Азотовий обмін у рубці та синтез компонентів молока у корів за різної розщеплюваності протеїну корму

Размещено на http://www.allbest.ru/

ІНСТИТУТ БІОЛОГІЇ ТВАРИН НААН

УДК 636.084.523:577.112.32:577.126

АЗОТОВИЙ ОБМІН У РУБЦІ ТА СИНТЕЗ КОМПОНЕНТІВ МОЛОКА У КОРІВ ЗА РІЗНОЇ РОЗЩЕПЛЮВАНОСТІ ПРОТЕЇНУ КОРМУ

03.00.04 - біохімія

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

НЕВОСТРУЄВА ІРИНА ВОЛОДИМИРІВНА

Львів 2011

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті біології тварин Національної академії аграрних наук України.

Науковий керівник - доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Вудмаска Ігор Васильович, Інститут біології тварин НААН, завідувач лабораторії живлення ВРХ

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Рівіс Йосип Федорович, Інститут біології тварин НААН, головний науковий співробітник лабораторії екологічної фізіології та якості продукції;

доктор біологічних наук, професор Калачнюк Григорій Іванович, Національний університет біоресурсів і природокористування України, професор кафедри біохімії тварин, якості і безпеки сільськогосподарської продукції імені академіка М. Ф. Гулого.

Захист відбудеться 05 квітня 2011 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.368.01 в Інституті біології тварин НААН за адресою: 79034, Львів, вул. Василя Стуса, 38.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту біології тварин НААН за адресою: 79034, Львів, вул. Василя Стуса, 38.

Автореферат розісланий 04 березня 2011 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Віщур О. І.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Прийняті в нашій країні норми годівлі корів передбачають балансування раціонів за вмістом сирого і перетравного протеїну (Калашников А. П. с соавт., 1985, 1995). Водночас, у країнах із розвинутим молочним скотарством в основу сучасних систем нормування протеїнового живлення корів закладено положення про необхідність забезпечення оптимального співвідношення між вмістом розщеплюваного і нерозщеплюваного у рубці протеїну (NRC і CNCPS, США, INRA, Франція, AFRC, Великобританія, SCA, Австралія).

Розщеплюваний у рубці протеїн є джерелом азоту для мікроорганізмів, які використовують його для синтезу амінокислот і власного білка, який після розщеплення в тонкому кишківнику забезпечує від 50 до 90 % потреби корів у амінокислотах (Bach A., 2005). За високої молочної продуктивності синтез білків молока з амінокислот білків мікроорганізмів становить лише 40-50 % (Грудина Н. В. с соавт., 2005), решта має забезпечуватися негідролізованим у рубці протеїном раціону. Досягти цього підбором кормів переважно неможливо. Тому, з метою захисту протеїну від розщеплення у рубці проводять обробку кормів, особливо високобілкових, різними фізичними та хімічними способами (Курилов Н. В. с соавт., 1989; Ljшkjel K. et al., 2000; Wrignt C. F. et al., 2005; Doiron K. et al., 2009). Одним із найпоширених методів зменшення розщеплюваності протеїну є екструдування (Benchaar C. et al., 1994; Orias F. et al., 2002; Dust J. M. et al., 2004).

Основний компонент концентрованих кормів у раціонах корів України -- зерно злакових культур, яке має низький вміст протеїну, через що в більшості регіонів нашої країни дефіцит протеїну в раціонах корів сягає 25-35 % (Кравців Р. Й. зі співавт., 2000; Гаврик Н. Л., 2005). Як наслідок виникає необхідність використання у годівлі корів високобілкових компонентів, насамперед із продуктів переробки насіння соняшнику, сої, ріпаку (Калачнюк Г. І., 1997; Цісарик О. Й. зі співавт., 2009; Петриченко В. Ф. зі співавт., 2010). Через високу розщеплюваність протеїну, ці корми не можуть забезпечити високопродуктивних корів необхідною для генетично детермінованої продукції молока кількістю амінокислот. Тому актуальною є проблема підвищення ефективності використання в годівлі корів високобілкових кормів шляхом зменшення розщеплюваності протеїну, що і було метою наших досліджень.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є результатом досліджень згідно з планами науково-дослідних робіт лабораторії живлення великої рогатої худоби Інституту біології тварин НААН у 1999-2010 рр. за НТП 28 і 29 при виконанні завдань: «Дослідити механізми субстратної регуляції процесів травлення і засвоєння поживних речовин корму для синтезу складових частин тканин організму і молока у високопродуктивних корів», № держреєстрації 0198U009001 (1996-2000); «Удосконалити систему живлення високопродуктивних корів на основі вивчення субстратної регуляції молока і метаболізму в рубці, м'язовій і жировій тканинах», № держреєстрації 0101U003427 (2001-2005); «Дослідити вплив співвідношення вуглеводів на метаболізм жирних кислот і синтез мікробного білка у рубці корів та розробити способи оптимізації ферментативних процесів у ньому», № держреєстрації ДР 0106U003041 (2006-2010). Автор вивчала обмін білків у організмі корів та використання їх метаболітів для синтезу молока за підвищеного рівня в раціоні нерозщеплюваного у рубці протеїну.

Мета і завдання досліджень. З'ясувати вплив зниження розщеплюваності протеїну високобілкових кормів екструдуванням на процеси травлення, формування фонду білкових метаболітів та секрецію молока у високопродуктивних корів у початковий період лактації.

Відповідно до основної мети ставились завдання провести дослідження:

— впливу різного вмісту нерозщеплюваного в рубці протеїну на обмін азотових сполук у рубці, перетравлення поживних речовин у шлунково-кишковому тракті та баланс азоту в організмі корів;

— формування фонду та засвоєння молочною залозою метаболітів білкового обміну при споживанні захищеного від розщеплення в рубці протеїну ріпакового і соєвого шротів та соняшникової макухи;

— впливу екструдованих високобілкових кормів на секрецію та хімічний склад молока;

— економічну ефективність введення ріпакового, соєвого шротів і соняшникової макухи до раціонів лактуючих корів.

Об'єкт дослідження: ферментативні процеси у рубці, метаболіти проміжного обміну білків, вуглеводів і ліпідів та використання їх молочною залозою для синтезу молока за різного рівня в раціонах корів нерозщеплюваного протеїну.

Предмет дослідження: азотові сполуки вмісту рубця, хімусу 12-палої кишки, крові, вуглеводно-ліпідні попередники та хімічний склад молока корів. молоко білковий розщеплення протеїн

Методи досліджень: Біохімічні. Визначення вмісту амінокислот за допомогою амінокислотного аналізатора, вмісту азотових сполук -- методом К'єльдаля, вмісту вуглеводно-ліпідних метаболітів -- методами аналітичної хімії, ЛЖК -- газорідинною хроматографією.

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше проведено порівняльні дослідження впливу згодовування лактуючим коровам нативних і екструдованих ріпакового та соєвого шротів, а також соняшникової макухи на процеси травлення та формування фонду і використання молочною залозою метаболітів білкового обміну для синтезу молока на тлі типових для нашої країни наборів кормів.

З'ясовано, що оптимальна кількість споживання нерозщеплюваного протеїну, яка не виявляє негативного впливу на синтез мікробного білка в передшлунках і зумовлює інтенсифікацію процесів молокоутворення в початковий період лактації, коливається в середньому у межах 39-44 % загальної кількості протеїну раціону.

На рівні субстратної регуляції з'ясовано фізіолого-біохімічні механізми секреції молока при запропонованому рівні споживання нерозщеплюваного протеїну. Обґрунтовано використання екструдованих високопротеїнових кормів (макух, шротів) у годівлі корів.

Практичне значення отриманих результатів. Розроблені науково-практичні основи використання екструдованих протеїнових кормів у годівлі високопродуктивних корів для підвищення у складі раціону частки нерозщеплюваного в рубці протеїну. Для підвищення ефективності використання кормового протеїну в синтезі молока пропонується збільшувати в раціонах кількість нерозщеплюваного протеїну до оптимальних величин (39-44 %) шляхом екструзії високобілкових кормів. Це забезпечує підвищення молочної продуктивності, продукції білка, молочного жиру на 13-16 % та поліпшення технологічних властивостей молока.

Результати досліджень запроваджені в господарствах з виробництва молока Львівської і Чернівецької областей, що підтверджено актами про впровадження розробки.

Особистий внесок здобувача. Здобувач особисто опрацювала наукову літературу за темою дисертації, брала участь у проведенні досліджень, виконала експериментальну частину дисертаційної роботи, здійснила статистичну обробку одержаних результатів і підготувала з науковим керівником до друку статті, сформулювала головні висновки та оформила дисертаційну роботу. У наукових працях, представлених у співавторстві, задекларована частка здобувача.

Апробація результатів досліджень. Результати дисертаційної роботи доповідались на щорічних звітах Інституту біології тварин НААН; Міжнародній науково-практичній конференції «Наукове забезпечення інноваційного розвитку аграрного виробництва в Карпатському регіоні» (Львів, 2008); Міжнародній науково-практичній конференції «Молоді вчені у вирішенні проблем аграрної науки і практики» (Львів, 2008); Міжнародній науково-практичній конференції «Наукове забезпечення інноваційного розвитку аграрного виробництва в Карпатському регіоні» (Берегово, 2009); Міжнародній науково-практичній конференції «Молоді вчені у вирішенні проблем аграрної науки і практики» (Львів, 2009); Міжнародній науково-практичній конференції «Інноваційність розвитку сучасного аграрного виробництва» (Львів, 2009); Міжнародній науково-практичній конференції «Стан, проблеми та перспективи розвитку сучасної аграрної науки і практики» (Львів, 2010); Міжнародній науково-практичній конференції «Актуальні проблеми сучасної біології, тваринництва та ветеринарної медицини» (Львів, 2010).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 11 наукових праць, серед яких 10 статей у фахових журналах (з них 4 одноосібні) та методичні рекомендації.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, огляду літератури, матеріалів і методів досліджень, результатів власних досліджень, аналізу та узагальнення результатів, висновків, пропозицій виробництву, списку використаних джерел, який містить 276 праць, у тому числі 208 латиницею. Загальний обсяг дисертації 173 сторінки друкованого тексту (основна частина -- 141 сторінка), у тому числі 29 таблиць, які займають 36 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Огляд літератури. У п'яти підрозділах висвітлені дані про фізіолого-біохімічні механізми перетворення поживних речовин корму у рубці корів, розщеплення білків у рубці та кишечнику і всмоктування амінокислот, проаналізовано сучасні підходи до нормування протеїнового живлення корів, розглянуто сучасні дані про шляхи формування фонду попередників молока в рубці й тонкому кишківнику, про кормову цінність продуктів переробки ріпаку, сої та соняшнику.

Загальна методика та основні методи досліджень. Для виконання поставлених завдань на повновікових коровах було проведено три досліди та виробничу перевірку.

У дослідах, проведених у першу третину лактації, вивчали вплив згодовування екструдованих ріпакового і соєвого шротів та соняшникової макухи при заміні ними нативних шротів і макухи на процеси ферментації в рубці, на фонд попередників синтезу білків молока в крові та їх використання молочною залозою у високопродуктивних корів.

Перший дослід проведено у ДП «Дослідне господарство «Чишки» Інституту біології тварин УААН на трьох коровах української молочної чорно-рябої породи, яким були встановлені Т-подібні фістули на 12-палу кишку до впадіння протоки підшлункової залози. Продуктивність корів становила 3,5-4,0 тис кг молока за попередню лактацію. Раціони містили сіно лучне -- 4 кг, силос кукурудзяний -- 25 кг, січку соломи пшеничної -- 1 кг, буряки кормові -- 14 кг, дерть пшенично-ячмінну -- 3 кг, шрот ріпаковий -- 2,5 кг, мелясу -- 0,5 кг та балансуючу вітамінно-мінеральну добавку. В підготовчому періоді (протягом 30 днів) коровам згодовували неекструдований, а в дослідному (протягом 30 днів) -- екструдований ріпаковий шрот, унаслідок чого кількість нерозщеплюваного в рубці сирого протеїну в раціоні збільшувалась від 29,7 до 41,2 %. Для визначення перетравності і засвоєння поживних речовин корму в кінці кожного дослідного періоду проводили чотиридобові балансові досліди. На другу та четверту добу кожного обмінного досліду досліджували хімус із 12-палої кишки, вміст рубця, кров і молоко.

Другий дослід проведено у дослідному господарстві «Центральне» Буковинського Інституту АПВ на 10 інтактних коровах української молочної червоно-рябої породи, поділених на дві групи по 5 тварин (контрольну і дослідну), в першу третину лактації. Продуктивність корів за попередню лактацію становила 5,7-6,3 тис. кг молока. Раціон корів контрольної і дослідної груп містив 5,5 кг сіна лучного, 1 кг січки стебел кукурудзи, 25 кг силосу кукурудзяного, 16 кг буряку кормового, 3 кг дерті ячмінно-пшеничної, 3 кг шроту соєвого, 1 кг меляси, вітамінно-мінеральну добавку. Коровам контрольної групи згодовували нативний, а коровам дослідної групи -- екструдований соєвий шрот, унаслідок чого кількість нерозщеплюваного протеїну в раціоні корів дослідної групи збільшилася від 31,7 до 43,9 %.

Третій дослід проведено на 10 інтактних коровах української молочної червоно-рябої породи, поділених на дві групи -- контрольну та дослідну, по 5 тварин у кожній. Продуктивність корів за попередню лактацію -- 5,9-6,6 тис. кг молока. Раціон корів містив: сіна лучного -- 5,5 кг, січки пшеничної соломи -- 1 кг, силосу кукурудзяного -- 25 кг, буряка кормового -- 16 кг, ячмінно-пшеничної дерті -- 3 кг, макухи соняшникової -- 3 кг, меляси -- 1 кг та вітамінно-мінеральну добавку. Коровам контрольної групи згодовували нативну соняшникову макуху, а коровам дослідної групи -- екструдовану. Кількість нерозщеплюваного протеїну становила 28,5 і 39,5 %.

Наприкінці кожного досліду було проведено чотиридобові балансові досліди, під час яких на другу та четверту добу через дві години після годівлі брали зразки вмісту рубця, проби крові, а також середньодобові зразки молока для досліджень. Розщеплюваність протеїну кормів раціону визначали методом in situ на бичках з фістулами рубця.

У вмісті рубця визначали кількість загального, залишкового, небілкового і білкового азоту за К'єльдалем, мікробного (шляхом визначення кількості діамінопімелінової кислоти) і амінного азоту (за Д. Мітіном і Е. Кайзером) та азоту аміаку (за Конвеєм), загальних і вільних амінокислот (на амінокислотних аналізаторах ААА та LC-2000, рН, загальний вміст (в апараті Маркгама методом парової відгонки) та співвідношення окремих коротколанцюгових (летких) жирних кислот (ЛЖК) (методом газорідинної хроматографії), амілолітичну, целюлозолітичну і протеолітичну активність.

У середньодобових зразках хімусу 12-палої кишки визначали вміст загального, білкового, бактеріального, небілкового, амінного азоту, аміаку, окремих амінокислот. Кількість цих азотових сполук, яка надходила в 12-палу кишку корів, встановлювали з урахуванням об'єму хімусу, який надходив в тонкий кишківник протягом доби.

В артеріальній і венозній крові визначали концентрацію білкового, залишкового, амінного азоту, сечовини (реакцією з діацетилмонооксимом), аміаку, окремих вільних амінокислот, глюкози (реакцією з ортотолуїдиновим реактивом), оцтової кислоти (за Е. Конвеєм), в-оксимасляної кислоти (йодометричним методом), загальних ліпідів (за методом Д. Фолча), триацилгліцеролів (за вмістом формальдегіду), неетерифікованих жирних кислот (НЕЖК) (мікрометодом реакцією з 1,5-дифенілкарбазидом).

На основі визначення об'ємного кровотоку через молочну залозу та артеріально-венозної різниці окремих метаболітів -- попередників молока, визначали ступінь їх поглинання і використання для синтезу 1 кг молока (за Фіком Р., 1992).

У кормах раціону, середньодобових зразках хімусу 12-палої кишки та калу визначали вміст сухої речовини, сирого протеїну, сирої клітковини, сирого жиру, безазотових екстрактивних речовин (БЕР), золи, амінокислотний склад білків. У середньодобових зразках сечі визначали кількість загального азоту.

До балансових дослідів двічі досліджували зразки крові та молока (на 30-й і 50-й день досліду).

Виробничу перевірку здійснили на 150 коровах української червоно-рябої молочної породи.

Статистичну обробку отриманих результатів проводили за допомогою програмного забезпечення Microsoft Office Excel 2003. Різницю між середніми значеннями вважали статистично вірогідною при р<0,05-0,001.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Вплив згодовування коровам екструдованого ріпакового і соєвого шротів та соняшникової макухи на процеси ферментації і синтез мікробного протеїну в рубці. Дослідження, проведені на коровах з Т-подібними фістулами 12-палої кишки, показали, що згодовування коровам екструдованого ріпакового шроту помітно вплинуло на надходження з рубця в тонкий кишківник окремих азотовмісних сполук.

При однаковому споживанні азоту в підготовчому та дослідному періодах у 12-палу кишку надходило відповідно 87,4 і 96,1 % спожитого. Це пояснюється зростанням кількості білкового азоту у хімусі 12-палої кишки корів, які споживали екструдований ріпаковий шрот. Кількість азоту нерозщеплюваного в рубці протеїну зростала в хімусі від 92,1 г в підготовчому періоді до 137,8 г у дослідному періоді (р<0,05). Дослідження добового потоку загальних амінокислот з рубця у 12-палу кишку показало, що кількість незамінних амінокислот у постпілоричному хімусі значно відрізнялася від спожитих з кормом, позаяк крім амінокислот кормів, у хімус надходили амінокислот мікроорганізмів рубця. У 12-палу кишку потрапляло більше лізину, метіоніну, треоніну, ізолейцину та менше аргініну і проліну, порівняно до спожитих з кормом (р<0,05-0,01). Приплив решти амінокислот суттєво не змінився. Добове надходження в кишківник незамінних амінокислот, при згодовуванні екструдованого ріпакового шроту, збільшилося на 14,7 %, а сирого протеїну -- на 8,6 % (р<0,05).

У корів, які отримували раціон з екструдованим ріпаковим шротом, трохи зменшилось розщеплення органічної речовини у рубці, оскільки зменшилося розщеплення протеїну, внаслідок чого в 12-палу кишку її потрапляло трохи більше, ніж при споживанні нативного шроту (р<0,05).

Балансові досліди показали, що у всіх дослідах у шлунково-кишковому тракті корів, яким згодовували екструдовані корми, зросли перетравність і засвоєння сухої та органічної речовини, сирого протеїну, сирого жиру (р<0,05-0,01).

Загальний рівень азоту у вмісті рубця корів при згодовуванні екструдованих кормів суттєво не змінився й у всіх дослідах не відрізнявся від його рівня у вмісті рубця корів контрольної групи. Проте концентрація білкового азоту у вмісті рубця корів дослідних груп у першому, другому і третьому дослідах була більша (р<0,05), а концентрація аміаку на 25,1, 26,9 і 26,3 %, (р<0,05) менша, ніж у корів контрольної групи (рис. 1). Водночас вміст азоту мікроорганізмів за згодовування ріпакового шроту і соняшникової макухи не змінювався, а за згодовування соєвого шроту -- дещо зменшувався (р<0,05). Такі зміни можна пояснити меншим розпадом протеїну корму.

Рис. 1 Концентрація азотових метаболітів у вмісті рубця корів за згодовування коровам екструдованих ріпакового та соєвого шротів і соняшникової макухи, ммоль/л

Для усіх дослідів характерним було збільшення за згодовування екструдованих ріпакового та соєвого шротів і соняшникової макухи кількості загальних амінокислот і зменшення кількості вільних амінокислот у вмісті рубця. У рубці корів, яким згодовували екструдовані корми, виявлено вірогідно більшу концентрацію лізину, аргініну, метіоніну, проліну і цистину (р<0,05-0,001). Крім того, у вмісті рубця корів, яким згодовували ріпаковий шрот, було більше валіну, треоніну, ізолейцину, фенілаланіну і аспарагінової кислоти (р<0,05-0,01), у корів, яким згодовували соєвий шрот, -- валіну, треоніну, фенілаланіну і аланіну (р<0,05), а у корів яким згодовували соняшникову макуху, -- лейцину, серину і аланіну (р<0,05).

За згодовування високобілкових кормів загальна кількість амінокислот у вмісті рубця зростала на 9,8, 10,6 і 10,8 % (р<0,05). Ці різниці зумовлені більшою концентрацією незамінних амінокислот у вмісті рубця у корів дослідної групи в першому, другому і третьому дослідах відповідно на 14,7, 12,3 і 10,3 % (р<0,05-0,01), порівняно з їх кількістю у корів контрольної групи, що є наслідком зменшення протеолізу білків екструдованих кормів.

Формування фонду амінокислот та його використання молочною залозою для синтезу молока у корів за згодовування захищеного від розщеплення в рубці протеїну. За сучасними уявленнями, близько 90 % білків молока синтезується молочною залозою з амінокислот, які поглинаються з крові (Bequette B. J. et al., 1997; Медведев И. К., 1999; Doepel Z. et al., 2004). Дослідження показали, що зі збільшенням споживання коровами нерозщеплюваного в рубці протеїну в артеріальній крові підвищилася концентрація ряду амінокислот і посилилося їх поглинання молочною залозою.

За згодовування коровам дослідної групи екструдованого ріпакового шроту концентрація незамінних амінокислот у артеріальній крові зросла порівняно з підготовчим періодом на 10,9 % (р<0,05) унаслідок збільшення кількості метіоніну на 21,8 %, треоніну -- на 16,2 %, лізину -- на 14,1 %, ізолейцину -- на 14,6 %, лейцину -- на 17,4 % (р<0,05).

Підвищення концентрації незамінних амінокислот у крові корів дослідної групи супроводжувалося посиленням їх засвоєння молочною залозою (рис. 2). Найбільше зростання поглинання зафіксовано для метіоніну (на 23,1 %) і лейцину (на 21,1 %), у два рази менше -- для лізину (на 11,2 %), треоніну (на 12,0 %), ізолейцину (на 11,2 %) (р<0,05). Загалом поглинання молочною залозою корів дослідних груп незамінних амінокислот було більшим на 10,5 % (р<0,05). За згодовування коровам екструдованого ріпакового шроту у крові виявлено підвищення концентрації замінних кислот, проте виражене меншою мірою (7,2 %), ніж підвищення концентрації незамінних амінокислот (10,9%). Вміст аспарагінової кислоти зріс на 10,0 %, серину -- на 14,3 % (р<0,05). Загальне поглинання замінних амінокислот зросло на 5,7 % (р<0,05).

Рис. 2 Поглинання молочною залозою вільних амінокислот крові, г^-3/л, (M±m, n=5)

При заміні у раціоні корів неекструдованого соєвого шроту на екструдований концентрація всіх незамінних амінокислот в артеріальній крові, за винятком фенілаланіну, збільшилася. Загальна концентрація незамінних вільних амінокислот в артеріальній крові корів дослідної групи була на 16,1 % більша (р<0,05), ніж у корів контрольної групи, головним чином за рахунок лізину (на 31,0 %), гістидину (на 31,9 %) та лейцину (на 25,8 %).

Із замінних амінокислот у артеріальній крові корів дослідної групи зросла концентрація аспарагінової кислоти (на 15,8 %), серину (на 21,3 %), глютамінової кислоти (на 19,4 %), проліну (на 31,4 %) і тирозину (на 16,8 %). Сумарна концентрація цих амінокислот у артеріальній крові корів дослідної групи була на 9,8 % (р<0,05) більша, ніж у корів контрольної групи. Унаслідок зростання концентрації амінокислот в артеріальній крові збільшилось й їх поглинання (артеріально-венозна різниця). Із незамінних амінокислот зростала сорбція лізину (на 14,1 %), гістидину (на 17,9 %), треоніну (на 11,4 %), метіоніну (на 19,3 %). Загалом поглинання цих амінокислот збільшувалося на 7,4 % (р<0,05). Поглинання молочною залозою корів дослідної групи замінних амінокислот збільшилося на 15,6 % (р<0,05), у тому числі аспарагінової кислоти -- на 14,8 %, серину -- на 33,6 %, глютамінової кислоти -- на 17,9 %, проліну -- на 12,0 %, тирозину -- на 17,2 % (р<0,05-0,01).

За згодовування коровам екструдованої соняшникової макухи у плазмі артеріальної крові підвищився рівень деяких незамінних амінокислот -- лізину (на 33,1 %), гістидину (на 26,6 %), метіоніну (на 30,7 %), лейцину (на 23,0 %), а також замінних амінокислот -- аспарагінової кислоти (на 22,1 %), серину (на 19,4 %), глютамінової кислоти (на 19,9 %), тирозину (на 17,7 %), натомість знизилася концентрація проліну (на 10,7 %) і цистину (на 15,1 %) (р<0,05-0,01). Сумарний вміст незамінних амінокислот зріс на 14,3 %, а замінних -- на 10,3 %. Це сприяло підвищенню їх поглинання молочною залозою відповідно на 6,1 і 14,6 % (р<0,01), у тому числі лізину (на 13,8 %), гістидину (на 16,1 %), метіоніну (на 40,4 %), лейцину (на 10,7 %), аспарагінової кислоти (на 19,3 %), серину (на 19,3 %), глютамінової кислоти (на 19,3 %), проліну (на 31,2 %) (р<0,05-0,01).

Баланс азоту в організмі корів за згодовування екструдованих кормів. За однакового споживання азоту, у корів дослідних груп у першому, другому і третьому дослідах виведення азоту з калом зменшилося від 34,9, 34,9 і 35,7 % до 29,7, 27,0 і 27,3 %, а з сечею -- від 33,7, 33,2 і 29,9 % до 28,1, 29,1 і 26,4 % (р<0,05) (див. таблицю).

Баланс азоту у піддослідних корів за згодовування ріпакового і соєвого шроту та соняшникової макухи, г/добу (M±m, n=5)

Коефіцієнт перетравності азоту в травному тракті у дослідний період у першому, другому і третьому дослідах зріс від 65,0, 66,1 і 64,3 % до 70,3, 73,0 і 72,7 % (р<0,05). Цим можна пояснити збільшення використання азоту на синтез молока та відкладання його в тілі корів дослідних груп, що важливо в цей період лактації, коли мобілізуються тканинні білки для синтезу молока (Медведев И. К., 1978).

Унаслідок підвищення молочної продуктивності виділення за добу азоту з молоком у корів, яким згодовували екструдовані ріпаковий шрот, соєвий шрот і соняшникову макуху збільшилося на 8,2, 18,3 і 14,4 г (р<0,05), або на 9,1, 15,3 і 11,7 % (р<0,05).

Молочна продуктивність і хімічний склад молока корів за різної кількості нерозщеплюваного протеїну в раціоні. Посилене формування фонду метаболітів, що використовуються для синтезу молока, зумовлене споживанням підвищеної кількості нерозщеплюваного протеїну, підвищувало молочну продуктивність корів.

Зокрема, у корів яким згодовували екструдований ріпаковий шрот, добові надої зросли в середньому на 7,7 %, а в перерахунку на масову частку жиру 3,4 % -- на 8,9 % (р<0,05). При цьому добовий і валовий синтез білків і жиру зріс на 9,1 і 8,9 % (р<0,05-0,001). Заслуговує на увагу зниження на 21,6 % (р<0,05) вмісту сечовини в молоці корів, яким згодовували екструдований ріпаковий шрот, що позитивно впливає на технологічні властивості молока і його придатність для виготовлення сиру (Агафонов В. И. с соавт., 2001).

Згодовування коровам екструдованого соєвого шроту дало, порівняно із ріпаковим шротом, більший продуктивний ефект. Середньодобові надої корів зросли на 13,2 %. Валовий надій молока в перерахунку на масову частку жиру збільшився на 15,2 % (р<0,05). Продукція молочного жиру і білка зросла на 15,2 і 15,3 % (р<0,05-0,001). На 24,3 % зменшився вміст сечовини в молоці (р<0,05).

При згодовуванні коровам екструдованої соняшникової макухи надої зросли на 10,0 %, а в перерахунку на масову частку жиру -- на 13,8 % (р<0,05). При цьому продукція молочного жиру була більшою на 13,8 %, білка -- на 11,7 % (р<0,05-0,01), вміст сечовини у молоці зменшився на 21,3 % (р<0,05). Розхід кормового протеїну на 1 кг утвореного молока при згодовуванні екструдованих кормів знизився на 10,8-11,3 %.

Економічна ефективність використання в живленні корів «захищеного» від розпаду у рубці протеїну. У виробничому досліді вивчено економічну ефективність згодовування коровам у першу третину лактації екструдованих високопротеїнових кормів (ріпакового і соєвого шротів та соняшникової макухи). Середньодобові надої з базовою масовою часткою жиру 3,4 % зросли на 13,6, 15,9 і 13,9 %. Собівартість 1 ц молока при згодовуванні коровам ріпакового шроту знизилась на 9,1 %, соєвого шроту -- на 11,0 %, соняшникової макухи -- на 9,4 %.

ВИСНОВКИ

Вивчено вплив підвищеного від 28,5-31,7 до 39,5-43,9 % рівня нерозщеплюваного протеїну в раціоні корів за рахунок екструдування ріпакового і соєвого шротів та соняшникової макухи на метаболічні процеси у вмісті рубця, формування фонду вільних амінокислот, концентрацію метаболітів у крові та їх використання для синтезу молока.

1. Збільшення в раціоні корів кількості нерозщеплюваного протеїну поліпшує перетравність сирого протеїну, жиру, сухої та органічної речовини корму (р<0,05), зменшує виділення азоту з калом і сечею та збільшує його трансформацію у білки молока (р<0,05-0,01).

2. Метаболізм азотових сполук у рубці корів та надходження окремих їх форм у кишківник значною мірою залежить від ступеня розщеплення протеїну кормів. За збільшення кількості нерозщеплюваного протеїну в раціоні корів на 11,0-12,2 % у вмісті рубця зменшується концентрація аміаку (р<0,05) і амінного азоту (р<0,05), та збільшується концентрація білкового азоту (р<0,05). У хімусі 12-палої кишки при цьому зростає концентрація білкового азоту за рахунок нерозщеплюваного у рубці протеїну екструдованих кормів.

3. За споживання коровами екструдованих високопротеїнових кормів у вмісті рубця зростає кількість білкових амінокислот, особливо незамінних -- лізину, аргініну, метіоніну (р<0,05-0,01). При згодовуванні коровам екструдованих ріпакового і соєвого шротів, окрім того, збільшується кількість валіну, треоніну та фенілаланіну, а при згодовуванні соняшникової макухи --лейцину.

4. При зниженні розщеплюваності протеїну ріпакового і соєвого шротів та соняшникової макухи в артеріальній крові корів зменшується концентрація залишкового азоту (р<0,05-0,01) сечовини (р<0,001) та аміаку (р<0,001) і збільшується концентрація вільних амінокислот (р<0,05).

5. Споживання коровами більшої кількості нерозщеплюваного протеїну призводить до підвищення в артеріальній крові концентрації лізину, метіоніну, лейцину, аспарагінової кислоти і серину (Р<0,05-0,01). Згодовування екструдованого ріпакового шроту, крім того, збільшує в артеріальній крові концентрацію ізолейцину і треоніну; соєвого шроту -- гістидину, аргініну, валіну, глютамінової кислоти, проліну і тирозину; соняшникової макухи -- гістидину і тирозину (р<0,05-0,01).

6. Незалежно від розщеплюваності протеїну раціону з незамінних амінокислот молочна залоза корів найінтенсивніше поглинає лізин (4,27-4,87 г^-3/л), аргінін (3,09-4,41 г^-3/л) та лейцин (4,84-5,46 г^-3/л), а найменше -- гістидин (1,44-1,68 г^-3/л) та метіонін (1,19-1,25 г^-3/л). Із замінних амінокислот молочна залоза найбільше поглинає глютамінову кислоту (13,14-14,35 г^-3/л), а найменше -- цистин (0,18-0,17 г^-3/л).

7. Молочна залоза корів, яким згодовували екструдовані шроти і макуху, засвоювала більше аргініну, валіну, ізолейцину, лейцину, лізину і треоніну (р<0,05-0,01). При цьому поглинання молочною залозою незамінних амінокислот зростало на 10,5-16,1 %, а замінних на 9,4-15,3 % (р<0,05).

8. Середньодобові надої корів, яким згодовували екструдовані ріпаковий і соєвий шроти та соняшникову макуху були більші відповідно на 8,9, 15,2 і 13,8 % (р<0,05), добова продукція жиру -- на 8,9, 15,2 і 13,8 %, білка -- на 9,1, 15,3 і 11,7 %. Розхід кормового протеїну на синтез молока зменшувався на 10,8-11,3 %.

9. Підвищення молочної продуктивності корів унаслідок збільшення в раціоні кількості нерозщеплюваного в рубці протеїну додаванням до нього екструдованих шротів і макухи замість неекструдованих шротів і макухи дало змогу знизити собівартість виробництва молока на 9,1-11,0 %, підвищити рентабельність на 10,7-15,0 %, а економічну ефективність -- на 311,5-486,5 грн на одну корову.

ПРОПОЗИЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1. Для підвищення ефективності використання протеїну кормів у синтезі молока раціони високопродуктивних корів необхідно балансувати за вмістом розщеплюваного і нерозщеплюваного в рубці протеїну. В початковий період лактації при нормуванні сирого протеїну частка розщеплюваного і нерозщеплюваного в рубці протеїну в раціоні має становити 60 і 40 %.

2. Згодовування коровам у складі комбікорму екструдованих ріпакового шроту канолових сортів, соєвого шроту та соняшникової макухи (2-3 кг) дає змогу підвищити середньодобові надої базової жирності на 13-16 %.

СПИСОК ДРУКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Невоструєва І. В. Надходження амінокислот у дванадцятипалу кишку корів при різній розщеплюваності протеїну ріпакового шроту / І. В. Невоструєва // Наук.-тех. бюл. Інституту біології тварин і ДНДКІ ветпрепаратів та кормових добавок. 2008. Вип. 9, № 3. С. 120-124.

2. Невоструєва І. В. Використання молочною залозою корів вільних амінокислот крові при різній розщеплюваності протеїну ріпакового шроту / І. В. Невоструєва // Науковий вісник Львівського національного університету ветеринарної медицини та біотехнології ім. С. З. Ґжицького. 2008. Т. 10, № 2 (37), Ч. 2. С. 189-192.

3. Невоструєва І. В. Перетравлення поживних речовин в шлунково-кишковому тракті корів при зниженні в раціоні кількості розщеплюваного в рубці протеїну / І. В. Невоструєва, І. В. Вудмаска // Біологія тварин. 2008. Т. 10, № 1-2. С. 205-210. (Здобувач провела визначення азотових сполук, біологічного матеріалу, статистичне опрацювання та аналіз отриманих результатів, сформулювала висновки, написала статтю).

4. Невоструєва І. В. Засвоєння молочною залозою корів метаболітів вуглеводно-ліпідного обміну в залежності від розщеплюваності в рубці протеїну раціону / І. В. Невоструєва, І. В. Вудмаска // Наук.-тех. бюл. Інституту біології тварин і ДНДКІ ветпрепаратів та кормових добавок. 2008. Вип. 9, № 4. С. 170-175. (Здобувач провела визначення показників вуглеводно-ліпідного обміну, статистичне опрацювання та аналіз отриманих результатів, сформулювала висновки, написала статтю).

5. Невоструєва І. В. Метаболізм азотових сполук у рубці корів при збільшенні в раціоні кількості нерозщеплюваного протеїну / І. В. Невоструєва, І. В. Вудмаска // Наук.-тех. бюл. Інституту біології тварин і ДНДКІ ветпрепаратів та кормових добавок. 2009. Вип. 10, № 1-2. С. 185-190. (Здобувач провела визначення азотових сполук та активності ферментів у рубці, статистичне опрацювання та аналіз отриманих результатів, сформулювала висновки, написала статтю).

6. Невоструєва І. В. Вплив різної кількості нерозщеплюваного протеїну в раціоні корів на засвоєння молочною залозою вільних амінокислот крові / І. В. Невоструєва, І. В. Вудмаска // Науковий вісник Львівського національного університету ветеринарної медицини та біотехнології ім. С. З. Ґжицького. 2009. Т. 11, № 2 (41), Ч. 3. С. 140-144. (Здобувач провела визначення амінокислотного складу крові, статистичне опрацювання та аналіз отриманих результатів, сформулювала висновки, написала статтю).

7. Невоструєва І. В. Поглинання молочною залозою корів вільних амінокислот крові при різній розщеплюваності протеїну ріпакового шроту в рубці / І. В. Невоструєва // Вісник Сумського національного аграрного університету. 2009. Вип. 3 (24). С. 86-89.

8. Невоструєва І. В. Засвоєння молочною залозою корів азотових сполук крові в залежності від розщеплюваності в рубці протеїну кормів раціону / І. В. Невоструєва, І. В. Вудмаска, Г. В. Дроник // Науковий вісник Львівського національного університету ветеринарної медицини та біотехнології ім. С. З. Ґжицького. 2009. Т. 11, № 3 (42), Ч. 2. С. 301-305. (Здобувач провела визначення азотових сполук крові, статистичне опрацювання та аналіз отриманих результатів, сформулювала висновки, написала статтю).

9. Невоструєва І. В. Молочна продуктивність та хімічний склад молока корів за різної кількості нерозщеплюваного в рубці протеїну корму / І. В. Невоструєва // Науковий вісник Львівського національного університету ветеринарної медицини та біотехнології ім. С. З. Ґжицького. 2010. Т. 12, № 2 (44), Ч. 3. С. 144-148.

10. Невоструєва І. В. Вміст загальних та вільних амінокислот у вмісті рубця корів при згодовуванні екструдованих високобілкових кормів раціону / І. В. Невоструєва, І. В. Вудмаска // Біологія тварин. 2010. Т. 12, № 2 -- С. 225-228. (Здобувач підготувала проби для визначення амінокислотного складу вмісту рубця, статистично опрацювала та проаналізувала отримані результати, сформулювала висновки, написала статтю).

11. Невоструєва І. В. Використання екструдованих концентрованих кормів у годівлі високопродуктивних корів / І. В. Невоструєва, І. В. Вудмаска, Г. В. Дроник // Методичні рекомендації. Львів, 2010. 24 с. (Здобувач узагальнила результати своїх експериментальних досліджень, провела аналіз літературних даних, підготувала матеріали і написала рекомендації).

АНОТАЦІЯ

Невоструєва І. В. Азотовий обмін у рубці та синтез компонентів молока у корів за різної розщеплюваності протеїну корму. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук зі спеціальності 03.00.04 - біохімія. Інститут біології тварин НААН, Львів, 2011.

Досліджували вплив підвищеного рівня нерозщеплюваного протеїну в раціоні високопродуктивних корів на метаболізм у рубці і утворення попередників молока у першу третину лактації.

Збільшення в раціоні лактуючих корів частки нерозщеплюваного в рубці протеїну від 29,7 до 41,2 % при екструзії ріпакового шроту, від 31,7 до 43,9 % при екструзії соєвого шроту та від 28,5 до 39,5 % при екструзії соняшникової макухи зумовлює зростання концентрації білкових і зменшення концентрації вільних амінокислот у вмісті рубця та надходження більшої кількості протеїну у 12-палу кишку. У корів, яким згодовували екструдовані корми, зменшувалися втрати азоту з калом і сечею та збільшувалось використання його в організмі.

За використання в годівлі корів екструдованих високопротеїнових кормів у плазмі артеріальної крові підвищується концентрація метаболітів білкового обміну та посилюється їх використання молочною залозою у синтезі компонентів молока.

Збільшення споживання коровами нерозщеплюваного в рубці протеїну екструдованих ріпакового шроту, соєвого шроту та соняшникової макухи підвищує надої корів на 8,9; 15,2 і 13,8 % відповідно. Витрати кормового протеїну на синтез молока зменшувались на 10,8-11,3 %. Покращувалась репродуктивна функція корів.

Ключові слова: корови, вміст рубця, кров, молочна залоза, молоко, нерозщеплюваний протеїн, амінокислоти, артеріально-венозна різниця.

АННОТАЦИЯ

Невоструева И. В. Азотистый обмен в рубце и синтез компонентов молока у коров при разной расщепляемости протеина корма. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 03.00.04 - биохимия. Институт биологии животных НААН, Львов, 2011.

Целью диссертационной работы было изучение влияния повышения содержания нерасщепляемого протеина в рационах высокопродуктивных коров, за счет введения экструдированных высокопротеиновых кормов, на обмен азотистых соединений в рубце, формирования на уровне пищеварения и промежуточного обмена фонда белковых метаболитов, а также использования их молочной железой для синтеза компонентов молока в начальный период лактации.

Установлено, что вследствие экструдирования доля нерасщепляемого протеина увеличилась для рапсового шрота с 29,7 до 41,2 %, соевого шрота -- с 31,7 до 43,9 %, подсолнечного жмыха -- с 28,5 до 39,5 %.

Скармливание коровам экструдированных высокопротеиновых кормов оказывает значительное влияние на азотистый обмен в рубце. Хотя уровень общего азота в содержимом рубца при потреблении коровами повышенного количества устойчивого к расщеплению в рубце протеина существенно не отличался от его уровня у коров контрольных групп, во всех опытах обнаружено снижение концентрации небелкового азота. В составе этой фракции концентрация аммиака в содержимом рубца коров опытных групп была на 25,1, 26,9 и 26,3 % (р<0,05), а концентрация азота свободных аминокислот -- на 15,6, 22,9 и 20,5 % (р<0,05) меньше, чем у коров контрольных групп. Это свидетельствует об уменьшении распада белков и катаболизма аминокислот в рубце коров.

Общим для всех опытов было повышение в содержимом рубца количества белковых и снижение количества свободных аминокислот. В составе общих аминокислот наблюдалось повышение концентрации лизина, аргинина, метионина, пролина и цистина (р<0,05-0,01). При скармливании коровам экструдированного рапсового шрота, кроме того, увеличивалось количество валина, треонина, изолейцина и фенилаланина (р<0,05-0,01), экструдированного соевого шрота -- валина, треонина, фенилаланина и аланина (р<0,05), экструдированного подсолнечного жмыха --лейцина, серина и аланина (р<0,05). Сумма общих аминокислот в содержимом рубца в первом, втором и третьем опытах возросла на 9,8, 10,6 и 10,8 % (р<0,05), а концентрация свободных аминокислот уменьшалась соответственно на 14,8, 17,3 и 18,0 % (р<0,05).

В опыте на коровах с Т-подобными фистулами 12-перстной кишки установлено, что скармливание коровам экструдированного рапсового шрота существенно повлияло на поступление из рубца в тонкий кишечник отдельных фракций азотистых соединений. При одинаковом потреблении азота в подготовительный и опытный периоды в кишечник коров опытных групп поступало соответственно 87,4 и 96,1 % азота от принятого с кормом (р<0,01). Это обусловлено поступлением в 12-перстную кишку из рубца белкового азота нерасщепляемого в рубце протеина. Концентрация кормового протеина увеличилась с 39,9 до 49,3 % (р<0,05), тогда как концентрация бактериального протеина уменьшилась с 60,1 до 50,7 %.

Исследование суточного потока общих аминокислот из рубца в 12-перстную кишку коров опытных групп показало увеличение на 14,7 % поступления незаменимых аминокислот за счет «защищенного» протеина. Балансовые опыты показали, что увеличение потребления коровами нерасщепляемого в рубце протеина, способствует повышению переваримости и усвоению сухого вещества, протеина и липидов корма.

При увеличении потребления коровами нерасщепляемого в рубце протеина повышается содержание в артериальной крови свободных аминокислот и их поглощение молочной железой. При скармливании коровам экструдированного рапсового шрота концентрация незаменимых аминокислот в крови увеличилась на 10,9 %, а поглощение молочной железой -- на 10,5 % (р<0,05). Это происходило за счет треонина, метионина, изолейцина и лейцина. При замене нативного соевого шрота экструдированным концентрация незаменимых аминокислот повышалась на 16,1 %, а их поглощение -- на 7,4% (р<0,05). При скармливании коровам экструдированного подсолнечного жмыха концентрация незаменимых аминокислот в крови повышалась на 14,4 %, а их поглощение -- на 6,1 % (р<0,05-0,01), в основном, за счет увеличения количества лизина, гистидина, метионина и лейцина. Меньшие изменения во всех опытах выявлены в содержании в крови и их поглощении молочной железой заменимых аминокислот.

Повышение фонда метаболитов, используемых для синтеза компонентов молока у коров, привело к повышению молочной продуктивности при скармливании рапсового шрота, соевого шрота и подсолнечного жмыха соответственно на 8,9, 15,2 и 13,8 % (р<0,05). Пропорционально увеличилась продукция молочного белка и жира, уменьшился расход кормового протеина на 1 кг молока.

Ключевые слова: коровы, содержимое рубца, кровь, молочная железа, молоко, нерасщепляемый протеин, аминокислоты, артериально-венозная разница.

SUMMARY

Nevostruyeva I. V. Nitrogen metabolism in rumen and synthesis of milk components in cows at different degradability of dietary protein. - Manuscript.

Thesis for the candidate`s degree of agricultural sciences by specialty 03.00.04 - biochemistry. Institute of Animal Biology of NAAS, Lviv, 2011.

Influence of undegradable protein level in cows diets on rumen metabolism and milk precursors formation in first third of lactation has been investigated.

Increase in the dairy cows diets part of undegradable protein from 29.7 to 41.2 % by extrusion of rapeseed meal, from 31.7 to 43.9 % by extrusion of soybean meal, and from 28.5 to 39.5 % by extrusion of sunflower cake increased quantity of protein-linked and decreased quantity of free amino acids in the rumen contents and elevated protein input in the duodenum. In the cows fed by extruded feeds the feces and urine nitrogen excretion were lower.

Use of extruded high-protein feeds elevated concentration of protein metabolites in the arterial blood plasma and improved usage of amino acids for of milk components synthesis.

Increase of undegradable protein consumption by extrusion of rapeseed meal, soybean meal, and sunflower cake increased average daily yields to 8.9, 15.2 and 13.8 % respectively.

Key words: cows, rumen content, blood, udder, milk, undegradable protein, amino acids, arterial-venous difference.

Размещено на Allbest.ru