ВЛИЯНИЕ СЕМЯН С РАСТИТЕЛЬНЫМИ ЖИРАМИ, СОДЕРЖАЩИХСЯ В КОРМАХ, НА ПЕРЕРАБОТКУ МОЛОКА И ПРОИЗВОДСТВО МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

1. Понятие о липидной питательности кормов, классификация и содержание липидов в кормах. Жиры и жироподобные вещества, входящие в корма, называют липидами. Жироподобные вещества в составе липидов включают в себя фосфатиды, стероиды, воски, смолы, эфирные масла, пигменты (хлорофилл, каротиноиды и др.), витамины A, D, Е, К и др. Например, сухое вещество листьев травы содержит 4-6 % липидов, из которых жиры (нейтральный жир) составляют 1,5—4 %, воски — 0,5—1,0, стерины - 0,5—1,0, фосфатиды совместно с солями фосфорной кислоты - 0,5—1,0 %.

Разнообразные химические вещества, содержащиеся в липидах, имеют общие физико-химические свойства: не растворяются в воде, но хорошо растворяются в органических растворителях — эфире, бензине, бензоле, ацетоне, сероуглероде, дихлорэтане, хлороформе.

Липиды бывают простые и сложные. Простые липиды содержат углерод, водород, кислород и нейтральные жиры (истинный жир), а сложные (липоиды) — азот и фосфор помимо углерода, водорода и кислорода. В группу липоидов входят главным образом жироподобные вещества: фосфолипиды (фосфатиды), стероиды (стероны), гликолипиды, сульфолипиды, каротиноиды, хлорофилл и др. Кроме того, липиды кормов делятся на омыляемые и неомыляемые. В омыляемую группу преимущественно входят жиры, фосфатиды и стероиды.

Липиды находятся во всех кормах растительного, животного и микробного происхождения в форме запасных липидов и протоплазматических липидов, входящих в состав клеточных структур, главным образом мембран различных органелл. Содержание протоплазматических липидов, например, в зеленых кормах может достичь 1,5 % сырой массы, а содержание запасного жира в
таковых зерновых кормах — 3 %.

Жиры (истинные или нейтральные жиры). Представляют собой смесь сложных эфиров (триглицеридов) глицерина и высокомолекулярных жирных кислот. Свойства жиров кормов зависят от свойств жирных кислот. Все жирные кислоты, входящие в состав липидов, делятся на насыщенные, т.е. не содержащие двойных связей, и ненасыщенные, или непредельные, содержащие двойные связи. Из жирных кислот в составе липидов наиболее часто встречаются 20. К насыщенным кислотам, содержа щимся в липидах, относятся пальмитиновая, стеариновая, арахиновая и бегеновая; к ненасыщенным - олеиновая, линолевая, линоленовая и арахидоновая. В животных запасных и тканевых жирах содержатся пальмитиновая и стеариновая кислоты. В жире молока много (до 40 % от всех жирных кислот) низших насыщенных кислот — масляной, каприловой, миристиновой и др.

Из ненасыщенных жирных кислот в животных жирах распространена олеиновая кислота. Растительные жиры преимущественно состоят из ненасыщенных жирных кислот. Так, например, в свином сале 40 % насыщенных кислот, а в кукурузном или соевом масле 11 — 12%. Животные не могут синтезировать ненасыщенные высокомолекулярные жирные кислоты, поэтому они должны получать их с кормами.

Качество жира кормов сказывается на свойствах жира тела животных. К числу констант, определяющих эти свойства, относятся температура плавления, число омыления, йодное число и др. Жиры с высокой долей ненасыщенных и низкомолекулярных жирных кислот имеют более низкую точку плавления, чем жиры из насыщенных высокомолекулярных жирных кислот. Чем больше в составе жира низкомолекулярных жирных кислот, тем выше его число омыления. Ненасыщенные жирные кислоты имеют свободные связи, к которым могут присоединяться галоиды, поэтому жиры, содержащие мало ненасыщенных кислот, имеют низкое йодное число, и наоборот.

Растительные корма из семейства крестоцветных (рапс и др.) содержат больше ненасыщенных жирных кислот, чем корма, приготовленные из злаковых и бобовых растений.

Жиры кормов, особенно жировых добавок, под влиянием кислорода воздуха, света и воды, при участии ряда ферментов (например, липоксигеназы), содержащихся в кормах, в процессе хранения портятся (прогоркают), и питательная ценность их значительно снижается. При этом жиры приобретают неприятный запах и корм становится практически несъедобным, а в некоторых случаях даже вреден. При прогоркании жиров, содержащих в своем составе низкомолекулярные жирные кислоты, высвобождаются масляная и другие кислоты, которые и придают очень неприятный запах.

Жиры кормов с содержанием большого количества ненасыщенных жирных кислот прогоркают быстрее и сильнее, чем жиры с меньшим их содержанием. Под действием кислорода воздуха происходит окисление непредельных жирных кислот. Кислород присоединяется по месту двойных (непредельных) связей с образованием так называемых органических пероксидов, которые затем распадаются с высвобождением различных альдегидов и кетонов, обладающих неприятным запахом и вкусом. Поэтому при продолжительном хранении кормовых жиров и кормов с повышенным их содержанием и для предотвращения окислительного прогоркания жиров корма смешивают с антиоксидантами (антиокислителями), которые даже в малых количествах
предохраняют кормовые жиры от порчи.

Наиболее эффективными антиокислителями являются токоферол (витамин Е) и его производные и сантохин. Например, в комбикорма и кормовые смеси антиоксиданты вводят в количестве 120-150 г на 1 т в зависимости от содержания жира в корме. Если в корме жира содержится более 6 %, то долю антиокислителей увеличивают в 1,5—2 раза.

Фосфатиды (фосфолипиды). Это липиды, которые отличаются от истинных жиров тем, что в их состав входят глицерин, высокомолекулярные жирные кислоты, фосфорная кислота и азотсодержащие соединения — серин, холин, этаноламин. В связи с наличием в структуре фосфорной кислоты фосфатиды отличаются от жиров большой реакционной способностью. Это самые
подвижные липиды в биохимическом отношении.

Фосфатиды присутствуют во всех кормах, особенно их много в кормовых отходах (жмыхах, шротах) от переработки семян масличных и бобовых культур. Среднее содержание фосфатидов в зерновых злаковых кормах (кукурузе, пшенице, ржи и др.) колеблется от 0,2 до 0,6 %, в зерновых бобовых (соя, люпин, горох и др.) — от 1,0 до 2,2 %, в семенах подсолнечника содержание их варьирует от 0,7 до 0,8 %, а в семенах хлопчатника - от 1,7 до
1,8 % от массы сухого вещества.

В зависимости от химической природы веществ, главным образом азотсодержащих, входящих в молекулу фосфатидов, различают холинфосфатиды (лецитины), содержащие холин; коломинфосфатиды (кефалин), содержащие в молекуле коламин (наноамин); серинфосфатиды, включающие аминокислоту серин, и инозитфосфатиды, содержащие инозит.

В соевых и кукурузных кормах находится фосфатид, содержащий мионозит, который с фосфорной кислотой образует инозитфосфорную кислоту, соли которой называются фитином, распространенным в зерновых злаковых кормах. Особенно много фитина в отрубях, хлопковом жмыхе и в одноклеточной зеленой водоросли хлорелле.

Воски. Представляют собой жироподобные вещества. В отличие от жиров и фосфатидов - сложных эфиров трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот, воски состоят главным образом из сложных эфиров высокомолекулярных одноатомных спиртов (цитилового, триаконтового) и жирных кислотразличной молекулярной массы,/ а также углеводородов, красящих и ароматических веществ, свободных органических кислот
(церотиновая и др.), спиртов и др.

Воски покрывают тонким слоем листья, стебли, плоды всех зеленых кормовых культур, предохраняя их от смачивания водой, высыхания и поражения микроорганизмами, что имеет важное значение в сохранении растительных кормов. Корма с обширными поражениями воскового налета быстро загнивают, так как открывается доступ для жизнедеятельности эпифитной микрофлоры. Последнее обстоятельство имеет определенное
значение в получении высококачественных силосов. Поэтому силос из скошенной зеленой травы, подвергнутой воздействию дождей, со многими механическими повреждениями, приводящими к разрушению естественного воскового налета, получается менее доброкачественным. Воски содержатся, как правило, в кормах растительного происхождения, и их почти нет в кормах
животного и микробного происхождения. Много восков в кормовых отходах от переработки различных плодов, особенно в виноградных выжимках.

Стероиды. Жироподобные вещества, содержащие в своем составе циклопентанопергидрофенантрен и высокомолекулярные жирные кислоты, чаще пальмитиновую; находятся во всех кормах растительного, животного и микробного происхождения.

К стероидам относятся стеролы (стерины), стероидные гормоны (половые), желчные кислоты и спирты, сапонины и другие соединения. Стеролы имеют важное значение в клеточном обмене животных. Главный представитель стеролов в кормах — эргостерол, которого сравнительно много в кормовых дрожжах и зерновых кормах. При ультрафиолетовом облучении кормов из
эргостерола образуются витамины группы D. Стероид стигмастерол присутствует в соевых кормах и капустных листьях.

Количество стероидов в кормах различное: больше всего их в кормовых дрожжах — до 2 %, в зерне пшеницы — 0,03—0,07, в зерне кукурузы — 1,0—1,3, зеленых кормах — 0,05—0,18 % от сухого вещества. Значительное количество эргостерола содержат кормовые отходы (мицелиальные массы) производства антибиотиков.

Важным представителем стеринов является холестерин, из которого в организме животных образуется ряд очень важных в биохимическом отношении веществ. Стерины, содержащиеся в кормах животного происхождения, называются зоостеринами, в растительных кормах — фитостеринами.

Каротиноиды. Жироподобные вещества, имеющие желтый или оранжевый цвет. Наиболее распространенными каротиноидами кормов являются каротин и лютеин, содержащиеся в зеленых кормах. Они находятся и в кормах животного происхождения,но, как правило, в очень небольшой концентрации. Группа каротиноидов включает в себя около 70 природных пигментов, содержание которых в зеленых кормах достигает 0,2 % от сухого вещества. Главный каротиноид в кормах — каротин, являющийся в организме животных провитамином А.

Хлорофилл и другие жироподобные вещества. Хлорофиллы — вещества, придающие зеленую окраску растениям. Они имеют большое значение в процессах фотосинтеза. В состав хлорофиллов входит фитол, производное углеводорода изопрена. Содержащиеся в растительных кормах фитол, каротиноиды, терпены, стероиды, витамины Е и К и другие вещества аналогичной структуры представляют собой изопреноиды.

Кроме вышеописанных соединений к группе жироподобных веществ, содержащихся в кормах, относятся свободные высокомолекулярные жирные кислоты, гликолипиды, сульфолипиды. Гликолипиды в своем составе содержат глицерин, линоленую кислоту, а также остатки сахаров (галактозы). К сульфолипидам относятся вещества, в структуре которых имеются глицерин, остатки жирных кислот и сульфоглюкозы. Сульфолипидов сравнительно много в кормах, приготовленных с использованием водорослей, особенно хлореллы.

В зоотехническом анализе кормов липиды определяют как эфирный экстракт. В большинстве кормов в эту вытяжку входят преимущественно нейтральные (истинные) жиры, т.е. соединения глицерина с жирными кислотами, что позволяет эфирную вытяжку отождествлять с жиром, а смесь растворенных и извлекаемых при обработке корма эфиром называть сырым жиром. Например, в зерне кукурузы содержится нейтральных жиров 88,7 %, жирных кислот 6,7 %, в картофеле — соответственно 16,3 и 56,9 %. В настоящее время в практике кормления животных липидная питательность кормов характеризуется содержанием в кормах сырого жира и жирных кислот (табл. 1).

Богаты сырым жиром зерно сои (14-15 %), кукурузы (4-4,5 %), овса (4 %), а также жмыхи (7-10 %), рыбная мука (10-11%), мясокостная мука (11-15 %) и др. Мало сырого жира содержится в корнеклубнеплодах (0,1—0,2 %), зеленой траве (0,5—2,0 %) и др.

2. Значение липидов и отдельных жирных кислот в питании животных. Обмен липидов. Липиды входят в качестве структурного материала в состав протоплазмы всех клеток животного организма. Они необходимы для нормальной работы пищеварительных желез и играют роль основного запасного вещества.

Основная функция липидов корма сводится к тому, что жир является главным аккумулятором энергии в организме, служит важным источником теплоты. Жиры из всех питательных веществ кормов наиболее калорийны, 1г их при полном окислении в организме выделяет в среднем 38 кДж энергии, тогда как 1 г углеводов — только 17 кДж, а 1 г белка — 24 кДж.

Липиды в организме животных составляют основу многих ферментов, гормонов, витаминов — биологических катализаторов обмена веществ. Принимают участие в синтезе мужских и женских половых гормонов.

Жир корма, например молока для новорожденных животных, необходим как таковой в начальный период роста, пока организм приспосабливается к использованию углеводов корма как источника жира.

Липиды корма участвуют в синтезе составных частей молока у лактирующих животных. Поэтому нормирование потребности в липидах, например коров, производится пропорционально количеству жира, выделяемого с молоком. В среднем 65 % жира молока образуется за счет липидов кормов. Оптимальная норма сырого жира для дойных коров — 3 % от сухого вещества корма рациона. Исключительную роль липиды корма играют в кормлении птиц. Например, максимальную живую массу цыплят-бройлеров (2—2,5 кг в возрасте 42 сут) можно получить лишь в том случае, если в рационе будет содержаться не менее 5г жира в 100г сухого корма. Оптимальная норма сырого жира для кур-несушек составляет в среднем 4-5 % от сухого корма.

Ненасыщенные жирные кислоты — линолевая, линоленовая и арахидоновая, входящие в состав липидов, являются незаменимыми. В теле животных эти кислоты не синтезируются, поэтому должны обязательно доставляться с кормом. Подобно витаминам незаменимые жирные кислоты способствуют росту молодых животных. Они необходимы для нормальной функции кожи и предотвращения нарушений холестеринового обмена в организме животных.

Полиненасыщенные жирные кислоты являются активной частью клеточных мембран, регулируют обмен веществ, в частности обмен холестерина, фосфолипидов, ряда витаминов. Они образуют в организме тканевые гормоны простагландины и другие биологически активные вещества, положительно влияют на состояние кожи и стенок кровеносных сосудов, жировой обмен
и печени. Наиболее активна арахидоновая кислота, но в жирах кормов ее мало. Она образуется в организме из линолевой кислоты. Поэтому для животных, например свиней, содержание линолевой кислоты всегда контролируют в рационе. Потребность свиней в линолевой кислоте в среднем составляет около 20 г на 1 кг сухого вещества корма. Сравнительно много линолевой кислоты в соевых бобах (1,76 %), соевой муке (0,52 %), арахисовой муке (0,22 %), люцерновой муке (1,28 %), зерне кукурузы и овса (0,09 %), ячмене (0,08 %), а также в растительном масле.

Из фосфатидов наибольшее значение для животных имеют лецитин и холестерин. Лецитин, в составе которого нaxoдятся глицерин, ненасыщенные жирные кислоты, фосфор и холин, не является незаменимым кормовым веществом, но имеет важное значение в кормлении животных. Лецитин способствует перевариванию, всасыванию и правильному обмену жиров, усиливает желчеотделение, в соединении с белком образует мембраны клеток, нормализует обмен холестерина. Лецитин оказывает на организм липотропное действие: уменьшает накопление жиров в печени, способствует их транспорту в кровь. Большое значение имеет достаточное содержание лецитина в кормовых рационах животных при болезнях печени, желчекаменной болезни и др. Потребность в лецитине, например, у плотоядных животных составляет около 5—7 г на 1 кг сухого вещества корма. Лецитином богаты корма животного происхождения (мясокостная и рыбная мука, творог, молочная пахта), а также горох и овес.

Холестерин в животном организме регулирует проницаемость мембран клеток, участвует в образовании желчных кислот, половых гормонов и коры надпочечников, витамина В в коже. Холестерин содержится главным образом в животных кормах и продуктах. В организме животных холестерин образуется в печени из продуктов обмена жиров, углеводов и витаминов.
Главным источником образования холестерина в организме являются жиры, богатые насыщенными жирными кислотами.

Переваривание липидов до конечных продуктов — глицерина и жирных кислот - происходит под действием расщепляющих жир ферментов — липаз. Ферменты, гидролизующие жиры, находятся в желудочном и панкреатическом соках. Желудочная липаза действует только на эмульгированные жиры (например, на жир молока). Липаза панкреатического сока выделяется в виде
недеятельного зимогена, который активируется желчью. Активированные желчью липазы гидролизуют нейтральные жиры до глицерина и жирных кислот. При этом образуется растворимый комплекс из желчных и жирных кислот, который диффундирует в эпителий кишечника. Здесь комплекс вновь распадается, желчные кислоты как поверхностно-активные вещества адсорбируются на поверхности эпителия и способны реагировать с новыми порциями жирных кислот, находящихся в кишечнике. Освободившиеся в эпителии кишечника жирные кислоты ресинтезируются в нейтральный жир.

Таким образом, гидролитическое расщепление липидов при пищеварении сводится к образованию растворимых веществ, способных пройти через мембрану клеток кишечного эпителия. Капельки жира проникают в центральную полость ворсинки, которая называется млечным сосудом, представляющим собой лимфатическую полость, содержащую жидкость — хилус, насыщенный жиром. Хилус поступает в лимфатическую систему и
изливается в кровь через грудной лимфатический проток, минуя печень. Часть фосфатидов липидов всасывается в кишечнике в виде тонкой эмульсии без предварительного гидролиза.

Жир, поступивший в организм животного из корма или образовавшийся в организме, в незначительном количестве выводится из него почками с мочой и с секретами сальных и молочных желез.

Значительная часть жира расщепляется и окисляется с образованием большого количества тепловой энергии и воды. Жир может в организме накапливаться и откладываться в качестве резерва.

В процессах, связанных с потреблением энергии, организм сжигает запасные жиры, предварительно расщепив их ферментами на глицерин и жирные кислоты. Сжигание жира происходит в клетках.

Если жир в организме образуется преимущественно из углевдов, то каждый вид животного образует свой видоспецифический жир. Но если же животным в рационе скармливается избыток жира, то жирные кислоты корма переходят в некотором количестве в организм и жир животного будет походить по своим
свойствам на смесь животного жира и жира корма.

Однако действие корма на состав отлагающегося в организме жира имеет ограниченное значение, сильнее оно проявляется при интенсивном кормлении, например при откорме. Скармливая одинаковые растительные корма крупному рогатому скоту и овцам при откорме, образуются в организме совершенно специфические, отличные по составу и свойствам жиры. Процесс этих внутренних изменений жиров корма зависит от специфической для данного вида животных обменной деятельности клеток тела.

Обмену фосфатидов в организме сельскохозяйственных животных придается особое внимание в связи с тем, что они оказывают влияние на скорость роста животных, усвоение азота корма и на некоторые физиологические функции.

Фосфатиды поступают в организм с кормом, но могут также образовываться и в теле животного. Принятые с кормом фосфатиды расщепляются в желудочно-кишечном тракте под действием ферментов: лецитиназы, глицерофосфатазы, холифосфатазы и др. Составные части фосфатидов всасываются, но здесь же в кишечной стенке происходит ресинтез фосфатидов.

Фосфатиды корма оказывают влияние на функции слизистой кишечника и содействуют всасыванию не только продуктов жира, но и других веществ, вплоть до минеральных. Усиливается при этом и превращение каротина в витамин А. Печень является тем органом, который поддерживает определенный уровень фосфатидов в крови.

3. Потребность животных в липидах. Зависит от вида, возраста, пола, живой массы, физиологического состояния, уровня продуктивности, хозяйственного использования животного, условий содержания и др.

По детализированным нормам кормления животных суммарная потребность в липидах определяется количеством сырого жира в расчете на голову в сутки, или на сухое вещество корма, или на 1 корм. ед. рациона.

Например, потребность в сыром жире у дойных коров при одинаковом среднесуточном удое 16 кг и разной живой массе составляет: при массе 400кг -385 г, 500 кг - 405, 600 кг - 420 г жира в сутки; при одинаковой живой массе 500 кг при удое 10 кг - 270 г, 20 кг - 455, 26 кг - 640 г жира на голову в сутки.

Потребность в сыром жире у племенных быков живой массой 800 кг в неслучной период равна 310 г, при средней нагрузке -370 г, при повышенной - 440 г жира на голову в сутки.

Оптимальная потребность в сыром жире в расчете на сухое вещество рациона у дойных коров в среднем составляет 2-4 %, племенных быков – 3-3,5, молодняка крупного рогатого скота —3-4; у поросят в возрасте от 2 до 4 мес — 5-10 % (в раннем возрасте эта потребность выше).

Нормы потребности в сыром жире у взрослых свиней и поросят старшего возраста, овец, лошадей, кроликов и сельскохозяйственной птицы не установлены, и содержание жира в рационах не нормируют (не предусмотрены детализированными нормами).

Для повышения липидной питательности кормов и удовлетворения потребности животных в жире при кормлении используют жиры животного происхождения, полученные на мясокомбинатах и других предприятиях из непищевого сырья и боенских отходов, а также растительного происхождения, полученные при переработке семян масличных культур.

4. Формы проявления недостаточности липидов в кормах и контроль липидного питания животных. Расстройство липидного обмена у сельскохозяйственных животных проявляется в форме авитаминозов через нарушения функций печени, болезни кожи, особенно молодняка, расстройства воспроизводства у взрослых. Основная причина расстройства обмена липидов — их недостаток в кормах рациона. Заболевания кожи и нарушение функции
воспроизводства у животных чаще всего проявляются при недостатке в корме незаменимых ненасыщенных кислот (линолевой, линоленовой, арахидоновой).

При недостатке нейтрального жира в кормах обычно уменьшается поступление в организм жирорастворимых витаминов А, D, Е, К и появляются гиповитаминозы.

При недостатке в кормах липоидов, главным образом лецитина, особенно с одновременным недостатком холина (витамина В₄) или аминокислоты метионина, у животных нарушаются функции печени и почек, развивается жировая инфильтрация печени.

Расстройства липидного обмена связаны с нарушением переваривания и всасывания жиров в желудочно-кишечном тракте, что чаще всего связано с расстройством функции печени и недостаточным выделением или прекращением выделения желчи в двенадцатиперстную кишку. В этом случае использование жира корма резко снижается.

Одним из основных признаков расстройства обмена липидов в организме является кетоз — накопление в крови, высокое выделение в моче и появление в молоке кетоновых тел. Кетоз часто сопровождается сдвигом pH крови в кислую сторону и образованием бета-оксимасляной, ацетоуксусной кислот и ацетона. Часто возникает гиперкетонемия на почве усиленного распада жиров и белков тела животных при недостатке в кормовом рационе легкоусвояемых углеводов, необходимых для окисления кетоновых тел через цикл трикарбоновых кислот. Этим определяется самая тесная связь между липидным и углеводным обменом.

Появление у животных гиповитаминозов жирорастворимых витаминов, кетозов, гипергликемии и других заболеваний на почве недостаточности липидов в кормах рациона ведет к резкому снижению продуктивности животных и птицы, а также падению жирности молока у коров.