Применение натурального бетаина в рационах свиней.
О способности бетаина положительно влиять на производственные показатели товарных свиней известно давно. Через такое свойство, а также возможность добавлять бетаин в рационы без значительного увеличения стоимости кормов (заменяя при этом холин, метионин и, при определенных условиях, энергию), спрос на этот продукт во всем мире значительно опережает объемы его производства. Однако в последнее время благодаря значительным инвестициям в мощности по производству бетаина поставки продукта кормопроизводителей стали более стабильными. А это в свою очередь возобновило научный и коммерческий интерес к применению молекулы бетаина в промышленном свиноводстве.
Чтобы понять роль бетаина в кормах и особенности его метаболизма, нужно разобраться с молекулярной структурой продукта.
Каждая молекула бетаина содержит три лабильные метиловые группы, позволяющие бетаину выступать «донором» метильных групп в процессах метаболизма. Еще один важный момент, который нужно иметь в виду, — молекула бетаина имеет как положительный, так и отрицательный заряд, благодаря чему даже в высоких концентрациях не вредит клеточному метаболизму.
Это и ряд других особенностей наделяет бетаин осмолитическими свойствами — он помогает животным поддерживать водный баланс внутри клеток и уменьшить затраты энергии на поддержание жизнедеятельности организма в течение всех этих процессов. Хотя в целом бетаин приносит организму животного целый ряд преимуществ, однако все они базируются на осмолитических или метильных свойствах молекулы бетаина.
Натуральный бетаин как «донор» метила
Бетаин — намного лучший «донор» метила, чем метионин или холин, которые традиционно добавляют в рационы бройлеров и свиней с этой целью. Большую эффективность бетаина приводит хлорид холина, который в процессе метаболизма превращается в бетаин, чтобы стать источником метила. Следовательно, если нужно обеспечить минимальную кормовую потребность в холине и метионине, которые будут обеспечивать неметиловые функции, гораздо эффективнее добавлять в рационы бетаин, чем синтетический холин для синтеза метила.
Результаты ряда исследований взаимозаменяемости бетаина и холина показали, что добавлять хлорид холина в рационы в большинстве случаев не требуется, поскольку эндогенный холин сырья обычно полностью удовлетворяет потребности (неметиловие) животных в этом витамине. В случае с метионином ситуация несколько иная: его все равно нужно добавлять в рационы, чтобы обеспечить синтез протеина. С другой стороны, его количество можно существенно уменьшить, учитывая то, что бетаин принимает на себя функцию «донора» метила.
Натуральный бетаин как осмолит
Осмолитический эффект бетаина хорошо исследован. Бетаин как осмолит дает производителям свинины и мяса птицы даже больше преимуществ, чем как «донор» метила. В этой роли он позволяет животным поддерживать водный баланс в тканях и клетках без вредного влияния на их функции. Чтобы понять механизм работы бетаина как осмолита, нужно знать, что происходит с животными, если они подверглись «осмолитическому стрессу», в результате которого начинается незначительное обезвоживание.
Клетки становятся объектами гиперосмолитического стресса вследствие большой концентрации ионов вокруг них. Потеря воды и, соответственно, постоянное увеличение концентрации ионов в клетках вредит структуре и функциям протеина и энзимов, так же как продуцированию АТФ (аденозинтрифосфата), что может привести к смерти клеток, если вовремя не вмешаться. Чтобы уменьшить осмолитический стресс, клетки активируют натрий-калиевые насосы, выводят ионы через мембрану. Это энергоемкий процесс: 1 ион = 1 АТФ. Благодаря добавлению бетаина в рационы и повышению его внутриклеточной концентрации, клеткам не нужно прилагать столько усилий для «скачивания» ионов, чтобы поддерживать осмотический баланс, а значит, существенно уменьшаются и потребность животных в энергии для поддержания жизнедеятельности.
Этот эффект неоднократно продемонстрировали на свиньях, для которых особенно важно соотношение потребностей в энергии для поддержания жизнедеятельности с ежедневными энергетическими потребностями. Внутренним органам свиней необходимо 40–50% всех потребностей в энергии, однако если «включаются» натрий-калиевые насосы, то 30–60% энергии поглощается эпителием желудочно-кишечного тракта и печенью. Болезни, тепловой стресс, плохо перевариваемые ингредиенты могут даже повысить потребность в энергии, чтобы обеспечивать работу натрий-калиевых насосов. Однако доказано, что благодаря кормовому бетаину можно «сэкономить» 10% энергии для обеспечения жизнедеятельности свиней и около 3% энергии из рационов.
Для свиней, пораженных тепловым стрессом, осмолитические свойства бетаина особенно важны. Ведь он помогает поддерживать водный баланс в клетках и одновременно является источником метила в печени (у отдельных видов животных еще и в почках). Таким образом, один выстрел убивает двух зайцев!
Улучшение состава и постности туши благодаря бетаину
Ряд исследований подтвердили улучшения роста постных тканей у свиней благодаря использованию бетаиновой добавки. Этот эффект, скорее всего, достигается за счет сочетания осмолитической и метиловой функций бетаина. Осмолитическая функция касается как уровня гидратации, влияющая на деятельность мышечных клеток, а также на снижение затрат энергии для поддержания функций организма, что оставляет больше энергии доступной для роста, наращивания постной массы (при условии наличия достаточного количества аминокислот). Следует учитывать, что в обваленном мясе по сути 70–75% воды, следовательно эффект осмолита будет приводить к увеличению мышечной массы. Метиловая мощность бетаина приводит к увеличению производства креатина и карнитина в печени, а также к более высокому соотношению РНК к ДНК в мышцах, что указывает на повышенный синтез белка.
Уровень улучшения роста прироста постных тканей свиней продемонстрировал значительную зависимость от калорий, потребленных животным, и этапа выращивания. Во время фазы аккреции белка дополнительная энергетическая ценность рациона будет питать увеличение роста постных тканей при условии, что поставки аминокислот не ограничиваются.
Уровень, на котором эта «возвышенность» достигается, зависит как от пола животного, так и от генотипа. Некоторые генотипы с относительно низким аппетитом и высокой склонностью к росту постных мышечных тканей, могут остаться на восходящей части графика до момента достижения убойного веса, особенно если рацион низкокалорийный. Кроме того, в условиях промышленного свиноводства стресс из-за неблагоприятных условий содержания часто приводит к потреблению корма на более низком уровне, чем его максимальный потенциал, усиливая вероятность преимуществ от увеличения общей энергии рациона за счет использования бетаина.
Данные пяти исследований подтвердили преимущества в суточном приросте, конверсии корма, приросту мышечных тканей и соотношении потребленного корма до уровня прироста мышечных тканей благодаря добавлению бетаина в рационы. Эти данные подтвердили ожидаемую выгоду, когда общее потребление энергии рациона ограничено. Несколько опытов продемонстрировали улучшение структуры длиннейшей мышцы спины (филе), а также плотности тканей и площади мышечного глазка. Кроме того, результаты шести исследований доказали, что в среднем уменьшение толщины шпика составляет 12%. По результатам одного из исследований (Bunge), сокращение толщины шпика в точке P2 при добавлении бетаина в корма достигает 14%, причем вариабельность этого показателя среди животных тоже существенно уменьшилась.
Натуральный бетаин уменьшает угрозу теплового стресса
Одно из исследований (Teeter et al., 1999) показало, что способность бройлеров задерживать воду на клеточном уровне существенно улучшилась после того, как в их рационы начали добавлять бетаин. Причем этот эффект увеличивается с усилением стресс-факторов — теплового стресса или угрозы инфицирования кокцидиями. По наблюдению Cronje (2006), значительное повышение температуры окружения вызывает перераспределение крови — к периферии тела — и уменьшение доступа крови к желудочно-кишечному тракту. Это вызывает разрушение слизистой оболочки ЖКТ и, как следствие, открывает доступ эндотоксинам. В разы сильнее страдает от негативного воздействия этого механизма товарное поголовье, поскольку высокоэнергетические рационы, которые животные потребляют, имеют свойство повреждать эпителий ЖКТ. В свою очередь, преимущества от осмолитического действия бетаина заключаются не только в уменьшении потерь приростов и других производственных показателей свиней, подвергшихся тепловому стрессу, а также в том, что животные становятся гораздо более устойчивыми к высоким температурам. Такой эффект достигается прежде всего благодаря лучшей способности клеток ЖКТ удерживать воду, в результате чего они требует меньше поддерживающей энергии и при этом лучше работают.
Преимущества бетаина для молодняка
После отлучения у поросят чаще наблюдаются следующие проблемы: 1) обезвоживание; 2) изменения структуры желудка, вследствие чего может ухудшиться усвояемость питательных веществ, которые остаются для бактерий; 3) высвобождение токсинов желудочными патогенами, что нарушает водный баланс; 4) повышенный риск инфицирования кокцидиями, которые вызывают ухудшение производственных показателей. Ученые университета Лидз (Великобритания) наблюдали существенные улучшения адсорбирующей способности желудка и его структуры у поросят, в рационы которых добавляли бетаин в течение первых двадцати дней после отъема. Есть ряд исследований, доказывающих пользу бетаина для домашней птицы, зараженной кокцидиями: бетаин уменьшает поражение, вызванные этими вредными микроорганизмами, укрепляет стенки желудка, препятствует разрывам, также улучшает состояние ворсинок эпителия. Результаты еще восьми исследований показали большие среднесуточные приросты и среднесуточное потребление кормов, эффективную конверсию корма у молодняка свиней. В результате свиньи быстрее растут, ранее достигая убойного веса, что позволяет хозяйству получать дополнительную прибыль.
Преимущества бетаина для свиноматок
В результате трех последовательных исследований (Bunge Meat Industries), объектом каждого из которых стали 130–160 свиноматок, обнаружили, что животные будут давать на 1,2 поросенка больше, если в их рацион в период лактации добавлять бетаин из расчета 2 кг на тонну корма. Кроме того, количество поросят, которых отлучают, также увеличивается, ведь в молоке свиноматок, которых кормят рационами с бетаином, увеличивается концентрация этого вещества, по сравнению с животными из контрольной группы (о преимуществах бетаина для поросят говорилось в предыдущем пункте). Такие же положительные результаты с применением бетаина недавно получили ученые исследовательского центра в Испании: существенно увеличилось количество живорожденных во втором опоросе и тех, которых отлучили. Есть исследования (Van Wettere et al.), доказывающие положительное влияние бетаина на гнезда третьего и последующих опоросов свиноматок, при условии, что они потребляют рационы с бетаином на протяжении супоросности.
Основываясь на научных находках, пришли к выводу, что лучшую выживаемость зародышей обусловливают: 1) меньше концентрации гомоцистеина вследствие изменений в метаболизме метионина; 2) повышенная эффективность использования энергии; 3) лучшая секреция гормонов.
Вывод
Сейчас есть много исследований, доказывающих положительное влияние бетаина на здоровье и производственные показатели свиней: лучшая структура туши, больший процент постности, меньшие потребности организма животных в энергии для поддержания жизнедеятельности, устойчивость к тепловому стрессу, поддержание здоровья желудочно-кишечного тракта (особенно в условиях потенциального риска для здоровья) и т.д. Более того, бетаин полезен как для свиноматок и поросят, так и для молодняка и свиней на откорме, а значит, его можно применять для всего стада. Тот факт, что сейчас производство бетаина растет, а также положительные результаты многих исследований не дают оснований сомневаться, что этот продукт станет эффективным инструментом в руках специалистов по кормлению, благодаря чему свиньи будут демонстрировать лучшие показатели, а хозяйства будут получать большие прибыли.