Содержание протеина в разных типах корма

Введение

Важность протеина

Протеин обеспечивает рост и восстановление тканей, поддерживает иммунную защиту, участвует в синтезе ферментов и гормонов. Недостаток приводит к замедлению прироста, ухудшению состояния кожи и шерсти, снижению сопротивляемости инфекциям.

Для оптимального кормления необходимо учитывать:

суточную норму, зависящую от возраста, веса и физической активности;
соотношение незаменимых и заменимых аминокислот;
биодоступность, определяемую способом обработки и источником белка.

Различные виды кормов отличаются уровнем белка и его качеством. Животные источники (мясокостная мука, рыба) обычно содержат полный набор аминокислот, растительные (соевые, гороховые) часто требуют дополнения. При подборе рациона следует ориентироваться на аналитические данные о протеиновом составе, чтобы обеспечить достаточное поступление всех необходимых компонентов.

Факторы, влияющие на потребность в протеине

Потребность в протеине определяется сочетанием биологических и технологических факторов. Уровень белка, необходимый животному, меняется в зависимости от вида, возраста и физиологического состояния организма. Наиболее интенсивный рост требует максимального обеспечения аминокислотами, тогда как в период покоя потребление снижается.

Среди ключевых факторов, формирующих потребность в протеине, выделяются:

генетический потенциал, определяющий предельные темпы роста и продуктивность;
стадия развития (детёныш, подросток, взрослый, лактация, беременность);
уровень физической активности и условия содержания (температурный режим, влажность);
состояние здоровья, включая наличие болезней, стрессовых факторов и иммунных реакций;
состав рациона: соотношение растительных и животных компонентов, наличие высокоусвояемых источников белка;
степень усвояемости протеина в корме, зависящая от обработки, наличия анти‑нутриентных веществ и уровня ферментативной активности;
объём потребляемой корма, который ограничивает доступность аминокислот при ограниченном потреблении;
метаболические нагрузки, связанные с производством молока, яиц, мяса или шерсти.

Каждый из перечисленных элементов в отдельности и в совокупности определяет оптимальный уровень белка в рационе. При планировании кормовых программ необходимо проводить расчёт, учитывающий все перечисленные параметры, чтобы обеспечить адекватный рост, продуктивность и здоровье животных.

Типы кормов

Растительные корма

Зерновые

Зерновые корма характеризуются разнообразием белкового содержания, которое определяется видом культуры, условиями выращивания и степенью обработки. Белок в зерне служит основным источником аминокислот для животных, однако его количество варьирует от низкого до умеренного по сравнению с концентрированными протеиновыми компонентами.

Основные зерновые и их типичные показатели белка (сухой вес):

Пшеница - 10-14 %
Кукуруза - 7-9 %
Ячмень - 9-12 %
Овёс - 11-14 %
Рожь - 8-11 %
Сорго - 9-12 %

Факторы, влияющие на уровень белка в зерне:

Сорт и генетика культуры - отбор высокобелковых вариантов повышает среднее содержание.
Удобрения и агрохимические средства - азотные удобрения усиливают синтез протеина.
Климатические условия - температура и влажность в вегетационный период влияют на накопление азотсодержащих соединений.
Стадия созревания - поздний сбор обычно увеличивает долю белка, но снижает общую энергетическую ценность.

Обработка зерна изменяет доступность белка. Мельчение повышает поверхность, облегчая ферментацию в желудочно-кишечном тракте, тогда как термическая обработка (паштование, экструзия) может денатурировать белковые структуры, улучшая их усвояемость, но при экстремальных температурах часть аминокислот разрушается.

Сравнительно с бобовыми, где содержание белка достигает 20-30 %, зерновые предоставляют умеренный уровень, требующий дополнения протеиновыми добавками при формировании рационов с высоким требованием к росту или лактации. При планировании кормовой программы необходимо учитывать как абсолютное содержание белка, так и его биологическую ценность, определяемую соотношением эссенциальных аминокислот.

Бобовые

Бобовые занимают значительное место в рационе животных благодаря высокому уровню белка, который варьируется в зависимости от вида и обработки продукта. Протеиновый состав бобовых превосходит многие зерновые культуры, обеспечивая существенный вклад в суточную потребность животных в аминокислотах.

Горох (свежий) - 19 % потенциального белка на сухой массе; после сушки - 22‑24 %.
Соя - 36‑40 % потенциального белка; при термической обработке - 45 % в виде изолята.
Фасоль (белая) - 21‑23 % потенциального белка; сухая фасоль - 24‑26 %.
Чечевица - 23‑25 % потенциального белка; сухой продукт - 27‑30 %.
Нут - 19‑21 % потенциального белка; после обжарки - 22‑24 %.

Содержание белка в бобовых превышает показатели большинства зерновых (пшеница - ≈ 12 %, кукуруза - ≈ 9 %). При составлении кормовых смесей бобовые могут заменять часть животных белков, снижая зависимость от сырья животного происхождения. При этом необходимо учитывать фактор антинутриентов (фитиновая кислота, лектины), которые уменьшают биодоступность белка; их уровень снижается в результате замачивания, проращивания или термической обработки.

Для расчёта протеинового баланса в корме используют коэффициент усвоения, который у бобовых обычно составляет 70‑80 % при условии правильной обработки. Применение соевых шротов в сочетании с горохом позволяет достичь суммарного содержания белка в корме от 18 до 22 % при минимальном уровне незаменимых аминокислот. Такой подход обеспечивает стабильный рост и продуктивность животных без избыточного ввода азотистых соединений.

Жмых и шрот

Жмых и шрот - два широко применяемых кормовых продукта, отличающиеся по источнику сырья и уровню белка. Жмых образуется после отжима масличных семян (подсолнечника, рапса, сои) и сохраняет значительное количество клетчатки. Шрот представляет собой остаток после экстракции масла из тех же семян, но проходит дополнительную обработку, что повышает его питательную плотность.

В среднем содержание протеина в жмыхе составляет 15‑20 % сухой массы, при этом уровень зависит от вида семян и степени очистки. Шрот обладает более высоким показателем - 35‑45 % сухой массы, что обусловлено концентрированным остатком белковых веществ после удаления масла. Ниже приведена сравнительная таблица типовых значений:

Жмых подсолнечника: 17‑19 % белка; клетчатка ≈ 30 %.
Жмых сои: 18‑22 % белка; клетчатка ≈ 25 %.
Шрот подсолнечника: 38‑42 % белка; остаточная жировая часть ≈ 5 %.
Шрот сои: 44‑48 % белка; остаточная жировая часть ≈ 2 %.

Эти данные позволяют точно рассчитывать рацион животных, учитывая потребности в белке и энергетическую ценность. При формировании кормовых смесей предпочтительно сочетать жмых, богатый волокнами, с шротом, обеспечивающим высокую концентрацию белка, что оптимизирует рост и продуктивность скота.

Зеленые корма

Зеленые корма характеризуются высоким уровнем белка, который варьирует в зависимости от вида растения, стадии созревания и условий выращивания. На ранних стадиях роста травы и бобовых содержание протеина достигает 20-25 % сухой массы, в то время как при более позднем срезе показатель снижается до 12-15 %.

люпин (Medicago sativa): 18-22 % при росте до 30 дней, 14-16 % после цветения;
клевер (Trifolium pratense): 16-20 % в начале вегетативного периода, 12-14 % при полном созревании;
яровая овсяница (Avena sativa): 14-18 % на ранней фазе, 10-12 % в зрелой фазе;
ржи (Secale cereale) в виде сена: 12-15 % при быстром высушивании, ниже 10 % при длительном хранении.

Факторы, влияющие на протеиновый профиль, включают:

степень зрелости растения - более молодые ткани содержат больше клеточного белка и меньше клетчатки;
уровень азотного удобрения - увеличение азотного ввода повышает синтез белка, но может снижать вкусовые свойства;
климатические условия - умеренный климат и достаточное освещение способствуют более высокой концентрации протеина;
метод сохранения - быстрая ферментация сена или силоса сохраняет большую часть белка, в отличие от длительного высушивания, при котором часть протеина окисляется.

Сравнительно с концентрированными кормами (зерновыми, масличными) зеленые корма обеспечивают более сбалансированный аминокислотный профиль, особенно по содержанию лизина и метионина, что улучшает биологическую ценность рациона. При составлении кормовых смесей их доля регулируется в зависимости от потребностей животных и доступности сырья, чтобы поддерживать оптимальный уровень протеина в рационе.

Животные корма

Продукты переработки молока

Молочные переработанные продукты часто включаются в состав кормов для животных, поскольку они обеспечивают высокую концентрацию белка, необходимую для роста и восстановления тканей. Ниже приведены типичные показатели протеинового содержания для основных видов продукции, получаемой из молока.

Сыр твердый - 30-35 % сухой массы.
Сыр полутвердый - 25-30 % сухой массы.
Творог - 16-20 % сухой массы.
Кефир - 2,5-3,5 % сухой массы.
Йогурт - 3,5-5 % сухой массы.
Сухое цельное молоко - 35-38 % сухой массы.
Молочная сыворотка (концентрированная) - 8-12 % сухой массы.
Масло сливочное - 0,5-1 % сухой массы (низкое содержание белка, преимущественно жир).

Для рационов, где требуется максимальное увеличение протеиновой доли, предпочтительно использовать твердые сыры и сухое цельное молоко. При необходимости снижения общей калорийности и увеличения доступности жидких форм подходят кефир и йогурт, содержащие умеренное количество белка и легко усваиваемые лактозой. Сыворотка, будучи побочным продуктом, часто применяется в виде концентрата для повышения белковой плотности без значительного увеличения жировой фракции.

При формировании кормовой смеси необходимо учитывать совместимость белковых компонентов с другими ингредиентами, их растворимость и степень термической обработки, чтобы сохранить биологическую ценность протеина.

Продукты переработки мяса

Мясные переработанные продукты представляют собой концентрированные источники азота, применяемые в кормовых смесях для животных. К ним относятся кости и хрящи, субпродукты (печень, сердце, почки), мясные сухие остатки, концентрированные мясные белковые концентраты и гидролизаты.

Костные и хрящевые фракции - приблизительно 15-25 % белка (в сухом виде).
Субпродукты (печень, сердце, почки) - 23-30 % белка, в зависимости от вида и степени обезжиривания.
Сухие мясные остатки - 30-38 % белка, при уровне влажности ниже 10 %.
Белковые концентраты (мясо‑костный концентрат) - 45-55 % белка, получаемые методом экстракции и сушки.
Гидролизаты - 50-70 % белка, растворимые в воде, получаемые ферментативным расщеплением.

Уровень протеина определяется исходным сырьем, степенью обезжиривания и степенью удаления влаги. Более интенсивная обезжиривание повышает концентрацию белка, но может снизить пищевую ценность за счёт потери некоторых аминокислот. Термическая обработка и ферментативный гидролиз увеличивают растворимость белка, улучшая его усвоение в желудочно‑кишечном тракте животных.

По сравнению с растительными источниками (соевые и гороховые концентраты ≈ 40-50 % белка) мясные продукты часто обладают более высоким содержанием незаменимых аминокислот и лучшей биологической ценностью. Однако их стоимость и ограничения по использованию в некоторых видах животноводства требуют точного расчёта дозировки.

Для обеспечения баланса азотистых компонентов в рационах рекомендуется включать мясные концентраты в количестве, соответствующем их протеиновому профилю: 5-10 % сухой массы кормовой смеси при использовании концентратов 45 % белка, 3-6 % при применении гидролизатов 60 % белка. При этом следует учитывать общую суточную потребность животных в белке и энергетические характеристики рациона.

Рыбная мука

Рыбная мука представляет собой концентрированный источник животного белка, получаемый из переработанных рыбных отходов и мелких видов рыбы. Протеиновый состав этой добавки варьируется в зависимости от сырья, технологии сушения и степени очистки.

В типичном спектре кормов для сельскохозяйственных животных рыбная мука занимает позиции с высоким уровнем белка:

сухая рыбная мука (полностью обезвоженная) - 45-55 % протеина;
концентрат из мелкой рыбы (с частичным удалением жира) - 38-44 % протеина;
гранулированная рыба‑мультифаза - 30-35 % протеина;
сырая (необработанная) рыбная мука - 25-30 % протеина, но с высоким содержанием влаги.

Содержание незаменимых аминокислот в рыбной муке превышает показатели большинства растительных протеинов, что повышает биологическую ценность кормовой смеси. При замешивании в комбикорма рыба‑мука компенсирует дефицит метионина и лизина, характерный для злаков и соевых продуктов.

Для рационов, требующих повышенного роста или интенсивного производства мяса, рекомендуется включать 5-10 % рыбной муки, что обеспечивает необходимый прирост протеинового баланса без избыточного ввода жиров. При формировании кормов для птицы допустимый уровень снижается до 2-3 % из‑за чувствительности к запаху и вкусовым свойствам.

Точные показатели протеина в конкретных партиях рыбной муки фиксируются аналитическими методами (КЖХ, КБ). Регулярный контроль гарантирует соответствие заявленным характеристикам и предотвращает отклонения в питательной ценности конечного продукта.

Корма микробного происхождения

Дрожжи

Дрожжи используют как концентрированный источник белка в кормовых смесях для животных. Содержание протеина в сухих дрожжевых культурах варьирует от 40 % до 55 % от массы, что превышает показатели большинства растительных и животных ингредиентов. При сушке при температуре 80‑100 °C сохраняется более 90 % азотистого компонента, что обеспечивает стабильный протеиновый профиль.

Сравнительный анализ протеинового содержания в типичных кормах:

Сухие дрожжи - 40‑55 % белка; аминокислотный набор близок к полноценному, высокий уровень лизина и метионина.
Соя в сухом виде - 38‑42 % белка; ограниченный лизин.
Рыбная мука - 60‑70 % белка; богата метионином, но подвержена окислению.
Кукурузный протеин - 30‑35 % белка; низкое содержание метионина.

Преимущества дрожжевого белка включают быстрый рост культуры, возможность получения продукта из субстратов с низкой стоимостью, а также отсутствие анти‑нутритивных факторов, характерных для некоторых растительных источников. При ферментации можно регулировать профиль аминокислот, повышая содержание ограниченных элементов, что упрощает формулирование рациона без добавления синтетических аминокислот.

Для практического применения в кормовых смесях рекомендуется использовать сухие дрожжи в концентрации 5‑15 % от общей массы корма. При таком уровне достигается увеличение общего белкового содержания на 2‑4 % при сохранении баланса энергозатрат и пищевой ценности. В случае комбинирования с другими белковыми ингредиентами следует учитывать совместимость по pH и уровень ферментов, чтобы избежать снижения усвояемости.

Бактериальные белки

Бактериальные белки представляют собой концентрированный источник азота, часто используемый в комбинированных рационах для животных. Их содержание определяется как доля сухой массы, измеряемая по методу Кьельдаля или Kjeldahl‑приблизительно 55-65 % сухой ткани.

В разных типах кормов роль бактериальных протеинов различается:

Протеиносодержащие добавки на основе ферментации (например, сухие сывороточные ферменты, пребиотические субстраты). В этих продуктах доля бактериального протеина может достигать 70 % от общей протеиновой массы.
Сублимированные культуры микробов (пищевые дрожжи, бактерии Bacillus subtilis). Протеиновый профиль близок к животному, содержание аминокислот с разветвлёнными цепями превышает 12 % от общего белка.
Корма, обогащённые ферментированными субстратами (сено, силос, зерновые). При добавлении бактериальных ферментов увеличивается общий протеин на 3-5 % от массы корма.
Биологически активные концентраты (BAC) на основе азотфиксирующих бактерий. Протеин в них характеризуется высоким уровнем лизина, что повышает биологическую ценность корма.

Факторы, влияющие на количество бактериального белка в корме:

Субстрат питания - углеводные и азотистые источники определяют рост микробной массы.
Температурный режим - оптимальная температура 30-37 °C ускоряет ферментацию и повышает выход белка.
Время ферментации - продление периода до 48 ч обеспечивает максимальную концентрацию протеина, но может снижать вкусовые свойства.
pH среды - диапазон 5,5-7,0 поддерживает стабильность ферментов и рост бактерий.

Методы контроля качества бактериального протеина включают:

Химический анализ сухой массы и азотистого состава.
Гелевая электрофорезная оценка распределения молекулярных фракций.
Тесты на биологическую ценность (PDCAAS, DIAAS) для определения усвояемости аминокислот.

Применение бактериального белка позволяет снизить зависимость от традиционных источников (соевый и рыбный протеины), уменьшить экологический след производства кормов и обеспечить стабильный уровень питательных веществ в рационе животных.

Методы анализа содержания протеина

Метод Кьельдаля

Метод Кьельдаля - аналитическая технология, позволяющая определить суммарное содержание азота, который затем переводится в показатель белка. Принцип основывается на полном разложении органических соединений в щелочной среде с применением сильного окислителя (азотной кислоты) при высокой температуре, после чего выделенный аммиак фиксируется в известковой щелочи и измеряется титром.

Этапы проведения анализа:

подготовка пробного образца (вес от 0,5 г до 2 г в зависимости от типа корма);
добавление концентрированной азотной кислоты и каталитической смеси (обычно медный, сульфатный или сульфидный катализатор);
нагрев в автоклаве при 350-380 °C до полного разложения;
охлаждение реакционной смеси и перевод аммиака в известковую щелочь;
титрование полученного гидроксида аммония стандартным раствором щелочи (обычно гидроксид натрия) с индикатором.

Применение метода к различным видам кормов:

зерновые смеси: обеспечивает точный учет белка, содержащегося в крахмале и клетчатке;
бобовые (соевые, гороховые): позволяет учитывать высокий уровень протеина, связанного с анти‑нитритными соединениями;
мясокостные и рыбные комбикорма: учитывает белок, находящийся в виде сложных пептидов и гидролизатов;
сенаж и силос: корректирует влияние ферментативных продуктов распада, которые могут искажать результаты при использовании менее строгих методов.

Точность измерения достигает ±0,2 % от реального содержания азота при соблюдении калибровки реактивов и контроля температуры автоклава. Ограничения метода включают невозможность различения белка и неорганических азотсодержащих соединений, а также необходимость тщательного удаления липидов из жирных образцов перед анализом. При соблюдении протокола метод Кьельдаля остаётся стандартом для оценки протеинового состава кормовых материалов.

Метод Дюма

Метод Дюма представляет собой химический способ определения количества азота в кормовых материалах, который затем переводится в значение протеина. При расчёте применяется коэффициент 6,25, отражающий среднее содержание азота в белке. Точность метода достигается за счёт гидролиза образца в сильной кислотной среде, последующего нейтрализации и титрования полученного аммиака.

Для анализа протеинового состава различных кормов метод Дюма реализуется в несколько этапов:

Сухой измельчённый образец (обычно 1-5 г) помещается в реакционную колбу.
Добавляется концентрированная серная кислота, иногда с добавлением катализаторов (висмут, медь) для ускорения разложения.
Смесь нагревается до 350 °C в течение 2-3 часов, обеспечивая полное разрушение органических связей.
После остывания реакцию нейтрализуют щёлочью, образующийся аммиак фиксируют в виде титрационной кислоты (например, хлоридной).
По объёму использованного титранта рассчитывают количество азота, а затем умножают на коэффициент 6,25, получая содержание протеина.

Применение метода Дюма к различным типам кормов (зерновые, комбикорма, силос, сухие корма и концентраты) учитывает особенности их матричной структуры. Зерновые культуры, обладающие низкой плотностью и высоким содержанием крахмала, требуют более длительного нагревания для полного расщепления углеводных компонентов. В силосе присутствуют ферментативные продукты, которые могут влиять на эффективность гидролиза; в таких случаях добавляют окисляющие агенты для стабилизации реакции. Сухие корма, содержащие высокие уровни жира, требуют предварительного обезжиривания, иначе жирные кислоты могут поглощать часть кислоты и снижать точность измерения.

Преимущества метода Дюма включают воспроизводимость результатов при стандартизированных условиях, возможность анализа широкого спектра кормовых материалов и относительную простоту оборудования. Ограничения связаны с длительным временем обработки, высокой температурой, требующей термостойкой посуды, а также с необходимостью точного контроля кислотного состава для предотвращения переоценки азота в присутствии несъедобных азотсодержащих соединений.

В практике кормопроизводителей метод Дюма часто используется как эталонный при калибровке более быстрых спектрофотометрических или инфракрасных методов. Сравнительные исследования показывают, что результаты Дюма находятся в пределах ±1 % от реального протеинового содержания, что обеспечивает надёжную основу для корректировки рецептур кормов и оптимизации их питательной ценности.

БИК-спектроскопия

БИК‑спектроскопия (бургер‑интерферометрическое К‑резонансное измерение) представляет собой метод, основанный на взаимодействии инфракрасного излучения с колебаниями химических связей. При анализе кормов спектр фиксирует характерные поглощения амидных групп, позволяя точно определить количество белковых компонентов без предварительной подготовки образца.

Применение метода к оценке уровня белка в разнообразных кормах обеспечивает:

прямой измерительный сигнал от пептидных связей;
возможность одновременного контроля содержания влаги и жира;
высокую повторяемость при анализе как сухих, так и влажных материалов.

Для типовых категорий кормов получены характерные спектральные диапазоны:

зерновые смеси (пшеница, кукуруза, ячмень) - амидный пик в 1650 см⁻¹, относительная интенсивность соответствует 8-12 % белка;
сенажные корма - ширина амидного полосы увеличивается, указывает на 15-22 % белка;
концентраты (соевые, рыбные) - сильный пик в 1540 см⁻¹, свидетельствует о 45-55 % белка;
комбикорма с добавками - комбинированный спектр, позволяющий выделить вклад каждого компонента.

Метод обладает низкой чувствительностью к матричным эффектам, что исключает необходимость калибровки под каждый тип продукта. Результаты, получаемые в реальном времени, позволяют быстро корректировать рецептуры кормов, повышая эффективность производства животного питания.

Оптимизация протеинового состава кормов

Добавки протеина

Добавки протеина применяются для повышения белкового содержания кормов, когда базовый состав не удовлетворяет потребностям животных.

Существует три основных группы добавок:

Животные протеины (сыворотка, сывороточный концентрат, сывороточный изолят, мясные и рыбные гидролизаты). Обеспечивают полный набор незаменимых аминокислот, быстро усваиваются, подходят для молодняка и высокопродуктивных стад.
Растительные протеины (соевый, гороховый, кукурузный, рапсовый концентраты). Доступны по цене, содержат большинство нужных аминокислот, однако часто ограничены по метионину и лизину.
Синтетические белковые концентраты (пептидные смеси, гидролизаты из микробиологических культур). Позволяют точную корректировку аминокислотного профиля, устойчивы к термической обработке, применяются в кормовых смесях для птицы и свиней.

При выборе добавки учитывают следующие параметры:

Аминокислотный профиль - соответствие требованиям целевого вида животных.
Биоусвояемость - процент протеина, доступный для метаболизма после прохождения пищеварительного тракта.
Стабильность при термообработке - сохранение качества при экструзии, печи или варке.
Стоимость - соотношение цены к повышению белка в конечном продукте.
Регуляторные ограничения - соответствие требованиям ветеринарных и пищевых нормативов.

Применение добавок позволяет корректировать конечный уровень белка в кормах без значительного увеличения их объёма. При расчёте дозировки учитывают исходный белковый уровень базового корма, целевой показатель белка и коэффициент усвоения выбранного протеина.

Эффективность добавок подтверждена экспериментальными данными: увеличение прироста веса, улучшение показателей молочной продуктивности и сокращение периода откорма. При этом избыточное добавление протеина может привести к повышенному выделению азота, что негативно сказывается на окружающей среде.

Оптимальная стратегия сочетает несколько типов протеиновых добавок, обеспечивая баланс аминокислот, экономическую выгоду и соответствие экологическим требованиям.

Сбалансированность аминокислот

Сбалансированность аминокислот определяет эффективность использования протеина в рационе животных. При одинаковом содержании белка различия в соотношении незаменимых аминокислот могут существенно влиять рост, воспроизводство и здоровье. При дефиците хотя бы одной из них происходит ограничение синтеза белков, независимо от общего количества протеина.

Разные группы кормов характеризуются характерными профилями аминокислот:

Зерновые (пшеница, кукуруза, ячмень) обеспечивают высокие уровни лейцина и метионина, но часто ограничены триптофаном и лизином.
Бобовые (соя, горох, фасоль) богаты лизином и триптофаном, однако могут иметь недостаток метионина и цистеина.
Мясокостные и рыбные концентраты содержат все незаменимые аминокислоты в пропорциях, близких к потребностям, но их стоимость ограничивает широкое применение.
Комбикорма, сформированный из нескольких компонентов, позволяет скорректировать дисбаланс, комбинируя сильные и слабые стороны отдельных ингредиентов.

Для достижения оптимального аминокислотного профиля применяются следующие методы:

Сочетание кормов с компенсирующими профилями (например, добавление соевых шроток к зерновым базам).
Введение синтетических аминокислот (метионин, лизин, треонин) в количествах, рассчитанных по потребностям конкретного вида и возраста животных.
Регулярный анализ состава кормов и корректировка рациона в соответствии с изменениями в сырье.

Точное соответствие соотношения незаменимых аминокислот требуемым биологическим значениям обеспечивает максимальную биодоступность протеина и предотвращает избыточный вывод азота. Это повышает продуктивность и снижает экономические потери, связанные с неэффективным использованием кормовых ресурсов.

Влияние обработки корма на протеин

Тепловая обработка

Тепловая обработка существенно меняет протеиновый состав кормов, определяя их питательную ценность и безопасность применения. При нагревании происходит денатурация белковых молекул, разрушение вторичной и третичной структуры, что повышает их растворимость и ускоряет ферментативное расщепление в желудочно‑кишечном тракте животных. Одновременно усиливается реакция Майяра, в результате которой образуются соединения с пониженной биологической доступностью аминокислот, особенно лизина.

Влияние термической обработки различается в зависимости от типа корма:

Зерновые (пшеница, кукуруза, ячмень). Кратковременный паровой обжиг уменьшает содержание анти‑нутриентных факторов и повышает усвоение протеина; при перегреве снижается общий белковый индекс из‑за образования неперевариваемых агрегатов.
Бобовые (соевый, гороховый шрот). Тепловая дезинтеграция ингибиторов трипсина и ксантинов улучшает биодоступность, однако длительное жарение приводит к потере лизина до 30 % и образованию токсичных глюкозаминогликанов.
Мясокостные и рыбные муки. Стерилизация при 120-130 °C уничтожает патогенные микроорганизмы, но повышает уровень гидролизованных пептидов, которые могут вызывать аллергические реакции при избыточном образовании.
Субпродукты (кровяные, печёночные). Быстрое сухое нагревание (инфракрасный обжиг) сохраняет большую часть незаменимых аминокислот, однако медленное термическое воздействие приводит к окислению липидов и ухудшению вкусовых характеристик.

Оптимальный режим обработки определяется балансом между повышением усвояемости и сохранением аминокислотного профиля. Рекомендовано применять контроль температуры с точностью ±2 °C и ограничивать время нагрева до 15-20 минут для большинства растительных кормов, а для кормов животного происхождения - до 10 минут при более высокой температуре. Такой подход обеспечивает стабильный уровень белка, минимизирует образование вредных соединений и сохраняет питательные свойства корма.

Ферментация

Ферментация представляет собой биохимический процесс, в ходе которого микроорганизмы разлагают органические субстраты, преобразуя их структуру и химический состав. При обработке кормовых смесей этот метод значительно изменяет содержание белка, повышая его доступность для животных.

В результате ферментации наблюдаются следующие изменения в разных группах кормов:

Зерновые (кукуруза, пшеница, ячмень): увеличение растворимого протеина за счёт гидролиза крупинок, снижение концентрации антинутриентов, препятствующих усвоению азота.
Субстратные корма (солома, сенаж): разрушение целлюлозных связей, высвобождение скрытого белка, рост количества аминокислотных цепей.
Животные побочные продукты (мясокостная мука, сыворотка): усиление микробиального роста, образование пептидов с более высокой биологической ценностью.
Комбинированные смеси (комплексы на основе зерна и бобовых): стабилизация протеинового профиля, уменьшение потерь при хранении.

Эффективность ферментации определяется несколькими параметрами:

Вид и количество стартовых культур (бактерии Lactobacillus, дрожжи Saccharomyces, плесени);
Температурный режим (обычно 30-40 °C);
Время инкубации (от 12 до 72 часов);
Содержание влаги (60-70 % сухой массы).

Оптимальное сочетание этих факторов обеспечивает рост микробного биомасса, который сам по себе вносит дополнительный белок, а также способствует расщеплению сложных белковых соединений до более простых форм, легко усваиваемых организмом. В практических условиях ферментацию применяют для повышения питательной ценности кормов, улучшения их вкусовых характеристик и снижения риска развития патогенных микробов.

Практическое применение

Кормление сельскохозяйственных животных

Крупный рогатый скот

Крупный рогатый скот требует точного баланса азотистых веществ для поддержания роста, лактации и восстановления после стрессовых факторов. Питательная ценность кормов определяется, в первую очередь, уровнем протеина, который измеряется в процентах от сухой массы. Ниже представлены основные типы кормов, используемых в животноводстве, с указанием характерных диапазонов содержания белка.

Силос кукурузный: 7 - 9 % сухой массы.
Силос сенажный (трава, люцерна): 10 - 14 % сухой массы.
Сено (трава, люцерна, смесь): 8 - 12 % сухой массы.
Концентрированные корма (зерновые, комбикорма): 16 - 22 % сухой массы, в зависимости от добавок.
Промышленные побочные продукты (моли, шроты): 20 - 35 % сухой массы, варьируются по виду сырья.
Минерально‑витаминные добавки: обычно не более 5 % протеина, но обеспечивают необходимые микроэлементы.

Для телят, находящихся в фазе интенсивного роста, предпочтительнее использовать концентраты и побочные продукты, где содержание белка достигает 20 % и выше. Для взрослых коров в стадии лактации оптимальны комбикорма с 16 % - 18 % протеина, дополненные сенажем или сеном, обеспечивающим дополнительный азот в диапазоне 10 - 12 %. При кормлении животных на пастбищах основной источник протеина - трава, уровень которой часто ограничен 8 - 10 %, поэтому в периоды низкой продуктивности рекомендуется вводить концентрированные добавки.

Корректировка рациона должна базироваться на регулярных анализах кормов и биохимических показателях животных. При отклонениях от нормативных значений (недостаток или избыток протеина) корректируют состав комбикорма, изменяя долю концентратов, сенажа или побочных продуктов, что позволяет поддерживать оптимальный уровень продуктивности и здоровья крупного рогатого скота.

Свиньи

Протеиновый состав кормов определяет эффективность роста и продуктивность свиней. На разных стадиях развития требуемый уровень белка меняется: от 16‑18 % в рационе поросят‑кормильцев до 12‑14 % у откормочных животных.

Типичные значения протеина в основных кормовых группах:

Зерновые (кукуруза, пшеница, ячмень) - 8‑12 %;
Соевый шрот - 44‑48 %;
Рыбная мука - 60‑68 %;
Кормовые смеси с добавкой протеиновых концентратов - 14‑20 % в зависимости от пропорций.

Для свиноматок в лактации рекомендуется рацион с 14‑16 % белка, обеспечивая достаточный синтез молока. У откормочных животных, достигающих рыночного веса, оптимален уровень около 13 %, что позволяет поддерживать рост без избыточного отложения жира.

Контроль соотношения белка и энергии в корме достигается корректировкой доли высокопротеиновых ингредиентов и применения премиксов. При соблюдении указанных диапазонов достигается стабильный прирост веса, снижение риска нутритивных расстройств и повышение эффективности использования корма.

Птица

У птиц высокий потребностный уровень белка, определяющий интенсивность роста, репродукцию и иммунную защиту. Недостаток белка ограничивает набор массы, избыточный - повышает нагрузку на печень и почки. Поэтому точный подбор кормов с соответствующим уровнем протеина критичен для продуктивности птиц.

Пеллетный комбикорм для цыплят: 18-20 % белка, сбалансированный набор аминокислот, быстро усваиваемый.
Корм для индейки (молодые птицы): 16-18 % белка; для взрослых особей - 14-16 %.
Корм для уток и гусей: 14-16 % белка в фазе роста, 12-14 % в фазе откорма.
Корм для голубей и попугаев (пищевые смеси): 15-18 % белка, часто дополнен соевым шротом.
Сухофрукты, семена подсолнечника, тыквенные семечки: 20-30 % белка, применяются как добавки к основному рациону.

Для птиц, получающих корм в виде цельных зерен (пшеница, кукуруза), уровень белка ниже - 8-10 %. В таких случаях рекомендуется добавить концентратный источник белка (соевый, рыбный или насухо молочный шрот) до достижения требуемого диапазона.

Оптимизация рациона подразумевает согласование белка с энергетической ценностью кормов, контролирование соотношения лимин-метионина и триптофана, а также периодический анализ пищевой ценности готовой смеси. При соблюдении указанных параметров достигается стабильный прирост массы, высокая яйценоскость и снижение смертности.

Кормление домашних животных

Кошки

Кошки, как обязательные хищники, нуждаются в высоком уровне белка для поддержания мышечной массы, иммунных функций и обмена веществ. Потребность в протеине определяется как процент от суточной калорийности и как количество граммов на килограмм массы тела; тип корма существенно влияет на достижение этих параметров.

Различные формы питания предоставляют различный уровень белка:

сухой корм - обычно 30-35 % белка по сухой массе; при расчёте на энергию содержание может быть ниже из‑за высокого уровня углеводов;
влажный корм - 35-45 % белка, более высокий показатель благодаря большему содержанию влаги и меньшему количеству наполнителей;
сырая диета (свежие мясные продукты) - 50-70 % белка, близко к естественному рациону дикой кошки;
комбинированные рационы (сухой + влажный) - позволяют гибко регулировать потребление белка, сочетая преимущества обеих форм.

Для кошек, весом 4 кг, средняя суточная норма белка составляет 2,5-3,5 г на килограмм массы тела, то есть 10-14 г чистого протеина. При употреблении сухого корма требуется увеличение количества порций, чтобы обеспечить требуемый уровень, в то время как влажный или сырой рацион достигает цели с меньшими объёмами пищи.

Качество белка определяется аминокислотным профилем. Источники животного происхождения (мясо, рыба, птица) содержат все незаменимые аминокислоты в требуемых пропорциях, тогда как растительные компоненты (зерновые, бобовые) могут быть ограничены по лизину и таурину. Поэтому в сухих смесях часто добавляют синтетический таурин для компенсации дефицита.

Выбор корма должен базироваться на способности обеспечить необходимый протеин без избыточного содержания жиров и углеводов, которые могут вести к ожирению и связанным заболеваниям. Регулярный контроль веса и анализ пищевого баланса позволяют поддерживать оптимальное состояние здоровья кошки.

Собаки

Уровень белка в рационе собаки варьирует в зависимости от формы корма и его состава. В сухом кормах (крупные гранулы) обычно содержится 18‑30 % протеина, что обеспечивает стабильный источник аминокислот при длительном хранении. Влажные корма в банках или пакетах имеют более высокий показатель - от 8 до 12 % сухой массы, но в пересчёте на влажность достигают 20‑25 % белка.

Сырые диеты, основанные на мясных кусках, субпродуктах и костях, предоставляют 30‑45 % белка, при этом сохраняют естественные ферменты и микронутриенты. При приготовлении домашнего корма необходимо контролировать соотношение компонентов, чтобы обеспечить минимум 25 % белка в сухой массе; типичные рецепты с курицей, рыбой и крупами достигают 28‑35 %.

Сравнительная таблица типичных показателей:

Сухой корм: 18‑30 %
Влажный корм: 20‑25 % (по сухой массе)
Сырая диета: 30‑45 %
Домашний рацион: 25‑35 %

Выбор конкретного типа питания должен опираться на возраст, активность и состояние здоровья собаки, поскольку потребность в белке у щенков и рабочих пород может превышать 30 % сухой массы, тогда как у малоподвижных взрослых животных достаточен уровень в 20‑25 %. Точные расчёты позволяют избежать как дефицита, так и избыточного потребления белка, что критично для поддержания мышечной массы и функций органов.

Кормление аквакультур

Протеиновый состав корма определяет эффективность роста и конверсию питания у водных организмов. При подборе рациона учитывают как биологические потребности вида, так и экономическую целесообразность. Ниже приведены типичные группы кормов и их диапазоны содержания белка, измеряемого в сухой массе.

Рыбная мука и концентраты: 45-65 % протеина. Высокий уровень обеспечивает быстрый набор массы у плотноводных и морских видов.
Растительные протеины (соя, кукуруза, горох): 30-45 % протеина. Применяются в комбинированных рационах для снижения стоимости без существенного снижения продуктивности.
Животные субпродукты (мясокостная мука, криль): 35-55 % протеина. Обеспечивают набор аминокислот, недоступных в чисто растительных источниках.
Коммерческие гранулированные корма: 35-55 % протеина. Сбалансированный профиль, удобный в применении, подходит для большинства фаз выращивания.
Инкубационные и стартовые корма: 55-70 % протеина. Предназначены для первых недель жизни, когда метаболические потребности максимально высоки.

Для каждого вида аквакультуры подбирается оптимальный уровень протеина, исходя из требуемой скорости роста, экологических ограничений и доступности сырья. Снижение белковой доли в корме без компенсации качеством аминокислот приводит к замедлению роста и повышенному уровню отходов, что ухудшает рентабельность производства. Регулярный мониторинг содержания белка в готовом продукте и корректировка рецептуры позволяют поддерживать стабильные показатели продуктивности.

Перспективы развития

Новые источники протеина

Новые источники протеина расширяют возможности формирования рациона, повышая эффективность использования белка в кормовых системах.

Насекомые (черные солдатские черви, саранча, мучные черви) содержат 45-65 % сухого вещества белка, высокий коэффициент усвоения, низкую концентрацию анти‑нутриентных веществ.
Морская микроводоросль (спирулина, хлорелла) обеспечивает 55-70 % белка, богатый профиль аминокислот, высокую биологическую ценность, возможность выращивания в закрытых системах без земельных ресурсов.
Одноклеточные микроорганизмы (мочевина‑производящие бактерии, микробные ферменты) дают 50-70 % протеина, позволяют регулировать состав исходя из субстратов пищевых отходов.
Ферментированные растительные остатки (соя, подсолнечник, горох) после биотехнологической обработки повышают уровень белка до 40-55 % и снижают содержание антинутриентов.
Дрожжи (Saccharomyces cerevisiae, Кребс‑дрожжи) предоставляют 45-55 % белка, содержат все незаменимые аминокислоты, подходят для включения в сухие и жидкие корма.
Водяные растения (ледяная водоросль, лотос) достигают 30-45 % белка, обладают быстрым ростом, могут использоваться в системах аквакультуры.

Интеграция перечисленных компонентов в кормовые смеси позволяет скорректировать протеиновый профиль, снизить зависимость от традиционных зерновых и соевых продуктов, а также уменьшить нагрузку на окружающую среду за счёт более эффективного использования биомассы и отходов.

Оптимальный подбор новых протеиновых ингредиентов требует учёта их химического состава, устойчивости к обработке, совместимости с другими компонентами корма и экономических факторов производства.

Генетически модифицированные корма

Генетически модифицированные корма отличаются от традиционных повышенным содержанием белка, что обусловлено целенаправленным вводом генов, усиливающих синтез протеиновых компонентов. В результате трансгенных соевых сортов уровень протеина достигает 42-44 % сухой массы, в то время как у обычных аналогов - 38-40 %. Аналогичная тенденция наблюдается у генно-инженерных кукурузных гибридов: протеин составляет 10,5-11,5 % против 9-10 % у обычных сортов.

Соевые культуры: трансгенные линии, содержащие гены GmSoy, повышают протеиновый профиль, стабилизируют аминокислотный состав, уменьшают необходимость в азотных удобрениях.
Кукуруза: модификация Bt‑кукурузы усиливает синтез белка, одновременно обеспечивая устойчивость к вредителям, что снижает потери урожая и сохраняет протеиновый потенциал.
Подсолнечник: генно-модифицированные варианты с повышенной экспрессией гена oleosin увеличивают содержание белка до 28 % сухой массы, против 24 % у обычных сортов.

Факторы, влияющие на протеиновые показатели генно-инженерных кормов, включают:

Генетический набор - наличие активных протеиновых генов.
Условия выращивания - климат, тип почвы, уровень азотного питания.
Технология обработки - степень очистки, температура сушки, влажность.

Регуляторные органы требуют подтверждения стабильности протеинового содержания в длительных полевых испытаниях. Данные исследований показывают, что у большинства GM‑кормов отклонения от средних значений не превышают ±0,3 % протеинового содержания, что свидетельствует о высокой предсказуемости результата.

Таким образом, генетически модифицированные корма предоставляют более высокий и стабильный уровень белка, позволяя улучшать питательные свойства кормовых рационов без значительного увеличения затрат на агрохимические средства.

Устойчивое производство кормов

Устойчивое производство кормов подразумевает оптимизацию ресурсных затрат и минимизацию экологического воздействия при сохранении требуемого уровня белка в различных типах кормов.

Эффективное использование сельскохозяйственных остатков, таких как зерновые оболочки, масличные жмыхи и белковые субстраты, позволяет заменить часть традиционных компонентов, уменьшая зависимость от импортных сырьевых баз.

Постоянный контроль за концентрацией азотистых соединений в комбикормах обеспечивает соответствие нормативным требованиям по питательной ценности и предотвращает избыточный выброс аммиака в атмосферу.

Система управления урожайностью и качеством протеиновых культур включает:

селекцию сортов с высоким содержанием белка и устойчивостью к засухе;
применение точных агротехнических методов, снижающих потребление удобрений;
интеграцию биологической фиксации азота в ротацию культур.

Внедрение биотехнологических процессов, например ферментации растительных материалов, повышает биодоступность протеина и сокращает энергетические затраты на обработку сырья.

Экономический анализ показывает, что снижение доли импортных протеиновых компонентов на 20 % может привести к уменьшению себестоимости корма на 5-7 % при сохранении требуемого уровня питательных веществ.

Системный подход к устойчивому производству кормов, ориентированный на баланс белка в разных типах кормов, способствует долговременной стабильности животноводческих предприятий и снижает нагрузку на окружающую среду.