Кальцій та фосфор мають вирішальне значення для росту, формування кісток, скорочення м’язів, енергетичного метаболізму, відтворення та імунітету. Дефіцит будь-якого з цих мінералів може безпосередньо обмежувати ріст та оптимальний розвиток кісток, що зрештою призводить до хвороб тварин і падежу. Щоб задовольнити потреби у кальцію та фосфорі, їх додають до корму. Проте надмірне додавання може призвести до порушень гомеостазу та неправильного формування кісток. Розуміння механізму дії кальцію й фосфору та їх взаємозв’язку має вирішальне значення для оцінки вимог до рецептури кормів, коригування рівня добавок та попередження антипоживних ефектів обох мінералів.
Кальцій: прихований антинутрієнт
Кальцій зазвичай є мінералом з найвищою концентрацією в кормах. Його додають у великих кількостях, щоб забезпечити мінімальні потреби в ньому, а також тому, що джерела кальцію недорогі, а його екскреція не загрожує навколишньому середовищу. Проте високий рівень кальцію може знижувати доступність інших поживних речовин, включаючи фосфор (у формі фітату фосфору). Кальцій сприяє зв’язуванню фітату з білками у кишечнику, включаючи травні протеази, що підсилює антипоживні ефекти фітату. Ці білково-фітатні комплекси нерозчинні та малодоступні для протеолітичних ферментів і фітази — ферменту, що розкладає фітат у кишечнику. Тому надлишок кальцію погіршує доступність, засвоюваність і розчинність білка, а також доступність фосфору.
Не всі джерела кальцію однакові
Вапняк є основним джерелом кальцію в раціонах, іноді складаючи понад 50% цього мінералу в кормі. Вапняк недорогий та широко представлений на ринку, має стабільну концентрацію кальцію та незначну кількість забруднювачів. Проте його здатність зв’язувати кислоту підвищує pH у кишечнику, знижуючи розчинність фітату та його доступність для фітази, дозволяючи кальцію утворювати нерозчинні комплекси з ним. Більше того, кальцій у вапняку може напряму інгібувати активність фітази, конкуруючи за активні центри ферменту.
Концентрація кальцію в кишечнику та його здатність зв’язуватися з фітатом підвищується зі збільшенням розчинності вапняку. Швидкість розчинення та, відповідно, засвоюваність фосфору варіюється залежно від розміру частинок: мілкі частинки швидше розчиняються в кишечнику та, таким чином, чинять більший негативний вплив на засвоюваність фосфору. Проте цей ефект не є лінійним і один тільки розмір частинок не пояснює всіх варіацій у засвоюваності кальцію залежно від джерела вапняку. Інші фактори, такі як фізичні та хімічні характеристики породи, також можуть відігравати важливу роль. Відповідно, щоб оцінити вплив кальцію на засвоюваність фосфору та правильно скласти раціон, потрібно враховувати загальну концентрацію кальцію в кормі і розчинність вапняку.
Роль фітази у мінімізації антипоживної дії кальцію
Фітази зазвичай додають у корми для моногастричних тварин, щоб частково або повністю задовольнити потребу в неорганічному фосфорі. Фітази також зменшують негативний вплив надмірного додавання кальцію на засвоюваність амінокислот і фосфору. Ця здатність залежить як від факторів, пов’язаних з фітазою (таких як pH її дії і доза), так і від факторів годівлі, включаючи рівні кальцію в кормі та співвідношення кальцію і фосфору. Оскільки зі збільшенням pH кальцій легше зв’язується, фітаза має обмежений час, щоб подіяти на фітат та вивільнити фосфор до того, як фітат стане недоступним. Швидкодіюча фітаза з покращеним профілем pH може таким чином збільшувати гідроліз фітату в кишечнику, швидко вивільняючи фосфор для засвоєння і знижуючи утворення нерозчинних комплексів кальцій–фітат.
Консенсусний варіант бактеріальної 6-фітаза продемонстрував високу активність за низьких значень pH (2,5–4,0). Він швидко розщеплює фітат у м’язовому та залозистому шлунках, гідролізуючи його перш ніж потрапити у тонкий кишечник, що призводить до утворення меншої кількості нерозчинних комплексів фітату кальцію. Порівняно з іншими фітазами ця показала більшу здатність гідролізувати фітат у присутності кальцію, тим самим зменшуючи негативний вплив цього мінералу (рисунок 1). У раціони, багаті кальцієм, такі як стартові раціони для відлученців, варто додавати також і спеціальну фітазу. За оцінки в умовах як низької, так і високої розчинності кальцію в кормах для поросят, додавання консенсусного варіанту бактеріальної 6-фітази на рівні 1000 FTU/кг пом’якшило негативний вплив погано розчинного кальцію на травлення (рисунок 2). Вищі дози ферменту (2000 FTU/кг) дозволили подолати негативний вплив високорозчинного кальцію.
Рисунок 1. Гідроліз in vitro кальцій-фітатних комплексів різними фітазами через 15, 30, 60 та 120 хв. інкубації за pH 2,5 з наступною преципитацією за pH 6,5
Рисунок 2. Вплив фітазного кормового ферменту на засвоюваність фосфору в умовах як низької, так і високої розчинності кальцію в кишечнику поросят
Індивідуалізоване рішення проблем з кальцієм
Забезпечення найкращих результатів за використання багатих на кальцій раціонів вимагає розуміння характеристик як сировини, так і ферментів у рецептах кормів. Джерела кальцію — вапняки, різняться за розміром частинок, розчинністю та вмістом мінералу, що є унікальними характеристиками кожного родовища. Відповідно, антипоживна дія доданого кальцію залежатиме від джерела кальцію та від кількості обраної фітази. У ході глибшого розуміння антипоживних ефектів кальцію індивідуалізоване додавання як джерела кальцію, так і фітази стає ключовою концепцією для максимального підвищення показників росту тварин.
ТОВ «Біохем-Україна»
Тел./факс: +380 67 15 03 745
е-пошта: ukraine@biochem.net
Сайт: www.biochem.net