Laktoza ocena wartości hodowlanej

Jednym z głównych składników suchej masy mleka jest laktoza, czyli cukier mlekowy składający się z D-glukozy i D-galaktozy. Zawartość laktozy na ogół mieści się w granicach od 4% do 5% i stanowi od 18% do 25% wartości energetycznej mleka. W ostatnich latach znacznie wzrosło na świecie zainteresowanie produkcją laktozy. Znajduje ona liczne zastosowania w przemyśle farmaceutycznym i spożywczym, zwłaszcza w odżywkach dla dzieci. Rynek laktozy w ostatnich latach poszerzał się w najszybszym tempie w Chinach, Indiach i innych krajach Azji Południowo-Wschodniej. Wśród głównych krajów – jej eksporterów – są między innymi Niemcy, Holandia, Dania. Wzrost zainteresowania produkcją laktozy spowodował podjęcie nowych badań nad wykorzystaniem danych o jej zawartości, oznaczanej w ramach funkcjonujących w wielu krajach systemów kontroli użytkowości mlecznej.

tekst: Andrzej Żarnecki

Synteza i zawartość laktozy w mleku zależą w znacznym stopniu od bilansu energetycznego i metabolizmu krowy. Sposób żywienia może zmieniać zawartość laktozy: krowy na diecie wysokoenergetycznej produkują mleko o wyższej jej zawartości niż krowy na diecie niskokalorycznej. W wielu krajach fenotypowa zawartość laktozy jest udostępniana hodowcom jako wskaźnik pomocny przy ustalaniu zapotrzebowania energetycznego krów.

Największą zawartość laktozy w mleku obserwuje się w pierwszej laktacji, w kolejnych laktacjach jej zawartość stopniowo się zmniejsza. Natomiast w trakcie trwania laktacji zmienia się ona w przybliżeniu zgodnie z przebiegiem laktacyjnej wydajności mleka. W tym aspekcie zawartość laktozy różni się od procentowej zawartości białka i tłuszczu, która zwiększa się w miarę malejącej pod koniec laktacji wydajności mleka.

Laktoza w porównaniu z innymi składnikami mleka w mniejszym stopniu była dotychczas przedmiotem badań prowadzonych w zakresie zmienności genetycznej, korelacji genetycznych z innymi cechami oraz możliwości i celowości stosowania selekcji genetycznej.

Publikowane oszacowania odziedziczalności procentowej zawartości laktozy w mleku wskazują na podobny lub nieco większy udział wariancji addytywnej w wariancji fenotypowej, niż ma to miejsce w przypadku wydajności mleka i zawartości innych składników, tj. tłuszczu i białka. Zagraniczne oszacowania odziedziczalności dla procentowej zawartości laktozy u bydła rasy holsztyńsko-fryzyjskiej wynoszą ok. 0,40. Niektórzy autorzy odnotowują wzrost odziedziczalności w kolejnych laktacjach. Nieliczne krajowe oszacowania odziedziczalności zawartości laktozy okazały się nieco mniejsze. Średnia odziedziczalność otrzymana przez Ptak i in. (2012) wynosiła 0,24 dla pierwszej laktacji i 0,28 dla kolejnych. Rzewuska i Strabel (2013) otrzymali dla kolejnych trzech laktacji odziedziczalności oszacowania, odpowiednio 0,34, 0,28 i 0,26. Zbliżone wyniki dla kolejnych trzech pierwszych laktacji, odpowiednio 0,35, 0,24 i 0,27, opublikowali Satoła i in. (2017). Wysoka korelacja między wydajnością mleka a zawartością laktozy spowodowała stosunkowo małe zainteresowanie i niewielką liczbę oszacowań odziedziczalności dla wydajności laktozy. Większość mieści się w granicach od 0,10 do 0,20, niemniej odnotowano również przypadki oszacowań znacznie wyższych.

Zainteresowanie budzą korelacje genetyczne między procentową zawartością i wydajnością laktozy a cechami zdrowotności bydła. Na ogół małe odziedziczalności najczęściej spotykanych schorzeń, takich jak mastitis (lub zawartość komórek somatycznych), ketoza oraz zaburzenia płodności (zatrzymanie łożyska, cysta jajnika, gorączka mleczna), skłaniają do poszukiwania cech, które są z nimi genetycznie skorelowane. Dostatecznie wysokie korelacje mogłyby, przy odpowiednio dużej odziedziczalności zawartości laktozy, pozwolić na skuteczną selekcję pośrednią. Dostępne w piśmiennictwie wyniki badań wskazują na istotne korelacje genetyczne wydajności laktozy z występowaniem zapalenia gruczołu mlekowego i ketozy. Mniejsze i negatywne korelacje stwierdzono między wymienionymi chorobami a procentową zawartością laktozy, co pozwoliłoby na użycie laktozy jako cechy – wskaźnika zdrowia w zakresie niektórych chorób metabolicznych.

Zawartość laktozy jest objęta rutynową kontrolą użytkowości i udostępniana w systemie Symlek wraz z pozostałymi składnikami mleka. W związku z tym ocena wartości hodowlanej dla tej cechy oraz wydajności laktozy jest wykonywana, podobnie jak w przypadku innych cech produkcyjnych, według jednocechowego, wielolaktacyjnego modelu BLUP-model zwierzęcia z losowymi regresjami (TDM – metoda Test Day Model). W wyniku stosowania metody TDM otrzymuje się wartości hodowlane zwierzęcia dla kolejnych dni laktacji. Suma tych wartości z okresu od piątego dnia po ocieleniu do trzysta piątego dnia laktacji daje tak zwaną laktacyjną wartość hodowlaną. Wartość hodowlana zwierzęcia jest obliczana jako średnia arytmetyczna z wartości hodowlanych dla trzech pierwszych laktacji. Przed uśrednieniem przeprowadza się standaryzację zmienności ocen drugiej i trzeciej laktacji do poziomu zmienności ocen w pierwszej laktacji. Przy obliczaniu zmienności ocen uwzględnia się wartości hodowlane buhajów oparte na minimum dziesięciu córkach. Wielolaktacyjna metoda BLUP-model zwierzęcia, wykorzystując powiązania genetyczne między laktacjami, umożliwia oszacowanie wartości hodowlanej dla każdej, nawet brakującej, laktacji. wycena.izoo.krakow.pl/doc/metody_oceny_2020_3.pdf
Pierwsze oszacowania wartości hodowlanych wykonano na zbiorze obejmującym dane 2 929 707 krów, córek 46 386 buhajów. Tabela 1 przedstawia podstawową charakterystykę otrzymanych oszacowań dla danych ograniczonych do buhajów, dla których powtarzalność wynosiła r2≥0,50, i urodzonych w roku 2000 lub później.

Tabela 1. Charakterystyka wartości hodowlanych dla cech produkcyjnych buhajów urodzonych w roku 2000 i później, z powtarzalnością r2≥0,50

Współczynniki korelacji między wartościami hodowlanymi dla procentowej zawartości laktozy wskazują na jej prawie całkowitą niezależność od innych cech produkcyjnych (tab. 2).

Tabela 2. Współczynniki korelacji między wartościami hodowlanymi cech produkcyjnych 12 940 buhajów

Rycina 1 ilustruje fakt występowania prawie identycznego trendu genetycznego w wydajności białka i laktozy. Korelacja genetyczna zachodząca między wydajnością składników mleka potwierdza fakt, że selekcja genetyczna na wydajność białka i tłuszczu skutkuje równoległymi zmianami w wydajności laktozy.

Rycina 1. Wykres trendu genetycznego w wartościach hodowlanych dla wydajności laktozy i białka 12 940 buhajów urodzonych w latach 2000–2015

Wysokie korelacje fenotypowe i genetyczne między wydajnością mleka i wydajnością laktozy powodują, że selekcja prowadzona w stosunku do wydajności mleka wywołuje pośrednio podobną reakcję w wydajności laktozy. W przypadku selekcji indeksowej ewentualna korzyść z włączenia do niej wydajności laktozy może wystąpić w sytuacji dużego wzrostu jej wartości (wagi) ekonomicznej. Warto wspomnieć, że w wielu krajach laktoza jest uwzględniania w cennikach i jej cena stopniowo wzrasta. Wiąże się to z rosnącym zapotrzebowaniem przemysłu spożywczego (odżywki dla niemowląt) i farmaceutycznego.

Większość badań nad genetycznymi aspektami procentowej zawartości laktozy potwierdza jej genetyczne korelacje z występowaniem mastitis i ketozy. Włączenie wartości hodowlanej zawartości laktozy do indeksu (lub podindeksu) zawierającego cechy zdrowotności może zwiększyć jego dokładność. W szczególności uwzględnienie procentowej zawartości laktozy może poprawić dokładność podindeksów obejmujących cechy zdrowotne wymienia.  

Zbliżające się wydarzenia