Понятие о протеине. Виды. Роль и значение аминокислот в питании животных. Роль незаменимых аминокислот

Виды протеина. Азотсодержащие вещества корма

Сырой протеин — это общее количество азотосодержащих веществ в корме. Определяется сырой протеин по методу Къельдаля, путём отгонки аммиака с концентрированной серной кислотой. При этом все вещества корма разрушаются до углекислого газа и воды, а азот, связываясь с серной кислотой образует нерастворимую соль — сернокислый аммоний.

Понятие «сырой протеин» отличается от понятия «белок».

Белки (протеины) состоят из аминокислот, соединённых в цепочку пептидной связью. Определяют содержание белка так же по азоту (метод Барнштейна), однако на этапе подготовки пробы для анализа белковые вещества отделяются от небелковых (см. ГОСТ 28178-89).

Классификация протеина

Небелковые вещества, которые входят в состав сырого протеина — амиды.

Амиды включают в себя нитраты, нитриты, содержащие азот гликоиды, свободные аминокислоты и их соли. Они являются продуктом обмена белков у растений. Брожение, происходящее в силосной массе увеличивает количество амидов за счёт разрушение белка. Значительное количество амидов обнаруживается у молодых растений. Амиды используются микрофлорой рубца для построения собственного тела. В дальнейшем микробный белок переваривается и используется животным. Жвачные животные  могут использовать до 30% небелкового азота. Оптимальным считается, если на 1 часть амидов приходиться 2 или 3 части белка. На этом основано использование небелковых добавок в кормлении животных с многокамерным желудком. Для могогастричных животных, например свиней, амиды — яд. Нитраты и нитриты, попадая с пищей, всасываются и образуют нерастворимое соединение с гемоглобином — метгемоглобин. Это приводит к кислородному голоданию (гипоксии) и гибели животного.

Таким образом, в сырой протеин включаться как белковые, как и не белковые вещества.

Часть протеина которая периваривается (используется животным) называется переваримым протеином. Это понятие применимо к моногастричным животным, так как там можно чётко определить, какая часть протеина от принятой с кормом была усвоена. У животных с многокамерным желудком следует говорить о ращепляемом и неращепляемом (трудноращепляемом, защищённом) протеине.

Расщепляемость протеина зависит от его растворимости, то есть способности растворятся в рубцовом содержимом. Чем выше растворимость, тем больше будет доступность протеина для ферментов и микроорганизмов в рубце.

Таким образом ращепляемый протеин — это часть протеина корма, которая расщепляется в преджелудках под действием микроорганизмов. Нерасщепляемый или защищённый протеин — часть протеина, которая проходит через преджелудки без изменений и переваривается самим животным.

Идеальный протеин

Современно протеиновое питание невозможно представить без рассмотрения роли отдельных аминокислот. Даже при общем положительном протеиновом балансе организм животного может испытывать недостаток протеина. Это связано с тем, что усвоение отдельных аминокислот взаимосвязано в друг другом, недостаток или избыток одной аминокислоты может приводить к недостатку другой.

Часть аминокислот не синтезируется в организме человека и животных. Они получили название незаменимых. Таких аминокислот всего десять. Четыре из них являются критическими (лимитирующими)— они чаще всего ограничивают рост и развитие животных.

В рационах для птицы главными лимитирующими аминокислотами являются метионин и цистин, в рационах для свиней – лизин. Организм должен получать достаточное количество главной лимитируюБочка Либихащей кислоты с кормом для того, чтобы и другие аминокислоты могли эффективно использоваться для синтеза белка.

Этот принцип иллюстрирован «бочкой Либиха», где уровень заполнения бочки представляет собой уровень синтеза протеина в организме животного. Самая короткая доска в бочке «ограничивает» возможность удержания в ней жидкости. Если же эта доска будет удлинена, то и объем удерживаемой в бочке жидкости увеличится до уровня второй лимитирующей доски.

Самый важный фактор, определяющий продуктивность животных, — это сбалансированность содержащихся в нем аминокислот в соответствии с физиологическими потребностями. Многочисленными исследованиями было доказано, что у свиней, в зависимости от породы и пола, потребность в аминокислотах отличается количественно. А вот отношение незаменимых аминокислот для синтеза 1 г протеина является одинаковым. Такое соотношение незаменимых аминокислот к лизину, как основной лимитирующей аминокислоте, и называется «идеальным протеином» или «идеальным профилем аминокислот». (Источник)

Лизин

входит в состав практически всех белков животного, растительного и микробного происхождения, однако протеины злаковых культур бедны лизином.

  • Лизин регулирует воспроизводительную функцию, при его недостатке нарушается образование спермиев и яйцеклеток.
  • Необходим для роста молодняка, образования тканевых белков. Лизин принимает участие в синтезе нуклеопротеидов, хромопротеидов (гемоглобин), тем самым регулирует пигментацию шерсти животных. Регулирует количество продуктов распада белка в тканях и органах.
  • Способствует всасыванию кальция
  • Участвует в функциональной деятельности нервной и эндокринной систем, регулирует обмен белков и углеводов, однако реагируя с углеводами, лизин переходит в недоступную для усвоения форму.
  • Лизин является исходным веществом при образовании карнитина, играющего важную роль в жировом обмене.

Метионин и цистин серосодержащие аминокислоты. При этом метионин может трансформироваться в цистин, поэтому эти аминокислоты нормируются вместе, а при недостатке в рацион вводятся метиониновые добавки. Обе эти аминокислоты участвуют в образовании производных кожи — волоса, пера; вместе с витамином Е регулируют удаление избытков жира из печени, необходимы для роста и размножения клеток, эритроцитов. При недостатке метионина цистин неактивен. Однако значительного избытка метионина в рационе не следует допускать.

Метионин

способствует отложению жира в мышцах, необходим для образования новых органических соединений холина (витамина В4), креатина, адреналина, ниацина (витамина В5) и др.

Дефицит метионина в рационах приводит к снижению уровня плазменных белков (альбуминов), вызывает анемию (снижается уровень гемоглобина крови), при одновременном недостатке витамина Е и селена способствует развитию мышечной дистрофии. Недостаточное количество метионина в рационе вызывает отставание в росте молодняка, потерю аппетита, снижение продуктивности, увеличение затрат корма, жировое перерождение печени, нарушение функций почек, анемию и истощение. Избыток метионина ухудшает использование азота, вызывает дегенеративные изменения в печени, почках, поджелудочной железе, увеличивает потребность в аргинине, глицине. При большом избытке метионина наблюдается дисбаланс (нарушается равновесие аминокислот, в основе которого лежат резкие отклонения от оптимального соотношения незаменимых аминокислот в рационе), который сопровождается нарушением обмена веществ и торможением скорости роста у молодняка. Цистин - серосодержащая аминокислота, взаимозаменяемая с метионином, участвует в окислительно-восстановительных процессах, обмене белков, углеводов и желчных кислот, способствует образованию веществ, обезвреживающих яды кишечника, активизирует инсулин, вместе с триптофаном цистин участвует в синтезе в печени желчных кислот, необходимых для всасывания продуктов переваривания жиров из кишечника, используется для синтеза глютатиона. Цистин обладает способностью поглощать ультрафиолетовые лучи. При недостатке цистина отмечается цирроз печени, задержка оперяемости и роста пера у молодняка, ломкость и выпадение (выщипывание) перьев у взрослой птицы, снижение сопротивляемости к инфекционным заболеваниям.

Триптофан

определяет физиологическую активность ферментов пищеварительного тракта, окислительных ферментов в клетках и ряда гормонов, участвует в обновлении белков плазмы крови, обуславливает нормальное функционирование эндокринного и кроветворного аппаратов, половой системы, синтез гамма - глобулинов, гемоглобина, никотиновой кислоты, глазного пурпура и др. При недостатке в рационе триптофана замедляется рост молодняка, снижается яйценоскость несушек, повышаются затраты корма на продукцию, атрофируются эндокринные и половые железы, возникает слепота, развивается анемия (снижается количество эритроцитов и уровень гемоглобина в крови), понижается резистентность и иммунные свойства организма, оплодотворённость и выводимость яиц. У свиней, получавших рацион, бедный триптофаном, снижается потребление корма, появляется извращенный аппетит, огрубение щетины и истощение, отмечается ожирение печени. Дефицит этой аминокислоты приводит также к стерильности, повышенной возбудимости, конвульсиям, образованию катаракты, отрицательному балансу азота и потере живой массы. Триптофан, являясь предшественником (провитамином) никотиновой кислоты, предупреждает развитие пеллагры. (источник: Протеиновые ресурсы и их рациональное использование при кормлении сельскохозяйственных животных и птицы/ П.Ф. Шмаков, А.П. Булатов, Н.А. Мальцева, И.А. Лошкомойников, А.Б. Мальцев, Е.В. Фалалеева. – Омск: Вариант-Омск, 2008. – 488 с.).

Аргинин

участвует в углеводном обмене и служит источником образования креатина и креатинина — промежуточных соединений в обмене веществ. Он необходим для нормального роста молодняка и процессов размножения, регулирует усвоение азота и его выделение его с пометом, связан с функцией паращитовидной же­лезы, участвует в образовании фермента аргиназы.