Влияние добавки киноа на пищеварение и метаболизм кур-несушек

Содержание углеводов в киноа составляет 48,5–77,0% (сухая основа), где основным компонентом является крахмал (58,1–64,2%), а содержание клетчатки варьируется от 7,0 до 26,5%. Процентное соотношение белков в киноа равно 9,1–16,7%, липидов — 4,0–7,6%, при этом доля ненасыщенных жирных кислот достигает 71,0–84,5%. Стоит заметить, что белки и пептиды киноа обладают рядом функциональных свойств, включая гипохолестери-немическое, антиоксидантное, антигипертензивное и противовоспалительное действие. Фракции белка киноа могут ингибировать реабсорбцию желчных кислот в тонком кишечнике, что приводит к снижению уровня общего холестерина и липопротеинов низкой плотности (LDL) в плазме крови и печени. Некоторые пептиды киноа способны ингибировать ангиотензин-превращающий фермент (АПФ), что приводит к снижению артериального давления. В то же время способность этих пептидов ингибировать активность а-амилазы и а-глюкозидазы позволяет контролировать уровень глюкозы в крови [2].

Помимо этого, киноа содержит биологически активные соединения, такие как сапонины, полифенолы, фитаты, флавоноиды, фитостеролы и бетацианины. Фитостеролы обладают гипохолестеринемическим эффектом, способствуя снижению уровня холестерина в крови за счёт конкуренции с холестерином в процессе всасывания в кишечнике. Их содержание в киноа составляет 38,8–41,2 мг/100 г сухого вещества. Киноа также богата минеральными элементами, включая калий (656– 1475 мг/100 г), фосфор (140–530 мг/100 г), кальций (27,5–148,7 мг/100 г), магний (207– 502 мг/ 100 г) и железо (1,1-16,7 мг/100 г) [2].

По данным исследования E.B. Craine, K.M. Murphy (2020), наиболее распространенными незаменимыми аминокислотами в семенах киноа, выращенных в штате Вашингтон, являются лейцин, лизин, валин, изолейцин, фенилаланин, треонин, гистидин, метионин и триптофан. Среди заменимых аминокислот преобладают глутаминовая и аспарагиновая кислоты, аргинин, глицин, аланин и пролин, серин, тирозин, цистеин, таурин, гидроксипролин, гидроксилизин, орнитин [3].

Важно также заметить, что белки киноа, преимущественно представленные альбуминами и глобулинами, имеют сбалансированный аминокислотный состав, сходный с белками казеина — основного белка молока [4].

Согласно исследованиям, уровень железа в киноа выше, чем в таких зерновых культурах, как кукуруза и ячмень. Киноа также богата витаминами, включая витамин E, который играет важную роль в антиоксидантной защите клеточных мембран, и витамин B-комплекс, участвующий в обмене веществ. Высокая доля полиненасыщенных жирных кислот, таких как линолевая и линоленовая кислоты, придает киноа функциональные свойства, полезные для здоровья. Фитиновая кислота в киноа распределена не только в оболочке зерна, как у пшеницы и ржи, но и в эндосперме, что делает её более значимым антипитательным фактором. Она связывает минералы, такие как кальций, магний и железо, делая их недоступными для метаболизма. Диапазон содержания фитиновой кислоты в пяти различных сортах киноа варьируется от 10,5 до 13,5 мг/г. Стоит отметить, что сапонины, присутствующие в оболочке киноа, способны изменять проницаемость клеточных мембран, что может повлиять на всасывание питательных веществ и работу пищеварительных ферментов. При этом исследования показывают, что ингибиторы протеаз в киноа содержатся в низких концентрациях - менее 50 мг на килограмм зерна, что значительно ниже, чем в большинстве других зерновых культур [5].

Цель исследования - оценка влияния добавления киноа в рацион кур-несушек на пищеварение и метаболизм.

Условия, материалы и методы. Эксперимент проводился на курах-несушках кросса «Хайсекс Уайт» в возрасте 20 недель и старше на базе вивария РГАУ - МСХА им. К.А. Тимирязева (г. Москва) в 2025 году, руководствуясь требованиями гуманного отношения к животным. Птица содержалась в одинаковых условиях, соответствующих зоогигиеническим нормам. Количество подопытных животных определялось в соответствии с методическими рекомендациями ВНИТИП, согласно которым для проведения балансовых опытов отбирают не менее 3 особей взрослой птицы ( Егоров И.А. и др. Методика проведения научных и производственных исследований по кормлению сельскохозяйственной птицы. Молекулярно-генетические методы определения микрофлоры кишечника. Сергиев Посад: ВНИТИП, 2013. 51 с. ).

Для эксперимента фистульные птицы были разделены методом случайной выборки на 3 группы по 3 головы: 1-я контрольная группа (основной рацион без добавки киноа); 2-я опытная группа - основной рацион с добавкой 1% киноа от массы корма; 3-я опытная группа - основной рацион с добавкой 10% киноа от массы корма. Продолжительность эксперимента во всех группах составила 10 дней. В опытных группах в течение первых 3 дней добавка киноа вводилась в рацион постепенно (с плавным повышением концентрации от 0% до запланированного уровня — 1% и 10%), после чего птицы в течение последующих 7 дней получали рацион с полной дозой добавки.

Для оценки влияния добавки киноа на ферментативную активность, содержание кальция и фосфора применялись фистульные технологии и полуавтоматический биохимический анализатор BS 3000M (Sinnowa, КНР). Физиологические опыты проводили по утрам. Пробы дуоденального химуса отбирались через 1 и 2 часа после кормления. Пробы крови брали из подкрыльцовой вены в состоянии натощак. Химус центрифугировали при 7000 об/мин в течение 5 минут, после чего определяли активность ферментов и содержание кальция и фосфора в надосадочной жидкости, предварительно разбавляя её физиологическим раствором в соотношении 1:10. Активность трипсина в дуоденальном химусе и плазме крови определяли, используя в качестве субстрата нитроанилид бензоил DL-аргинина (BAPNA), кинетическим методом (Вертипрахов, Грозина, 2018), а щелочной фосфатазы, уровень кальция и фосфора — с использованием реактивов («ДиаВет», Россия) [6].

Изучение адаптации пищеварительной системы проводили при помощи фосфатазно-трипсинового индекса (ФТИ) - отношение активности щелочной фосфатазы к трипсину. Данный показатель отражает физиологическое состояние кишечника. Снижение ФТИ указывает на лучшую адаптацию к корму, поскольку высокая активность трипсина способствует эффективному расщеплению белков, а уровень щелочной фосфатазы остается в пределах нормы, что свидетельствует о минимальном повреждении клеток кишечника. Повышенный ФТИ может указывать на дисбаланс ферментативной активности, повышенное разрушение клеток и недостаточную адаптацию ферментов кишечника к корму [6].

Статистическая обработка данных осуществлялась методами вариационной статистики с использованием t-критерия Стьюдента. Достоверность различий считалась значимой при p<0,05.

Результаты и обсуждение. Результаты исследований показали, что киноа оказывает влияние на активность ферментов и минеральный обмен (табл. 1).

При введении добавки 1% киноа активность трипсина в дуоденальном химусе увеличилась через 1 час после кормления на 20,1% (p<0,05), а содержание фосфора — на 24,8% соответственно (p<0,05). Через 2 часа после кормления наблюдался рост активности трипсина в химусе на 24,1%, что указывает на высокую питательность добавки по сравнению с вкусовыми ощущениями для птицы. Увеличение уровня фосфора через 1 час после кормления может быть связано с активизацией белкового обмена, так как фосфор необходим для синтеза белков и фосфолипидов, энергетического обмена. Усиленное всасывание фосфатов также может способствовать синтезу АТФ, что поддерживает активность пищеварительных ферментов. Однако через 2 часа после кормления различия не были статистически значимыми по сравнению с контрольной группой. Не исключено влияние компенсаторных механизмов перераспределения фосфатов (быстрое всасывание фосфора и его снижение через 2 часа) в гомеостазе минералов, что согласуется с данными по регуляции кальций-фосфорного обмена у кур-несушек [7]. В условиях высокого уровня фитатов эффективность этих механизмов может снижаться, что ограничивает биодоступность фосфора и его участие в метаболизме [4].

Таблица 1 – Ферментативная активность и уровень содержания минералов в химусе кур-несушек кур-несушек

Показатель	Период взятия химуса после кормления	Группа
		1 контрольная	2 опытная	3 опытная
1	2	3	4	5
Активность трипсина, ед/л	через 1 час	2248,9±118,6	2699,6±163,9*	1837,7±98,1*
	через 2 часа	2368,2±122,1	2938,4±115,7*	1927,4±110,4*
Активность щелочной фосфатазы, ед/л	через 1 час	5389,1±379,3	4629,0±345,3	1208,0±148,3*
	через 2 часа	4193,4±252,3	5221,0±280,2*	862,1±118,4*
Кальций, ммоль/л	через 1 час	50,3±5,0	49,9±2,4	47,7±2,3
	через 2 часа	41,3±3,5	38,6±2,3**	47,0±2,0
Фосфор, ммоль/л	через 1 час	10,3±0,7	12,5±0,5*	8,5±0,2*
	через 2 часа	10,4±0,7	12,5±0,8	8,8±0,2*

Примечание: * – различие между группами при p<0,05 достоверно, ** – различие между периодами взятия химуса в одной группе p<0,05 достоверно.

Активность щелочной фосфатазы во второй опытной группе через 2 часа после кормления повысилась на 24,5% (p<0,05), что может указывать на улучшение всасывания минеральных веществ и адаптацию ферментативных процессов к изменениям в рационе. Также повышенная активность фермента может быть связана с усилением процессов костной минерализации и мобилизации фосфатов, что подтверждается ростом уровня фосфора в дуоденальном химусе. Щелочная фосфатаза участвует в гидролизе органических фосфатов, способствуя высвобождению неорганического фосфора, необходимого для образования гидроксиапатита костной ткани. Данный эффект может также отражать компенсаторную реакцию организма на измененный минеральный баланс, связанный с особенностями переваривания и усвоения киноа [7].

В третьей опытной группе наблюдалось снижение активности трипсина на 18,3% (p<0,05) через 1 час и на 18,6% (p<0,05) через 2 часа, что может свидетельствовать о снижении эффективности белкового переваривания и адаптационной реакции поджелудочной железы на повышенное содержание антипита-тельных веществ. Одновременно уровень фосфора в дуоденальном химусе уменьшился на 15,1% (p<0,05) через 1 час и на 12% (p<0,05) через 2 часа, что, вероятно, связано с изменением процессов всасывания и мобилизации минералов. Высокая нагрузка антипитатель-ных веществ, таких как фитаты и сапонины, могла способствовать снижению биодоступности фосфора за счет образования нерастворимых комплексов [2].

Активность щелочной фосфатазы в третьей опытной группе уменьшилась на 77,6% (p<0,05) через 1 час и на 79,4% (p<0,05) через 2 часа, что демонстрирует значительное угнетение ферментативной активности, которая может быть вызвана изменением рН кишечного содержимого и ингибирующим действием антипитательных веществ на процессы минерализации, таких как фитаты и сапонины [4].

Результаты анализа фосфатазно-трипсинового индекса (ФТИ) показали различия значений между контрольной и опытной группами (табл. 2).

Таблица 2 - Фосфатазно-трипсиновый индекс (ФТИ) при различных уровнях киноа в рационе

Показатель	Период взятия химуса после кормления	Группа
		1 контрольная	2 опытная	3 опытная
ФТИ	через 1 час	2,40	1,71	0,66
	через 2 часа	1,77	1,84	0,45
ФТИ (среднее)		2,1±0,11	1,8	0,5
Снижение ФТИ, %		-	14,3%	76,2%

ФТИ рассчитывается как отношение активности щелочной фосфатазы к трипсину и отражает баланс между процессами переваривания белков и всасывания минералов. Значения ФТИ в контрольной группе составили 2,40 через 1 час и 1,77 через 2 часа. Во 2-й опытной группе с добавкой 1% киноа индекс снизился на 14,3% и составил 1,71 через 1 час и 1,84 через 2 часа, что указывает на лучшую адаптацию кишечника к рациону и повышение эффективности усвоения минеральных веществ, что подтверждается ростом активности щелочной фосфатазы [6]. В 3-й опытной группе с добавкой 10% киноа наблюдалось значительное снижение ФТИ (на 76,2%), и он составил 0,66 через 1 час и 0,45 через 2 часа. Это может указывать на выраженное снижение ферментативной активности вследствие высокого содержания антипитательных веществ таких как сапонины и фитаты. Эти биологические активные вещества могут снижать доступность кальция и фосфора, связывая их в нерастворимые комплексы, а также изменять рН кишечника, что дополнительно угнетает активность пищеварительных ферментов [4]. Кроме того, резкое снижение активности щелочной фосфатазы может быть следствием не только ингибирования ферментов, но и уменьшения доступности субстратов для ее работы, что требует дальнейших исследований.

Также важно отметить, что полученные в ходе опыта данные согласуются с результатами исследования Н. А. Сергеенковой и В. Г. Вертипрахова (2024), где для оценки вкусовых ощущений и питательной ценности различных белковых компонентов рациона у цыплят-бройлеров использовали фистульную технологию и измеряли активность трипсина в дуоденальном химусе [8]. Наиболее выраженная активность трипсина (на 29% выше контроля) была отмечена при добавлении люпина белого, при этом фосфатазно-трипсиновый индекс (ФТИ) указывал на лучшее состояние кишечника и уровень метаболической адаптации. Биохимические показатели крови также подтвердили активацию белкового обмена и снижение продуктов распада. Эти данные наглядно показывают пример определения активности пищеварительных ферментов как физиологического маркера пищевой адаптации птицы к различным видам белковых добавок, в том числе и таким, как киноа [8].

Результаты исследований анализов крови показали, что введение в рацион добавки киноа оказывает влияние на углеводный и липидный обмен (табл. 3).

Таблица 3 - Биохимические показатели крови кур-несушек при различных уровнях киноа в рационе

Показатель	Группа
	1 контрольная	2 опытная	3 опытная
Активность трипсина, ед/л	297,7±59,9	192,7±32,4	222,4±42,6
Активность щелочной фосфатазы, ед/л	483,4±139,0	316,8±77,2	358,8±57,1
Кальций, ммоль/л	6,8±0,5	6,6±0,7	5,1±1,0
Фосфор, ммоль/л	2,1±0,7	2,3±0,1	2,3±0,1
Активность амилазы, ед/л	522,0±43,8	665,7±58,2	497,7±2,04
Глюкоза, ммоль/л	11,4±0,2	14,1±0,2*	11,0±0,11
Мочевая кислота, мкмоль/л	117,0±35,3	164,5±29,0	97,9±0,95
Общий белок, г/л	64,1±18,6	62,8±2,3	57,4±0,57
Триглицериды, ммоль/л	4,0±0,1	2,6±0,8	4,9±0,10*
Холестерин, ммоль/л	7,0±0,7	3,7±0,3*	3,0±0*

Примечание: * - различие между группами при p<0,05 достоверно

Введение добавки 1% киноа привело к достоверному снижению уровня холестерина (p<0,05), что можно объяснить содержанием фитостеролов, конкурирующих с холестерином за всасывание в кишечнике. Исследования показывают, что фитостеролы, содержащиеся в киноа, могут ингибировать всасывание экзогенного холестерина в кишечнике, способствуя его выведению и снижению концентрации в крови [2].

При увеличении содержания добавки киноа до 10% также наблюдалось падение уровня холестерина, однако этот эффект сопровождался одновременным повышением уровня триглицеридов (p<0,05), что может свидетельствовать о перераспределении липидов и компенсаторном изменении их метаболизма. Как упоминалась ранее, киноа содержит сапонины и фитиновую кислоту, которые обладают способностью нарушать процессы пищеварения, в том числе за счёт связывания минеральных элементов и изменения проницаемости мембран кишечного эпителия [4].

В группе с добавкой 1% киноа отмечено достоверное повышение уровня глюкозы (p<0,05), что свидетельствует об улучшении энергообеспечения организма и активизации процессов глюконеогенеза.

Таким образом, киноа представляет собой перспективный источник биологически активных веществ, таких как фитоэкдистероиды, полифенолы и сапонины, обладающих адапто-генными, антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Согласно данным Ю.С. Сидоровой и соавт. (2020), потребление киноа может нормализовать углеводный и липидный обмен, снижать массу тела и уровень гликированного гемоглобина, а также предотвращать перекисное окисление липидов. Такие свойства подтверждают потенциал киноа не только как нутритивного, но и как функционального компонента кормов, способного модулировать метаболические процессы и повышать устойчивость организма к метаболическим нарушениям [9].

Согласно литературным данным (D. Schmidt et al., 2021), киноа содержит белки с полноценным аминокислотным составом, пищевые волокна, витамины, антиоксиданты и минеральные вещества, что обеспечивает её потенциальную роль в профилактике метаболических нарушений. Использование кур-несушек как модельного организма позволило оценить влияние киноа как на локальные показатели пищеварения, так и на системные метаболические реакции, что подтверждает применимость данной модели в исследованиях функциональных кормов и их влияния на физиологическое состояние организма [10].

Выводы. Добавление 1% киноа в рацион кур-несушек способствует повышению активности пищеварительных ферментов и увеличению уровня фосфора в химусе, что может положительно сказываться на пищеварительных процессах. Введение 10% киноа, напротив, приводит к снижению ферментативной активности и уменьшению содержания фосфора, что ограничивает его применение в кормлении птицы. Умеренные дозы киноа (1%) оказывают благоприятное влияние на липидный и углеводный обмен, снижая уровень холестерина и улучшая энергетический статус организма. Однако высокие дозы (10%) могут вызывать метаболические нарушения, включая повышение уровня триглицеридов, снижение общего белка и дисфункцию липидного гомеостаза печени, что связано с антипи-тательными веществами. Оптимизация уровня киноа в рационе кур-несушек необходима для достижения максимального положительного эффекта при минимизации возможных негативных последствий.

Таким образом, полученные данные не только демонстрируют эффект дозозависимого влияния киноа на пищеварительные и метаболические процессы у птицы, но и подтверждают функциональные свойства киноа как кормовой добавки.