При разработке современных кормов мы обычно уделяем большое внимание энергии, белкам или синтетическим аминокислотам. Однако физиологическое функционирование животного в значительной степени зависит от другой группы питательных веществ, которые, несмотря на то что не являются источником энергии, абсолютно необходимы для точного функционирования метаболизма: макроминералы. Их влияние не ограничивается костной структурой или поддержанием кислотно-щелочного баланса; они также определяют эффективность использования животным остальных питательных веществ и, следовательно, его продуктивность.
Среди макроэлементов четыре выделяются своим прямым влиянием на рост, здоровье и продуктивность: кальций (Ca), фосфор (P), магний (Mg) и натрий (Na). Их важность для питания доказана на протяжении десятилетий, и такие авторы, как Аммерман, Бейкер, Генри или Холл, настаивают на том, что недостаточно просто покрывать теоретические потребности. Качество минеральных источников, их растворимость, чистота, гранулометрия и стабильность определяют их реальную доступность и, следовательно, реакцию животного.
Кроме того, на современном заводе по производству кормов макроэлементы следует рассматривать не только с точки зрения питания. Их физические свойства — сыпучесть, гигроскопичность, плотность, гранулометрия — напрямую влияют на такие производственные процессы, как дозирование, смешивание, внутренняя транспортировка или разгрузка в бункеры. Понимание того, как ведет себя каждый минерал, позволяет повысить надежность процесса и обеспечить стабильность между партиями.
Эта статья предлагает технический и актуальный обзор роли этих макроэлементов, объединяя физиологические и промышленные аспекты и опираясь на классические источники по питанию и практический опыт кормовых заводов.
Кальций: гораздо больше, чем просто структурный компонент
Кальций, пожалуй, является макроэлементом, наиболее связанным со структурой костей, но его функции гораздо шире. Он участвует в сокращении мышц, нервной передаче, свертывании крови и активации многих ферментов. Недостаток или дисбаланс в его поступлении напрямую влияет на развитие скелета, благополучие животных и эффективность производства.
Источники кальция и промышленная вариативность
Наиболее распространенными источниками кальция в корме для животных являются:
- Кальциевый карбонат
- Кальциевые фосфаты (дикальций, монодикальций, монокальций)
- Животные муки (все реже используются)
Кальциевый карбонат является основным источником из-за его доступности и стоимости, но его качество удивительно изменчиво. Роланд и Брайант уже доказали, что два карбоната, похожие по внешнему виду, могут иметь очень разную растворимость в зависимости от их минеральной чистоты, гранулометрии и термической обработки.
С промышленной точки зрения, гранулометрия кальциевого карбоната напрямую влияет на его поведение в бункерах и дозирующих системах. Слишком мелкие частицы имеют тенденцию образовывать пыль, комки и мостики в бункерах; крупные частицы могут отделяться от остальных ингредиентов во время внутренней транспортировки. Конструкция завода, особенно геометрия бункеров и емкость смесителя, значительно влияет на обработку этого минерала.
Роль размера частиц
Размер частиц имеет решающее значение как для физиологического усвоения, так и для промышленного использования. У птиц крупный карбонат кальция дольше удерживается в желудке, обеспечивая устойчивое поступление, что улучшает качество скорлупы. У свиней мелкие частицы более растворимы, но могут вступать во взаимодействие с фосфором и снижать эффективность фитазы при ненадлежащем pH желудка.
Взаимодействие кальция с другими питательными веществами
Кальций взаимодействует с фитатами, фосфатами и аминокислотами. Его избыток может снизить доступность фосфора и ограничить эффективность фитаз. Кроме того, очень высокие уровни кальция нарушают усвояемость незаменимых аминокислот, увеличивают их выведение с калом и ухудшают кормоконверсию. С экологической точки зрения, избыток кальция в сочетании с неабсорбированным фосфором увеличивает потери минералов.
Фосфор: самый дорогой и изменчивый минерал
Фосфор участвует в основных процессах: формировании костей, энергетическом метаболизме (АТФ), фосфорилировании, транспорте питательных веществ и клеточной регуляции. Это один из самых дорогих минералов в рационе, а также один из тех, которые в наибольшей степени подвержены колебаниям между партиями.
Изменчивость источников фосфора
Наиболее распространенными источниками являются:
- Фитаты зерновых культур (низкая доступность)
- Неорганические фосфаты (DCP, MDCP, MCP)
- Животные муки
- Растительные побочные продукты
Работы Hall (1997) и CVB (1997) показали, что усвояемость фосфора может варьироваться более чем на 20% даже в пределах одного и того же типа фосфата. Это напрямую влияет на состав и заставляет работать с запасом прочности или аналитически характеризовать каждую поставку.
Фитаза: ключи к ее эффективности
Внедрение фитаз произвело революцию в минеральном питании, позволив высвободить фосфор, связанный с фитатами, и сократить использование неорганических фосфатов. Однако их эффективность зависит от таких параметров, как:
- pH желудочно-кишечного тракта
- уровень кальция
- тип фитатов, присутствующих в пище
- время удержания
С промышленной точки зрения, реальное действие фитазы также зависит от однородности ее распределения в корме. Некачественное смешивание, особенно в установках с миксерами большой мощности, может значительно снизить ее эффективность.
Магний: незаменимый минерал
Хотя магний упоминается реже, чем кальций или фосфор, он участвует в более чем 300 ферментативных реакциях. Он необходим для энергетического обмена, нервно-мышечной стабильности, расслабления мышц и целостности скелета.
Источники магния и его изменчивость
Наиболее часто используемые источники:
- Оксид магния
- Карбонат магния
- Сульфат магния
Оксид магния отличается высокой концентрацией, но его фактическая растворимость сильно варьируется в зависимости от происхождения, процесса прокаливания и температуры производства. Генри (1995) подчеркнул, что два оксида с похожим химическим составом могут иметь радикально разную практическую доступность.
На комбикормовых заводах оксиды с низкой растворимостью могут вести себя как очень плотные частицы, которые легко отделяются во время смешивания, особенно на заводах с длинными транспортными путями или множественными точками падения.
Магний в стрессовых ситуациях
Магний регулирует возбудимость мышц. В условиях теплового или метаболического стресса даже небольшой дефицит магния может вызвать мышечное дрожание, ухудшение усвоения корма, снижение потребления корма и замедление роста. На фермах в жарком климате его роль приобретает особое значение.
Натрий: водный баланс и активный транспорт
Натрий участвует в нервной передаче, регуляции кислотно-щелочного баланса, осмотическом равновесии и активном транспорте питательных веществ. Его потребление напрямую влияет на потребление воды и физиологию кишечника.
Источники натрия
- Хлорид натрия (обычная соль)
- Натрий бикарбонат
Соль обеспечивает организм натрием и хлором; бикарбонат оказывает буферное действие, что имеет важное значение при кислотообразующих диетах или в условиях высокой температуры. Бейкер (1995) подчеркнул, что не изолированный натрий, а электролитный баланс (Na + K – Cl) определяет многие метаболические процессы.
Промышленное качество минералов
Реальное качество минералов зависит не только от их химического состава. Их поведение на заводе влияет на текучесть, дозировку, скорость осаждения, смешивание и однородность. Наиболее важными аспектами являются:
- Гранулометрия
- Кажущаяся плотность
- Гигроскопичность
- Физико-химическая стабильность
- Совместимость с витаминами и ферментами
Очень мелкие минералы образуют пыль, уплотняются и создают риск застревания на стенках бункеров. Очень плотные минералы имеют тенденцию к сегрегации во время транспортировки или смешивания. Гигроскопичные минералы могут поглощать влагу в силосах, уплотняться и образовывать корку, затрудняющую разгрузку.
Для современного завода, оснащенного автоматическими системами дозирования, плохая сыпучесть может привести к ошибкам взвешивания, неравномерному падению и вариативности между партиями. Конструкция бункеров, углы скольжения, тип затворов и смеситель играют здесь ключевую роль.
Гранулометрия определяет как растворимость минерала, так и его поведение в бункерах, дозаторах и смесителях. На следующем графике представлена эта взаимосвязь и объясняется, почему выбор подходящего размера частиц имеет важное значение в питании и промышленном процессе.
| Тип частицы | Растворимость | Стабильность в смеси |
|---|---|---|
| Мелкая частица | Высокая | Среднее |
| Средняя частица | Оптимальный | Оптимальный |
| Крупная частица | Низкий | Переменная* |
* Стабильность зависит от типа смесителя, времени смешивания и последующей транспортировки по заводу.
Макроэлементы и промышленные смеси
Смешивание является одним из наиболее важных процессов, определяющих конечную однородность корма. На заводах большой мощности, где смесители должны работать с высокой скоростью, минералы с очень разной гранулометрией образуют узоры сегрегации. Это усугубляется во время последующей транспортировки по шнековым конвейерам или подъемникам, где более плотные фракции имеют тенденцию мигрировать.
Качественная премикс позволяет вводить все эти минералы в виде одного однородного ингредиента, снижая вариативность между партиями и улучшая коэффициент вариации смеси. Заводы, работающие с автоматизированными системами, получают огромную выгоду от такой однородности, поскольку снижается количество ошибок при дозировании и уменьшается необходимость переделывать партии.
Макроэлементы в премиксах: питательные и технологические преимущества
В классической литературе (Henry, 1995; Ammerman et al., 1995) подчеркивается, что минералы, включенные в премиксы предлагают преимущества как с точки зрения питания, так и с технологической точки зрения:
- Лучшая однородность даже при низких включениях
- Меньший риск деградации чувствительных витаминов
- Уменьшение образования пыли и комковатости
- Лучшая текучесть при дозировании
- Снижение количества человеческих ошибок
С точки зрения процесса, хорошо изготовленная смесь ведет себя как стабильный и удобный в использовании ингредиент. Это облегчает дозирование из бункера для крупных ингредиентов, уменьшает проблемы с весами и улучшает отслеживаемость партии.
Вывод: незаменимая роль макроэлементов
Кальций, фосфор, магний и натрий являются основными компонентами питания животных. Их функции варьируются от энергетического обмена и нервно-мышечной передачи до целостности скелета и регуляции кислотно-щелочного баланса. Но их значение не ограничивается физиологией. На современном кормовом заводе минералы являются материалами с собственными физическими свойствами, которые могут облегчать или затруднять промышленный процесс.
Реальное качество минералов — растворимость, гранулометрия, плотность, совместимость — напрямую влияет на дозировку, смешивание и однородность. Понимание этих факторов позволяет с большей точностью формулировать рецептуру, снижать затраты, оптимизировать эффективность оборудования и обеспечивать стабильное производство.
Работы Аммермана, Бейкера, Генри, Холла и CVB по-прежнему являются эталоном для понимания сложности этих минералов. Интеграция этих знаний в инженерию и проектирование кормовых заводов позволяет получить более надежные процессы, более однородные продукты и питание, более соответствующее реальным потребностям животных.
Ссылки
- Аммерман, К.Б., Бейкер, Д.Х., и Льюис, А.Дж. (1995). Биодоступность питательных веществ для животных: аминокислоты, минералы и витамины. Академическое издательство.
- Бейкер, Д. (1995). Потребности в питательных веществах и реакции организма. В: Биодоступность питательных веществ для животных. Академическое издательство.
- CVB (1997). Документационный отчет 27: Переваримость и доступность фосфора в кормовых ингредиентах. Centraal Veevoederbureau, Нидерланды.
- Hall, L.E. (1997). Вариации в усвояемости фосфора в кормовых ингредиентах. Журнал прикладных исследований в области птицеводства.
- Генри, П.Р. (1995). Биодоступность магния и микроэлементов. В: Биодоступность питательных веществ для животных. Академическое издательство.
- Roland, D.A., & Bryant, M.M. (1994). Размер частиц и использование кальция у кур-несушек. Птицеводство.
