Использование в птицеводстве белкового концентрата из нетрадиционного сырья. Монография

Рецензенты:

Фурман Ю.В., доктор биологических наук, профессор, старший научный сотрудник (НИИ ЭМ КГМУ, г. Курск)

Бойко И.А., доктор биологических наук, профессор (ФГБОУ ВО Белгородский ГАУ, г. Белгород)

© А. А. Рядинская, 2021

© И. А. Кощаев, 2021

ISBN 978-5-4493-8879-7

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

ВВЕДЕНИЕ

Промышленное птицеводство России вносит весомый вклад в обеспечение продовольственной безопасности страны как основной производитель высококачественного животного белка, доля которого в суточном рационе россиян достигает 40% за счет потребления диетических яиц и мяса птицы.

Генетический потенциал современных кроссов птицы позволяет получить среднесуточные приросты свыше 60 г за короткий промежуток выращивания – 37—38 дней.

Для обеспечения реализации столь высоких показателей продуктивности существенно изменились программы кормления и содержания птицы, расширен ассортимент кормов, кормовых и минеральных добавок.

При производстве продукции птицеводства значительную долю в себестоимости занимают корма, и как мы не стараемся, однако можем снизить данный показатель без потери продуктивности лишь с большим трудом. Полученный при снижении каждый рубль в расчете на огромные объемы производства дает колоссальную экономию средств.

Одним из наиболее важных показателей определяющий успех выращивания молодняка и продуктивность сельскохозяйственной птицы является уровень её протеинового питания. Птица отличается интенсивным белковым обменом и очень требовательна к уровню и качеству используемого протеина в составе кормосмесей. Полноценность протеинового питания птицы зависит не только от уровня сырого протеина в кормосмесях, но и от доступности содержащихся в них азотистых соединений и, прежде всего, незаменимых аминокислот. Незаменимые аминокислоты являются важнейшим после обменной энергии кормовым фактором, лимитирующим продуктивность птицы. Многочисленные исследования по анализу разнообразных кормов, используемых в птицеводстве, показали, что по содержанию незаменимых аминокислот особенно богаты протеины кормов животного происхождения.

Многие птицеводческие хозяйства в целях повышения полноценности рационов строят миникомбикормовые заводы, используя при приготовлении комбикормов компоненты собственного производства, в том числе и нетрадиционное сырьё. Включение в кормосмеси нетрадиционных кормовых добавок с целью частичной или полной замены дорогостоящих компонентов экономически оправдано. Биологическая же предпосылка заключается в том, что они не должны уступать по кормовой ценности дорогостоящим компонентам и могли бы эффективно использоваться без ущерба для метаболизма и продуктивности птицы.

Одним из новых видов белковых кормов животного происхождения из нетрадиционного сырья могут быть корма или добавки, выработанные из молочной сыворотки и отходов птицеводства, таких как бой, насечка яиц, мятый бок, трещина и т. п.

ГЛАВА 1. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПТИЦЫ

1.1 Особенности пищеварения и обмена веществ птицы

Птица отличается от других видов сельскохозяйственных животных большей интенсивностью обменных процессов, повышенной температурой тела (40—42ºC), более высоким потреблением кислорода на единицу живой массы, учащенным дыханием и пульсом [5]. Высокая интенсивность обменных процессов в организме птицы способствует скороспелости и высокой продуктивности. Птица характеризуется высокой энергией роста. Так живая масса мясных цыплят за первые 40 суток жизни увеличивается в 50 раз по сравнению с массой при рождении [56, 174].

Комбикорма, выпускаемые для выращивания и откорма птицы, гарантируют максимальное использование их питательных веществ. Особое внимание необходимо уделять особенностям пищеварения, всасывания и обмена веществ птицы [125, 189, 194].

Современные методы кормления в условиях интенсивного содержания птицы показали, что сельскохозяйственная птица хорошо переваривает протеин как растительного, так и животного происхождения [86].

Строение и функции пищеварительных органов сельскохозяйственной птицы в принципе подчиняются общим закономерностям и периодически изменяются в зависимости от типа кормления. Использование птицей корма зависит от функциональных способностей желудочно-кишечного тракта и микроорганизмов, его населяющих. Потребление птицей корма связано с различными факторами экзогенного и эндогенного происхождения [18, 117, 201]. К экзогенным факторам в первую очередь относятся условия внешней среды, к эндогенным – изменения процессов обмена веществ в самом организме. К факторам внешней среды относятся состав и свойства корма, режим кормления (частота и продолжительность), ритм смены дня и ночи, продолжительность дня [42, 49,197]. Эти факторы оказывают влияние на поедание и эффективность использования корма [52, 54, 103, 104].

Эндогенные факторы, связанные с состоянием обмена веществ, могут стимулировать или тормозить потребление корма [123, 154]. Поедание корма тесно связано с энергетическим обменом, потребностью в питательных веществах и рядом обменных факторов.

Строение и функционирование пищеварительной системы птицы имеет свои особенности [43]. В ротовой полости нет зубов, пища захватывается клювом. Во время короткого пребывания в полости клюва корм смачивается слюной. Железы, расположенные в полости клюва, секретируют незначительное количество слюны, богатой муцином, что способствует скольжению корма. Из ротовой полости корм попадает в пищевод [43, 50, 191]. У зерноядных птиц верхняя часть пищевода расширена, образуя зоб. В верхней части пищевода мелкие железы выделяют дополнительное количество муцина. Корм под действием перистальтических сокращений стенки пищевода проскальзывает в зоб [59]. Длительность пребывания в зобе накопившегося корма зависит от его количества и влажности [25, 130]. Под действием влаги и температуры корм набухает, размягчается и под действием ферментов корма и микроорганизмов часть питательных веществ переходит в растворимое состояние [173].

Среда зоба создает благоприятные условия для действия ферментов [13]. В зависимости от состава корма, содержания в нем микроорганизмов, бактериальной заселенности пищеварительного тракта птица в зобе начинаются микробиальные процессы пищеварения. Величина pH содержимого зоба в значительной степени зависит от pH корма и в среднем составляет около 4,5 [27, 79, 172].

У цыплят-бройлеров отсутствует рефлекс отрыгивания пищи, корм из зоба не может быть вновь возвращен в ротовую полость. На этой физиологической особенности основана технология принудительного откорма бройлеров [46, 171]. Корма с помощью специального наконечника вводят под давлением в зоб птицы, заставляя организм перерабатывать больше питательных веществ, чем при обычном кормлении [9, 77, 134]. Из зоба пища постепенно переходит в пищевод и далее в желудок. Желудок птицы состоит из двух отделов: железистого и мускульного (железистого) [37, 48].

Железистый желудок внешне выглядит как цилиндрическое расширение нижнего участка пищевода небольшого объема, железы которого выделяют пепсин и соляную кислоту, поэтому пищеварительный сок имеет кислую (pH 3,1—4,5) реакцию [80, 97, 99]. Затем пища поступает в мышечный желудок [65, 71, 152].

Внутренняя поверхность мышечного желудка покрыта толстым ороговевшим слоем (кутикулой). Поверхность кутикулы изрезана многочисленными бороздками и глубокими складками. С помощью кутикулы и гравия пища перетирается и продвигается в кишечник. Несмотря на активную секреторную деятельность желез в обоих отделах желудка, время пребывания корма в нем непродолжительно (не хватает для интенсивного пищеварения) [31, 113]. В отличие от млекопитающих животных у птиц пищеварение в кишечнике происходит не в щелочной, а в слабокислой среде. Если функции зоба, железистого и мышечного желудков способствует в первую очередь механическим и собственно пищеварительным процессам, то в тонком отделе кишечника птицы происходят процессы всасывания. Тонкий отдел кишечника делится на двенадцатиперстную, тощую и подвздошную кишки [58, 114, 158, 186].

Процессы пищеварения в начальном отрезке двенадцатиперстной кишки в значительной степени определяются действием ферментов и соляной кислоты желудка. Здесь происходит частичное расщепление белков до полипептидов. При дальнейшем прохождении через тонкий отдел кишечника содержимое его перемешивается с соком поджелудочной железы и желчью, что способствует дальнейшему расщеплению питательных веществ корма [53, 110, 155, 182, 188].

Главным поставщиком пищеварительных ферментов является сок поджелудочной железы. Переваривание кормовых белков в тонком отделе кишечника птицы проходит все стадии под действием пепсина и соляной кислоты [8, 184]. Процесс расщепления белков корма под действием протеолитических ферментов сока поджелудочной железы до аминокислот заканчивается в тощей и подвздошной кишках [36, 66, 69, 177].

Углеводы расщепляются до моносахаридов преимущественно под действием амилазы желчи. Начинается процесс расщепления углеводов, особенно крахмала, в определенной степени в зобе [19, 89, 141, 142].

Расщепление жиров происходит в двенадцатиперстной кишке под действием желчи и панкреатического сока с образованием моноглицеридов, глицерина и жирных кислот. Жирные кислоты стимулируют всасывание друг друга. Так, в присутствии жирных ненасыщенных кислот повышается интенсивность всасывания в тонком отделе кишечника насыщенных жирных кислот (пальмитиновая, стеариновая) [34, 47].

Минеральные вещества всасываются в организм в зависимости от потребности в них птицы. Интенсивность всасывания кальция зависит от кальциевых соединений в рационе, присутствия желчи и витамина D. На всасывание фосфора влияет его соотношение с кальцием и наличие фитина в растительных кормах [75, 95].

Витамин E используется птицей при наличии желчи в тонком отделе кишечника. Всасывание витамина B₁ зависит от потребности организма и от содержания его в рационе [121].

Определенное значение в переваривании корма птицей имеют биохимические процессы в слепых кишках. Эти процессы в значительной степени зависят как от ферментов, поступающих из тонкого отдела кишечника, так и от ферментов микрофлоры. С участием микроорганизмов в слепой кишке происходят процессы расщепления целлюлозы [168]. Роль слепых кишок переваривании клетчатки невелика, так как в них попадает незначительная доля проходящей через весь пищеварительный тракт пищевой массы [12, 78, 96, 195, 200].

В пищеварительном тракте птицы сложные органические вещества расщепляются до более простых соединений: белки до аминокислот, углеводы до моносахаридов, жиры до глицерина и жирных кислот [101, 106]. Всасываясь в кровь, эти вещества разносятся по организму, используются для образования новых клеток, пищеварительных соков, ферментов, гормонов, витаминов. В организме постоянно происходит расщепление и окисление сложных органических веществ [44, 90, 107, 156]. Интенсивность обмена веществ зависит от физиологического состояния, возраста, продуктивности птицы, количества элементов питания, поступающих в организм и их соотношения [23, 26, 51, 55, 62]. Для нормальной жизнедеятельности организма необходимо, чтобы птица потребляла оптимальное количество воды, протеина, жира, углеводов, минеральных и биологически активных веществ.

1.2. Физиология крови сельскохозяйственной птицы

У птиц в организме поддерживаются относительно постоянная, оптимальная для метаболизма и деятельности органов масса циркулирующей крови и количество форменных элементов в крови. Эти приспособительные реакции обеспечиваются функциональной системой, объединяющей органы кроветворения и механизмы регуляции их деятельности [82, 83, 166].

Кровь – жидкая ткань организма – выполняет транспортную, терморегуляторную и защитную роли. Циркулируя по сосудам, она доставляет питательные вещества и кислород, биологически активные вещества к тканям, а от тканей – продукты обмена к органам выделения; переносит гормоны, макромолекулы и тем самым обеспечивает креаторные связи и гормональную регуляцию. Способствует перераспределению образующейся теплоты, является носителем факторов иммунитета [17, 70, 73, 127, 133, 1163, 90].

Количество крови составляет: у кур – 180—315 мл, то есть 8,5—13% от массы тела. Из них в общем кровотоке циркулирует 65—70%, остальные 30—35% депонированы и мобилизуются только при необходимости.

У птиц кровь характеризуется относительным постоянством состава и свойств. В состав крови входят: плазма – 60% и более, форменные элементы – эритроциты, лейкоциты и тромбоциты – до 40% (гематокрит у цыплят и взрослых кур 29%, у петухов – 45%); вода – 80,4—85,6%, растворенные в ней органические и неорганические вещества – 14,4—19,6% [105, 157].

У кур в крови содержится: общего сахара – 6,6—11,1 ммоль/л; общего белка – 43—59 г/л, из них альбуминов – 31—35; α-альбуминов – 17—19; β-глобулинов – 11—13; γ-глобулинов – 35—37%; общего билирубина (сыворотка) – 0,17—8,55 мкмоль/л; креатинина – 1,4—4,0 г/л; общих липидов – 3,60—21,00 г/л; холестерина (сыворотка) – 2,6—3,64 ммоль/л; мочевины – 14—22 г/л; каротина – 0,3—3,0 мг/л; витамина А – 0,52—3,50 мкмоль/л; кальция – 3,75—6,75 ммоль/л; калия – 49,08—51,20 ммоль/л; натрия – 100—113 ммоль/л; магния (сыворотка) – 0,82—1,11 ммоль/л; неорганического фосфора – 1,1—1,23 ммоль/л.

В плазме крови птиц содержится 90—92% воды, 8—10% растворенных в ней веществ, 5—7% белков, 1% неорганических веществ, около 0,2% липидов, 0,1% углеводов. В крови птиц концентрация глюкозы выше в 1,5—3 раза, чем у млекопитающих [167, 183].

Благодаря своему составу кровь птиц обладает специфическими свойствами: она жидкая, красная, плотностью у цыплят – 1,054; у кур – 1,044, вязкостью у птиц – 4,7—5,5 единиц по отношению к воде. Буферные системы (карбонатная, фосфатная, гемоглобиновая и белков крови) обеспечивают рН в пределах 7,42—7,48; щелочной резерв – 48—52 об.% СО₂. Осмотическое давление крови птиц —7—8 атм., время свертывания – 0,5—2,0 мин [14, 85, 143, 146].

На каждый промежуток времени при одинаковых условиях в нервном центре системы крови на основе афферентации с рецепторов результата формируется и поддерживается в соответствии с уровнем метаболизма в организме программа действия, обеспечивающая оптимальный объем крови. Отклонение массы крови от оптимального для метаболизма уровня воспринимается волюморецепторами системы. По афферентным проводникам информация с рецепторов поступает в нервный центр системы, акцептор действия – гипоталамус и к нейронам других отделов, в результате несоответствия прообразу приспособительной реакции происходит распад ранее действующей программы и формирование новой программы в соответствии со сложившимися условиями [4, 39, 72, 159].

Оптимальное для метаболизма количество форменных элементов (эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов) в крови птиц обеспечивается деятельностью красного костного мозга, лимфатических узлов, селезенки, лимфоидной ткани кишечника и миндалин, поджелудочной железы, печени, почек, вилочковой железы [63, 64, 108, 162]. Отклонение количества форменных элементов крови от требуемого уровня воспринимается рецепторами. Импульсы от них через нервный центр, важнейшие нейроны которого находятся в гипоталамусе, а также через нейроны таламуса, лимбической системы, коры больших полушарий головного мозга, ретикулярной формации, мозжечка, продолговатого и спинного мозга передаются к периферическим исполнительным органам. Новая программа действия, поступающая к органам, обеспечивает изменение их деятельности в целях приспособления количества форменных элементов к потребностям организма [45, 100, 138].

Любые изменения количества форменных элементов в крови, нарушающие нормальное течение метаболических процессов, проникновение в организм микроорганизмов, травма и другие воздействия воспринимаются рецепторами, находящимися в костном мозге, сосудах, селезенке, лимфатических узлах, лимфоидной ткани кишечника и миндалин, печени, почках, гипоталамической области. Информация с рецепторов поступает в нервный центр и приводит к формированию новой программы действия в ответ на новую информацию о новых условиях [7, 74, 147, 165].

Возбуждение нервного центра происходит и гуморальным путем, образующимися или поступившими в кровь гуморальными стимулами. Новая программа действия передается через эфферентные механизмы к органам кроветворения и разрушения, обеспечивая приспособление количества и соотношения форменных элементов к новым условиям, новому уровню обменных процессов, образование иммунитета (гибель проникших в организм микроорганизмов), формирование тромба, ведущее к предупреждению потери крови при травме, восстановление кровотока [28, 87, 98].

При снижении числа эритроцитов (или уменьшении концентрации кислорода в крови, связанном с сокращением количества кислорода в окружающей среде) программа действия передается в красный костный мозг через симпатические нервные волокна и вызывает усиление образования эритроцитов, увеличение количества эритроцитов в крови (при уменьшении кислорода). Специфическими регуляторами эритропоэза являются эритропоэтины. Они образуются в почках, печени и селезенке [16, 60, 88, 149, 193].

Количество эритроцитов ниже ночью, выше днем, увеличивается зимой, уменьшается весной и летом, повышается под влиянием физической нагрузки в связи с изменением концентрации соответствующих гормонов [1, 4, 40, 95].

Образование лейкоцитов (лейкопоэз) стимулируют продукты распада самих лейкоцитов и тканей (при их воспалении и повреждении), микроорганизмы после проникновения в организм и их токсины, болевые воздействия, прием корма. При всех этих условиях через включающееся пусковое звено информация поступает в нервный центр и вызывает формирование новой программы действия [38, 131, 192]. По эфферентным нервным волокнам, иннервирующим органы кроветворения, и через органы, продуцирующие лейкопоэтины, она поступает к органам кроветворения и вызывает усиление дифференциации клеток в сторону лейкопоэза, ускорение созревания лейкоцитов.

После приема корма происходит перераспределение лейкоцитов, увеличение их количества в сосудах органов пищеварения [33, 102, 151, 169].

При болевых воздействиях, травмах включаются механизмы, вызывающие через нервный центр и эфферентные проводники повышение продуцирования тромбоцитов.

Количество тромбоцитов увеличивается под влиянием эстрогенов. Ускоряют поступление тромбоцитов из очагов гемопоэза АКТГ, адреналин, серотонин. Количество тромбоцитов возрастает при физическом напряжении, стрессе. Гибель тромбоцитов происходит в селезенке; здесь вырабатывается особое вещество спленин, тормозящее тромбоцитопоэз [2, 35, 84].

Образование плазмы крови регулируется нервно-гормонально путем приспособления деятельности пищеварительных желез [15, 111, 175, 196].

В целом приспособление кроветворения к меняющимся условиям происходит за счет согласованной деятельности центральной нервной системы, периферической симпатической и парасимпатической иннервации и желез внутренней секреции, специфических гормонов кроветворения и других биологически активных веществ [29, 76, 91, 120, 198, 192].

Относительное постоянство состава и физико-химических свойств крови, как и всей внутренней среды организма, поддерживается целым рядом систем организма. Плазма крови образуется органами системы пищеварения, в большей степени в печени, а также в поджелудочной, кишечных железах образуются специфические белки, жиры и углеводы крови. С секретами пищеварительных желез в пищеварительный аппарат поступают и другие компоненты – вода, минеральные вещества и прочие, которые всасываются в плазму крови [136, 180]. В течение суток происходит многократное ее обновление. Относительно постоянный состав плазмы крови также обеспечивается нервно-гуморальным механизмом.