Chronione składniki pokarmowe w żywieniu krów mlecznych cz. 3.

Krowy o wysokiej wydajności mlecznej wymagają bardzo precyzyjnego pokrycia potrzeb na składniki odżywcze. Dla takich mlecznic zaleca się bilansowanie jelitowej podaży aminokwasów, zwłaszcza metioniny i lizyny.

tekst: PROF. ZYGMUNT M. KOWALSKI, UNIWERSYTET ROLNICZY W KRAKOWIE

W poprzednim artykule omówiłem uzasadnienie i zasady stosowania preparatów białka chronionego w żywieniu krów mlecznych. Stosuje się je przede wszystkim w celu zwiększenia podaży białka nieulegającego rozkładowi w żwaczu (białka by-pass), a przez to zwiększenia podaży białka trawionego w jelitach. We wspomnianym artykule wskazano, że często efekty produkcyjne ze stosowania białka chronionego są dalekie od oczekiwanych. Według Schingoethe (1996) brak reakcji krów na zwiększoną podaż białka by-pass może wynikać między innymi z nieodpowiedniego składu aminokwasowego tego białka, co może prowadzić do niepokrywania zapotrzebowania krowy na najważniejsze aminokwasy, czyli metioninę lub lizynę. Niedobór tych aminokwasów powoduje zmniejszenie wydajności mleka oraz wydajności białka w mleku. Ta wiedza zrodziła pomysł na produkcję i stosowanie aminokwasów chronionych (aminokwasów by-pass), które nie podlegają rozkładowi w żwaczu i są dostępne (wchłaniane) w jelicie cienkim krowy.

Bilans aminokwasów w dawce pokarmowej
W bilansowaniu dawek pokarmowych dla współczesnych wysokowydajnych krów mlecznych obliczanie tylko ilości białka ogólnego jest niewystarczające. Liczne badania naukowe i doświadczenia praktyczne udowodniły, że konieczne jest bilansowanie podaży jelitowej metioniny, lizyny oraz histydyny – czyli najważniejszych aminokwasów dla krów mlecznych. Przez podaż jelitową należy rozumieć ilość aminokwasów wchłanianych w jelicie cienkim.

Krowa pokrywa swoje zapotrzebowanie na aminokwasy z trawienia w jelicie cienkim białka mikroorganizmów (BM) powstającego w żwaczu oraz białka paszy, które nie uległo rozkładowi w żwaczu (BNRŻ). Białko mikroorganizmów, a więc bakterii i pierwotniaków, dostarczające krowie zwykle 60–70% aminokwasów, zawiera wszystkie niezbędne aminokwasy, w tym charakterystyczne dla białka pochodzenia zwierzęcego (białko pierwotniaków). To, ile białka powstanie w żwaczu, zależy od ilości energii (pochodzącej głównie z trawienia skrobi oraz celulozy) oraz od ilości białka dostarczanego mikroorganizmom w paszy. Niestety, nawet hodowca najlepiej „karmiący” żwacz krowy nie jest w stanie zmienić składu aminokwasowego białka mikroorganizmów, a także zachęcić bakterie do produkcji takiej ilości białka, które byłoby niezbędne do pokrycia zapotrzebowania krów wysokomlecznych na aminokwasy. Muszą być one dostarczane krowom w białku paszy, które nie ulega rozkładowi w żwaczu, czyli w białku by-pass. To te pozostałe 30–40% aminokwasów. Niestety, większość typowych pasz stosowanych w żywieniu krów dostarcza niewiele takiego białka. Nawet pasze o małej podatności na rozkład w żwaczu (np. młóto browarniane) nie dostarczają krowie wszystkich niezbędnych aminokwasów, co jest szczególnie ważne w okresie okołoporodowym czy w okresie szczytu laktacji.

Idealnym rozwiązaniem byłoby po prostu dostarczenie krowie w paszy brakujących aminokwasów. Niestety, podanie aminokwasów wraz z paszą, tak jak ma to miejsce w żywieniu świń czy drobiu, nie ma sensu, gdyż byłyby one natychmiast rozkładane przez bakterie żwacza. Z drugiej strony wyniki wielu doświadczeń, w których dostarczano krowom aminokwasy bezpośrednio do dwunastnicy, na przykład przez przetokę, wskazują, że dodatek lizyny i metioniny zwiększał wydajność mleka oraz zawartość w nim białka. Reakcja ta była najbardziej widoczna u krów w okresie wczesnej laktacji.

Wspomniane doświadczenia pozwoliły na określenie zapotrzebowania krów mlecznych na aminokwasy trawione w jelitach. W normach IZ-INRA możliwe jest bilansowanie ilości aminokwasów dostarczanych w dawce pokarmowej w stosunku do zapotrzebowania krowy. Można w tym celu używać programu komputerowego INRAtion, w którym umieszczono zawartości lizyny i metioniny w prawie 700 paszach. Niepokrywanie zapotrzebowania na lizynę czy metioninę (pokrycie zapotrzebowania na ten aminokwas jest trudniejsze) skutkuje przede wszystkim zmniejszoną syntezą białek mleka, co zmniejsza ich zawartość w mleku.

W prawidłowo zbilansowanej dawce pokarmowej w białku trawionym w jelitach (BTJ) powinno być 7,3% lizyny trawionej w jelitach (LizTJ%BTJ) oraz 2,5% metioniny trawionej w jelitach (MetTJ%BTJ).

Bilansowanie w dawce pokarmowej aminokwasów, a nie tylko białka ogólnego, zwiększa efektywność wykorzystania ich w produkcji białka mleka. Są one efektywniej wbudowywane w białko. Na przykład, gdy brakuje metioniny, nie może powstać białko „bez metioniny”, i powstaje go tylko tyle, na ile pozwala ilość dostarczonej metioniny. Ilość wody w beczce wyznacza poziom najniższej klepki (ryc. 1). Podobnie ilość powstającego białka mleka jest wyznaczana przez poziom metioniny. Inne aminokwasy egzogenne, często obecne w nadmiarze, nie mogą „zbudować białka bez metioniny” i są niewykorzystywane. Po przemianach w wątrobie do amoniaku i mocznika wydalane są z organizmu krowy z moczem. Ten proces wymaga wydatkowania energii. Niewykorzystywanie aminokwasów w syntezie białka mleka, z powodu niedoboru jakiegoś aminokwasu, to nie tylko problem straty pieniędzy (bo białko kosztuje), ale także problem zanieczyszczenia środowiska oraz niepotrzebnego obciążania wątroby i nerek, które muszą sobie poradzić z ich nadmiarem.

Podsumowując, bilansowanie aminokwasów w dawce pokarmowej:
• zwiększa efektywność wykorzystania białka (aminokwasów) w produkcji białka mleka;
• zwiększa zawartość białka w mleku, a także często wydajność białka mleka;
• poprawia bilans energii krowy (mniejsze obciążenie energetyczne koniecznością usuwania amoniaku);
• zmniejsza obciążenie środowiska.

Liczne badania wskazują również na pozytywny wpływ bilansowania aminokwasów (zwłaszcza metioniny) na procesy rozrodu (np. zmniejszenie zamieralności zarodków), a także w prewencji zaburzeń metabolicznych czy immunosupresji (utraty odporności). Te zagadnienia wymagają jednak oddzielnego artykułu i nie będą tutaj poruszane.

Dlaczego aminokwasy chronione?
Jak wspomniano powyżej, nie jest możliwe dostarczanie krowie aminokwasów wchłanianych jelitowo, w taki sam sposób, jak odbywa się to w żywieniu drobiu czy świń. Te uwarunkowania, a z drugiej strony konieczność dostarczania krowom metioniny, lizyny czy histydyny, zachęciły do wymyślenia sposobów na ochronę aminokwasów przed rozkładem w żwaczu. Aminokwas chroniony to aminokwas przygotowany w takiej postaci, aby nie podlegał procesowi rozkładu w żwaczu i był dostępny w jelicie cienkim.

Ze względu na ilość podawanych składników (znacznie mniejsze ilości aminokwasów niż białka) metody te różnią się od metod ochrony białka. Najczęściej ochrania się jeden aminokwas, np. metioninę, a w dawkach stosuje się jeden lub dwa preparaty chronionych aminokwasów. Najpopularniejsze preparaty chronionych aminokwasów przedstawiono na rycinie 2.

Produkowane przez przemysł preparaty chronionych aminokwasów muszą łatwo się mieszać z innymi paszami w dawce, a także nie powinny zmieniać swoich właściwości w czasie mieszania z kiszonkami, na przykład w TMR.

Metody ochrony aminokwasów
Aminokwasy mogą być chronione następującymi sposobami:
• Otoczkowanie
a) Otoczka (specjalny polimer, np.  etyloceluloza) zabezpiecza aminokwas przed działaniem mikroorganizmów i rozkładem w żwaczu; w warunkach niskiego pH w trawieńcu polimer „pęka”, a uwolniony aminokwas jest dostępny do wchłonięcia w jelicie cienkim. Przykładami takich preparatów są preparaty chronionej metioniny: Smartamina i Mepron.
b) Mikrootoczkowanie – aminokwas jest zmieszany z substancją otoczkującą, np. matrycą trójglicerydową (tłuszczową) i uwalnia się po rozpuszczeniu tej substancji, co wymaga czasu, przez co uwalnianie aminokwasu jest powolne. Przykładem takich preparatów jest preparat chronionej lizyny: LysiGEM.
• Hydroksyanalog metioniny – np. ester izopropylowy hydroksyanalogu metioniny. Około 50% metioniny z tej formy jest dostępnych dla mikroorganizmów żwacza. Pozostałe 50% wchłaniane jest w żwaczu i wykorzystywane przez organizm krowy. Przykładem takiego preparatu jest preparat chronionej metioniny: MetaSmart, rozprowadzany w formie płynnej lub suchej.

Czy warto stosować preparaty aminokwasów chronionych?
Jak wspomniano wcześniej, przez bilansowanie aminokwasów w dawce pokarmowej, a przez to przez stosowanie preparatów aminokwasów chronionych, można się spodziewać wzrostu wydajności mleka i zawartości w nim białka. Dotyczy to zwłaszcza kazein, tak ważnych w produkcji serowarskiej. Przez podawanie krowom mlecznym preparatu chronionej metioniny (np. w ilości 12 g/dzień) można się spodziewać:
• wzrostu zawartości białka w mleku średnio o 1–1,5 g (0,1–0,15%), co przy wydajności 30 kg mleka/dzień zwiększa wydajność białka o 30–45 g/dzień;
• wzrostu wydajności mleka o około 1–1–5 kg/dzień, zwłaszcza w okresie pierwszych 100 dni laktacji;
• poprawy wskaźników rozrodu, w tym skrócenia okresu międzywycieleniowego;
• efektywniejszego wykorzystania rezerw tłuszczowych ciała, co zmniejsza zagrożenie występowania niektórych chorób metabolicznych krów wysokomlecznych, w tym głównie ketozy – aby uzyskać takie efekty, konieczne jest rozpoczęcie podawania preparatów chronionej metioniny w okresie przejściowym przed porodem (3 ostatnie tygodnie ciąży);
• poprawy odporności krów, w tym zmniejszenia liczby komórek somatycznych w mleku oraz częstotliwości zachorowań na zapalenie błony śluzowej macicy.

Otwarte pozostaje pytanie, czy to się opłaca? W wielu krajach tak, a u nas…? Jestem przekonany, że również tak, zwłaszcza gdy uwzględni się „niemierzalne” pozytywne efekty stosowania chronionych aminokwasów dla poprawy wskaźników rozrodu oraz odporności krów. Propozycje analizy opłacalności przedstawiono w tabeli 1 i 2. Z tej analizy wynika, że stosowanie preparatów chronionej metioniny jest opłacalne, zwłaszcza w tych gospodarstwach, które uzyskują wysokie wydajności mleka. To zrozumiałe, że w analizie nie uwzględniono innych korzyści ze stosowania preparatów chronionych aminokwasów.

Analizując koszty i korzyści ze stosowania chronionego aminokwasu, warto także wziąć pod uwagę, że dostarczenie krowie 1 g metioniny, która nie ulega rozkładowi w żwaczu, na przykład z poekstrakcyjnej śruty rzepakowej, wymaga podania około 0,6 kg śruty. Oprócz metioniny śruta dostarcza w nadmiarze jeszcze innych aminokwasów, które krowa musi przetworzyć w wątrobie w mocznik, wydalany przez nerki z moczem. Wymaga to wydatkowania pewnej ilości energii, której zwykle brakuje krowom będącym w fazie rozdajania.

Kiedy i jak podawać aminokwasy chronione?
Efekty produkcyjne ze stosowania aminokwasów chronionych zależą w dużym stopniu od okresu laktacji, możliwości genetycznych krów, ich kondycji oraz składu dawki pokarmowej. Niektóre dawki wymagają uzupełnienia niedoboru lizyny, inne metioniny (której nieco brakuje w poekstrakcyjnej śrucie sojowej), a najczęściej obydwu aminokwasów.
Korzyści ze stosowania chronionych aminokwasów można się spodziewać zarówno u krów w fazie rozdajania, jak i w pełnej laktacji. Ze względu jednak na cenę preparatów zaleca się ich stosowanie przede wszystkim u krów:
• będących w okresie wczesnej laktacji (0–100 dni);
• produkujących średnio ponad 30 kg/mleka/dzień;
• żywionych dawkami pokrywającymi zapotrzebowanie na energię, białko, witaminy i składniki mineralne.

Preparaty aminokwasów chronionych można podawać krowom bezpośrednio do żłobu, z niewielką ilością paszy treściwej, np. otrąb pszennych, lub w premiksie mineralno-witaminowym czy mieszance mineralnej. Preparaty można także mieszać w dawkach kompletnych, czyli w TMR. Jednakże w tym systemie żywienia niewielka dawka preparatu (10–15 g/dzień) może po prostu „zginąć” w masie paszy i jej część może znaleźć się w niedojadach. Mieszanie preparatów w TMR jest uzasadnione jedynie tam, gdzie stosuje się kilka TMR w oborze (żywienie grupowe). Wtedy preparat miesza się w TMR dla krów wymagających dodatku aminokwasów. Preparaty, w których do ochrony wykorzystano polimery, nie nadają się jako składniki granulatów mieszanek treściwych. 