Глюкозинолаты рапса и рыжика: состав, концентрации, токсичность и антипитательность для птицы, методы нейтрализации - мини-обзор

В последние десятилетия в кормлении животных и кормопроизводстве во всем мире все более острой становится проблема дефицита кормового протеина. Она особенно актуальна для регионов, где не возделывается соя (которая считается идеальным источником протеина для всех видов кормов), в том числе для России с ее невысоким объемом внутреннего производства сои. Для решения этой проблемы, снижения себестоимости кормов и импортозависимости по кормовому протеину все шире используются местные ресурсы, в частности масличные культуры семейства Brassicaceae рапс ( Brassica napus L.) и рыжик ( Camelina sativa L.), которые неприхотливы к условиям возделывания. Их жмыхи и шроты богаты протеином, но при этом содержат антипитательные факторы, в том числе гликозиды - глюкозинолаты (ГЛ). Это защитные вещества растений - вторичные метаболиты, представляющие собой обширный класс О-сульфатов алкил-альдоксимов, у которых к гидроксиминовому углеродному атому в цис-положении к сульфатной группе присоединен остаток β-D-тиоглюкопиранозида. Сейчас их идентифицировано уже более 120 (B.A. Halkier и J. Gershenzon, 2006). Однако если токсические и антипитательные эффекты ГЛ рапса и методы их нейтрализации изучены довольно хорошо, то по рыжику такие исследования только начинаются, поскольку эту культуру стали массово возделывать относительно недавно. При работе с рыжиком зачастую приходится ориентироваться на данные исследований на рапсе. Настоящий обзор посвящен анализу свойств ГЛ, их неблагоприятного воздействия на сельскохозяйственную птицу и методам его нейтрализации. Сами по себе ГЛ не токсичны, и их участие в защитном ответе растений на повреждения связан с эндогенными ферментами β-тиоглюкозидазами (мирозиназами), которые в норме локализуются в разных органах и тканях, но при повреждении вступают во взаимодействие. Это приводит к гидролизу ГЛ с отщеплением глюкозы и последующей трансформацией аглюконового остатка в различные потенциально токсичные продукты: изотиоцианаты, тиоцианаты, оксазолидинтионы, нитрилы и эпитионитрилы (D.J. Kliebenstein с соавт., 2005). Аналогичные процессы могут осуществляться микрофлорой пищеварительного тракта птицы. Главным токсическим эффектом этих продуктов считается гойтрогенность - нарушение синтеза и выброса в кровоток щитовидной железой тиреоидных гормонов, которое при более тяжелых формах интоксикации приводит к гипертрофии железы и образованию зоба. В субтоксических дозах такие метаболиты могут ухудшать рост молодняка, а у несушек - снижать яйценоскость и вызывать «рыбный» запах яиц. По рапсу с 1960-х годов в результате селекция на снижение содержания ГЛ создано значительное число низкогликозидных сортов. По рыжику такие работы начаты недавно, и о получении его низкогликозидных сортов пока не сообщалось. Для уменьшения содержания ГЛ в продуктах переработки рапса и рыжика (шротах и жмыхах) можно использовать разные методы, в частности термообработку (при ~ 100 °С), замачивание в воде, воздействие водными растворами щелочей или сульфата меди, твердофазную микробную ферментацию, микронизацию, экструзию (M.K. Tripathi и A.S. Mishra, 2007). Максимальным допустимым количеством глюкозинолатов в рационах птицы принято считать 5-6 ммоль/кг, что соответствует 5-10 % продуктов из рыжика, 10 % продуктов из немодифицированного рапса и 15-20 % продуктов из рапса с генетически сниженным содержанием глюкозинолатов. Изучение механизмов токсичности ГЛ и антипитательных свойств рапса и в особенности рыжика необходимо для решения практически задач кормления птицы и селекционного улучшения сортов этих кормовых культур.