Ферментные препараты в животноводстве. Учебно-методическое пособие

Активность ферментного препарата выражается в микромолях субстрата подвергнутого химическому превращению в присутствии 1 мл ферментного раствора или 1 г препарата в заданных условиях за 1 мин., т.е. число микромолей будет равно числу стандартных единиц активности.

Если фермент гомогенен, то его удельная активность может быть выражена в стандартных единицах на 1 мг фермента.

Если ферментный препарат содержит балластных белков, его удельная активность выражается в стандартных единицах на 1 мг белка в ферментном препарате.

В технологии ферментов помимо общепринятых понятий об активности ферментных препаратов принято пользоваться понятием активности условного ферментного препарата. Это необходимо для оценки работы предприятия, сравнения его с другими аналогичными заводами, т. е. для сопоставления показателей по всем видам выпускаемой продукции. Для осуществления этого пересчета предполагают, что предприятие выпускает товарную продукцию в виде стандартного препарата с точно определенной активностью, измеряемой по основному ферменту в стандартных единицах в препарате на единицу массы препарата. Активность основного фермента в таком стандартном условном препарате устанавливается нормативами и называется активностью условного препарата.

21

За 1 усл, т ферментного препарата принимается 1 т препарата со стандартной активностью. Для пересчета выработанной товарной продукции в условные тонны можно пользоваться формулой:

Qусл. = Qтов. х Аф /Аусл. где,

Qусл. – количество условного препарата, т;

Qтов. – количество товарного препарата, т;

Аф – фактическая активность товарного препарата,

ед./г;

Аусл. – активность условного препарата, ед./г.

Необходимо отметить, что определение активности кормовых ферментов не равно показателю их эффективности на конкретном рационе и виде животного и птицы.

Активность можно измерить в пробирке и получить некую цифру, но эффективность фермента можно проверить и сравнить с другим только на конкретном виде животного и конкретном рационе, изменение одного из условий может привести к изменению в показателях эффективности ферментов, выраженной в повышении продуктивности и сохранности поголовья.

Экономическая эффективность внесения кормового фермента зависит не только от цены препарата, но и от его активности, а также стабильности. Использование ферментов, не являющихся термостабильными, во время процесса грануляции может вести к полной потере ак-

22

тивности фермента и его эффективности. Важным показателем также является стабильность ферментов во время хранения в премиксе и комбикорме. В целом качество и эффективность фермента определяется комбинацией его различных свойств (биоэффективность, термостабильность, стабильность в премиксе и т.д.).

Зная данные по эффективности фермента, полученные на основании проведенных балансовых опытов и исследованиях на животных и птице, можно на основании специальных таблиц (матричных значений) рассчитать новый экономически эффективный рацион. Для быстрого и удобного расчета нормы ввода некоторых ферментов (фитазы) существуют также специализированные программы и онлайн-сервисы.

Для повышения рентабельности откорма животных и птиц или получения товарного яйца всегда следует искать наиболее эффективную и качественную ферментную добавку. Для принятия решения о ее использовании всегда следует проводить только сравнительный опыт в группах аналогах. Только в постановках сравнительного опыта применения ферментов возможно найти экономическую выгоду от применения того или иного препарата. Не следует останавливать свой выбор на конкретном производителе фермента. Основополагающий фактор рационального выбора ферментов — экономический

23

эффект, отраженный в рублях на единицу полученной продукции.

Стандартизация ферментных препаратов

Очень часто ферментативная активность (ФА) партии готового препарата заметно отличается от предыдущих. Потребитель же должен получать препарат с определенной стандартной активностью. Поэтому на основе длительного анализа практической работы предприятий по данной технологии для каждого выпускаемого препарата устанавливается средний уровень активности с запасом 20 – 30 %. Активность стандартного препарата определяется в единицах ФА на 1 г.

Для получения постоянной активности в препараты вводится наполнитель в определенном количестве, которое зависит от полученной на данном предприятии активности в культуре и препарате. Чаще всего, наполнитель подбирается таким образом, что выступал по отношению к ферменту в качестве стабилизатора или даже стимулятора активности фермента. Важно также сорбционные свойства наполнителей и прежде всего способность сорбировать водяные пары, что имеет определенное значение при хранении и упаковке ферментного препарата.

Стандартизацию ферментного препарата как правило проводят добавляя наполнитель перед концентрированием, если продукт выпускается в жидком виде, перед

24

сушкой с учетом потерь на стадии концентрирования или же в уже готовый препарат.

При смешивании готового сухого препарата с наполнителем необходимо, чтобы препарат и наполнитель имели примерно одинаковую степень измельчения и влажности. Количество наполнителя рассчитывают по формуле:

S = ab/c – b где,

S – количество наполнителя, необходимое для получения стандартного по активности препарата, кг;

a – активность исходного препарата, Е; b – количество исходного препарата, кг; с – стандартная активность препарата, Е.

Выбор наполнителя, стабилизатора (при необходимости), определение дозировки, условия хранения и применения каждого ферментного препарата определяется экспериментально. Например, известно, что хорошим стабилизатором амилолитических ферментов является крахмал, пектолитических – крахмал и хлорид натрия. Классическим наполнителем для протеолитических ферментных препаратов считается желатин.

3. Кормовые ферментные препараты

Разработка и применение кормовых ферментов ― активно развивающееся направление, как в кормлении сельскохозяйственных животных, так и в целом биотехнологии в животноводстве. Необходимость применения

25

ферментных препаратов обусловлена интенсивными технологиями современного животноводства и птицеводства, возросшей потребностью новых пород, кроссов

илиний в питательных веществах и энергии, а также необходимостью снижения себестоимости конечного продукта.

Кормовыми называются ферментные препараты, применяемые в качестве кормовых добавок. Кормовые ферменты призваны не только повысить усвояемость отдельных компонентов корма, на расщепление которых в процессе эволюции животное не выработало достаточного количества собственных энзимов, но и увеличивать рекомендуемую норму ввода недорогого сырья, «богатого» антипитательными факторами без ущерба здоровью

ипродуктивности животного.

Многочисленные ферменты вырабатываемые в живом организме обеспечивают протекание всех жизненных процессов — от расщепления сложных биоорганических соединений на более простые и синтеза новых биомолекул до переноса электронов и атомов в клетке и в дыхательной цепи в том числе.

Ферменты играют ключевую роль в процессе переваривания кормов в желудочно-кишечном тракте организма животных. От их наличия и активности напрямую зависит такой важнейший показатель рациона, как усвояемость (степень использования питательных пищевых веществ из корма).

26

Современные высокопродуктивные животные нуждаются в сбалансированных рационах, обеспечивающих оптимальное протекание обмена веществ и энергии в организме и полного достижения своего генетического потенциала.

Сегодня кормовые энзимы помогают добиться реализации генетического потенциала животных, дополняя ферментные активности их эндогенных ферментов в ЖКТ (протеаза, α-амилаза, липаза) или расщепляя субстраты (например фитат, ксилан, глюкан и др.) для гидролиза которых, ферменты в пищеварительном тракте отсутствуют или присутствуют в ограниченном количестве.

Селекция сельскохозяйственных животных и птицы ведётся в основном по хозяйственно-полезным признакам, что предусматривает прежде всего повышение продуктивности (увеличение мышечной массы, яйценоскости, выработку молока и др.), увеличение скорости прироста и конверсии корма. Рентабельность производства мяса, молока и яиц зависит также от стоимости кормов. Как правило, более дешёвые корма содержат большое количество так называемых антипитательных факторов.

Антипитательные вещества - это вещества, которые напрямую или через продукты метаболизма препятствуют усвоению питательных веществ. Они могут быть как эндогенными, так и случайными факторами, возникающими при хранении и обработке корма.

27

Как природа, так и причины, вызывающие появление антипитательных веществ (факторов) в кормовых ингредиентах весьма разнообразны. Всю совокупность антипитательных факторов в зависимости от источников

ипричин появления можно разделить на множество групп, среди которых можно выделить три основные:

1.Вредные или токсичные веществ биологической

ихимической природы попадающие в кормовые ингри-

диенты из окружающей среды в процессе их выращивания и хранения.

2. Антипитательные факторы, вызванные разбалансированностью кормов, под которой понимается избы-

из их природных особенностей. К таким факторам можно отнести наличие в зерне некрахмалистых полисахаридов, ингибиторов ферментов и других биологически активных веществ.

Полисахариды, содержащиеся в растительном сырье (зерновых, бобовых и масличных культурах, в другом сырье), делятся на крахмалистые и некрахмалистые (НПС). Крахмалистые полисахариды, такие как крахмал, сахар и другие легкоусвояемые углеводы, - главные источники энергии для животных и птицы. Некрахмали-

28

стые полисахариды - это основная антипитательная часть сырья растительного происхождения, труднопереваримая организмом животных. В составе НПС в основном арабиноксиланы, целлюлоза, β-глюканы (табл. 1).

Некрахмалистые полисахариды бывают растворимыми и нерастворимыми. Первые растворяются в химусе, повышая при этом его вязкость и замедляя транзит в пищеварительном тракте. Вследствие этого значительно ухудшаются переваримость и усвояемость питательных веществ корма, особенно жира и витамина D3. Из-за снижения усвояемости питательных веществ и обменной энергии ухудшаются конверсия корма и показатели продуктивности сельскохозяйственной птицы и свиней. НПС отрицательно влияют на оптимальное соотношение воды и корма, изменяют микробиологический баланс кишечника, ухудшают качество продукции и подстилки,

атакже микроклимат в помещениях животноводства.

Внастоящее время наилучшим способом предотвращения отрицательного эффекта НПС является использование в кормах ферментных препаратов, в составе которых ферменты ксиланаза, целлюлаза и β-глюканаза.

Эффективность применения ферментных препаратов зависит от ряда условий и факторов, которых всегда нужно помнить при кормлении сельскохозяйственных животных. К ним можно отнести:

-состав и концентрации специфических ферментных активностей в единице белка;

29

- технологические свойства препаратов, такие как термостабильность, устойчивость к различным значениям pH пищеварительного тракта, к эндогенным протеазам.

От диаметра и числа частиц препарата в 1 г зависит равномерность его распределения в комбикорме. Универсальность и широкий спектр действия ферментных препаратов позволяют использовать единую дозировку для всех видов сельскохозяйственных животных, независимо от состава и питательности кормов. Это облегчает процесс кормопроизводства, помогает избежать ошибок при вводе ферментов в премиксы и комбикорма, что гарантирует высокое качество кормов и хорошие показатели производства мяса и яиц.

Биологические особенности ферментов выдвигают также ряд требований для их применения в корме. Они должны эффективно действовать внутри животного и, кроме того, ферменты должны:

сохранять свою активность во время складирования;

быть совместимыми с минеральными веществами

ивитаминами, а также с другими сырьевыми компонентами;

быть безопасными и легко применяемыми;

быть по своей форме легко смешиваемыми с кормом.

30