Využitie vedľajších produktov vo výžive zvierat
V súčasnosti je znižovanie globálneho otepľovania často diskutovaným problémom. Každý aspekt globálneho otepľovania súvisiaci so znižovaním vplyvu na životné prostredie vyplývajúci z ľudskej činnosti, preukázal rastúci záujem. Odpadové hospodárstvo predstavuje kľúčový prvok v znižovaní znečistenia ovzdušia a vody, emisií skleníkových plynov a zdravotných problémov. Jedným z prioritných cieľov v environmentálnom akčnom programe Európskej únie v oblasti odpadu a nakladania s odpadom, je maximalizácia recyklácie a opätovného použitia. Celkové množstvo poľnohospodársko-priemyselných vedľajších produktov v Európskej únii je asi 16 miliónov ton. Sektor živočíšnej výroby sa považuje za dôležitého hráča v globálnom otepľovaní. Priamy príspevok poľnohospodárstva k celkovým emisiám skleníkových plynov predstavuje asi 10 % všetkých globálnych emisií, z ktorých 40 % pochádza z enterickej fermentácie prežúvavcov.
Produkcii krmív možno pripísať ďalší vplyv odvetvia chovu hospodárskych zvierat na životné prostredie. Rast, spracovanie, využitie pôdy, aj zmeny vo využívaní pôdy a doprava sú hlavnými zdrojmi emisií skleníkových plynov pri výrobe krmiva pre zvieratá.
Pri priemyselnom spracovaní takmer všetkých poľnohospodársky významných plodín vzniká veľké množstvo vedľajších produktov, ktoré majú potenciál vo výžive zvierat. Preto použitie poľnohospodársko-priemyselných vedľajších produktov predstavuje dôležitú zložku kŕmnej stratégie a má vplyv na životné prostredie. Porovnanie ich nutričného zloženia je v tabuľke 1.
Tabuľka 1: Obsah živín v sušených poľnohospodársko-priemyselných vedľajších produktoch
Najznámejšími vedľajšími produktami sú: repné rezky (vznikajú pri výrobe cukru), krmivo z kukuričného lepku a klíčky (vznikajú pri extrakcii škrobu), šupky sóje (pochádzajú z vonkajšej vrstvy sóje), sójová, ľanová, bavlníková múčka, kukuričná lepková múčka a slnečnicová múčka (získavajú sa mletím materiálu, ktorý vznikne po extrakcii oleja). V závislosti od krmiva sa bežne používajú v krmovinárskom priemysle vďaka svojim vysokým výživovým hodnotám, ktoré súvisia s ich významným množstvom bielkovín a vlákniny. Sú hlavnou surovinou na výrobu bielkovinových koncentrátov s priaznivými dietetickými vlastnosťami. V krmovinárskom priemysle sa bežne používajú výlisky a extrahované šroty z nelúpaných semien, ktoré sú menej hodnotné (vyšší obsah vlákniny a lignínu), najmä mladé zvieratá ich ťažko trávia a môžu vzniknúť poruchy trávenia. Ak tieto produkty obsahujú viac než 10-12 % vody a viac ako 2 % tuku, sú málo trvanlivé, ľahko plesnivejú, podliehajú oxidácii a nežiadúcim zmenám a môžu ohroziť zdravie zvierat. Zo sacharidov obsahujú výlisky a extrahované šroty najviac celulózy (4,8 % až 27 %), pentózanov, škrobu aj lignínu oproti pôvodnej surovine.
Vzhľadom na priamu závislosť stráviteľnosti všetkých živín od obsahu vlákniny, treba tento faktor pri zaraďovaní výliskov a extrahovaných šrotov do kŕmnych dávok osobitne sledovať. Fyziologické účinky a dietetické vlastnosti rozličných druhov zaraďovaných výliskov a extrahovaných šrotov závisia od druhu glykozidov, prípadne alkaloidov a iných látok, ktoré sa môžu v organizme kumulovať. Z kŕmnych zvyškov konzervárenského priemyslu sa využívajú neupotrebiteľné zvyšky spracúvaného ovocia (plodové obaly, stonky, jadierka a iné) po oddelení častí vhodných na ľudský konzum.
Tabuľka 2: Obsah živín v čerstvých a sušených kŕmnych zvyškoch konzervárenského priemyslu
Jablčné výlisky sú hlavným vedľajším produktom priemyselnej výroby štiav a muštu. Tvoria približne 20 - 30 % pôvodnej hmotnosti jablka. Vo svete sa ročne vyprodukuje niekoľko miliónov ton jablčných výliskov. Čerstvé jablčné výlisky sú charakteristické vysokým obsahom cukru a vlhkosti, čo ich robí náchylnými k mikrobiálnej kontaminácii, nekontrolovanej fermentácii a kazeniu sa. Jablčné výlisky sú bohatým zdrojom hrubej vlákniny, t.j. zložitých sacharidov - celulózy, hemicelulózy, lignínu a pektínu (3,4 - 16,8 %; zdrojom cukrov - fruktózy, glukózy a sacharózy). Takisto môžu obsahovať aj nižšie množstvá bielkovín, tukov, minerálnych látok a vitamínov, aj významné množstvá bio aktívnych zlúčením. Napriek sprísneným reguláciám v nakladaní s bio degradovateľným odpadom, veľké množstvo jablčných výliskov stále končí na skládkach, čo predstavuje závažný environmentálny problém. Pretože jablčné výlisky majú určitú výživnú hodnotu, zdá sa nutné zhodnotiť možnosti ich využitia ako krmiva pre zvieratá. Čerstvé jablčné výlisky sú objemný materiál s vysokým obsahom vody (70 - 80 %), náchylný k rýchlemu rozkladu, čo sťažuje možnosti ich uskladnenia a prevozu. Preto môžu byť v čerstvej podobe využívané ako krmivo len lokálne, teda v blízkosti závodov spracúvajúcich jablká. Pre dlhodobé uskladnenie a využitie musia byť jablčné výlisky ošetrené silážovaním (zmiešaním s 35 % kukuričného odpadu alebo až s 35 % sekanej slamy) alebo sušením. Granulácia zvyšuje hustotu materiálu, čo umožňuje efektívnejší prevoz vďaka zníženiu nákladov. Jablčné výlisky majú vynikajúce granulačné vlastnosti, teda výsledné granule sa vyznačujú fyzikálnou kvalitou s indexom odolnosti granúl cez 99 %. Toto zistenie je dôležité s ohľadom na využitie jablčných výliskov ako bežného krmiva v živočíšnej výrobe.
Štúdie potvrdili, že skrmovanie jablčných výliskov u prežúvavcov vedie k zvýšeniu denných prírastkov hmotnosti a k zvýšenému podielu svaloviny, vyššej kvalite mäsa s ohľadom na omega-3 a omega-6 mastné kyseliny. Sušené a zomleté jablčné výlisky sa dajú využiť aj vo výžive neprežúvavých zvierat vo vhodne zostavených kŕmnych dávkach. Výskumy naznačujú, že sušené jablčné výlisky môžu nahradiť až 5 % kukurice v koncentrovanej kŕmnej zmesi pre prasiatka, králiky a brojlery bez nežiaducich vedľajších účinkov na úžitkovosť a zdravie.
Okrem týchto „tradičných“ vedľajších produktov, majú svoje uplatnenie vo výžive zvierat aj menej tradičné vedľajšie produkty pre svoje množstvo bio aktívnych zložiek, najmä polyfenolov, ako sú proantokyanidíny (triesloviny) alebo flavonoidy. Tieto prirodzené látky, ktoré prispievajú k ochrane buniek pred poškodením, regenerujú a spevňujú cievy. Tieto zlúčeniny pridané do diét, majú pozitívne účinky na produkciu a zdravie zvierat. Okrem toho prenos týchto prírodných antioxidantov v živočíšnych tkanivách zlepšuje kvalitu živočíšnych produktov, čo súvisí s ich schopnosťou zvýšiť oxidačnú stabilitu. Výhodou je, že slúžia ako alternatíva k likvidácii týchto výrobkov, náklady na kŕmenie znižujú a môžu poskytovať mliečnym výrobkom pridanú hodnotu (v zmysle zlepšenia kvality a udržateľnosti ich výrobkov). Hlavnými obmedzeniami ich širokého používania u hospodárskych zvierat je ich vysoká variabilita v zložení živín a sezónnosť, ktorá vedie k ich nízkej dostupnosti. Napríklad: vinársky priemysel vyrobí z 1 kg hrozna 200 - 250 g hroznových výliskov. Hroznové výlisky sú cenné z hľadiska obsahu bio aktívnych látok, lepšieho využitia N-látok v tenkom čreve, redukujú výskyt endo parazitov a stimulujú rozvoj zástupcov rodu Bifidobacterium a Lactobacillus v tráviacej sústave, atď. Existuje o tom mnoho prác, aj my sme v rámci bilaterálneho projektu analyzovali hroznové výlisky. Vyznačujú sa vysokým obsahom celkových cukrov, ale zároveň aj vysokým obsahom lignínu, čo má vplyv na ich nízku energetickú hodnotu. Problematické je skrmovať ich v čerstvom stave, pre ich rýchle znehodnotenie činnosťou kvasiniek. V zahraničí sa skrmujú aj v konzervovanom stave po usušení alebo silážovaní. Obsah živín ovplyvňuje veľa faktorov, sú to napr. odroda, lokalita, agro-klimatické podmienky, vinohradnícke postupy, etapové zrenie, technologický postup spracovania a iné. Pri výžive a kŕmení prežúvavcov majú vplyv na zloženie a kvalitu mlieka, účinky na metabolizmus bachora, metabolické parametre, produkciu metánu a súvisiace environmentálne vplyvy.
Systémová perspektíva využitia vedľajších produktov bohatých na polyfenoly vo výžive prežúvavcov
Všeobecný obraz výživy a životného prostredia z hľadiska vedľajších produktov využiteľných na výživu možno zhrnúť zo systémového hľadiska, ktoré sa zameriava na vedľajšie produkty v poľnohospodárskych a potravinárskych kontextoch. Systémové myslenie a analýzy sa často používajú na kvalitatívnu analýzu interakcií medzi prvkami systému pomocou kauzálnych máp alebo diagramov kauzálnej slučky uvedených na obrázku 1.
Tieto metódy umožňujú zlepšiť pochopenie popisom systému. Zvýraznením spätno-väzbových slučiek, ktoré spájajú najdôležitejšie premenné a prvky, je možné určiť ich budúce správanie a účinky.
| Obrázok 1: Celkový obraz vedľajších produktov v systémoch poľnohospodárstva a chovu hospodárskych zvierat zhrnutý pomocou diagramu kauzálnej slučky (Correddu et al., 2020, upravené Chrenková a kol.) |
Šípky označujú kauzalitu, zatiaľ čo znaky polarity + a - naznačujú pozitívnu a negatívnu koreláciu. Červené a modré šípky naznačujú zosilnenie a vyváženie systémových okruhov, ktoré nadčasom spôsobujú exponenciálny rast (neudržateľný) alebo správanie systému asymptoticky (udržateľné).
Obrázok dokazuje použitie vedľajších produktov agro-priemyslu v potravinovom reťazci sledovaním odkazov šípky popisujúcich štruktúru systému. Dopyt po potravinách sa zvyšuje, čím sa zvyšujú aj medzery v dostupnosti potravín. Zvýšenie dopytu po potravinách stimuluje produkciu pestovaných plodín a chov dobytka. Z jedného hľadiska poľnohospodárstvo zvýši produkciu obilia, ovocia a zeleniny (zobrazené v obrázku ako B1 poľnohospodárstvo, šípky a vyvažovacia slučka sú zelené). Na druhej strane hospodárske zvieratá poskytnú mlieko, vajcia a mäso (hnedé šípky a vyváženie živočíšnych produktov sú uvedené v obrázku ako B2). Cieľom oboch možností je vyplniť potravinovú medzeru. To tiež zvýši tlak na súťaž o potravinové krmivá pre krajinu a dopyt po potravinách (červené šípky). Ak tento proces vytvorí ďalší zisk, tlak na zdroje sa zvýši a skončí vyšším dopytom po potravinách (nezobrazené). Pozitívnym účinkom bude, že výroba a spracovanie rastlinných potravín vygeneruje určité množstvo poľnohospodársko-priemyselných vedľajších produktov, ktoré by sa mohli používať ako „nepožívateľné koncentráty pre ľudí“ na výživu zvierat ako obilie a náhrady. Rýchlosť substitúcie (náhrady) bude závisieť od vlákniny, lipidov, bielkovín a energetického obsahu týchto vedľajších produktov (napr. sójová múčka verzus celá sója, sójové šupky verzus krmivo, atď.). Táto dostupnosť kvantitatívne zníži použitie ,,zŕn“ vo výžive ľudí, v krmive pre zvieratá a následne zníži konkurenciu medzi potravinami a krmivami (vyvažovacia slučka B3 a modré šípky). Boli tiež demonštrované možné ďalšie prospešné účinky na produktivitu zvierat. Ak sa používajú ako výživná zložka, agro-priemyselné vedľajšie produkty tiež poskytujú bio aktívne zlúčeniny, ktoré by mohli mať priaznivé účinky na životné prostredie, napr. znižovanie vylučovania metánu a dusíka v tele zvierat (napr. triesloviny) alebo zvyšovanie nutričnej hodnoty ľudskej potravy zo živočíšnych zdrojov (napr. mastné kyseliny, antioxidanty atď.), ako ukazuje vyvažovacia slučka B4. Čím vyšší je prenos biologicky aktívnych zlúčenín zo zeleniny a vedľajších produktov do potravín pre ľudí, tým vyššia je účinnosť potravinového dodávateľského reťazca v kvantitatívnom a kvalitatívnom pokrytí a vyplnení potravinovej medzery. Používanie týchto vedľajších produktov pre hospodárske zvieratá bude čoraz pohodlnejšie, vďaka novým technológiám štandardizácie a sanitácie.
Mnoho vedľajších produktov má ustálenú hodnotu ako krmivo pre zvieratá. Využitie agro-priemyselných produktov môže byť ekonomicky výhodné, pretože konvenčné krmivá sú drahšie. Viacero faktorov vedie k zvýšeniu záujmu o vedľajšie kŕmne produkty, ako napr. znižovanie znečistenia a pravidlá regulácie, rastúce ceny odvozu odpadov a zmeny vo vnímaní hodnoty prostredníctvom krmiva ako ekonomickej alternatívy.
Poďakovanie:
Táto publikácia vznikla vďaka podpore v rámci Operačného programu Integrovaná infraštruktúra pre projekt: Udržateľné systémy inteligentného farmárstva zohľadňujúce výzvy budúcnosti 313011W112, spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.
