Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Биохимия в животноводстве. Учебное пособие
.pdf
тельный исход. Выраженность этих признаков зависела от продолжительности скармливания рациона с избытком меди и недостатком молибдена и серы.
Клинические признаки молибденового токсикоза сходны с
теми, какие наблюдаются при дефиците меди, так как при избыточном потреблении молибдена истощаются резервы меди в организме. Молибденовый токсикоз и дефицит меди устраняются
добавками меди в рацион животных. При потреблении кормов с
высоким уровнем молибдена у лактирующих коров и молодняка
крупного рогатого скота наблюдается молебденоз, выражающийся в уменьшении потребления корма, снижении аппетита и относительной слабости. Длительное потребление таких кормов вызывает нарушение фосфорно-кальциевого обмена, деформацию
костной ткани, слабости конечностей. Характерно, что в этих условиях кормления у животных отмечается недостаточность фосфора, кальция, кобальта и витаминов.
Обнаружено, что молибден в повышенных количествах
тормозит активность сульфидоксидазы и тем самым способствует
накоплению в тканях большого количества сульфидов, которые
обладают сильным токсическим действием.
Тесная коррелятивная зависимость в обмене серы, меди и
молибдена наблюдается на всех этапах их метаболизма.
Обмен молибдена и его депонирование в организме птиц,
например, во многом зависит от наличия в рационе вольфрама,
высокие дозы которого (0,5 г/кг) снижают концентрацию молибдена в печени, а активность ксантиндегидрогеназы в этом органе
падает до нуля.
Взаимодействие минеральных веществ проявляется не только на уровне животного организма, но и на уровне почва – растение. Так, при внесении в почву высоких норм калийных удобрений в растениях повышается содержание калия, а количество натрия снижается. Высокий уровень кальция в почве снижает усвояемость растениями калия и фосфора, а избыток в почве железа
и алюминия приводит к дефициту в растениях фосфора.
На основании исследований по изучению метаболизма минеральных веществ в организме животного определены основные
принципы взаимодействия макро- и микроэлементов, которые
проявляются в образовании комплексов между неоднородными
111
ионами, конкуренции за метаболические пути между сходными
ионами, изменении состава металлов в металлоэнзимах, индукции связывания металлов с белком, транспорте и повышенном
выделении микроэлементов из организма. Необходимо отметить,
что проявление того или другого механизма взаимодействия зависит не только от количества и соотношения самих микроэлементов, но и от других пищевых факторов.
4.4.2. Пути поддержания постоянства минеральных веществ
в организме животных
Сохранение относительного постоянства уровня минеральных веществ в организме животных осуществляется благодаря
гомеостатической функции путем изменения: 1) уровня абсорбции; 2) экскреции с мочой; 3) тканевого отложения в безвредном
количестве или мобилизации резервных форм; 4) эндогенной
экскреции с калом. В организме постоянно уравновешиваются
противоположно направленные процессы, и малейшее отклонение от нормального состояния точно компенсируется. Так, например, приток минеральных веществ в плазму крови регулируется их оттоком из плазмы; абсорбция из пищеварительного
тракта – эндогенными потерями через пищеварительный тракт;
мобилизация минеральных веществ из скелета – включением их в
скелетную систему; тубулярная обратная резорбция в почках –
выделением минеральных веществ через почки с мочой.
Объем кишечной абсорбции кальция прежде всего определяется биологической доступностью кальция и наличием оксалатов в кормах, соотношением в них кальция и фосфора. Решающее
значение на усвоение и особенно транспорт кальция имеет витамин D3, который в печени превращается в 2,5-гидроксихолекальциферол, а в почках под действием фермента гидроксилазы –
в активный метаболит гормональной природы 1,25-дегидроксихолекальциферол. Биосинтез паратгормонов регулируется ионами кальция. Между концентрацией ионов кальция в плазме
крови и содержанием паратгормона существует тесная коррелятивная зависимость. С уменьшением концентрации кальция в
плазме крови с 12-10 до 9-8 мг/100 мл секреция паратгормонов
повышается в 4 раза. Благодаря тесной связи между концентрацией кальция в плазме крови и секрецией паратгормонов в ки-
112
шечнике при повышении уровня кальция в плазме крови наступает торможение интенсивности всасывания кальция. С увеличением уровня потребления кальция в рационе животных интенсивность его всасывания снижается, а эндогенные потери с калом
в расчете на 1 кг живой массы практически не изменяются. Общая величина эндогенных потерь кальция у животных повышается с увеличением их живой массы.
Особое место в поддержании гомеостаза кальция в организме животных отводится скелету. Регуляция обмена кальция в костной ткани осуществляется паратгормоном и кальцитонином.
Под действием паратгормона мобилизация кальция из костной
ткани увеличивается, поэтому повышенная секреция этого гормона приводит к гиперкальциемии. Кальцитонин, наоборот, снижает расход кальция, что сопровождается гиперкальциемией. Эти
процессы более четко выражены у молодых животных, при гипертироидизме и в период лактации. У животных в период интенсивного роста приток кальция из крови значительно выше,
чем при рождении или в зрелом возрасте. Так, у новорожденных
телят депонирование кальция в скелете составляет 2 г/сут, в возрасте 14 мес – 25 г/сут, а в возрасте 10 лет – 2,5 г/сут. Уровень
мобилизации этого элемента из скелета для поддержания его
концентрации в жидкостях организма зависит от содержания
кальция в рационе:
Содержание кальция
в рационе, %
Мобилизация кальция
из скелета, г/сут
0,05 13,1±3,4
0,22 4,3±1,8
0,47 2,1±0,8
При низком содержании кальция в рационе (0,05%) расход
его из скелета увеличивается в 6 раз. Следует также иметь в виду,
что обменный фонд кальция в скелете определяется возрастом
животных и находится в прямой зависимости от концентрации
паратгормона в плазме крови.
У животных в возрасте 6 – 8 лет по сравнению с 4 – 5 летними концентрация паратгормона в плазме крови была ниже в 2,5
раза. Аналогичная закономерность наблюдается и в отношении
обменного фонда кальция.
113
Выяснено, что роль почек в обмене и поддержании статуса
кальция для жвачных животных (овцы, крупный рогатый скот) и
лошадей неодинаковы. Например, при скармливании жвачным
рационов с различным уровнем кальция (от 24 до 500 мг на 1 кг
живой массы в сутки) выделение его с мочой было довольно стабильным и составляло от 1,3 до 2,3 мг на 1 кг живой массы в сутки. У лошадей при потреблении 29 или 130 мг кальция на 1 кг
живой массы в сутки выделение его с мочой составляло 5,5 и 21
мг на 1 кг живой массы соответственно, т. е. экскреция кальция
через почки у лошадей увеличилась почти в 4 раза. Следовательно, в поддержании статуса кальция в организме лошадей определенное значение имеют не только пищеварительный тракт (уровень всасывания) и скелет, но и почки.
При длительном скармливании рационов с пониженным содержанием кальция животные компенсируют его дефицит путем
увеличения скорости всасывания кальция и снижения его эндогенных потерь с калом, в этом случае в слизистой кишечника
идет более интенсивный синтез кальцийсвязывающего белка и
тем самым увеличивается способность кишечника всасывать
кальций. При переводе животных на рацион с высоким уровнем
кальция образование кальцийсвязывающего белка снижается.
Таким образом, процесс адаптации к экспериментально вызванной острой недостаточности или избыточности кальция сопровождается глубокими изменениями компенсаторных механизмов, обеспечивающих длительное постоянство его в крови.
Уровень концентрации фосфора в плазме крови животных
подвержен по сравнению с кальцием более существенным колебаниям и зависит от вида животных, возраста и в некоторой степени от обеспеченности организма фосфором. Гомеостаз фосфора, как и кальция, в организме животных поддерживается на
уровне пищеварительного тракта, костной ткани и почек в основном с помощью трех гормонов: паратгормона, кальцитонина и
1,25-дегидроксихолекальциферола. Важным фактором в поддержании постоянства фосфора в организме являются эндогенные
потери его с калом. У крупного рогатого скота и овец они могут
достигать 14 – 70 мг на 1 кг живой массы в сутки и зависят от
уровня потребления фосфора, кислотно-щелочного равновесия,
114
структуры рациона, возраста и физиологического состояния животных.
Экскреция фосфора с мочой зависит от структуры рациона и
рН мочи. При кислой реакции мочи в почках идет превращение
Н2РО
-1
, что и способствует повышенному выделению фосфора с
4
мочой.
Концентрация натрия в плазме крови большей частью поддерживается на постоянном уровне под воздействием альдостерона и антидиуретического гормона. Даже при хроническом истощении животных по натрию концентрация его в плазме крови
остается более или менее постоянной. При недостаточном поступлении натрия с кормом кора надпочечника стимулирует секрецию альдостерона, который оказывает прямое действие на слюнные железы, снижает экскрецию натрия со слюной и сужает отношение натрия к калию в слюне от 20 до 10:1 и тем самым обеспечивает потребность организма животного в натрии для более
важных физиологических функций.
Следует отметить, что поддержание постоянства натрия в
организме животных достигается также посредством регуляции
уровня экскреции натрия с мочой. При низком уровне потребления натрия экскреция его с мочой резко падает в результате повышенной секреции альдостерона. В критические периоды натрий в моче может почти полностью исчезать.
Анализируя данные по поддержанию статуса минеральных
элементов в организме, можно сделать вывод, что основной путь
адаптации животных к разному поступлению кальция, железа,
цинка и марганца с рационом сводится к изменению уровня их
абсорбции. В то же время для натрия, калия, хлора, йода и кадмия
абсорбция не является основным фактором их регуляции. Постоянство этих элементов в организме животных главным образом
поддерживается за счет экскреции их с мочой.
В поддержании постоянства минеральных веществ в организме маток участвует также механизм секреции их с молоком.
Так, концентрация йода, хлора, железа и никеля в молоке находится в прямой зависимости от их потребления. Защитная функция молочной железы особенно наглядно проявляется при поступлении с кормом таких токсических элементов, как кадмий и
свинец.
115
Контроль эндогенных потерь минеральных веществ с калом
наименее изучен, что связано с трудностями разграничения уровней эндогенного и неабсорбированного элемента в экскретах. В
настоящее время известны 3 основных пути поступления элементов эндогенного происхождения в содержимое пищеварительного
тракта: секреция с соком поджелудочной железы, с желчью и непосредственная секреция пищеварительным трактом. Эндогенные потери некоторых элементов с калом могут равняться или
превышать истинную абсорбцию их в желудочно-кишечном
тракте. Это прежде всего относится к взрослым животным при
условии, если у них преобладает эндогенный путь экскреции
элемента с калом.
Таким образом, обеспеченность животных минеральными
веществами зависит от многих факторов и, в частности, от взаимоотношения между отдельными элементами в процессе обмена,
уровня абсорбции и экскреции, эндогенных потерь, способности
к аккумуляции и мобилизации минеральных веществ из органов
и тканей. Все это необходимо учитывать и строго соблюдать при
разработке и уточнении норм потребности животных в минеральных веществах.
116
5. БИОХИМИЯ МОЛОКА
5.1. Физико-химические свойства молока
Молоко – секрет молочных желез – представляет белую с
желтоватым оттенком непрозрачную жидкость, сладковатого
вкуса и своеобразного запаха. Состоит из молочной плазмы и молочного жира, находящегося в виде так называемых молочных
шариков (около 3 мк в диаметре), цельное молоко поэтому представляет собой тонкую эмульсию в плазме.
Молоко, освобожденное от жира, представляет многокомпонентную, полидисперсную систему, состоящую из истинных и
коллоидных растворов, суспензии и эмульсии.
Удельный вес цельного коровьего молока колеблется в пределах 1,028 – 1,034, снятого – 1,032 – 1,036; ∆ свежего молока –
0,54 – 0,59°. Реакция коровьего молока близка к нейтральной, рН
около 6,5 – 7,0. наоборот, реакция молока плотоядных – кислая.
Вязкость молока по отношению к воде – 2,0 – 2,5.
5.2. Химический состав молока
В составе молока обнаружено более 100 различных веществ.
В количественном отношении наиболее значительной составной
частью является вода. После высушивания до постоянной массы
в молоке остаются сухие вещества, в том числе более 20 аминокислот, около 25 насыщенных и ненасыщенных жирных кислот,
молочный сахар, более 45 макро- и микроэлементов, около 25 витаминов, значительное количество белков, ферментов, гормонов,
иммунных тел, липидов, пигментов и др. Химический состав молока животного зависит от породы и возраста самки, периода
лактации, условий содержания и кормления и т. д. (табл. 5).
Вода. Преобладающее количество воды поступает в молоко
из крови, небольшая часть образуется в процессе метаболизма.
В молоке вода находится в свободном и связанном состояниях. Свободная вода легко удаляется при сгущении и других обработках. Связанная вода входит в состав сольватных оболочек
коллоидов. В свежем молоке содержится 2,0 – 3,5% связанной
воды, в обезжиренном – 2,13 – 2,59%, в сливках 20% жирности –
2,5 – 3,42%.
117
Таблица 5. Состав молока домашних животных
Содержание, %
животные вода белки жиры молочный сахар соли
Кобыла 90,3 1,8 1,1 6,0 0,4
Ослица 90,1 1,8 1,4 6,0 0,5
Корова 87,3 3,4 3,6 5,0 0,7
Коза 87,0 3,7 4,0 4,5 0,9
Верблюдица 86,5 4,0 4,0-5,0
Овца 84,0 5,1 6,1 4,2 1,0
Буйволица 83,0 4,6 7,4 4,2 0,9
Свинья 82,4 6,1 6,4 4,0 1,1
Кошка 81,5 9,3 3,5 4,9 0,7
Собака 77,0 9,7 9,3 3,1 0,9
Крольчиха 70,0 15,5 10,4 1,9 2,7
Олениха 65,0 14-20 17,0 2,8 1,5
5,6 0,9
Важнейший белок молока – казеин. Это сложный белок,
относящийся к группе фосфопротеидов, составляет около 80%
всех белков молока. Известны три казеина молока: α, β, γ – ка-
зеины; различаются они, главным образом, по количеству содержащего в них фосфора. Так, α-казеин содержит 1, β-казеин – 0,6,
γ-казеин – 0,1% фосфора. Казеины различаются также по элек-
трофоретической подвижности и другим признакам. В молоке казеины находятся в виде сложных казеинат-кальций-фосфатных
комплексов, относительно легко распадающихся под действием
кислот в изоточке. Казеины как явно кислые белки хорошо титруются щелочью, их относят к категории четырех-, пяти-, и даже
восьмиосновных кислот. В молекулах казеина имеются функциональные ионогенные группы: карбоксильные, аминные, имидазольные, гидроксильные, гуанидиновые и другие. При помощи
большинства этих групп казеины реагируют с формальдегидом,
118
ацетальдегидом, молочным сахаром, глюкозой и многими другими веществами.
В свежем молоке казеин находится в растворимой форме
и называется казеиногеном. При подкислении молока до рН
4,5 – 4,7 или при действии сычужного фермента казеиноген
теряет свойства растворимости и выпадает в виде нерастворимого казеина. По аминокислотному составу казеины относятся
к полноценным белкам, так как содержат все незаменимые
аминокислоты.
α-лактоальбумин – белок типа альбуминов, полноценный
по аминокислотному составу, выделяется методом высаливания
сернокислым аммонием.
Сывороточный альбумин молока коровы близок к αлактоальбумину.
β-лактоальбумин – белок типа глобулинов, растворим в
слабых и насыщенных солевых растворах; при рН 5,2 и 80° коагулирует.
Иммунные белки молока относятся к белкам типа глобулинов крови. Они отличаются от β-лактоглобулинов большим
молекулярным весом и наличием в молекуле углеводной группы
(глюкозы и глюкозамина).
Липопротеиды оболочек жировых шариков молока представляют собой очень слабые комплексы из белка, фосфатидов,
холестерина, глицерина и жирных кислот. Они при обработке
спиртом быстро распадаются. В оболочках жировых шариков
найдены медь-протеиновые, железо-протеиновые комплексы, которые еще недостаточно изучены.
Количественное содержание основных белков сыворотки
коровьего молока следующее: β-лактоглобулинов 59,2%, α-
лактоальбумина 28,3%, иммунных белков 5,8% и сывороточного
альбумина 6,7%.
В составе белков сыворотки молока находятся также продукты распада белков – полипептиды.
В молоке всегда присутствуют ферменты: каталаза, амилаза,
дегидрогеназы и др.
119
Углеводы молока представлены главным образом дисахаридом-лактозой и очень небольшим количеством виноградного
сахара.
Лактоза, или молочный сахар, подвергается молочнокислому брожению с образованием молочной кислоты. Молочнокислое
брожение происходит в простокваше и кумысе. Кроме молочнокислого брожения, лактоза подвергается алкогольному, маслянокислому и пропионовокислому брожению.
Жиры молока состоят из глицеридов, в которых преобладают олеиновая и пальмитиновая кислоты, в меньшем количестве
обнаружены миристиновая, капроновая, масляная и др. В состав
жиров входят также липиды: лецитины, кефалины и стерины, а
также жирорастворимые: токоферолы, каротины. В 1 мл коровьего молока содержится до 5 – 6 млн молочных шариков. Количество липидов в жире следующее: фосфатидов 0,6 – 1,05 мг%, общего холестерина 0,27 – 0,33 мг%, стериды концентрируются в
оболочках жировых шариков.
К числу важных составных частей молока сельскохозяйственных животных относятся витамины: А, Е, К, D, В1, В2, В6, В12 и др.
Количество витаминов группы В
в коровьем молоке, γ% (средние показатели):
Тиамин 35 – 40 Пиридоксин 50 – 60
Рибофлавин 150 – 170 Биотин 2,0 – 5,0
Никотинамид 80 – 90 Холин 13000 – 15000
Пантотен 300 – 400 Инозит 13000 – 18000
Кобаламин 0,3 – 0,4 Фолиевая кислота 0,1 – 0,4
Количество витамина D – 0,5 – 10 ИЕ на 100 мл, витамина С
– 0,5 – 2,5 мг%.
Летнее молоко всегда содержит значительно больше витаминов, чем зимнее. Молоко различных животных различается по
содержанию витаминов. Так, например, в молоке кобылицы аскорбиновой кислоты значительно больше, чем в молоке коровы
или овцы и т. д.
120
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]