Школа академика

Рядчикова В.Г.
Аминокислоты и идеальный белок в рационах свиней и птиц

Рядчиков В.Г. академик РАСХН, Кубанский ГАУ
Белки (протеины) продуктов питания и кормов состоят из аминокислот, 10 из которых являются незаменимыми и 10 заменимыми. Незаменимые в отличие от заменимых не могут синтезироваться в организме человека и животных и должны доставляться с пищей и кормом. Отсутствие в рационе любой из незаменимых аминокислот приводит к гибели животных, недостаток – к низкой продуктивности, подверженности болезням.

Белки в желудочно-кишечном тракте под действием пищеварительных ферментов расщепляются до аминокислот, которые всасываются из кишечника в кровь и разносятся ко всем тканям и органам, из них синтезируются белки мяса, молока, яиц, внутренних органов, крови, ферменты, гормоны, иммунные тела и т.д. Таким образом, животным и человеку белок необходим не сам по себе, а как источник аминокислот и что потребность в белке – это ни что иное, как потребность в незаменимых и заменимых аминокислотах.

Принципиально новый подход к белковому питанию как аминокислотному питанию побудил мировую науку решить следующие задачи:

• 
  разработать нормы потребности в незаменимых аминокислотах для разных видов и половозрастных групп животных, а также человека;
  
• 
  разработать методы аминокислотного анализа и определить аминокислотный состав огромного ассортимента пищевых продуктов, кормов и других объектов животного и растительного мира;
  
• 
  освоить промышленное производство синтетических аминокислот, среди которых лизин, метионин, треонин и триптофан нашли широкое применение в устранении их дефицита в кормах для свиней, птиц, крупного рогатого скота;
  
• 
  установить, что роль аминокислот состоит не только в качестве строительных блоков белков, но и в том, что они выполняют важные функции в работе центральной нервной системы, а также сигнальных веществ в механизмах биосинтеза белков организма;
  
• 
  кроме того, было выяснено очень существенное обстоятельство, что аппетит животных зависит в первую очередь от сбалансированности рационов по незаменимым аминокислотам.
  

Итак, исходя из сказанного, можно сделать вывод: организация рационального использования белка должна базироваться на современных нормах потребности животных в незаменимых аминокислотах, данных анализа содержания и переваримости аминокислот в кормах и наличии белковых ресурсов.

Нормы аминокислот для свиней (1), птиц (2) и других животных имеются. Они постоянно уточняются и совершенствуются.

Таблица 1. Содержание незаменимых аминокислот в кормах, г/кг

Аминокислоты	Пшеница	Кукуруза	Жмыхи			Рыбная мука
			соевый	подсолнечный	рапсо-вый
Сырой белок (протеин), %	11,3	8,5	42,0	36,0	34,8	65
Лизин	3,2	2,7	24,8	11,0	19,4	48,1
Метионин+цистин	4,8	3,7	13,1	10,3	15,8	23,4
Треонин	3,4	3,0	17,1	10,0	15,3	26,4
Триптофан	1,5	0,8	6,0	3,8	4,4	6,6
Изолейцин	4,1	3,2	20,0	11,7	13,8	25,7
Лейцин	7,6	11,9	35,0	17,0	24,7	45,4
Фенилаланин	6,0	4,1	21,5	16,9	14,4	25,1
Аргинин	6,0	4,0	32,5	29,4	20,8	36,6
Гистидин	3,0	2,5	11,0	6.4	9,3	17,8
Валин	5,7	4,2	23,0	16,1	17,6	30,3

Зерно составляет основу рационов сельскохозяйственных животных. Пшеницу, кукурузу, ячмень часто рассматривают как источники энергии для животных. Однако, доля белка зерновой части достигает 50-70 % от общего уровня белка рационов. Белок зерна злаковых культур очень беден лизином, треонином, а белок кукурузы, кроме того, еще и триптофаном. Для птиц и крупного рогатого скота в зерновых не хватает метионина. К полноценным по аминокислотам относят белок молока, рыбы, яйца, мяса, зерна бобовых – сои и гороха (табл. 1).

Поэтому сбалансированные по аминокислотам рационы представляют собой комбинацию зерновых и высокобелковых добавок. На этой основе и были разработаны нормы белка (протеина) для сельскохозяйственных животных, представленные в справочнике Российской академии сельскохозяйственных наук (РАСХН) «Нормы и рационы кормления с/х животных», 2003 г. При кормлении по этим нормам конверсия кормового белка в белок мяса бройлеров составляет 30-35%, свиней – 20-25%, крупного рогатого скота – 10-15%, молока – 20%.

Значительный перерасход белка обусловлен, прежде всего, потерями неутилизированных аминокислот по причине их избытка относительного уровня наиболее лимитирующей аминокислоты, чаще всего лизина. Здесь действует «закон минимума», сформулированный немецким химиком Юстусом Либихом в 1840 году. Аминокислоты (белок) эффективно могут использоваться лишь на уровне содержания наиболее лимитирующей аминокислоты (рис. 1).

Рис. 1. Эффективность использования белка контролируется уровнем лимитирующей аминокислоты

На примере монозернового ячменного рациона для свиней можно видеть, что содержание первой лимитирующей аминокислоты лизина составляет лишь 40% от потребности (рис. 2). Недостает до норм потребности количество треонина, метионина, гистидина. В то же время содержание остальных незаменимых аминокислот соответствует нормам (триптофан, изолейцин, фенилаланин) или превышает их (лейцин, валин), при этом существенно (в 2,67 раза аргинин).

Однако, как недостающие, так и сверхнормативные аминокислоты могут быть использованы лишь в количестве, адекватном уровню лизина, т.е. на 40% от их норм потребности (на рисунке ниже пунктирной линии).

Аминокислоты Аминокислоты
Рис. 2. Степень соответствия аминокислотного состава ячменя, ячменя+соевый шрот потребности синей в аминокислотах(20-50 кг ж.м.). Источники аминокислот: - ячмень; - соевый шрот. Мет+цист – метионин+цистин, Трипт - триптофан, Треон - треонин, Изол - изолейцин, Лейц - лейцин, Вал - валин, Арг - аргинин, Гист - гистидин, Фен-ал - фенилаланин.
Остальное их количество (сверх пунктирной линии) становится излишним, так как это количество не компенсировано лизином. Этот «излишек» не может накапливаться в организме наподобие жира и гликогена, он разрушается в результате дезаминирования аминокислот с образованием вредного для организма аммиака. Аммиак в последующем в печени превращается в мочевину и выводится с мочой.

Чтобы ликвидировать дефицит лизина необходимо в ячменный рацион ввести не менее 24% соевого жмыха или шрота. В этой добавке соевого шрота помимо лизина, содержатся все другие аминокислоты, среди которых, например, лейцин и аргинин вообще не нужны, поскольку в самом ячмене их достаточно по нормам. Содержание сырого белка при этом составит 18,2%, а количество отдельных незаменимых аминокислот в разной мере превышает нормы потребности: метионин+цистин на 12%; триптофан - на 53%; аргинин в 3,5 раза и т.д. Эта часть (выше пунктирной линии) является излишней и должна быть дезаминирована. Таким образом, мы имеем существенный избыток незаменимых аминокислот или белка из-за их излишнего количества в рационе относительно норм потребности.

Наиболее эффективно белок используется, когда содержание в рационе всех незаменимых аминокислот точно соответствует нормам потребности без недостатка и избытка. В мировой науке и практике животноводства такой белок получил название «идеальный».

К идеальным белкам по содержанию аминокислот для свиней можно отнести белок тела и молока свиней, для кур-несушек – белок яйца, бройлеров – белок целой тушки, при этом не только по количеству аминокислот, но и по их соотношению. С учетом данных, полученных при определении норм потребности в отдельных аминокислотах, мы разработали состав идеального белка для свиней и птиц (табл. 2).

Идеальный белок можно сформировать за счет обогащения монозерно-

вых низкобелковых рационов комплексом препаратов недостающих аминокислот или же путем обогащения зерновой части суперполноценными белками – казеином, изолированными белками рыбы, мяса, сои, сыворотки крови. Такой белок используется очень эффективно на синтез продукции животноводства, при этом его затраты снижаются по сравнению с существующими

нормами на 30-40%.
Таблица 2. Аминокислотный состав идеального белка

Аминокислоты	Свиньи		Яичные куры		Бройлеры
	г/100 г белка	соотношение (лизин=100)	г/100 г белка	соотношение (лизин=100)	г/100 г белка	соотношение (лизин=100)
Лизин	7,1	100	7,0	100	7,2	100
Метионин	2,3	32	3,2	46	2,5	35
Метионин + цистин	4,2	59	5,7	82	5,0	70
Триптофан	1,3	18	1,5	22	1,4	19
Треонин	4,6	65	4,9	70	5,4	75
Изолейцин	4,0	57	6,3	90	5,4	75
Лейцин	7,1	100	8,3	118	8,9	114
Аргинин	2,8	40	6,8	97	7,6	105
Гистидин	2,2	31	1,9	27	2,4	34
Валин	4,8	68	7,0	100	6,3	87
Фенилаланин	3,9	55	4,7	67	4,5	63
Фенилал. + тирозин	6,9	97	8,7	125	9,0	125
Глицин + серин	-	-	8,4	120	9,7	135

В подтверждение сказанного приведу результаты исследования на поросятах, выполненного в СКНИИЖ Полежаевым С.Л.

Опыт проведен на 5 группах поросят: 1-ая группа получала основной низкобелковый рацион, который на 96% состоял из кукурузной дерти, обогащенной витаминными и минеральными премиксами (рис. 3). Первой лимитирующей аминокислотой в белке кукурузы является лизин, его количество составляет лишь 30% от потребности поросят (ж.м. 17-30 кг), второй – триптофан - 40% от потребности, недостает многих других аминокислот до норм потребности за исключением лейцина и аргинина. Данный рацион относится к низкобелковому крайне несбалансированному по незаменимым аминокислотами. 2-ая группа получала тот же рацион, но обогащенный всеми аминокислоты до 100% норм потребности, но без лизина, количество которого осталось на уровне, как в рационе 1-ой группы (имбаланс лизина). В рацион третьей группы добавили все аминокислоты, в т. ч. лизин до 100% нормы, но без триптофана (имбаланс триптофана). Поросятам 4-ой группы добавили смесь аминокислот, включая лизин и триптофан (идеальный белок) точно до 100% нормы потребности каждой незаменимой аминокислоты (содержание белка 12%). Рацион поросят 5-ой группы сбалансировали за счет включения 25% соевого шрота. Как видно на рисунке, при 100% норме лизина в этом рационе имеется превышающий нормы избыток остальных аминокислот (выше белой линии), содержание белка в рационе составило 16,7% или на 40% больше, чем в рационе 4-ой группы.

Приросты на монокукурузном рационе составили всего лишь 221 г при затрате 5,16 кг корма на каждый кг прироста (табл. 3).

Рис. 3. Сбалансированность опытных рационов поросят за счет разных источников аминокислот. Источники аминокислот: - кукуруза; - препараты аминокислот; - соевый шрот. НАК - незаменимые аминокислоты.

Низкие среднесуточные приросты в этой группе вполне закономерны для низкобелкового рациона, бедного к тому же лизином и триптофаном. Свиньи существенно ухудшили потребление корма в результате добавления некомплектных смесей аминокислот, особенно при имбалансе триптофана, и, как следствие этого, у них снизились среднесуточные приросты до 82 г. Добавленные аминокислоты до норм потребности в принципе необходимы. Однако при отсутствии в их составе лимитирующих аминокислот – лизина и триптофана – они становятся «излишними». Этот излишек оказывает более сильное отрицательное действие на аппетит и рост свиней, чем недостаток даже такого несбалансированного белка, как белок кукурузы.
Таблица 3. Потребление корма и рост поросят (15-35 кг ж. м.) при разной сбалансированности рационов по аминокислотам

Показатели	Основной рацион (кукуруза)	Имбаланс лизина	Имбаланс триптофана	Кукуруза +НАК*	Кукуруза+25% соевый шрот
Содержание белка, %	10,7	11,4	11,9	12,0	16,7
Потребление корма, кг/гол/день	1,14	1,04	0,8	1,38	1,25
Среднесуточный прирост, г	221	180	82	580	470
Затраты на 1 кг прироста: комбикорм, кг белок, г	5,16 552	5,78 659	9,76 1161	2,37 284	2,66 444
Отложено азота: г/гол/день в % от потребленного	5,98 31,9	5,81 29,1	3,15 17,9	14,12 44,4	13,43 36,9

• 
  НАК – незаменимые аминокислоты
  

Добавление комплектной смеси аминокислот в рацион поросят 4-ой группы способствовало значительному улучшению аппетита и роста поросят. Среднесуточный прирост с 221 г в первой группе повысился до 580 г в 4-ой, или 2,6 раза. Несколько неожиданным оказалось то, что на кукурузно-соевом рационе поросята 5-ой группы росли значительно хуже поросят 4-ой группы с идеальным белком (среднесуточный прирост 470 г против 580 г). Затраты белка на каждый кг прироста на скорректированном препаратами аминокислот рационе составили 284 г в то время как на рационе, сбалансированном за счет соевого шрота – 444 г, или на 56% больше. Можно полагать, что излишние незаменимые аминокислоты рациона, сбалансированного за счет естественных кормов, снижают эффективность рациона. В группах 2 и 3 ухудшение потребления корма и роста произошло в результате добавления смеси аминокислот без наиболее лимитирующих. Можно полагать, что в 5-ой группе имеет место подобные признаки имбаланса, созданные естественными кормами из-за наличия в них сверхнормативного количества незаменимых аминокислот на фоне содержания лизина на уровне нормы потребности.

Следовательно, при балансировании рационов необходимо контролировать содержание не только критических (лизина, метионина, триптофана, треонина), но и всех других незаменимых аминокислот, устраняя их недостаток и, насколько возможно, избыток.

Белковые ресурсы. Основной культурой, дающей белковые корма (жмыхи, шроты) в крае является подсолнечник. На его долю приходится 75% посевов под масличными культурами, включая сою. Существенно выросло производство сои, увеличиваются посевы рапса (табл. 4).
Таблица 4. Производство семян масличных в Краснодарском крае в 2005-2007 гг.

Годы	Подсолнечник			Соя			Рапс
	тыс. га	ц/га	вал., тыс.т	тыс. га	ц/га	вал., тыс.т	тыс.га	ц/га	вал., тыс.т
2005	574,3	20,1	1153,0	139,7	14,5	203	10,8	14,7	16
2006	546,4	20,8	1137,5	175,1	13,2	225	17,6	17,2	29,3
2007	447,6	19,5	850,1	145,6	10,2	132	25,2	16,0	40,1
В среднем	522,8	20,1	1047,0	153,5	12,6	187	17,9	16,0	28,5

Но белок подсолнечника беден лизином. Несмотря на более значительную его урожайность по сравнению с соей, выход белка на 22%, лизина в два и более раз ниже с гектара посева, чем сои. Подсолнечные жмыхи и шроты содержат много клетчатки, снижение которой технологическими способами было бы весьма желательно. Однако по выходу масла подсолнечнику нет равных, что является главным фактором предназначения этой культуры в производстве пищевого растительного масла (табл. 5).

Таблица 5. Выход питательных веществ с 1 га посева масличных культур в Краснодарском крае в среднем за 2005-2007 гг.

Показатели	Подсолнечник	Соя	Рапс
Средняя урожайность, ц/га	20,1	12,6	16,0
Обменная энергия, МДж	9864	4132	7107
Белок, кг	362	463	319
Масло, кг	1047	231,6	647
Лизин, кг	14,6	30,1	18,7
Метионин+цистин, кг	15,1	13,5	15,5
Треонин, кг	15,0	18,6	13,0
Триптофан, кг	4,6	6,0	5,0

Преобладание подсолнечных жмыхов и шротов в концентрированных кормах является одной из причин дефицита лизина (табл. 6). Он составляет в Краснодарском крае 25% от норм потребности, а в абсолютном количестве в расчете на все кормовые ресурсы края 4500 тонн. Из-за недостатка лизина потери белка составляют 92 тыс. т ежегодно. Именно дефицит лизина, а не белка часто является более значимой причиной неудовлетворительной продуктивности свиноводства. Поэтому было бы целесообразно иметь собственное на Кубани производство лизина.

Таблица 6. Содержание белка и лизина в концентрированных кормах (зерно + белковые добавки)

Показатели	США	Россия	Кубань	Норма	% от нормы
Белок, г/кг	154	115	151	160	94
Лизин, г/кг	7,0	4,4	5,2	7,0	74
Лизин, г/100 г белка	4,55	3,82	3,44	4,8	72

Подсолнечные корма, при соответствующем обогащении лизином, целлюлозолитическими ферментами, могут быть весьма эффективными белковыми компонентами рационов. На Новороссийской птицефабрике проведены испытания на многотысячном поголовье кур-несушек на рационах - пшеница+30% подсолнечного жмыха, обогащенного лизином и целлюлозолитическим ферментом «Бацеллом». Яйценоскость составила 85% и не уступала продуктивности кур на рационах с рыбной мукой и соевыми кормами (3).
Выводы:

1. Как дефицит какой-либо незаменимой аминокислоты, так и избыток аминокислот, вызывает снижение потребления корма и, как следствие этого, продуктивность сельскохозяйственных животных. Устранение дефицита незаменимых аминокислот путем использования их синтетических препаратов позволяет достигать баланса по принципу идеального белка, существенно экономить белковые корма на производство продукции животноводства.

2. Снижение содержания лузги и обогащение лизином подсолнечных жмыхов и шротов позволит существенно улучшить их биологическую ценность до уровня соевых кормов. Наладить промышленное производство синтетического лизина, низколузговых подсолнечных жмыхов и шротов, обогащенных лизином и треонином на предприятиях края, было бы весьма важным в решении проблемы белка.
1. Рядчиков В.Г. Нормы потребности свиней мясных пород и кроссов в энергии и аминокислотах // Эффективное животноводство. - 2008. - №№3 – 5.

2. Рекомендации по кормлению с.-х. птицы. - Сергиев Посад: ВНИТИП, 2003. - 143 с.

3. Скакун М.В., Рядчиков В.Г., Прудников А.Т. Повышение экономической эффективности производства яиц на основе рационального использования белковых кормов. – Краснодар: КубГАУ, 2006. - 175 с.