Водоросли — химический состав и использование в кормлении

Водоросли — химический состав и использование в кормлении

Алиса Р.
174
В последнее время активно изучают применение водорослей в кормлении животных, особенно жвачных. Специалисты Direct Farm недавно опубликовали пару посвященных этому вопросу публикаций:
Водоросли могут быть хорошим альтернативным источником протеина, витаминов и минералов. Вкратце рассмотрим их состав и возможности использования.

Из водорослей производят ряд кормовых средств: высушенную биомассу, муку, масла, экстракты и пр. В большинстве регионов мира их доля в рационах скота пока невысока. Тем не менее, они крайне перспективны из-за высокого содержания протеина. В сфере кормления животных все острее потребность в его альтернативных источниках, которые могли бы заменить традиционные, в первую очередь сою. Кроме того, важны новые добавки (натуральные пигменты, каротиноиды, полиненасыщенные жирные кислоты), которые могут улучшить качество продукции животноводства.
Водоросли традиционно использовались в пищу человеком и на корм скоту на протяжении сотен лет, особенно в прибрежных районах Юго-Восточной Азии. Кроме того, их возможно применять в качестве удобрений.
Исследования, посвященные вводу водорослей в рацион хозяйственных животных, показали, что такие добавки имеют высокую переваримость и усвояемость. Другие опыты продемонстрировали благотворное влияние водорослей на здоровье и продуктивность при добавлении в рацион по норме от 5 до 10% (в зависимости от вида, физиологического состояния и пр. факторов).

Дополнительные возможности применения
Macrocystis pyrifera — вид бурых водорослей, который используется для образования комплексов с микроэлементами. Смеси их биомассы с сульфатами микроэлементов (меди, цинка, железа и марганца) обезвоживают и пропускают через вальцы. Получают добавки SQM, используемые для улучшения биодоступности микроэлементов. Альгинаты, составляющие клеточную стенку бурых водорослей, способны образовывать хелаты с двухвалентными и поливалентными ионами. Стабильность комплексов зависит от строения альгинатов. Глюкоронатные блоки (соли глюкуроновой кислоты) образуют хелаты, а маннуронатные – менее стабильные комплексы. Микроэлементы высвобождаются постепенно, в зависимости от физико-химических условий и стадий пищеварения.
Ascophyllum nodosum используется в производстве кальциевых альгинатных гелей.
Некоторые водоросли довольно эффективны в качестве антигельминтных средств (Alsidium helminthocorton, Digenea spp., Ulve durvillaea и пр.). За антигельминтную активность (против круглых червей) отвечают каиновая кислота и пролин, структурно близкие к глутаминовой кислоте.

Питательные свойства водорослей
Водоросли богаты протеином, клетчаткой, минеральными веществами и витаминами.

Минеральные вещества
На них может приходиться до 36% сухого вещества. Макроэлементы: натрий, кальций, магний, калий, хлор, сера, фосфор. Микроэлементы: йод, железо, цинк, медь, селен, молибден, фтор, марганец, бор, никель, кобальт.
Йод особенно важен и для здоровья скота, и в целях обогащения продуктов питания человека. Опыт на свиньях показал, что добавление 30 мг йода на 1 кг корма приводит к повышению его уровня в мышцах с 23 до 138 мкг/кг. Подобные результаты отмечались в опытах на мясном КРС, а также птице.

Каротиноиды
Водоросли содержат каротиноидные пигменты (в основном ксантофиллы: фукоксантин, лютеин, зеаксантин) и β-каротин. Помимо пигментных они обладают и другими свойствами, например, являются сильными антиоксидантами.
Добавление богатых каротиноидами водорослей в рацион птицы улучшает цвет яичного желтка. У молочных коров каротиноиды снижают уровень соматических клеток, улучшают показатели воспроизводства и поддерживают иммунитет.

Клетчатка
Общее содержание клетчатки в водорослях колеблется от 32 до 50%.
Целлюлозная фракция присутствует в небольших количествах, особенно в красных водорослях.
На долю растворимой клетчатки приходится 51-56% от общего содержания клетчатки у зеленых и красных водорослей, 67-87% у бурых. Наиболее важной фракцией клетчатки красных водорослей (Gracilaria verrucosa, Chondrus crispus, Laver spp., Palmaria palmata) можно считать растворимые полисахариды (агар, каррагинан и ксилан). Агар и каррагинан представляют собой полимеры сульфата галактозы и безводной галактозы, ксиланы – нейтральные полимеры ксилозы. У бурых водорослей (Ascophyllum nodosum, Fucus vesiculosus, Himanthalia elongata, Undaria pinnatifida) растворимая клетчатка представлена ламинаранами, альгинатами и фуканами. Ламинараны (β-глюканы) — нейтральные полимеры глюкозы, альгинаты – полимеры маннуроновой и глюкуроновой кислот.
Растворимая клетчатка обычно связана с гидратационной способностью, которая (через механизмы абсорбции, удержания воды и набухания) влияет на прохождение масс через желудок и тонкую кишку. Она также оказывает влияние на уровень глюкозы и холестерина в крови.
Классификация по расщепляемости бактериями рубца (кишечными бактериями у моногастричных):
  • Агар, каррагинан, ульваны и фуканы хорошо расщепляются.
  • Ламинараны и ксиланы полностью расщепляются и сразу направляются на синтез короткоцепочечных жирных кислот.
  • Альгинаты частично расщепляются, что приводит к образованию олигомеров: β-олигомеры продемонстрировали пребиотическое действие на крысах (in vitro и in vivo), что перспективно для дальнейших исследований.
Олигосахариды – полимеры сахаридов, обладают пребиотическими свойствами, связанными с микрофлорой толстой кишки. Их можно добавлять в корм, чтобы блокировать колонизацию ЖКТ патогенами и стимулировать иммунный ответ кишечника.

Протеин
Содержание протеина в водорослях непостоянно. Бурые водоросли имеют сравнительно низкий его процент (5-11% в пересчете на сухое вещество). У красных водорослей он колеблется в пределах 30-40% от СВ, что сравнимо с соей. Зеленые водоросли имеют довольно значительное содержание белка, которое может достигать 20% СВ в определенные периоды года.
Спирулина, пресноводная микроводоросль, широко известна благодаря очень высокому содержанию протеина (70% от СВ).

Витамины
Водоросли богаты:
  • провитамином А (красные водоросли);
  • витамином С (бурые и зеленые водоросли);
  • витамином Е (бурые водоросли);
  • витаминами группы В (особенно В2 и В3); характерен высокий уровень витамина B12, который наземные растения не содержат.

Липиды
Содержание липидов в водорослях довольно низкое — в среднем 1-3% в пересчете на СВ, у Ascophyllum nodosum может достигать 5%. В качественном отношении липиды водорослей отличаются от липидов наземных растений. Они содержат преимущественно ненасыщенные жирные кислоты.
Зеленые водоросли имеют жирнокислотный состав, близкий к таковому у наземных растений, но с гораздо большим содержанием олеиновой (С 18:1) и альфа-линоленовой (ω3 – С18:3) кислот.
Красные водоросли сравнительно богаты 20-углеродными полиненасыщенными жирными кислотами. Это уникальная для растений особенность, такие ЖК широко представлены в тканях животных. Уровень эйкозапентаеновой кислоты (ЭПК, ω3 – C20:5) особенно высок, у рода Porphyra на нее приходится до 50% полиненасыщенных жирных кислот. Также присутствует арахидоновая кислота (ω6 – C20:4). Содержание 18-углеродных полиненасыщенных жирных кислот у Porphyra доходит до 10% от общего количества ЖК.
У бурых водорослей схожее распределение жирных кислот, хотя содержание линоленовой кислоты высокое.

Действие кормовых добавок из морских водорослей
Использование морских водорослей в рационах животных улучшает общее состояние здоровья и продуктивность. Налаживается состояние кожного покрова; нормализуется эстральный цикл, увеличивается количество и качество спермы, что приводит к повышению показателей воспроизводства.
Ascophyllum spp. можно применять для обогащения йодом пищевых продуктов (мясо, молоко, яйцо). Продукты питания должны содержать достаточное количество йода для удовлетворения метаболических потребностей организма.
Lithothamnium spp. в сельском хозяйстве используются не только для коррекции pH почв, но и в кормлении животных. Положительное действие добавок:
  • коррекция деятельности микрофлоры рубца;
  • улучшение усвоения питательных веществ;
  • регулирование кислотности при скармливании рационов с высоким содержанием кукурузного силоса, снижение риска ацидоза;
  • удовлетворение потребности в кальции для производства молока;
  • содержат 0,27% серы, которая играет важную роль в синтезе сульфурированных аминокислот и, в свою очередь, белков и витаминов; сера играет значимую роль в контроле окислительно-восстановительного потенциала рубца.

Микроводоросли
Эти примитивные водные организмы размножаются простым делением 1-2 раза в день, считаются самыми продуктивными растениями в мире. Наиболее известна из них спирулина (Spirulina spp.). Она является важным источником биологически ценных веществ. На протяжении веков спирулина была известна во многих странах, широко использовалась в Китае, Греции и Мексике.

Состав спирулины:
  • 60%-70% протеина, содержащего все незаменимые аминокислоты, с отличной биодоступностью.
  • Высокий уровень хлорофилла и фикоцианина.
  • Полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), в основном n-3 (докозагексаеновая кислота и пр.). Кроме того, спирулина богата предшественниками гамма-линоленовой кислоты, простагландинов, лейкотриенов и тромбоксанов.
  • Антиоксиданты (фикоцианин и каротиноиды) могут действовать как провитамин А и предотвращать образование активных форм кислорода (окислительный стресс приводит к хроническим заболеваниям).
  • Витамины (почти все необходимые соединения), в том числе А, группа В и токоферолы. Характерно наличие витамина B12, что свидетельствует о тесной филогенетической связи между этими водорослями и бактериями, вырабатывающими его.
  • Минеральные вещества — макро- (Na, K, Ca и Mg) и микроэлементы (Fe, Zn, Mn и Cu).
Спирулину вводят в рационы объектов аквакультуры, птицы, свиней, жвачных.

Основным преимуществом микроводорослей является их аминокислотный профиль, у некоторых видов он сравним с лучшими традиционными источниками белка. Микроводоросли также имеют высокий уровень витаминов и микроэлементов. Различные виды микроводорослей различаются по составу, а также формам производимых добавок.
Проведен ряд испытаний на объектах аквакультурны, поскольку именно в этом секторе микроводоросли используются чаще всего. Также рассматривалось кормление птицы: включение в рационы на уровне 5-10% выгодно для замены традиционных протеиновых кормов.
В настоящее время исследования сосредоточены на физико-химической оценке различных штаммов микроводорослей. Их использование в кормлении жвачных животных представляет собой интересную область для изучения. Недавние опыты показали, что добавки с водорослями положительно влияют на микробиом рубца и синтез жирных кислот.
Известно, что избыточное использование водорослей может негативно повлиять на продуктивность животных и снизить потребление кормов. По этой причине необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, при какой норме ввода сохраняется положительное действие.

Спирулина в кормлении КРС
В последнее время большое внимание уделяется обогащению молочного жира ПНЖК. Эти кислоты, которые не могут быть синтезированы организмом животных (и человека), обладают благотворным действием: могут снижать риск сердечно-сосудистых заболеваний, атеросклероза, кожных болезней, артрита. В традиционных рационах молочных коров их обычно мало, соответственно, мало и в молоке (менее 0,1% от общего количества жирных кислот). Можно рассматривать решение этой проблемы в том числе и с помощью микроводорослей.
Опыты на молочных коровах показали положительное влияние на продуктивность: у животных, получавших спирулину, возрастали удой (в ряде исследований — до 21%), содержание молочного жира (на 17,6-25,0%), белка (на 9,7%), лактозы (на 11,7%) по сравнению с контролем. Эти результаты можно объяснить влиянием спирулины на синтез микробного белка и ее ценным составом.
Кроме того, результаты подчеркивают пользу спирулины для здоровья скота. Ее ввод в рацион связан со значительным снижением уровня соматических клеток. Кроме того, у животных, получавших спирулину, была лучшая упитанность в сравнении с контролем.
Опыты на быках показывают, что при добавлении в рацион спирулины повышается качество спермы. Водоросли положительно влияют на подвижность, концентрацию и жизнеспособность сперматозоидов после консервации. Однако необходимы дальнейшие исследования.

Спирулина в кормлении МРС
В этой области пока опубликовано мало исследований. В одном из них ягнята, получавшие молоко овцематок, которым скармливали спирулину, имели большую живую массу и среднесуточный привес по сравнению с контрольной группой. Кроме того, у ягнят была более высокая масса тела при рождении, когда овецы получали спирулину в период суягности.

Использование водорослей в кормлении очень перспективно. Существует очевидная потребность в дальнейших исследованиях их применения в животноводстве.

По материалам Ф. Бача База.
Перевела А. Романенко.
Опубликовано: 04 августа, 2022 в 14:50  •  
Тэги:

Нет комментариев

Похожие посты
Эфирные масла в свиноводстве как альтернатива антибиотикам
Органические кислоты в кормлении свиней
Применение органических кислот в мясном птицеводстве
Кормовые ароматизаторы для КРС: преимущества
Для чего и каким образом имитируют молоко транзитного периода