Гидролиз целлюлозы, гемицеллюлозы, крахмала, растворимых углеводов в преджелудках КРС

В преджелудках жвачных значительная часть корма переваривается без участия специальных пищеварительных ферментов. Переваривание корма здесь связано с жизнедеятельностью многочисленной и разнообразной микрофлоры, попадающей в рубец вместе с пищей. Постоянство состава жидкой среды и оптимальная температура в рубце обеспечивают высокую жизнедеятельность микрофлоры. В настоящее время выделены три основные группы микроорганизмов рубца: бактерии, инфузории и грибки. Особенно много в рубце инфузорий

Особое значение в процессе переваривания корма у жвачных имеют микроорганизмы, расщепляющие клетчатку. Их называют целлюлозолитическими бактериями и инфузориями.

В результате микробиологической обработки корма в преджелудках образуются летучие жирные кислоты, аминокислоты в аммиак. Общая концентрация кислот и количественное соотношение их в значительной степени зависит от состава рациона и времени, прошедшего после кормления. Всасываясь в кровь, продукты метаболизма микрофлоры преджелудков служат важнейшими источниками энергии и пластического материала для организма жвачных животных и микрофлоры, обитающей в пищеварительном тракте. Далее микроорганизмы попадают в кишечник и перевариваются, удовлетворяя потребность организма в полноценном белке, аминокислотах, витаминах.

От нормального течения микробиологических процессов в преджелудках зависит не только дальнейшее переваривание корма в остальных отделах желудочно-кишечного тракта, но и течение обменных процессов во всем организме. Кроме превращения составных компонентов корма в соединения, доступные для усвоения животными, в преджелудках происходят сложные процессы образования белков и витаминов. Периодическое поступление корма, оптимальная температура и реакция среды, непрерывное выделение слюны, содержащей большое количество бикарбонатов, фосфатов и хлоридов, всасывание продуктов обмена микроорганизмов через стенку рубца в кровь - все это создает здесь благоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов.

Клетчатка вместе с питательной ценностью имеет большое значение как объемистый и медленно переваривающийся субстрат, поддерживающий моторику.

Основное питательное значение среди составляющих клетчатки имеет целлюлоза. При гидролизе целлюлоза расщепляется из ряд более простых соединений. Конечным продуктом распада целлюлозы является глюкоза. Целлобиоза - структурный компонент целлюлозы, ее молекула состоит из остатка Р-глюкозы и остатка а-глюкозы, которые связаны между собой 1,4-глюкозидными связями. Ферментный комплекс, ги-дролизующий 1,4-глюкозидные связи и разрушающий целлюлозу, называется целлюлазой. Способность к его образованию обнаружена у бактерий родов Ruminococ-cus, Bacteroides, Butyrivibrio, Clostridium, Eubacterium и Fusobacterium, а также у анаэробных грибов.

При целлюлолизе в рубце микроорганизмы не выделяют во внешнюю среду свободных целлюлаз, разрушение клетчатки происходит при непосредственном контакте микроорганизмов с субстратом. Целлюлаза у Рубцовых бактерий локализована на поверхности клетки. Оптимальные условия для целлюлолиза создаются при рН близком к нейтральному.

Второе место после клетчатки в углеводном питании жвачных занимает крахмал. Много крахмала содержится в картофеле и зернах злаков. Крахмал подвергается гидролитическому расщеплению с образованием различных декстринов, из которых образуется мальтоза, а затем глюкоза. В рубце крахмал легко сбраживается с образованием летучих и нелетучих жирных кислот. Побочным продуктом сбраживания крахмала является метан.

Микробиальное расщепление моносахаридов является продолжением гидролиза крахмала, в результате образуются такие же конечные продукты, как при ферментации всех углеводов. Отмечено также, что при крахмале рН среды рубца поддерживается на уровне 6,2 - 6,5 (что благоприятно для пропионовокислых бактерий), и в рубце накапливается большое количество пропионовой кислоты. Обычно такую картину можно наблюдать при содержании в рационе большого количества зерновых концентратов или гранулированных кормов.

Растворимые углеводы (глюкоза, фруктоза, ксилоза и др.), которые поступают в рубец с кормом или образуются в процессе гидролиза полисахаридов, практически все утилизируются микроорганизмами. Сахара содержатся в значительных количествах в растительных кормах и могут составлять до 30% сухого вещества корма. Сахара почти сразу после поступления ферментируются в рубце, это свидетельствует о том, что ферменты, воздействующие на данный субстрат, уже присутствуют в среде и синтезируются микрофлорой.

Ферментация отдельных углеводов корма обеспечивает основную функцию пищеварения жвачных - переваривание клетчатки. В данном случае процесс ферментации растворимых углеводов обеспечивает микроорганизмы, переваривающие клетчатку, необходимой энергией. Сбраживание всех углеводов в рубце всегда сопровождается образованием конечных продуктов - летучих жирных кислот, которые всасываются в кровь и служат основным источником энергии для жвачных и предшественниками составных частей молока.

Поиск по сайту: