THE ROLE OF EMULSIFIERS IN LIPID DIGESTION OF BROILER CHICKEN DIETS (scoping review)

Актуальной задачей современного птицеводства является снижение себестоимости и улучшение качества выпускаемой продукции. Выполнение этой задачи невозможно без полноценного, сбалансированного и рационального кормления птицы с учетом всех физиологических и технологических особенностей. Большое значение этой проблеме уделяется авторами научных работ как в нашей стране, так и за рубежом.

Важнейшей частью рационов сельскохозяйственной птицы являются жиры и масла, обеспечивающие рекомендуемый уровень обменной энергии. Однако биологические функции липидов этим не ограничиваются – липиды являются основной формой депонирования энергии в организме птицы, структурными компонентами мембран живых клеток, источниками незаменимых жирных кислот – основой последующего синтеза биологически активных веществ и т.д.

Использование жиров в рационе бройлеров повышает вкусовые качества и поедаемость корма, улучшает его физические и технологические свойства

Однако процент ввода жиров в комбикорма ограничен, как и возможности их усвоения организмом.

Источники энергии, наряду с источниками протеина, представляет собой основную часть стоимости кормовых рецептур. В связи с постоянным ростом цен на зерно, во всем мире растет интерес к изучению способов повышения энергетической ценности рационов. Поэтому для современных специалистов по кормлению птицы существует необходимость в более глубоком понимании процесса переваривания и усвоения жиров домашней птицей.

Жиры обладают гидрофобными свойствами, поэтому для их переваривания необходимым условием является растворение в водной среде, после чего на границе раздела сред липид/вода может происходить гидролиз

Эмульгаторы увеличивают площадь поверхности раздела сред липид/вода за счет дробления крупных капель жира на более мелкие, обеспечивая создание эмульсии из несмешивающихся субстанций. В организме птицы естественными эмульгаторами являются желчные кислоты. В присутствии желчных кислот желчи жир эмульгируется и далее усваи­вается организмом в виде эмульсии. Химия желчных кислот сложна из-за большого разнообразия химических структур в их составе, таких как холевая кислота, хенодезоксихолевая кислота, дезоксихолевая кислота и литохолевая кислота. Первичные желчные кислоты синтезируются из холестерина в печени, а вторичные желчные кислоты образуются в результате бактериальной модификации первичных желчных кислот в толстой кишке. Обычно они состоят из смеси отдельных желчных кислот. У крупного рогатого скота холевая кислота и дезоксихолевая кислота являются основными желчными кислотами, тогда как α-гиодезоксихолевая кислота и хенодезоксихолевая кислота преобладают в желчи свиньи. Желчные кислоты у птицы, в основном состоят из хенодезоксихолевой кислоты и холевой кислоты. Если желчных кислот выделяется недостаточно, что может происходить вследствие физиологической незрелости пищеварительного тракта цыплят в ранние периоды откорма, а также из-за напряженной работы печени, при воздействии лекарственных препаратов, токсинов и в следствие нарушения кормления, то усвоение жиров снижается, что в итоге отрицательно сказывается на производственных показателях. В связи с этим значительные перспективы открываются при использовании кормовых добавок, содержащих эмульгаторы жира.

Изучению влияние желчных кислот на показатели роста, характеристики туши, метаболизм липидов в сыворотке крови и активность кишечных ферментов у цыплят-бройлеров посвящена работа китайских ученых Wenqing L. с соавт. Желчные кислоты для исследования были извлечены из пасты желчи свиньи с помощью процесса, который включает омыление, обесцвечивание, подкисление, очистку и обезвоживание Объектами исследования служили 432 суточных самца-бройлера кросса Arbor Acres, которые были случайным образом распределены по 4 группам (3 опытные и одна контрольная) с 6 повторностями по 18 цыплят в каждой. Эксперимент продолжался на протяжении 42 дней. Рацион опытных групп состоял из кукурузы и соевых бобов. Желчные кислоты добавлялись к рациону следующим образом: 0 (контроль), 40 мг, 60 мг и 80 мг желчных кислот / кг рациона. Диета с включением желчных кислот значительно увеличила среднесуточный прирост живой ассы и снизила конверсию корма с 21 дня до 42 дня эксперимента (P<0,01). Однако добавление желчных кислот в рацион не повлияло на среднесуточное потребление корма. Процент мышц бедра в туше были заметно (P<0,01) выше для рационов бройлеров, получавших рацион с добавлением 60 и 80 мг / кг желчных кислот. Напротив, масса абдоминального жира был значительно снижена (P<0,01). У 42-дневных бройлеров добавление желчных кислот не влияло на концентрации триглицеридов, липопротеинов высокой плотности и липопротеинов низкой плотности в крови (P> 0,05). Добавление к рациону желчных кислот в количестве 60 и 80 мг / кг значительно увеличило активность липазы двенадцатиперстной кишки и липопротеинлипазы на 21 и 42 день, а также снизило активность гормоночувствительной липазы на 42 день. Таким образом, добавление желчных кислот к рациону бройлеров всех периодов откорма может эффективно повысить активность кишечной липазы и липопротеинлипазы, улучшить показатели роста и качественные характеристики туши бройлеров.

В практике современного кормления птицы существует потребность не просто увеличить количество жира в рационах кормления, но и, прежде всего, сделать его доступным для переваривания. Добавление фосфолипидов в рацион бройлеров и несушек доказало свою эффективность в улучшении переваривания жиров и утилизации питательных веществ, а следовательно, и в улучшении показателей роста. Фосфолипиды рекомендуется добавлять в корма для цыплят, содержащие более высокий уровень кормовых жиров/масел, а также более высокий уровень насыщенных жиров.

Важнейшим резервом повышения переваримости жиров является использование в рационах птицы эмульгаторов (стабилизаторов эмульсий). Интересную систему оценки активности эмульгаторов предлагает Dr. Rajesh SinghJuly

Рисунок 1 - Строение мицеллы (по R. SinghJuly)

DOI:10.23649/JAE.2024.42.6.1

На рисунке показана структура мицеллы, которая имеет сферическую форму, однако также видны и другие формы мицелл, такие как гексагональная, пластинчатая, кубическая и т.д., что зависит от свойств эмульгаторов. Эмульгаторы классифицируются по их гидрофильному/липофильному балансу (HLB). Это означает баланс между их активностью в двух средах – воде и жире. Шкала, которая варьирует от 0 до 20 позволяет нам оценить этот баланс. Эмульгатор имеет, символически говоря, гидрофобный хвост и гидрофильную головку. Хвост может сильно варьировать по размеру и является основным параметром, влияющим на активность молекулы. Фосфолипиды состоят из 2 частей, одна часть которых является полярной группой, а другая-неполярной. Баланс полярности и неполярности определяет его активность в качестве эмульгатора. Чтобы получить водную эмульсию масла (которая необходима для усвоения жира в кишечнике птицы), нам нужно больше гидрофильности и меньше гидрофобности. Это означает, что значение HLB должно быть больше 8 по шкале от 0 до 20. По мнению автора, обычные фосфолипиды на основе лецитина обеспечивают значение HLB 5, что недостаточно для хорошего эмульгатора, но правильное добавление лизолецитина (рис.2) увеличивает значение HLB до необходимого уровня. Соотношение лецитина и лизолецитина играет важную роль в определении стабильности мицелл и, следовательно, их абсорбции. Лизолецитин является производным лецитина и получается путем ферментативного переваривания лецитина с помощью фермента фосфолипазы А₁ (того же фермента, который содержится в змеином яде). Автором также рассматриваются аспекты участия биологически-активных веществ – в частности витаминов, в процессе всасывания жирных кислот в кишечнике сельскохозяйственной птицы.

Рисунок 2 - Строение лецитина (имеет два хвоста) – слева, и лизолецитина (один хвост) – справа (по R. SinghJuly)

DOI:10.23649/JAE.2024.42.6.2

Автором делается следующий вывод: при изменении сценария развития технологии птицеводства необходимо ориентироваться на эффективное использование ресурсов с целью получения максимальной прибыли. В птицеводстве, если присмотреться внимательно, можно увидеть, что основное внимание в отрасли уделяется снижению потерь корма за счет улучшения пищеварения. Но в то же время всасывание переваренного питательного вещества также должно происходить должным образом, иначе хорошее пищеварение не имеет никакого смысла. С момента зарождения коммерческой птицеводческой промышленности произошло много инноваций, которые меняют и дают новый толчок производственной системе, а также помогают птицеводам получать более высокую прибыль. Одной из таких инноваций является использование эмульгаторов в кормах для птицы. Небрежное отношение к нормированию жира в рационе, незнание физиологии его переваривания и всасывания может оказать серьезное влияние на общую продукцию в долгосрочной перспективе.

В настоящее время наиболее эффективными и хорошо изученными эмульгаторами считаются лецитин и L-карнитин. Лецитины – эффективные биоэмульгаторы. Как уже было сказано ранее, их включают в рационы бройлеров с целью восполнения нехватки естественной эмульгирующей активности. В свою очередь, L-карнитин играет важную роль в транспорте жирных кислот в митохондрии, обеспечивая, тем самым, их β– окисление

Изучению вопроса использования лецитина из соевых бобов посвящена работа A. Vin˜ado, L. Castillejos с соавт.

Как сообщают авторы, цена на традиционные источники жира в кормлении бройлеров неизменно увеличивалась в Европейских странах в последние несколько лет. Отчасти это происходило из-за растущего спроса на растительные жиры для производства биодизеля. Согласно текущим прогнозам, эта тенденция сохранится в последующие годы. Поэтому в Европе растет интерес к поиску и использованию альтернативных источников энергии в кормлении бройлеров с целью снижения производственных затрат. Побочные продукты, полученные в процессе очистки растительного масла, представляют собой привлекательную альтернативу традиционным источникам энергии в рационах птицы из-за их конкурентоспособной цены и возможности вторичного использования продуктов во избежание загрязнения окружающей среды. Существует большое разнообразие источников лецитина (растительных и животных), но те, которые получены из семян сои, являются наиболее актуальными с точки зрения применения в птицеводстве и мирового производства в целом. Вопросу использования неочищенного лецитина соевых бобов и посвящена эта работа. Лецитин получают как до процесса рафинирования, так и на стадии рафинирования, и состоит он из липидной смеси, в основном содержащей полярные липиды (> 60%), в частности фосфолипидов, и, в меньшей степени, нейтральных липидов, таких как триацилглицерины. Химическая структура фосфолипидов состоит из 1,2-диацилглицериновой основы с 2 цепями жирных кислот и головной фосфатной группы, связанной с функциональным фрагментом (холином, этаноламином и инозитом, например). Присутствие как гидрофильных (цепи жирных кислот), так и липофильных (глицерин, фосфор и функциональная часть) компонентов придает лецитину эмульгирующие свойства. Хотя сырой соевый лецитин представляет собой экономичную альтернативу как важный источник валовой энергии, фосфора, холина, линолевой и линоленовой кислоты, в настоящее время научной информации недостаточно, чтобы рекомендовать его использование в кормлении цыплят-бройлеров.

Авторами были проведены два эксперимента для оценки использования неочищенного соевого лецитина в качестве альтернативного источника энергии при кормлении бройлеров и для изучения его влияния на продуктивность, усвояемость жирных кислот, содержание кажущейся метаболической энергии в корме и жирнокислотный профиль абдоминального жира. Базовый рацион в эксперименте был дополнен 3% соевым маслом или маслом мононенасыщенной растительной кислоты (A; эксперимент 2), как альтернатива использовались увеличивающиеся количества лецитина (1, 2 и 3%). Авторами было установлено, что включение лецитина не повлияло на результаты откорма (P>0,05). В стартовых рационах замена соевого масла на лецитин снижала содержание кажущейся метаболической энергии в кормах (P<0,001) и снижала усвояемость полиненасыщенных жирных кислот (P=0,028), тогда как в фазе гровера-финишера смесь из 2% соевого масла и 1% лецитина не изменял содержание кажущейся метаболической энергии в корме или усвояемость жирных кислот. Если лецитин был включен вместо масла мононенасыщенной растительной кислоты, не было обнаружено никакого воздействия на значение кажущейся метаболической энергии корма и общую усвояемость жирных кислот (P>0,05) на этапе старта, тогда как в рационах гровера-финишера использование смеси 2% масла мононенасыщенной растительной кислоты и 1% лецитина-улучшало в корме содержание кажущейся метаболической энергии (P<0,001) и общая усвояемость жирных кислот (P=0,001). Профиль жирных кислот абдоминального жира отражает состав жирных кислот рационов. Сырой соевый лецитин представляет собой альтернативный источник энергии для цыплят-бройлеров, и его можно использовать в рационах гровера-финишера вместо 1% соевого масла. На основании проведенных исследований авторы делают вывод о том, что наилучшим вариантом включения обоих альтернативных жиров (лецитина и мононенасыщенной растительной кислоты) было 2% лецитина с 1% мононенасыщенной растительной кислоты в стартовые рационы и 1% лецитина с 2% мононенасыщенной растительной кислоты в рационы гровера-финишера, поскольку они показали положительный синергетический эффект. Результаты показывают, что профиль жирных кислот в рационе оказывает большее влияние на жирнокислотный профиль абдоминального жира, чем различные молекулярные структуры липидов в рационе. Дальнейшие исследования могут помочь лучше понять механизмы, лежащие в основе этих эффектов.

Время прохождения пищевых масс по желудочно-кишечному тракту бройлера имеет прямую зависимость от уровня ввода жира в рацион, а использование жиров в рационе улучшает использование энергии в целом, поскольку за счет уменьшения скорости прохождения химуса по ЖКТ, пищеварительные ферменты дольше контактируют с пищевой массой. Кроме того, увеличение продолжительности контакта с энтероцитами кишечника способствует улучшению всасывания

Тем не менее эффективность использования птицей жиров снижается с увеличением их содержания в кормах и наоборот

Природа источника жира, используемого в рационе, оказывает известное влияние на показатели мясной и яичной продуктивности

Нередко в рационах птиц используют несколько источников жира, они могут быть как растительного, так и животного происхождения. Поскольку жирнокислотный состав источника жира имеет большое значение, особый интерес представляют собой исследования с использованием в рационах кормления двух или более различных источников жира. Поэтому для нас представляет научный интерес статья Guerreiro Neto с соавт.

Настоящее исследование направлено на оценку влияния добавления эмульгатора в рационы, содержащие соевое масло, жир птицы или их смесь, на продуктивность, характеристики тушки, уровни липидов в сыворотке крови, концентрацию липазы поджелудочной железы и усвояемость питательных веществ у бройлеров. Был применен рандомизированный блочный дизайн эксперимента с использованием факторной схемы 3x2 с тремя источниками жира (соевое масло, жир домашней птицы и смесь 50% соевого масла и 50% жира птицы) и добавлением или без добавления эмульгатора. В эксперименте I оценивали продуктивность бройлеров, характеристики туши, уровни холестерина в сыворотке, ЛПВП и триглицеридов, а также активность липазы поджелудочной железы у 42-дневных бройлеров. В эксперименте II анализировали коэффициенты переваримости сухого вещества (DM), эфирного экстракта (EE), сырого протеина (CP) и сырой клетчатки (CF). Бройлеры, получавшие рацион, содержащий соевое масло и эмульгатор, показали более высокую живую массу, прирост массы и лучший коэффициент конверсии корма. Когда птицам давали птичий жир и смесь жиров (соевое масло и птичий жир) и добавляли эмульгатор в рацион, концентрация липазы поджелудочной железы увеличивалась. Был сделан вывод, что использование соевого масла, птичьего жира и их смеси не влияет на продуктивность, характеристики туши или уровни холестерина, ЛПВП и триглицеридов в 42-дневных бройлерах. Добавление эмульгаторов к рационам, содержащим птичий жир, улучшает усвояемость эфирного экстракта и увеличивает выработку и секрецию липазы поджелудочной железы.

A.C. Guerreiro Neto et al. (2011) не выявили достоверных различий между бройлерами получавшими различные источники жира: соевое масло, птичий жир, и их комбинацию. Похожие результаты получили A.F. Ferreira et al. (2005) – в опыте данных авторов на бройлерах не было выявлено различий между группами, получавшими смесь соевого масла и говяжьего жира в различных концентрациях.

Экспериментально доказано, что использование жиров рациона повышается, когда соотношение между ненасыщенными и насыщенными жирными кислотами увеличивается с 0 до 2,5

Многие авторы указывают на то, что жиры, богатые длинноцепочечными насыщенными жирными кислотами менее усвояемы, чем жиры с высоким содержанием среднецепочечных или ненасыщенных жирных кислот

Усвояемость жира возрастает с увеличением содержания в нем ненасыщенных жирных кислот

Содержащиеся в зерновых кормах рациона ненасыщенные жирные кислоты могут улучшить использование жиров с высоким содержанием насыщенных жирных кислот. Такой эффект, однако, мало ощутим при высоком уровне ввода в рацион жиров богатых насыщенными жирными кислотами

Важную роль в растворении неполярных длинноцепочечных насыщенных жирных кислот играет присутствие моноглицеридов. Эффективность всасывания жирных кислот бройлерами при использовании в рационе триглицеридов выше, чем при их замене аналогичной комбинацией жирных кислот в чистом виде

Жирнокислотный состав липидов корма оказывает известное влияние на жирнокислотный состав липидов мышечной ткани и абдоминального жира

По сообщениям Pekel et al. (2013) содержание полиненасыщенных жирных кислот в мышечной ткани бройлеров достоверно снижалось, а насыщенных и мононенасыщенных – достоверно увеличивалось при замене подсолнечного масла в рационе на подсолнечный соапсток

Влияние природы жира на уровень холестерола в крови также хорошо известно. Использование льняного, подсолнечного и соевого масла способствует снижению уровня холестерола в крови кур-несушек, по сравнению с использованием свиного жира

По данным N. Crespo and E. Esteve-Garcia (2003) и V.B. Fascina et al. (2009), использование в рационах бройлеров животных жиров приводит к более высокому уровню общего холестерола крови по сравнению с использованием рационов на основе растительных масел. Таким образом, показано, что жиры с высоким содержанием насыщенных жирных кислот способствуют повышению уровня холестерола в крови

Показано, что насыщенные жирные кислоты способствуют увеличению фракции ЛПНП в крови, тогда как полиненасыщенные жирные кислоты, наоборот, снижают уровень ЛПНП, ЛПОНП и общего холестерола, а также увеличивают содержание ЛПВП

Известно, что насыщенные жирные кислоты легче депонируются в жировых депо, чем ненасыщенные, которые, кроме того, способствуют замедлению синтеза жирных кислот de novo

В птицеводстве, особое внимание уделяется снижению потерь корма за счет улучшения пищеварения. Но в то же время всасывание переваренного питательного вещества также должно происходить должным образом, иначе хорошее пищеварение не имеет никакого смысла. Одной из таких инноваций является использование эмульгаторов в кормах для птицы.

Применение комплексных липидосодержащих добавок поможет поднять качество продукции птицеводства и снизить ее себестоимость.

Также в статье описаны особенности переваривания бройлерами жиров из кормов. Независимо, какой источник жира получает птица, различий между группами, получавших смесь соевого масла и говяжьего жира в различных концентрациях, не было.

Многие авторы указывают на то, что жиры, богатые длинноцепочечными насыщенными жирными кислотами, менее усвояемы, чем жиры с высоким содержанием среднецепочечных или ненасыщенных жирных кислот. Насыщенные жирные кислоты легче депонируются в жировых депо, чем ненасыщенные, которые, кроме того, способствуют замедлению синтеза жирных кислот de novo.