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.

Rycina 1. Koncepcja białka z idealnym profilem aminokwasowym dla krów mlecznych (adaptacja za Broderick, 2017)

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.

Rycina 2. Najpopularniejsze preparaty chronionych aminokwasów (adaptacja za Broderick, 2017)


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. 