Современные взгляды на источники масляной кислоты в высокоэффективных рационах животных и птицы
Авторы:
Татьяна Сизикова, директор по развитию ООО «Агрогрин Компани»,
Анастасия Горбакова, заместитель директора по развитию в странах СНГ, Sanluc International n.v., Бельгия.
Татьяна Сизикова, директор по развитию ООО «Агрогрин Компани»,
Анастасия Горбакова, заместитель директора по развитию в странах СНГ, Sanluc International n.v., Бельгия.
07.08.2014
Источник: SoyaNews
Введение
На сегодняшний день существует большое количество публикаций на тему применения масляной кислоты в рационах высокопродуктивных сельскохозяйственных животных и птицы. Но чаще всего авторы таких публикаций стараются преподнести именно свой источник масляной кислоты как самый эффективный, при этом подробно не разъясняя преимущества перед другими источниками. В этой статье мы разберем и классифицируем все существующие формы масляной кислоты на рынке и затронем вопрос эффективности различных технологических форм.
О масляной кислоте
Для начала кратко охарактеризуем необходимость применения масляной кислоты в кормлении.
Масляная кислота является природной короткоцепочечной жирной кислотой (С3Н7СООН), которая образуется в толстом кишечнике в результате активности кишечной микрофлоры, ферментирующей пищевые волокна и неперевариваемые углеводы.
Основная функция масляной кислоты – это снабжение эпителиальных клеток слизистой оболочки кишечника энергией для улучшения метаболизма, контроля нормального развития клетки и усиления защитной роли в отношении заболеваний кишечника различной этиологии.
Кроме своей исходной функции поставщика энергии и регулятора метаболизма для здоровья слизистой оболочки кишечника, масляная кислота также оказывает важные положительные эффекты, позволяющие противостоять воспалительным процессам, которые могут возникать вследствие неблагоприятных внешних факторов: стрессы, условия содержания, инфекции и т.д.
Действие масляной кислоты можно условно разделить на три направления:
1. Биохимическое и физиологическое действие:
Однако использовать масляную кислоту в чистом виде и ждать от ее применения вышеописанных эффектов нет смысла, поскольку кислота крайне летучая и моментально растворяется.
Можно отметить еще один фактор – масляная кислота в виде кальциевой соли, широко применяется в лечении ряда заболеваний человека. Благодаря противовоспалительному действию, препараты на основе бутирата кальция применяются при органических и функциональных заболеваниях кишечника, в том числе рака толстой кишки, болезни Крона. На эту тему существует ряд публикаций, например: О.В. Головенко, И.Л. Халиф, А.О. Головенко, Лечение заболеваний кишечника масляной кислотой, Гастроэнтерология, стр. 84-87.
Классификация источников масляной кислоты
На сегодняшний день существуют следующие формы масляной кислоты, которые находят свое применение в животноводстве и птицеводстве:
1. Бутираты – соли масляной кислоты, которые представлены в двух формах:
Рис. 1 Классификация форм масляной кислоты, применяемых в кормлении.
Теперь подробно разберем механизмы действия озвученных форм в организме животного и птицы.
Бутираты – соли масляной кислоты
Как говорилось ранее, действие масляной кислоты прежде всего направлено на кишечник. Именно в этом отделе ЖКТ проявляются все вышеописанные свойства.
Использование масляной кислоты в виде соли решает эту задачу наиболее эффективно. Это подтверждает и тот фактор, что в медицине источниками масляной кислоты для решения проблем в кишечнике являются кальциевые соли.
На рисунке 2 изображен механизм преобразования кальциевой соли в масляную кислоту при попадании в жидкую среду.
Рис. 2 Механизм образования масляной кислоты из кальциевой соли.
Механизм образования масляной кислоты достаточно прост. Кальциевая соль вступает в реакцию в молекулами воды. Кислотный остаток, имеющий отрицательный заряд, соединяется с положительно зараженным ионом водородом и создает масляную кислоту в нативном виде. Свободный кальций либо образует с гидроксильной группой молекулы воды гидроксид кальция, либо остается свободным. В этом случае мы получаем хороший источник кальция.
Почему в медицине применяют именно кальциевые соли? Ответ очевиден и касается вопросов элементарной химии.
Химические свойства кальция и натрия имеют ряд существенных различий (свойства атома, электродный потенциал, степень окисления, плотность, энергия ионизации и т.д.), соответственно формулы бутирата кальция и бутирата натрия также различаются. Бутират кальция имеет два аниона остатка масляной кислоты, бутират натрия всего один. Ряд этих различий оказывает существенное влияние на взаимодействие с молекулой воды и как следствие скорость диссоциации. Таким образом бутират натрия обладает ярко выраженной гигроскопичностью и имеет крайне высокую скорость растворения в жидкой среде, тогда как бутират кальция менее гигроскопичен и растворяется постепенно. Именно это свойство бутирата кальция поставило точку в вопросе применения солей масляной кислоты в медицине.
Различие систем пищеварения сельскохозяйственных животных и птицы ставит различные задачи перед выбором технологической формы кормовой добавки на основе бутирата. С уверенностью можно сказать, что не может быть одинаково эффективной формы для всех видов животных и птицы, поскольку задачи, стоящие перед бутиратом могут существенно различаться.
К примеру для птицеводства необходимо наличие эффективной защиты бутирата от преждевременного растворения с начальных отделах ЖКТ. В выпуске №5 журнала «Комбикорма» были представлены результаты сравнительных исследований различных технологических форм микрогранулированных кормовых добавок на основе бутирата для птицеводства, которые были проведены в 2014 году. В ходе различных испытаний определялась наиболее эффективная защита, способная обеспечить прохождение максимального количества соли в кишечник. По результатам испытаний наилучшей технологической формой для птицеводства стала следующая комбинация:
Применение бутирата в животноводстве наиболее актуально для телят до 6 месяцев, поскольку в этот период формируется и развивается рубец. Соли масляной кислоты стимулируют рост ворсинок рубца, способствуя тем самым решению многих проблем пищеварения, связанных с отлучением от молока и последующим переходом на грубые корма. Таким образом, наиболее важно обеспечить диссоциацию бутирата именно в рубце. Но стоит отметить, что прохождение части бутирата в кишечник также будет оказывать положительное влияние. Поэтому для животноводства применение бутирата кальция возможно как в чистом виде, так и с защитой. Применение бутирата натрия возможно только с эффективной защитой, но при этом следует помнить, что бутират натрия не сможет обеспечить постепенное образование масляной кислоты и в таком случае будет мене эффективным, чем бутират кальция. Более подробно об особенностях использования различных технологических форм бутирата в животноводстве описано в выпуске №5 журнала «Perfect Agriculture».
В свиноводстве также нет необходимости использование многокомпонентной защиты от преждевременного растворения, как в птицеводстве. Если применять соль в чистом виде, то исключительно кальциевую опять же ввиду ее постепенной растворимости. Наличие защиты в виде масляного компонента позволяет повысить эффективность применения кормовой добавки на основе бутирата. Интересный фактор – запах бутирата крайне привлекателен для поросят поскольку около 3% масляной кислоты содержится в молозиве свиноматки.
Таким образом можно сделать следующие заключения относительно применения бутиратов. Во всех смыслах для достижения максимального эффекта от применения масляной кислоты наиболее эффективным из двух солей является бутират кальция, поскольку обладая невысокой скоростью растворения образование масляной кислоты будет носить пролонгированный характер, что позволит обеспечить эффект на большей части кишечника животного и птицы. При этом следует уделять внимание технологической форме кормовой добавки, которая должна обеспечить эффективную защиту от преждевременного растворения в тех случаях, когда это необходимо.
Бутирины – эфиры масляной кислоты
Бутирины – это короткоцепочечные глицериды или липиды. Соответственно они могут быть моно-, би- и триглицеридами, т.е. иметь различное количество радикалов масляной кислоты. Важно помнить, что метаболизм короткоцепочных и среднецепочечных глицеридов значительно отличается от метаболизма длиноцепочечных глицеридов (жиры и масла). В данном случае, бутирины, являющиеся короткоцепочечными глицеридами, не нуждаются в сложном процессе эмульгирования, образования мицелл, хиломикронов и т.д.. Процесс метаболизма достаточно прост. Короткоцепочечные глицериды свободно всасываются в кишечнике и поступают в кровь воротной вены, оттуда в печень, минуя какие-либо превращения в кишечной стенке. То есть образования масляной кислоты в кишечнике не происходит.
На рисунке 3 изображен механизм преобразования бутиринов на примере триглицерида.
Рис. 3 Метаболизм короткоцепочечных глицеридов.
Таким образом бутирины, являясь липидами и имея такой метаболизм, могут послужить лишь источником энергии. Полученный организмом уровень такой энергии будет зависеть от дозировки кормовой добавки. При этом следует отметить, что для получения энергетического эффекта от такого вида липидов, дозировка подобной кормовой добавки должна быть значительно высокой.
Заключение
Разобравшись в базовых вопросах биохимических процессов можно сделать вывод, что бутираты и бутирины существенно различаются по метаболизму в организме животного и птицы. В одном случае происходит образование масляной кислоты, в другом мы имеем лишь источник энергии для организма, который не может оказать такое влияние на кишечник, как нативная масляная кислота.
Различие этих механизмов действия различных форм масляной кислоты представлено на рисунке 4.
Рис.4 Различие метаболизма бутирата и бутирина.
Таким образом, единственным источником масляной кислоты для кишечника может быть ее соль. Наиболее эффективным в применении исходя их описанных выше химических свойств является бутират кальция. При этом стоит помнить, что технологическая форма кормовой добавки на основе бутирата должна соответствовать особенностям систем пищеварения животного или птицы.
Получить дополнительную информацию
На сегодняшний день существует большое количество публикаций на тему применения масляной кислоты в рационах высокопродуктивных сельскохозяйственных животных и птицы. Но чаще всего авторы таких публикаций стараются преподнести именно свой источник масляной кислоты как самый эффективный, при этом подробно не разъясняя преимущества перед другими источниками. В этой статье мы разберем и классифицируем все существующие формы масляной кислоты на рынке и затронем вопрос эффективности различных технологических форм.
О масляной кислоте
Для начала кратко охарактеризуем необходимость применения масляной кислоты в кормлении.
Масляная кислота является природной короткоцепочечной жирной кислотой (С3Н7СООН), которая образуется в толстом кишечнике в результате активности кишечной микрофлоры, ферментирующей пищевые волокна и неперевариваемые углеводы.
Основная функция масляной кислоты – это снабжение эпителиальных клеток слизистой оболочки кишечника энергией для улучшения метаболизма, контроля нормального развития клетки и усиления защитной роли в отношении заболеваний кишечника различной этиологии.
Кроме своей исходной функции поставщика энергии и регулятора метаболизма для здоровья слизистой оболочки кишечника, масляная кислота также оказывает важные положительные эффекты, позволяющие противостоять воспалительным процессам, которые могут возникать вследствие неблагоприятных внешних факторов: стрессы, условия содержания, инфекции и т.д.
Действие масляной кислоты можно условно разделить на три направления:
1. Биохимическое и физиологическое действие:
- масляная кислота является источником энергии энтероцитов, ворсинок слизистой оболочки кишечника, обладает высоким содержанием энергии – 17,6 МДж/кг;
- защищает целостность слизистой оболочки кишечника, стимулирует разрастание и снижает отмирание ворсинок. Помогает в восстановлении стенок кишечника при повреждениях различной этиологии (к примеру поражения при кокцидиозе);
- увеличивает секрецию пищеварительных ферментов.
- масляная кислота стимулирует иммунную систему к специфическому иммунному ответу и замедляет воспалительные реакции;
- масляная кислота уменьшает рост и проникновение патогенных бактерий, снижает экспрессию генов, ответственных за заражение и закрепление E.Coli, Clostridium, Campylobacter и Salmonella;
- при уровне рН кишечника масляная кислота проникает в бактериальные клетки и диссоциирует, резко сокращая уровень рН в клетке. Снижение уровня рН у бактериальной клетки вызывает диссипацию энергии протона вокруг клеточной мембраны, окислению цитоплазмы, и как итог приводит к гибели клетки.
Однако использовать масляную кислоту в чистом виде и ждать от ее применения вышеописанных эффектов нет смысла, поскольку кислота крайне летучая и моментально растворяется.
Можно отметить еще один фактор – масляная кислота в виде кальциевой соли, широко применяется в лечении ряда заболеваний человека. Благодаря противовоспалительному действию, препараты на основе бутирата кальция применяются при органических и функциональных заболеваниях кишечника, в том числе рака толстой кишки, болезни Крона. На эту тему существует ряд публикаций, например: О.В. Головенко, И.Л. Халиф, А.О. Головенко, Лечение заболеваний кишечника масляной кислотой, Гастроэнтерология, стр. 84-87.
Классификация источников масляной кислоты
На сегодняшний день существуют следующие формы масляной кислоты, которые находят свое применение в животноводстве и птицеводстве:
1. Бутираты – соли масляной кислоты, которые представлены в двух формах:
- кальциевая соль (бутират кальция),
- натриевая соль (бутират натрия);
Рис. 1 Классификация форм масляной кислоты, применяемых в кормлении.
Теперь подробно разберем механизмы действия озвученных форм в организме животного и птицы.
Бутираты – соли масляной кислоты
Как говорилось ранее, действие масляной кислоты прежде всего направлено на кишечник. Именно в этом отделе ЖКТ проявляются все вышеописанные свойства.
Использование масляной кислоты в виде соли решает эту задачу наиболее эффективно. Это подтверждает и тот фактор, что в медицине источниками масляной кислоты для решения проблем в кишечнике являются кальциевые соли.
На рисунке 2 изображен механизм преобразования кальциевой соли в масляную кислоту при попадании в жидкую среду.
Рис. 2 Механизм образования масляной кислоты из кальциевой соли.
Механизм образования масляной кислоты достаточно прост. Кальциевая соль вступает в реакцию в молекулами воды. Кислотный остаток, имеющий отрицательный заряд, соединяется с положительно зараженным ионом водородом и создает масляную кислоту в нативном виде. Свободный кальций либо образует с гидроксильной группой молекулы воды гидроксид кальция, либо остается свободным. В этом случае мы получаем хороший источник кальция.
Почему в медицине применяют именно кальциевые соли? Ответ очевиден и касается вопросов элементарной химии.
Химические свойства кальция и натрия имеют ряд существенных различий (свойства атома, электродный потенциал, степень окисления, плотность, энергия ионизации и т.д.), соответственно формулы бутирата кальция и бутирата натрия также различаются. Бутират кальция имеет два аниона остатка масляной кислоты, бутират натрия всего один. Ряд этих различий оказывает существенное влияние на взаимодействие с молекулой воды и как следствие скорость диссоциации. Таким образом бутират натрия обладает ярко выраженной гигроскопичностью и имеет крайне высокую скорость растворения в жидкой среде, тогда как бутират кальция менее гигроскопичен и растворяется постепенно. Именно это свойство бутирата кальция поставило точку в вопросе применения солей масляной кислоты в медицине.
Различие систем пищеварения сельскохозяйственных животных и птицы ставит различные задачи перед выбором технологической формы кормовой добавки на основе бутирата. С уверенностью можно сказать, что не может быть одинаково эффективной формы для всех видов животных и птицы, поскольку задачи, стоящие перед бутиратом могут существенно различаться.
К примеру для птицеводства необходимо наличие эффективной защиты бутирата от преждевременного растворения с начальных отделах ЖКТ. В выпуске №5 журнала «Комбикорма» были представлены результаты сравнительных исследований различных технологических форм микрогранулированных кормовых добавок на основе бутирата для птицеводства, которые были проведены в 2014 году. В ходе различных испытаний определялась наиболее эффективная защита, способная обеспечить прохождение максимального количества соли в кишечник. По результатам испытаний наилучшей технологической формой для птицеводства стала следующая комбинация:
- бутират кальция (обладающий меньшей скоростью диссоциации по сравнению с бутиратом натрия),
- закрепление бутирата кальция на нерастворимом минеральном носителе, который обеспечивает более пролонгированную диссоциацию в кишечнике,
- размещение бутирата кальция на носителе в масляном компоненте, который эффективно защищает от преждевременного растворения. Под действием липазы в двенадцатиперстной кишке масляная оболочка расщепляется и начинается постепенная диссоциация соли с образованием масляной кислоты.
Применение бутирата в животноводстве наиболее актуально для телят до 6 месяцев, поскольку в этот период формируется и развивается рубец. Соли масляной кислоты стимулируют рост ворсинок рубца, способствуя тем самым решению многих проблем пищеварения, связанных с отлучением от молока и последующим переходом на грубые корма. Таким образом, наиболее важно обеспечить диссоциацию бутирата именно в рубце. Но стоит отметить, что прохождение части бутирата в кишечник также будет оказывать положительное влияние. Поэтому для животноводства применение бутирата кальция возможно как в чистом виде, так и с защитой. Применение бутирата натрия возможно только с эффективной защитой, но при этом следует помнить, что бутират натрия не сможет обеспечить постепенное образование масляной кислоты и в таком случае будет мене эффективным, чем бутират кальция. Более подробно об особенностях использования различных технологических форм бутирата в животноводстве описано в выпуске №5 журнала «Perfect Agriculture».
В свиноводстве также нет необходимости использование многокомпонентной защиты от преждевременного растворения, как в птицеводстве. Если применять соль в чистом виде, то исключительно кальциевую опять же ввиду ее постепенной растворимости. Наличие защиты в виде масляного компонента позволяет повысить эффективность применения кормовой добавки на основе бутирата. Интересный фактор – запах бутирата крайне привлекателен для поросят поскольку около 3% масляной кислоты содержится в молозиве свиноматки.
Таким образом можно сделать следующие заключения относительно применения бутиратов. Во всех смыслах для достижения максимального эффекта от применения масляной кислоты наиболее эффективным из двух солей является бутират кальция, поскольку обладая невысокой скоростью растворения образование масляной кислоты будет носить пролонгированный характер, что позволит обеспечить эффект на большей части кишечника животного и птицы. При этом следует уделять внимание технологической форме кормовой добавки, которая должна обеспечить эффективную защиту от преждевременного растворения в тех случаях, когда это необходимо.
Бутирины – эфиры масляной кислоты
Бутирины – это короткоцепочечные глицериды или липиды. Соответственно они могут быть моно-, би- и триглицеридами, т.е. иметь различное количество радикалов масляной кислоты. Важно помнить, что метаболизм короткоцепочных и среднецепочечных глицеридов значительно отличается от метаболизма длиноцепочечных глицеридов (жиры и масла). В данном случае, бутирины, являющиеся короткоцепочечными глицеридами, не нуждаются в сложном процессе эмульгирования, образования мицелл, хиломикронов и т.д.. Процесс метаболизма достаточно прост. Короткоцепочечные глицериды свободно всасываются в кишечнике и поступают в кровь воротной вены, оттуда в печень, минуя какие-либо превращения в кишечной стенке. То есть образования масляной кислоты в кишечнике не происходит.
На рисунке 3 изображен механизм преобразования бутиринов на примере триглицерида.
Рис. 3 Метаболизм короткоцепочечных глицеридов.
Таким образом бутирины, являясь липидами и имея такой метаболизм, могут послужить лишь источником энергии. Полученный организмом уровень такой энергии будет зависеть от дозировки кормовой добавки. При этом следует отметить, что для получения энергетического эффекта от такого вида липидов, дозировка подобной кормовой добавки должна быть значительно высокой.
Заключение
Разобравшись в базовых вопросах биохимических процессов можно сделать вывод, что бутираты и бутирины существенно различаются по метаболизму в организме животного и птицы. В одном случае происходит образование масляной кислоты, в другом мы имеем лишь источник энергии для организма, который не может оказать такое влияние на кишечник, как нативная масляная кислота.
Различие этих механизмов действия различных форм масляной кислоты представлено на рисунке 4.
Рис.4 Различие метаболизма бутирата и бутирина.
Таким образом, единственным источником масляной кислоты для кишечника может быть ее соль. Наиболее эффективным в применении исходя их описанных выше химических свойств является бутират кальция. При этом стоит помнить, что технологическая форма кормовой добавки на основе бутирата должна соответствовать особенностям систем пищеварения животного или птицы.
Получить дополнительную информацию
регион:
Россия
