Карбамід, мікроби і м’ясо

Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.

Азот – одна з головних складових білка – речовини, що є, як відомо, основою життя. Азот досить широко поширений на Землі: повітря майже на чотири п’ятих складається з азоту. Але рослини в основному використовують лише азот, що міститься в ґрунті (або внесений в нього з добривами). Тварини ж отримують його з їжею, засвоюючи органічний – рослинний або тваринний – білок.

Продуктивність сільськогосподарських тварин в значній мірі залежить від того, наскільки багатий білками їх корм. Білок відіграє провідну роль в обміні речовин. Його не можна замінити іншими речовинами (вуглеводи і жири можуть, як відомо, заміняти один одного в харчуванні). Тому через нестачу білка в кормі тварин доводиться часом витрачати в 1,5-2 рази більше кормових одиниць, ніж це було б необхідно при повноцінному білковому харчуванні. Але виявляється, що жуйні тварини – велика рогата худоба, вівці, кози – можуть будувати білок свого організму, використовуючи для цього не тільки рослинні білки, але навіть небілкові азотисті речовини, наприклад, карбамід – продукт хімічної промисловості. До речі, азот, що входить до складу карбаміду, – це зв’язаний азот повітря.

Для того, щоб зрозуміти, як тварини засвоюють карбамід, необхідно хоча б коротко ознайомитися з тим, як протікає у них процес травлення. Білок, що надійшов з кормом в травний тракт, піддається дії ферментів шлункового і кишкового соків і розщеплюється до амінокислот. З них, як з цеглинок, організм будує білок власного тіла.

Відомо близько двох десятків амінокислот. Частина з них – вони називаються замінними – може відтворюватися в організмі тварини з інших амінокислот. Інші – так звані незамінні амінокислоти – повинні обов’язково надходити в організм з кормом.

Про якість кормового білка судять, отже, за кількістю і чисельністю наявних в ньому незамінних амінокислот.

У жуйних тварин, як відомо навіть зі шкільного курсу зоології, шлунок багато інсценує. Передні його камери – рубець (особливо), сітка і книжка – рясно населені мікроорганізмами. За даними мікробіологів, в одному грамі вмісту рубця налічується до мільйона інфузорій. Слизова оболонка рубця не виділяє травних ферментів, але їх виробляють населяючі рубець мікроорганізми, при активній участі яких і відбувається перетравлення корму.

Енергію, необхідну для життєвих процесів, мікроби отримують, зброджуючи вуглеводи корму і перетворюючи їх в летючі жирні кислоти. Останні всмоктуються через стінку рубця в кров і йдуть на творення жирової тканини і жиру молока.

Мікроорганізми здатні перетравлювати не тільки легко зброджувані, але і важко засвоювані вуглеводи, наприклад, клітковину грубих кормів. У цьому одна з переваг жуйних тварин.

І другу перевагу дають їм мешкаючі в їх шлунку мікроби; інфузорії і бактерії можуть будувати білок свого тіла не тільки з кормового білка, але і з небілкових азотистих речовин – з того ж карбаміду. При цьому їх білок містить майже всі незамінні амінокислоти, необхідні для тваринного харчування.

Мікроорганізми швидко розмножуються в рубці. Частина їх разом з харчовими масами потрапляє в останню камеру шлунка – сичуг. Кисле середовище його вбиває мікроорганізми, а їх тіла перетравлюються, як звичайний білок. Таким чином, якщо частина білкового раціону корів чи інших жуйних буде замінена карбамідом, мікроорганізми «не помітять» такої заміни і в своєму тілі будуть синтезувати повноцінний білок. А він вже, в свою чергу, буде засвоєний організмом тварини.

У свинарстві заміна деякої частини білкового корму карбамідом не дала ефекту. У свиней шлунок однокамерний. Їм, так само як і домашній птиці, необхідний повноцінний кормовий білок. Але чи не можна отримувати придатний для їх годування білок з того ж карбаміду, використовуючи той самий процес, який йде в шлунку жуйних? Адже вже сьогодні є повідомлення вчених про використання для наукових цілей моделі рубця. У такому пристрої бактерії та найпростіші живуть і розвиваються протягом декількох діб.

Автор: А. Бобильов.