов (240 часов) и концентратов с клетчаткой (120 часов). На количество нНДК сильно влияет стадия созревания и агрономические условия (свет, тепло, водный стресс, тип почвы), которые взаимодействуют с генетикой растений.
Это объясняет, почему основные корма, например, кукурузный силос, могут быть практически идентичными по химическому составу, но иметь разную переваримость и приводить к различному поведению коров при скармливании.
Потенциально перевариваемая аНДК органического вещества и скорость её переваривания
После определения запаса нНДК в составе фракции оставшаяся часть характеризуется как потенциально переваримая (потенциально переваримая НДК = аНДКов - нНДК; рис.1).
Потенциально растворимая поменять на потенциально переваримая
Потенциально переваримая НДК – это резерв, доступный для разложения микробами, и, следовательно, субстрат, который может поддерживать микробный синтез белка и производство летучих жирных кислот.
Следующий шаг: определить внутреннюю скорость разложения этого субстрата. Под внутренними факторами понимаются управляемые растениями факторы, влияющие на микробную деградацию, такие как структура клеточной стенки и сопутствующие лигнину соединения.
Для оценки внутренних скоростей используется метод переваривания in vitro, когда остатки анализируются в определенные моменты времени, чтобы охарактеризовать микробную деградацию интересующих кормов.
Поскольку крайняя точка или степень была определена (240 часов для основных кормов и 120 часов для концентрированных кормов с клетчаткой), необходимо было установить оптимальное и минимальное количество временных точек, необходимых для точного прогнозирования скорости процесса распада запасов потенциально переваримой НДК, с учетом того, что эта процедура будет применима в коммерческих лабораториях.
Временные точки переваривания, необходимые для учета большей части разновидностей кормов, типичных для северо-востока США, умеренного климата, составляют 30 часов, 120 часов и 240 часов, при этом сочетание 12 часов, 72 часов и 120 часов дает наивысшую степень соответствия для концентрированных кормов, содержащих клетчатку.
С помощью этих сочетаний временных точек можно предсказать пропорции быстро и медленно распадающихся запасов аНДК органического вещества, рассчитав их соответствующие фракционные скорости распада и объемы запасов.
Такой подход к системе из трех групп: быстрой, медленной и непереваримой (рис. 1) должен дать специалистам по кормлению более полную информацию о неоднородности и переваримости аНДКов, а также о динамике распределения групп по размерам, что может повлиять на потребление корма и поступление энергии.
Важно отметить, что именно комбинация временных точек, а не какая-либо одна изолированная временная точка, лучше всего предсказывает и отражает изменения, касающиеся переваримости аНДК органического вещества и её возможное влияние на производительность животных.
Ранее мы описали анализ, необходимый для количественной оценки присущих растениям факторов, участвующих в переваривании аНДКов. На основе этого анализа можно определить объем запасов быстрой, медленной и непереваримой аНДКов и скорость их расщепления. В рамках системы CNCPS эта информация интегрируется с такими факторами животных, как потребление сухого вещества, скорость прохождения, рН рубца и уровень аммиака в рамках динамического механистического подхода.
Последняя версия CNCPS 7.0 позволяет прогнозировать запасы в рубце быстрой, медленной и непереваримой аНДК органического вещества с течением времени. Эти расчеты основаны на постоянной реакции между расщеплением и выходом из рубца. Такой подход может помочь предсказать реакцию животных на изменяющееся качество корма.
Майкл Дайнин – кандидат наук, занимается вопросами усвоения аНДК органического вещества и пастбищными системами в лаборатории Майкла Ван Амбурга, профессора молочного кормления, физиологии и управления в Корнельском университете.
Оригинал статьи: https://www.agproud.com/articles/30765-measuring-fiber-digestibility