Съдържание

„Захарите“, известни също като моно-, ди- и олигозахариди, са включени в нефибърните въглехидрати. Те бързо ферментират в рубеца, като дават микробни клетки, органични киселини, газове и микробен гликоген. В сравнение с нишестето, ферментацията на захари изглежда дава повече бутират и по-малко микробни протеини. Дали захарите дават повече или по-малко микробен протеин на животното вероятно ще зависи от относителната скорост на производство на микробни протеини спрямо скоростта на преминаване от червея и други ограничаващи фактори. Проучванията за хранене предполагат, че захарите могат да увеличат степента на ферментация на румина на влакната, ако добавката на разградими протеини от рубци е подходяща, но в противен случай те могат да я потиснат, дори при относително неутрално pH. Изследванията на лактацията предполагат, че добавянето със захароза, заместена на нишесте или царевица, може да увеличи приема, млечността и добива на млечна мазнина, но резултатите са смесени. За да се предложат препоръки за хранене, е необходима по-нататъшна оценка на въздействието на разнообразието от захари върху производителността на животните, повлияно от вида захар и другите съставки на диетата.

През последните няколко години има голям интерес към храненето на захари с млечни говеда. Една трудност е, че има малко информация за това как захарите се съчетават с други компоненти на дажбите (протеинови фракции, фибри, нишесте, пектини и др.), Точно какви хранителни вещества осигуряват на говедата и какви са общите нива на захарите в дажбите. Няма точна информация за нивата на хранене със захар или как те могат да се използват за подобряване на производството. Тази статия ще предостави известна информация за храненето на захари от пречистени източници или меласа, но историята далеч не е пълна.

„Захари“ ще бъдат дефинирани за целите на тази статия като монозахариди (прости захари), дизахариди и олигозахариди. Аналитично тези въглехидрати се отделят от полизахаридите (дълги вериги от монозахариди) чрез тяхната разтворимост в 80% етанол (Asp, 1993). Захарите са нефибърни въглехидрати (NFC), както и неструктурни въглехидрати (NSC), тъй като те не са включени в NDF и се намират в клетъчното съдържание. Глюкозата и фруктозата са най-често срещаните захари в растенията (Фигура 1). Най-разпространеният дизахарид в растенията е захарозата, която е молекула глюкоза, свързана с фруктоза. Лактозата (глюкоза + галактоза) се намира в млякото. Малтозата е дизахарид със същата алфа-връзка глюкоза към глюкоза като нишестето. Олигозахаридите са вериги от монозахариди, които са с дължина от две до приблизително 20 единици. Те включват стахиоза и рафиноза, открити в соята (Smith и Circle, 1978), както и късоверижни фруктани, открити в тревите през хладния сезон. С изключение на някои от тревите през хладния сезон, растенията обикновено нямат голямо съдържание на олигозахариди.

преживни

Ферментиралите фуражи, включително силажи, дестилационни зърна или пивоварни зърна, трябва да имат малко останала глюкоза, фруктоза или захароза, тъй като те би трябвало да се консумират до голяма степен при ферментацията. Възможно изключение може да бъде незрелият царевичен силаж, когато наличните захари надвишават количеството, необходимо за намаляване на pH за съхранение. Изненадващо високото съдържание на захар (5 до 11% от DM), отбелязано за някои проби от дестилатори на зърна и люцерна сенаж, може да отразява фрагменти от други въглехидрати, които са били хидролизирани по време на ферментацията или с киселинните условия на силиране (Jones et al., 1992). Предполага се, че тези захари не поддържат същото микробно представяне като глюкозата, фруктозата и захарозата (W. Hoover, University of West Virginia, лична комуникация).

Продуктите от храносмилането ще определят хранителните вещества, които са на разположение на животното за производство, затова започваме тук. С изключение на монозахаридите и малтозата, захарите може да не се усвояват добре в тънките черва на кравите, но е вероятно малко да избегне ферментацията в червея. Без връзки с други въглехидрати и с висока разтворимост (глюкоза: 90,9 g/100 ml; захароза: 200 g/100 ml; фруктоза: „свободно разтворима“; Merck Index, 1996), има малко, освен за физически достъп за пречка на микробните ферментация. Въпреки това, скоростта над 100% h -1 може да отразява по-точно изчезването, отколкото използването. Степента на микробна ферментация от 30 до 40% h -1 за захари може да е по-реалистична (W.W. Hoover, Университет в Западна Вирджиния, лична комуникация: M.B. Hall, непубликувана). Микробите, ферментиращи глюкоза, фруктоза или захароза, произвеждат органични киселини, газове (CO2 и CH4), микробна маса и гликоген. Томас (1960) демонстрира, че както бактериите, така и протозоите превръщат част от захарта и фруктановите субстрати в съхраняван микробен гликоген. В това проучване натрупването на гликоген достига пик от 2 до 4 часа ферментация и след това намалява.

Ако част от захарта се съхранява като гликоген, те не са ферментирали сами по себе си, въпреки изчезването на субстрата. Освен това, поради превръщането на захарите в гликоген, може да има значителен приток на алфа-свързан глюкан (вероятно ще се смила като нишесте) към тънките черва, дори и при всички фуражни дажби (напр. Сено) (Branco et al., 1999). Максималният микробен добив на протеин от захароза е приблизително 86% от постигнатия чрез нишесте, когато и двете са ферментирали инвитро с изолирани неутрални детергентни влакна (Hall и Herejk, 2001). Този по-малък добив на протеин може да бъде свързан с превръщането на част от захарозата в гликоген, а не с директната му ферментация и разликата в масата на монозахарида в субстратите (виж последния раздел).

В сравнение с нишестето, ферментацията на захари има тенденция да дава относително повече бутират и подобно на малко по-малки количества пропионат (Strobel and Russell, 1986; Heldt et al., 1999); има по-голям потенциал за производство на лактат със захари (Cullen et al., 1986; Strobel and Russell, 1986; Heldt, et al., 1999). Тенденцията да се произвежда повече млечна киселина е по-голяма при по-ниско рН (Strobel и Russell, 1986). Ферментацията на захари плюс малат с монензин увеличава добива на пропионат, но изобщо не оценява концентрациите на захар (Martin et al., 2000).

Възможно е също да има разлики между източниците на захар в добивите на органични киселини, повлияни от добавянето на протеини. Концентрациите на органични киселини в румина са най-високи за бикове, допълнени [0,30% от телесното тегло (BW)] със захароза (83,4 mM), в сравнение с тези, добавени с глюкоза (74,9 mM) или фруктоза (76,1 mM) (P = 0,05), когато се допълва с 0,031% от телесното тегло като разграждащ се белтък (RDP). Монозахаридите дават по-голям моларен дял на ацетат, отколкото захарозата (Р = 0,05), но захарите не се различават по пропионат (Р = 0,49), бутират (Р = 0,12) или лактат (Р = 0,26). Разликите между захароза спрямо глюкоза и фруктоза не са значителни, когато добавянето на RDP е увеличено до 0,122% от BW (Heldt et al., 1999).

Видът и количеството на производството на органична киселина от захари може да има значение за способността им да предизвикват специфични реакции в сравнение с други въглехидрати. Бутиратът се метаболизира от чревния епител и за предпочитане се използва като енергиен източник за епителните клетки на дебелото черво (Bergman, 1990). Бутиратът също така е по-ефективен от пропионат или ацетат за предизвикване на развитие на папили на търбуха (Van Soest, 1994). Съответно, захранването със захар има възможност да засили развитието на папили в търбуха в сравнение с други източници на въглехидрати. Разликите в добивите на пропионат биха променили доставката на глюконеогенни прекурсори на животното.

Захарите могат да се различават от нишестето по своя ефект върху временния модел на рН на преживните животни. При диети, вариращи от 0 до 30% меласа, хранена с концентрат и пшенична слама, рН на румина намалява до най-ниското си ниво (6,42 за 0% до 6,33 за 30% меласа) с 1 час след хранене. Не е изненадващо, че pH на румина и концентрацията на летливи мастни киселини в съдържанието на търбуха показват обратна връзка (Sahoo et al., 1999). В друго проучване, в което говеждите бикове са били хранени с нискокачествено сено от висока трева и прерия, допълнено с 0,122% от телесното тегло като допълнително ПРП и 0,30% от телесното тегло като глюкоза, фруктоза или захароза, рН на преживните животни достига най-ниското си ниво в рамките на 3 часа след храненето ( най-ранната точка за вземане на проби) за захарите, докато рН на румина на говедата, получаващи нишесте, достига най-ниското рН на 9 часа след хранене (Heldt et al., 1999). В това проучване средното рН на румина на хранени с нишесте животни е по-ниско от тези, получаващи една от обработките със захар (P = 0,04), и рН не се различава при захарните добавки.

Доказано е, че захарозата и меласата, хранени с високи нива, намаляват храносмилането на влакната на румина. На тревна силаж/ечемик/диета от рапично хранене (прием на 11,7 lb/DM на ден), хранени за говеда, добавка от 2,2 lb/ден захароза (

15,9% от диетичния DM) намалява храносмилането на NDF на румина, но включването на натриев бикарбонат обръща тази депресия (Khalili и Huhtanen, 1991), което предполага ефект, свързан с рН. В това проучване времето за забавяне на храносмилането на NDF се увеличава при лечение със захароза. Придружаващо проучване показва, че добавянето на захароза също намалява скоростта на смилане на NDF на румина (Huhtanen and Khalili, 1991). При опити за хранене с амонизирани тропически треви, допълнени с урея или памучно брашно и меласа при 25% от дажбата DM (Brown 1990) или предлагани свободен избор и консумирани при 35 (с памучно брашно) до 37% от приема DM (Brown 1993), NDF смилаемостта е намалена съответно с 5 процентни единици и 3,5 до 5,2 процентни единици.

Ефектът на захарите върху смилаемостта на фибрите изглежда е отчасти зависим от хранителните добавки с протеини. Увеличаването на добавянето на RDP от 0,031% до 0,122% от телесното тегло за бикове, консумиращи нискокачествено сено от висока трева-прерия, промени въздействието на нишесте, глюкоза, фруктоза или захароза (0,30% от BW) върху храносмилането. При по-ниско включване на протеини, всички добавки потискат храносмилането на NDF на румина в сравнение с контролата. При по-високото включване на протеини, степента на ферментация на NDF се увеличава с добавянето на захар (Heldt et al., 1999). В един инвитро ферментация със смесени микроби от преживни животни, където наличният азот не би трябвало да е ограничаващ, добавянето със захароза увеличава скоростта на усвояване на NDF за период от 24 часа в сравнение с ферментирала NDF самостоятелно (Holsthausen and Hall, 2002).

Депресията в смилаемостта на NDF при хранене със захар може да е функция от промяна на рН на румина и/или от съревнование между влакнестите и NFC ферментиращите бактерии за азот и други хранителни вещества (Jones et al., 1998). Адекватният азот трябва да бъде добавен към рубеца, за да се избегнат гладуващи влакна, особено ако бързо нарастващите NFC бактерии изчистват наличния азот.

Има сравнително малко проучвания за представянето на животни, използващи пречистени захари. Две проучвания, при които захарозата е замествала нишестето в лактиращите дажби за млечни крави, предполагат, че захарозата увеличава добива на млечна мазнина, но други резултати са смесени. Когато захарозата беше заместена за царевично брашно при 1,5% от дажбата DM, приемът, млечността и коригираната мазнина млечност не се промениха, но добивът на млечна мазнина се увеличи от 2,12 на 2,14 lb на ден и млечният протеин намаля от 3,51 на 3,28 % (Nombekela and Murphy, 1995). В люцерна силаж + царевичен силаж + диети с царевица с висока влажност, при които захарозата е заместена с царевично нишесте (0 до 7,5% от диетичния DM, диетичен NFC

43% от DM; Broderick et al., 2000), има линейни увеличения на приема на DM, добив на млечни мазнини (P 0,15) (McCormick et al., 2001). Млечността наистина намалява (P = 0,15), когато диетите, допълнени със захароза, се допълват със соево брашно с експелер, в сравнение с соево брашно с разтворител, което предполага различни ефекти с повече или по-малко неразградими протеини от рубци. Разликата в резултатите от това проучване в сравнение с тази на Broderick et al. (2000) повдига въпроса: Влияе ли основният състав на диетата върху въздействието на допълнителните захари? Диетите в Broderick et al. (2000) проучване съдържа основно ниво от 2,7% захари, докато прясната райграс в McCormick et al. (2001) проучване съдържа 3,9 до 27,7% от DM като NFC и включва 51 до 53% от диетичното DM. NFC в райграса вероятно се състои до голяма степен от органични киселини, захари и фруктани.

Таблица 2. Промени в млечността и състава с промени в добавките на захароза и нишесте. 1
Захароза,% от DM скорбяла,% от DM DM Прием a, lb/ден Мляко, lb/ден Млечна мазнина a, lb/ден Млечен протеин, lb/ден FCM b, lb/ден
0 7.5 54,0 85,8 3.24 2.73 89.3
2.5 5.0 56.4 89.1 3.37 2.82 93,0
5.0 2.5 57.3 88.2 3.64 2.84 96,8
7.5 0 57.3 86.9 3.57 2.82 95.2
1 Данни взети от Broderick et al. (2000). FCM = коригирано с мазнини мляко.
а Линеен отговор (P b Тенденция за линеен отговор (P = 0,11).

Изглежда, че добавянето на захароза към предварително пресните диети не влияе върху ефективността на лактацията. Включването на 2,7% от диетичния DM като захароза, заместена на смляна царевица в диети със суха крава, не променя ефективността на лактацията, но повишава концентрацията на глюкоза в кръвта на животните, допълнени със захароза (Ordway et al., 2002).

В тази област има много свидетелства за ползите или липсата на захари, добавени към дажбите за млечни говеда. Най-голямата трудност е, че диетолозите не са знаели с какви нива на захари започват, така че ще бъдат затруднени да разработят препоръки. Няколко търговски лаборатории вече предлагат анализи на захар за фуражи, които ще помогнат за разрешаването на тази ситуация. Анекдотично изглежда, че добавените захари могат да имат известна полза, когато основната дажба има ниско съдържание на захар. Предложени са препоръки за осигуряване на приблизително 5% от дажбата като захари. Изглежда доста разумна стойност в сравнение с нивата на захарите, за които се очаква, че са в дажби, за които се съобщава, че подпомагат доброто производство и здравето (Фигура 2). Трудността ни е, че все още не знаем как ще взаимодействат захарите, тъй като другите въглехидратни и протеинови компоненти на дажбата се променят.