Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 6
1.1 Бетаин - строение, свойства и роль в обмене веществ 6
1.2 Влияние бетаина на водный баланс клетки 11
1.3 Метаболические связи между бетаином, холином и метионином 18
1.4 Влияние холин-хлорида на сохранность витаминов в премиксах 28
2. Материал и методика исследований 33
3. Результаты исследований 45
3.1 Влияние бетаина и холин-хлорида на сохранность витаминов в премиксах 45
3.2 Влияние различных уровней холина, метионина и бетаина в кормосмесях на рост цыплят-бройлеров 53
3.2.1. Рост цыплят-бройлеров в зависимости от различных уровней добавок бетаина на фоне снижения содержания холина в рационе 54
3.2.2. Рост цыплят-бройлеров в зависимости от различных уровней добавок бетаина при снижении содержания метионина в рационе 58
3.2.3. Влияние различных уровней бетаина на мясные качества цыплят-бройлеров 61
3.3 Влияние различных уровней бетаина на переваримость и использование питательных веществ кормосмесей 67
3.3.1. Переваримость и использование азотистых веществ кормосмесей с различными уровнями бетаина 68
3.3.2. Переваримость жира кормосмесей с различными уровнями бетаина 76
3.3.3. Влияние бетаина на использование кальция и фосфора кормосмесей цыплятами-бройлерами 78
3.4. Влияние различных уровней бетаина на некоторые показатели липидного обмена в организме цыплят-бройлеров 80
3.5. Влияние различных уровней бетаина на некоторые биохимические показатели печени у цыплят-бройлеров 87
4. Производственная проверка эффективности использования бетаина в рационах цыплят бройлеров 91
Выводы 94
Рекомендации производству 97
Список литературы 98
Приложения 116
- Бетаин - строение, свойства и роль в обмене веществ
- Влияние бетаина и холин-хлорида на сохранность витаминов в премиксах
- Переваримость и использование азотистых веществ кормосмесей с различными уровнями бетаина
- Производственная проверка эффективности использования бетаина в рационах цыплят бройлеров
Бетаин - строение, свойства и роль в обмене веществ
Имея в своей структуре три метильные группы, бетаин является донором метальных групп и участвует в процессах метилирования.
Бетаин образуется в корнях, стеблях и семенах растений. Он также обнаружен во многих бактериях, грибах и плесени (72). Чрезвычайно высоко содержание бетаина в сахарной свекле. Бетаин встречается во всех живых организмах, являясь промежуточным продуктом процесса переметилирования (168, 169). О бетаине известно около ста лет. Его применение было ограниченным, и в литературе прежних лет о нем имеются лишь краткие упоминания. Бетаин использовался, в основном, для регулирования кислотности желудка в составе бетаингидрохлорида. В этом случае бетаин являлся лишь подходящим носителем соляной кислоты.
После того, как была установлена роль реакции трансметилирования и значение метил-доноров и акцепторов, использование бетаина быстро возросло. За последние двадцать-тридцать лет для бетаина найдены новые области применения в медицине и косметике, и, прежде всего, в кормовой промышленности.
В то время, как очень многие организмы содержат бетаин, лишь немногие из них могут накапливать его в высоких концентрациях. Растения, принадлежащие к семейству марьевых, типичным представителем которого является сахарная свекла - одни из лучших аккумуляторов бетаина. Некоторые микроорганизмы и морские беспозвоночные также содержат его высокие концентрации (69, 74).
Главная цель накопления бетаина в этих организмах состоит в том, чтобы защитить клетки от осмотического напряжения в условиях засухи или высокой минерализации. Функция бетаина как осмопротектора была описана в литературе относительно осморегуляции растений, микроорганизмов и животных, но пока не привлекла большого внимание среди специалистов по кормлению. Бетаин накапливается в клетках и органеллах клеток, подвергнутых осмотическому напряжению, заменяет неорганические ионы и защищает макромолекулы от ионной инактивации (105, 133, 134, 140). Например, в шпинате, который произрастает на засоленной почве, накопление бетаина до 3 % от массы растения способствует фотосинтезу в хлоропластах в тех условиях, при которых обычно он был бы прекращен (122, 95). Другим примером может служить то, что почка кролика накапливает до 0,5 % бетаина в клетках мозгового слоя, помогая животному противодействовать осмотическому напряжению, вызванному концентрированной мочой (60, 100, 114, 173).
Когда митохондрии печени лосося подвергаются осмотическому напряжению, они активно поглощают бетаин. Обычно в этих условиях их метаболическая деятельность снижена, но накопление бетаина позволяет сохранить обмен веществ на нормальном уровне (68, 144, 145). Следовательно, бетаин необходим рыбе, чтобы уменьшить осмотическое напряжение при перемещении рыбы в морской воде (162). Осмопротекция у животных может происходить не только за счет бетаина, накопленного в результате окисления холина, но и за счет бетаина полученного с кормом (166).
Промышленное производство бетаина основано на том, что он накапливается в относительно высоких концентрациях в некоторых растениях, в частности в сахарной свекле. Сырьем для производства бетаина является меласса, остающаяся после получения основной массы сахара. Бетаин выделяют из мелассы по специальной хроматографической методике, концентрируют и кристаллизуют (164, 165).
Меласса представляет собой сиропообразную, вязкую, густую массу темно-коричневого цвета с удельной массой 1,40-1,44 г/см . Она образуется при переработке сахарной свеклы на сахар и является остатком после экстракции сахара из диффузионного сока.
Химический состав мелассы разнообразен и зависит как от почвенно-климатических, так и от технологических условий, а так же от культуры ведения свекловодства. В качестве примера представлен химический состав мелассы, полученной на разных сахарных заводах в зависимости от метода извлечения сахара из свеклы. Меласса сахарных и рафинадных заводов содержит:
Сухого вещества - 70-80%;
Азотсодержащих веществ (Nx6,25) 11%
Сахара (в основном сахароза) - 48-50%
Безазотистых экстрактивных веществ - 9%
Зола-8-11%
Сахар в основном представлен сахарозой (тростниковым сахаром), однако в нем почти всегда содержится около 2% раффинозы -трисахарида, содержащего глюкозу, фруктозу и галактозу, а также до 0,5% инвертного сахара.
Из органических азотсодержащих веществ в мелассе представлены амиды (бетаин, аспарагин, глютамин), а также нитраты. Из органических безазотистых веществ в мелассе присутствуют пектиновые (застудневающие) вещества, содержащие пентозы, галактозаны и тому подобные вещества, низкомолекулярные кислоты и другие соединения. В золе мелассы обнаружено до 6% окиси калия, до 0,5% окиси магния и до 0,06% пятиокиси фосфора. В продукте может содержаться до 10-11% солей кальция. В среднем в мелассе присутствует 0,32% кальция, 0,015% фосфора, 3,30% калия, 0,5% натрия, 0,3%) кремния и другие элементы. При температуре -10-15С меласса густеет и теряет свою текучесть, а при температуре свыше +70-80С в ней карамелизуется сахар. Меласса хорошо смешивается с водой во всех соотношениях. Все эти особенности необходимо учитывать как при хранении продукта, так и при производстве из неё жидких кормовых добавок.
Обычно в полнорационный комбикорм мелассу вводят 3-4% по массе, при этом исходят из того, что 1кг мелассы содержат 0,77 корм. ед., 45г сырого протеина, 2,4г кальция, 0,57г фосфора.
В больших количествах меласса может нарушать функцию желудочно-кишечного тракта вследствие раздражающего действия избытка солей и нитратов. В результате наблюдается послабляющее действие.
Мелассу разливают, транспортируют и хранят в металлических цистернах или бетонированных емкостях. Срок годности - 5-8 месяцев со дня производства. При более длительном хранении мелассы, частично меняется её химический состав и усиливается обсемененность микрофлорой (кислотообразующей, гнилостной, пектиноразрушающеей). Во время хранения особенно важно предотвратить попадание воды (атмосферные осадки, подпочвенные воды и др.), так как в разбавленной водой мелассе очень бурно протекают микробиологические процессы (38).
Из всего вышеизложенного можно заключить, что использование мелассы в рационах в качестве источника бетаина сопряжено с рядом трудностей, связанных с её физическими и химическими свойствами. Поэтому использование чистого бетаина является оптимальным с точки зрения кормления птицы.
Влияние бетаина и холин-хлорида на сохранность витаминов в премиксах
О разрушающем действии холин-хлорида на витамины премиксов, из-за его высокой гигроскопичности, имеется большое количество сообщений как отечественных, так и зарубежных авторов. При этом влияние бетаина на витамины мало изучено. Для сравнения влияния бетаина и холин-хлорида на сохранность витаминов в премиксах был проведен опыт, в ходе которого осуществлялось хранение витаминных и витаминно-минеральных премиксов, содержащих холин-хлорид и бетаин. При этом проводился учет сохранности витаминов А и Е в течении 6 месяцев (46).
Результаты опытов представлены в таблицах 8, 9.
Анализ полученных в ходе эксперимента данных, позволяет сделать некоторые выводы как относительно общих закономерностей сохранности витаминов в премиксах, так и относительно сравнения воздействия на них бетаина и холин-хлорида.
Витамин Е оказался более подвержен разрушению в процессе хранения, чем витамин А. При этом в витаминно-минеральных премиксах сохранность витаминов была ниже, чем в премиксах, не содержащих минерального компонента. Наибольшему разрушению витамины подверглись в течение первого месяца хранения премиксов. Максимальная сохранность витаминов наблюдалась в премиксах, не содержащих бетаина и холин-хлорида, а минимальная сохранность витаминов А и Е была в премиксах с добавками бетаина и холин-хлорида (Рис. 10, 11, 12, 13).
Процентное отношение содержания витаминов А и Е через 1, 2, 3, 4, 5 и 6 месяцев хранения к их количеству при закладке отражено в таблицах 10 и 11.
Так через 3 месяца хранения сохранность витамина А в премиксах содержащих бетаин была выше на 5,4% в витаминно-минеральном и на 7,6% в витаминном премиксах. А через 6 месяцев хранения содержание витамина А в премиксах с бетаином было выше на 7,9% в витаминно-минеральном и на 8,8% в витаминном премиксах чем в аналогичных премиксах с холин-хлоридом (Рис. 14).
Сохранность витамина Е в премиксах с бетаином была также выше по сравнению с сохранностью в аналогичных премиксах с холин-хлоридом, на 8,6% в витаминно-минеральном (Р 0,05), и на 4,3% в витаминном (Р 0,01) через 3 месяца и на 12,7% (Р 0,001) и 6,2% (Р 0,001) соответственно через 6 месяцев хранения (Рис. 15).
Таким образом, при хранении в составе премиксов бетаин оказался менее агрессивным по отношению к витаминам А и Е в сравнении с холин-хлоридом.
Переваримость и использование азотистых веществ кормосмесей с различными уровнями бетаина
Среди питательных веществ корма особое место принадлежит белку, который является основным структурным материалом живых клеток высших организмов. В процессе жизнедеятельности в живом организме непрерывно происходит разрушение клеток и замена их новыми. Поэтому громадное значение имеет регулярное поступление веществ, способных повысить использование белков корма. Добавка бетаина приводит к увеличению продуктивности птицы и уменьшению затрат корма на единицу продукции.
Для изучения состояния обмена белков в организме большое значение имеет определение азотистого баланса, т.е. разницы между количеством азота потребленного с кормом и выделенного в виде конечных продуктов азотистого обмена. Результаты балансового опыта по использованию азота и переваримости протеина представлены в таблицах 24 и 25. Из таблицы 24 (опыт 1) видно, что при использовании рационов с различным содержанием холина и бетаина переваримость протеина не зависела от этих добавок. Тем не менее, в балансовом опыте наблюдалась тенденция к улучшению использования азота в организме бройлеров при добавках бетаина к корму, в сравнении с группами птицы, получавшей с кормом только холин. Максимальное использование азота наблюдалось в 5 группе и составило 47,80 %, что на 1,4 % больше чем в контроле. Комбикорм этой группы содержал 250 г/т холина и 500 г/т бетаина.
Во втором опыте, результаты которого представлены в таблице 25, было отмечено, что потребление бетаина благоприятно сказалось на переваримости и использовании протеина. При снижении содержания метионина в рационах наблюдалась тенденция к снижению переваримости протеина и использования азота. Добавка бетаина к комбикормам с дефицитом метионина приводила к улучшению переваримости протеина, приближая данный показатель к контролю.
Максимальная переваримость протеина (92,8 %) наблюдалась в 5 группе, получавшей корм с уровнем метионина в пределах нормы и 800 г/т бетаина.
По использованию азота была отмечена аналогичная зависимость. Использование азота снижалось по мере сокращения содержания метионина в рационе и приближалось к контролю в результате добавки бетаина.
Максимальное использование азота (49,1 %) наблюдалось в 5 группе, птица которой получала рацион с содержанием метионина соответствующим норме и 800 г/т бетаина.
Суммируя результаты этих исследований, можно отметить, что под влиянием бетаина повышается переваримость и использование азотистых веществ у цыплят-бройлеров. Снижение уровня метионина и холина в рационах приводило к ухудшению использования азотистых веществ, а добавка бетаина к комбикормам улучшала эти показатели.
Результаты исследования доступности аминокислот (табл. 26, 27) свидетельствуют о том, что данный показатель находился на достаточно высоком уровне в опытных группах
В первом опыте максимальная доступность лизина наблюдалась у цыплят 6 группы, рацион которой не содержал холина и в него было включено 750 г/т бетаина и составила 84,2%, что на 0,6% больше, чем в контроле. Доступность метионина была наибольшей у цыплят четвертой (500 г/т холина и 250 г/т бетаина) и пятой (250 г/т холина и 500 г/т бетаина) групп и составила 86,1 и 86,0% соответственно. Доступность метионина в контрольной группе была на уровне 85,1% (Рис.16). Второй опыт показал, что максимальная доступность лизина (88,7%о) была в группе, получавшей корм с уровнем метионина в пределах нормы и 800 г/т бетаина (5 группа). Доступность лизина в контроле составила 85,8%. Метионин корма наилучшим образом усваивался у цыплят восьмой (70% от нормы метионина и 1200 г/т бетаина) и пятой (250 г/т холина и 500 г/т бетаина) групп на 89,1 и 88,4% соответственно. В контроле доступность метионина составила 84,9%» (Рис. 17).
Во всех опытах добавки бетаина повышали показатели доступности основных лимитирующих аминокислот, так и их суммы. Следует отметить, что доступность аминокислот во всех опытных группах согласовалась с переваримостью протеина.
Производственная проверка эффективности использования бетаина в рационах цыплят бройлеров
Применение бетаина в комбикормах цыплят-бройлеров в оптимальных дозах на фоне уменьшения уровней добавок холина и метионина позволит в определенной мере воздействовать на организм цыплят-бройлеров и получать при этом положительные результаты выращивания. Проведенные опыты свидетельствуют, что лучшие зоотехнические показатели выращивания бройлеров наблюдались при включении в рационы 500 г/т бетаина и 250 г/т холина, а так же при добавке 400 г/т бетаина к рациону, содержащему 90% от нормы метионина.
В производственной проверке изучали влияние добавок бетаина к рационам с различным содержанием холин и метионина. Первая группа - базовый вариант получала комбикорм, содержащий метионин и холин по нормам ВНИТИП (метионин - 0,48% для цыплят 1-28 дн. и 0,44% для бройлеров 29-49дн.; холин - 500 г/т комбикорма) и без бетаина. Вторая группа - новый вариант 1 получала комбикорм, содержащий метионин по нормам ВНИТИП (0,48% для цыплят 1-28 дн. и 0,44% для бройлеров 29-49дн.), холин (250 г/т) и бетаин 500 г/т. В рационе третьей группы птицы - новый вариант 2, содержалось 0,43% и 0,40% метионина в первом и втором возрасте соответственно (90% от нормы ВНИТИП), 500 г/т холина и 400 г/т бетаина. Основные результаты производственной проверки и расчет экономической эффективности представлены в таблице 41.
Расчет экономической эффективности производился по формуле Э=(СБ-Сн)х Ан, где СБ и Сн - себестоимость 1 кг прироста живой массы (базовая и новая), руб; Ан- количество произведенной продукции в новом варианте, кг.
Э1=(17,29-16,93)х386,26=139,05руб.
Э2= (17,29-16,95)хЗ 76,62=128,05руб.
Производственная проверка использования бетаина в рационах цыплят-бройлеров, с добавкой 250 г/т холина и содержанием 0,43% и 0,40% метионина в первом и втором возрасте соответственно (90% от нормы ВНИТИП), показала возможность получения в возрасте 7 недель более высокой живой массы бройлеров (на 150,9 г - новый вариант 1 и 122,1 г - новый вариант 2) чем в базовом варианте. Повышение живой массы в первом и втором новых вариантах способствовало снижению затрат кормов на единицу прироста соответственно на 0,08 и 0,06 кг.
Себестоимость 1кг прироста живой массы бройлеров, складывающаяся из стоимости кормов, зарплаты, прочих прямых затрат и накладных расходов, в 1 и 2 новых вариантах оказалась на 0,36 и 0,34 руб. соответственно ниже чем в базовом.
Экономическая эффективность выращивания 1000 гол. цыплят бройлеров при включении в рацион 250 г/т холина и 500 г/т бетаина (1 новый вариант) составила 139,05 руб., а при включении в рацион содержащий 0,43% и 0,40% метионина в первом и втором возрасте соответственно (90% от нормы ВНИТИП) 400 г/т бетаина (2 новый вариант) 128,05 руб.
