Інкапсульовані поживні речовини можуть стати стабільною, надійною та економічно вигідною альтернативою традиційним кормовим джерелам. Однак їхня ефективність з огляду на стійкість, стабільність в рубці, вивільнення в кишечнику і, зрештою, на продуктивність корів залежить від використовуваного процесу інкапсуляції та виробництва. Відтак для оцінки ефективності інкапсуляту за кожним з цих показників надзвичайно важливо проводити дослідження in situ, in vitro та in vivo.

Ліпідна інкапсуляція є цінним інструментом для захисту поживних речовин від руйнування в рубці та дії навколишнього середовища з метою забезпечення їхньої доступності для всмоктування в тонкому кишечнику. З огляду на велику кількість інкапсульованих продуктів, що представлені сьогодні на ринку, вибір продукту, який буде працювати відповідно до очікувань за економічно вигідною ціною, може бути досить непростим. Ці продукти, а також процеси їхнього створення, значно відрізняються за дизайном, технологією і, на жаль, за ефективністю.

Високоякісні інкапсульовані поживні речовини можуть надати нутриціоністам велику гнучкість при поліпшенні раціонів і продуктивності при одночасному зниженні витрат. Однак не всі інкапсульовані продукти однакові. Щоб максимально ефективно використовувати інвестиції в інгредієнти, фахівці з годівлі, ветеринари та виробники повинні розуміти відмінності між різними технологіями інкапсуляції. Це дозволить ухвалювати обґрунтовані рішення про те, який продукт чи продукти найбільш ефективно працюватимуть у раціоні.

Ліпідна інкапсуляція

Ліпідна інкапсуляція — це ефективна технологія захисту від розщеплення в рубці різноманітних поживних речовин. Однак термін «ліпідна інкапсуляція» дуже загальний, і між продуктами існують відмінності, зумовлені:

• вихідною формою та вмістом поживної речовини;
• технологією інкапсуляції;
• процесом виготовлення.

Існує дві основні технології ліпідної інкапсуляції: справжня та матрична. При матричній інкапсуляції діюча поживна речовина суспендується в матриці жирних кислот, тоді як при справжній вона покривається оболонкою з жирних кислот, утворюючи захисний бар'єр (схема 1) та повністю капсулюючи активний поживний елемент у шари ліпідів.

Схема 1. Відмінності між матричною і справжньою інкапсуляцією

Ефективна інкапсуляція повинна забезпечувати:

1) стійкість (збереження цілісності в кормосуміші та під час змішування, при заморожуванні/розморожуванні та зберіганні);

2) захист від розщеплення в рубці;

3) засвоюваність у кишківнику;

4) біологічну дію.

Стійкість

Стійкість — це здатність інкапсульованого нутрієнта витримувати суворі умови змішування, транспортування та зберігання, а також вологість і кислотність загальнозмішаних раціонів. Стирання захисного покриття, розтріскування, руйнування або подрібнення продукту може призвести до зменшення кількості поживних речовин, призначених для тварини, і навіть зробити продукт неефективним.

Стійкість при змішуванні. Мінеральні речовини є одним з найбільш фізично абразивних середовищ для змішування інкапсуляту через грубу форму частинок і твердість основних мінералів, таких як вапняк і сіль. Надмірне змішування може призвести до розтріскувань, руйнувань та інших пошкоджень оболонки інкапсуляту. Мінімальний час змішування та додавання продукту в міксер якомога пізніше (як один з останніх інгредієнтів) зменшить втрату захисної функції.

Стійкість у кормі. Дослідження, що оцінюють стійкість в загальнозмішаному раціоні захищених від розщеплення в рубці лізину і холіну, показують значні відмінності між декількома доступними на ринку продуктами з різними технологіями інкапсуляції (графіки 1 і 2). Значна втрата стійкості в раціоні деяких з цих продуктів свідчить про те, що не всі технології інкапсуляції здатні достатньо захистити поживні речовини раціону від вологи, кислотності та мікроорганізмів. Ці висновки підкреслюють, що стійкість в раціоні необхідно враховувати, оскільки пошкодження захисної оболонки цих продуктів може відбутися до споживання коровами, що потенційно знижує ефективність інкапсульованих продуктів.

Графік 1. Стійкість у раціоні доступних на ринку продуктів захищеного лізину

Джерело: Estes et al., 2024a.

Графік 2. Стійкість у раціоні доступних на ринку продуктів захищеного холіну

Джерело: Estes et al., 2024b.

Стійкість при заморожуванні/розморожуванні. Менш очевидною і часто недооціненою проблемою є стабільність ліпідних оболонок при заморожуванні й таненні. При заморожуванні та розморожуванні оболонка інкапсульованих продуктів може розширюватися й стискатися. Це спричиняє проникнення води/рідини під час зберігання або в рубці, що призводить до втрати цілісності поживних речовин. Деякі інкапсульовані ліпіди не витримують умов заморожування/розморожування.

Температура. Іншим фактором, який часто не беруть до уваги, але який може впливати на цілісність оболонки, є температура. Інкапсульовані продукти не достатньо міцні, щоб витримувати температуру та тиск, пов'язані з гранулюванням. Високі температури, необхідні для клейстеризації крохмалю та отримання більш твердих гранул, пошкоджують захисну оболонку, негативно впливаючи на цілісність поживних речовин. Крім того, через підвищення тиску під час гранулювання, оболонка може пошкодитись або зруйнуватись, що також порушує цілісність поживних речовин.

Захист від розщеплення в рубці

Незахищені поживні речовини, такі як холін, ніацин, лізин і метіонін, майже повністю розщеплюються в рубці під час мікробної ферментації (>87%). У результаті залишається дуже мало поживних речовин для травлення і всмоктування в кишечнику. Захист від розщеплення в рубці означає здатність оболонки захищати поживні речовини, щоб вони могли пройти в сичуг і тонкий кишечник для використання твариною.

Рівень розщеплення в рубці часто оцінюють in situ або in vitro. У дослідженнях in situ захищені продукти у спеціальних мішечках з дакрону поміщають в рубець канюльованої корови, щоб визначити стабільність захисної оболонки. В дослідженнях in vitro для цього використовують лабораторні процедури з зібраною рідиною рубця або розчинами, що імітують його середовище. В обох випадках розщеплюваність оболонок можна виміряти в певний момент або в різний період часу.

Засвоюваність в кишківнику/біодоступність

Створення ефективного інкапсульованого продукту з високим рівнем стійкості полягає не тільки в тому, як він протидіє розщепленню в рубці та під впливом навколишнього середовища, але й у ступені засвоюваності в сичузі та тонкому кишківнику. Розробка продукту з високим рівнем стійкості до розщеплення в рубці може негативно позначитися на засвоюваності в кишечнику.

Залежно від нутрієнта, для тестування його засвоюваності в кишечнику використовуються методи in vivo та in vitro. Загалом, дослідження in vitro, що імітують травну систему тварини, є відносно швидкими та недорогими, але дають лише відносний рейтинг біодоступності. Однак дослідження in vivo з використанням стабільних ізотопів та селенометіоніну дають більш точні та достовірні результати біодоступності інкапсульованих поживних речовин.

Біологічна дія

Біологічна дія, що спостерігається у тварини після введення продукту, — остаточна і кінцева оцінка ефективності. Отримані результати згодовування інкапсульованих продуктів пов'язані (але не обмежуються) з молочною продуктивністю і компонентним складом молока, здоров'ям і репродуктивною функцією, а також здоров'ям і ростом потомства. Вони також будуть варіюватися залежно від поживної речовини, що була інкапсульована. Позитивні біологічні реакції спостерігаються, коли всі три функції продукту відповідають вимогам (стійкість, стабільність у рубці і засвоюваність у кишечнику).

Висновки

Інкапсульовані поживні речовини можуть стати стабільною, надійною та економічно вигідною альтернативою традиційним кормам. Однак ефективність цих продуктів з точки зору стійкості, стабільності в рубці, засвоюваності в кишечнику і, зрештою, продуктивності корів залежить від технології інкапсуляції. Тому для оцінки ефективності продукту за кожним з цих показників надзвичайно важливо проводити дослідження in situ, in vitro та in vivo.

Остаточним показником якості захищеного продукту є вартість одиниці біодоступного нутрієнта. Це залежить від ціни, стійкості, захищеності від розщеплення в рубці та засвоюваності в кишечнику. Щоб отримати максимум за свої гроші, просто поставте кілька запитань:

• Продукт достатньо стійкий, щоб витримати змішування і контакт з іншими кормами/мінеральними речовинами та середовище загальнозмішаного раціону, а також зберігання, включаючи цикли заморожування-розморожування, і водночас зберегти поживні речовини від розщеплення в рубці?
• Чи достатньо захищений продукт при тривалому перебуванні в рубці, щоб забезпечити високий відсоток поживних речовин, який потрапить в кишечник для всмоктування?
• Чи було протестовано продукт in vivo на біодоступність, яка відображає стійкість, захист від розщеплення в рубці та всмоктування в кишківнику, підтверджені дослідженнями виробника?
• Чи підтверджуються дані про біодоступність результатами in vivo, тобто продуктивністю або реакцією організму?

Попросіть надати результати досліджень та специфікації якості, щоб переконатися, що обраний вами продукт забезпечить коровам очікуваний рівень біодоступних поживних речовин.

ТОВ «Біохем-Україна»

Тел./факс: +380 4420624 07

E-пошта: ukraine@biochem.net

www.biochem.net

У 2025 році плануємо випуск шести номерів журналу «Молоко і ферма» — традиційно наприкінці кожного парного місяця. Читачі мають нагоду оформити передплату як друкованої, так і електронної версії журналу. Частково публікуватимемо матеріали у відповідній рубриці на сайті www.milkua.info. Більше інформації щодо передплати: 067 445 19 59 (Viber).