Лекція 2.

Обмін речовин та енергії в організмі тварин. Енергетична, протеїнова, вуглеводна, жирова, мінеральна та вітамінна оцінка поживності кормів поживність кормів. Комплексна оцінка поживності кормів та раціонів

На всіх етапах розвитку вчення про годівлю сільськогосподарських тварин науковці робили спроби озброїти практику такими методами оцінки поживності, які давали б можливість організувати годівлю таким чином, щоб за мінімальної кількості кормів отримувати максимальну продуктивність.

Перетравність поживних речовин є початковою стадією взаємодії корму з організмом і тому не дає повного уявлення про вплив поживних речовин корму на тварину (її стан, відтворювальну здатність, продуктивність).

У зв'язку з цим в основу оцінки загальної поживності кормів було покладено методи визначання матеріальних змін в організмі, які включають:

1) метод контрольних тварин;

2) балансовий метод;

3) метод мічених атомів.

В кінці 19-го століття широке розповсюдження отримав балансовим метод визначення матеріальних змін, який базується на обліку надходження та виділення із організму азоту і вуглецю, або енергії.

Суть балансового методу полягає в тому, що про зміни в складі тіла тварин визначають за різницею між тим, що тварина отримала з кормом і що виділила з організму.

При проведенні балансових дослідів не враховують надходження та виділення води і мінеральних речовин, так як вони не є джерелом енергії для тварин, а також вмісту вуглеводів в організмі, кількість яких є невеликою і більш-менш стабільною при збалансованій годівлі. Рівень змін у тілі тварини під впливом годівлі оцінюють за кількістю білків та жирів, що відклались чи розпались. Їх визначають за балансом азоту та вуглецю.

Розрахунок балансу азоту в організмі проводять за формулою:

N корму = N калу + N сечі + N відкладень + N молока (для лактуючих тварин)

Баланс вуглецю в тілі тварин розраховують за формулою:

С корму = С калу + С сечі + С кишкових газів + С повітря, що видихається + + С відкладень + С молока (для лактуючих тварин).

Баланс може бути позитивним, негативним, нульовим (баланс рівноваги). Позитивний баланс характеризується більшим надходженням до організму порівняно з виділенням, що сприяє відкладенню в тілі білків та жирів. Він характерний переважно для тварин, які ростуть і в достатній кількості забезпечуються поживними речовинами. За негативного балансу переважають виділення з організму (іде розпад білків та жирів тіла) над надходженнями, що характерно для низького рівня годівлі або високих рівнів продуктивності лактуючих тварин в перші місяці лактації. Баланс рівноваги характеризується однаковим рівнем надходження і виділення із організму.

Для визначення балансу, азоту досліди з перетравності доповнюють обліком виділеної кількості твариною сечі, а в лактуючих самок ще й молока. Для встановлення балансу вуглецю, поряд з вмістом його в кормах та рідких виділеннях, необхідно знати газообмін тварин (кількість вуглецю, що видихається та виділяється з кишковими газами). Для дослідження газообміну в сільськогосподарських тварин, використовують респіраційні апарати.

Хімічні перетворення перетравлених органічних речовин корму, що відбуваються в тілі тварини, невід'ємні від обміну енергії. Обмін речовин і енергії в організмі нероздільні і є різними формами одного і того ж процесу. Тому, рівень матеріальних змін, що проходять в організмі під впливом годівлі, можна визначати за балансом енергії.

Вперше схему розподілу енергії в організмі тварини розробив американський вчений Г. Армсбі (1853–1921).

Для розрахунку балансу енергії необхідно знати теплопродукцію організму. Її можна встановити на тваринах, розмістивши їх у респіраційних калориметрах. Теплопродукцію тварини визначають за зміною температури води у міжстінному просторі та введенням поправок на нагрівання чи охолодження калориметра навколишнім середовищем.

Баланс азоту та вуглецю, а також баланс енергії дає змогу розрахувати загальну або енергетичну поживність спожитого твариною корму.

Знаючи кількість відкладеного в тілі азоту та вуглецю, можна розрахувати рівень білка та жиру, що утворилися в організмі.

Азот входить до складу білків і кількість його в сухому знежиреному та зневодненому м’язовому білку великої рогатої худоби становить 16,67 %. г

Вуглець, що відкладався у тілі знаходиться переважно у складі білків (52,54 %) та жирів (76,5 %).

Знаючи кількість відкладеного в тілі білка та жиру і їх калорійність, можна розрахувати кількість енергії, що відклалася в організмі.

Принципи оцінки загальної поживності корму за відкладеннями в тілі білка та жиру, або чистої енергії були використані при розрахунку крохмальних еквівалентів О. Кельнера, термів Армсбі та вівсяних кормових одиниць. Німецький фізіолог Оскар Кельнер (1851–1911) наприкінці 19-го та на початку 20-го століття показав, що перетравні органічні поживні речовини корму не дають точного уявлення про його поживну цінність. У зв'язку з цим Кельнер запропонував оцінювати поживність кормів за їх продуктивною дією на організм (за жировідкладенням). У балансованих дослідах на волах він вивчив жировідкладення за рахунок чистих перетравних поживних речовин і встановив константи жировідкладення (табл. 1).

Таблиця 1. Константи жировідкладення (За О. Кельнером)

Відкладений в тілі білок перерахували на жир за калорійністю. Калорійність 1 г жиру становить 9,5 ккал, а 1 г білка – 5,7 ккал.

У зв'язку з зниженням фактичного жировідкладення при згодовуванні об'ємистих кормів О. Кельнером було встановлено негативний вплив клітковини на відкладення жиру. Він розрахував скидки на клітковину для грубих, силосованих та зелених кормів, які показують, на скільки грамів зменшується фактичне жировідкладення порівняно з очікуваним за споживання 1 кг клітковини (143 г для грубих).

Для коренебульбоплодів та концентрованих кормів ним були запропоновані коефіцієнти відносної цінності (зараз їх називають коефіцієнтами повноцінності). Вони показують відсоток фактичного жировідкладення порівняно з очікуваним (100 %). Таким чином, продуктивну дію корму за жировідкладенням можна встановити:

1) за балансом азоту і вуглецю, а також енергії при проведенні балансового досліду;

2) розрахунковим методом.

Для визначення поживності корму за жировідкладенням розрахунковим методом необхідно знати:

1) вміст в кормі поживних речовин (протеїну, жиру, клітковини, БЕР); 2) коефіцієнти перетравності цих поживних речовин;

3) константи жировідкладення;

4) скидки на клітковину чи коефіцієнти повноцінності кормів.

Дослідження Кельнера дали змогу створити систему оцінки загальної енергетичної поживності кормів, яка базується на відкладенні жиру (чистої енергії) в тілі тварини за рахунок перетравних органічних поживних речовин).

Кельнер загальну поживність кормів виражав не за кількістю відкладеного жиру, а за кількістю кілограмів перетравного крохмалю, що за жировідкладенням дорівнює 100 кг оцінюваного корму. Оцінка виражалась в крохмальних еквівалентах. За крохмальний еквівалент прийнято поживність 1кг перетравного крохмалю, продуктивна дія якого за жировідкладенням дорівнює 248 г.

Американський вчений Г. Армсбі оцінку загальної поживності кормів виражав в термах. Один терм містить 1000 ккал чистої енергії (енергії продукції).

Під керівництвом Е.А. Багданова (1872–1931) в 1922–1923 роках був розроблений проект оцінки загальної поживності кормів у вівсяних кормових одиницях, які офіційно затвердили у 1933 році і використовують до теперішнього часу.

За основу розрахунків вівсяної кормової одиниці використані методики, розроблені О. Кельнером.