Mykotoxíny v kukuričnej siláži - skryté riziko pre prežúvavce
Mykotoxíny sú toxické sekundárne metabolity rôznych plesní, ako sú Aspergillus spp., Fusarium spp., Penicillium spp. alebo Alternari a spp. a vyskytujú sa často v krmivách pre hospodárske zvieratá. Poškodzujú zdravie zvierat, spôsobujú hepatotoxické, nefrotoxické, imunomodulačné, genotoxické a neurotoxické účinky, ako aj poruchy reprodukcie a vývoja (Bennett a kol., 2003). Pre ich častý výskyt a negatívny vplyv na zdravie zvierat a vysoké ekonomické straty, mnohé krajiny zaviedli maximálne povolené hodnoty ich výskytu v krmivách. V Európskej únii (EÚ) sú zavedené maximálne limity pre aflatoxín B1 (AFB1) a námeľové alkaloidy (Európska komisia, 2002), zatiaľ čo pre deoxynivalenol (DON), zearalenón (ZEN), ochratoxín A (OTA) a spolu pre fumonizín B1 (FB1) a fumonzín B2 (FB2) (Európska komisia, 2006) boli stanovené len orientačné hladiny týchto mykotoxínov. Správne posúdenie rizika vznikajúcich mykotoxínov, napr. enniatínov, kulmorínov, beauvericínu, moniliformínu, roquefortínu C alebo kyseliny fusáriovej, je zložité, nakoľko údaje o ich toxicite a výskyte sú stále obmedzené (Reisinger a kol., 2019) a na správne posúdenie ich rizika je potrebný ďalší výskum.
Krmoviny sú obzvlášť náchylné na kontamináciu vznikajúcimi mykotoxínami. Silážované krmivá sú dôležitými zložkami potravy prežúvavcov a predstavujú 50–75 % celkovej kŕmnej dávky. Kukuričná siláž je jedným z najdôležitejších krmív nie len v Európe, ale aj vo svete, pre svoju vysokú nutričnú hodnotu, vysoký obsah fermentovateľných sacharidov, nízku pufrovaciu kapacitu, vysokú stráviteľnosť, chutnosť a vysoký výnos biomasy. Silážovanie pokladáme za zložitý proces anaeróbnej fermentácie baktériami mliečneho kvasenia, ktoré produkujú kyselinu mliečnu a znižujú pH vzniknutej siláže. Týmto procesom sa krmivo zakonzervuje. Kukuričná siláž, napriek tomu, že je vynikajúcim krmivom pre hovädzí dobytok, môže byť zdrojom mikroskopických húb schopných produkovať nebezpečné kontaminanty (mykotoxíny) škodlivé pre prežúvavce. Kukuričné siláže môžu obsahovať široké spektrum mykotoxínov, ktoré pochádzajú buď z predzberovej kontaminácie, alebo zo znehodnotenia toxigénnymi hubami, ktoré sú odolné voči kyselinám a mikroaeróbne počas nesprávneho skladovania. Kontaminácia kukuričných siláží mykotoxínmi je do značnej miery založená na počiatočnej kontaminácii pred silážovaním, ale tieto hladiny mykotoxínov sú vo všeobecnosti počas procesu silážovania obmedzené.
Vo všeobecnosti sa prežúvavce považujú za menej citlivé na pôsobenie mykotoxínov ako iné druhy hospodárskych zvierat, najmä preto, že ich bachorová mikroflóra je schopná degradovať určité mykotoxíny na menej toxické metabolity (Fink-Gremmels a kol., 2008). Počas posledného desaťročia sa hlavne tenké črevo dostalo do centra pozornosti výskumu mykotoxínov. Predstavuje prvú bariéru pre kontaminanty z krmiva a je často vystavené vyšším koncentráciám mykotoxínov ako iné orgány. Mykotoxíny neovplyvňujú len trávenie a príjem živín, ale aj histomorfológiu čriev, integritu črevnej bariéry, produkciu mucínu, zloženie mikrobioty a lokálny imunitný systém (Robert et al., 2017).
Úzke spojenie medzi funkčnou bachorovou mikroflórou a toxicitou DON (deoxinivalenol) zisťoval Valgaeren a kol. (2018). Na základe klinických štúdií toxikózy DON u 2- až 3-mesačných teliat zistil, že orálna biologická dostupnosť DON je výrazne zvýšená u teliat, ktoré ešte neprežúvajú (50,7 %) v porovnaní s prežúvajúcimi teľatami (4,1 %). Nedávnym výskumom sa zistilo, že nízka hodnota pH v bachore môže zhoršiť degradáciu DON, NIV, ZEN a enniatínu B (ENNB) (Debevere a kol., 2020). Najmä, pokiaľ dojnice trpia subakútnou acidózou bachora (SARA), jedného z najrozšírenejších nutričných ochorení u dojníc (znižuje úžitkovosť a poškodzuje zdravie dojníc), majú tieto zistenia veľký význam. Okrem toho niektoré mykotoxíny, napr. ENNB, vykazujú antimikrobiálnu aktivitu. Preto sa predpokladá, že takéto mykotoxíny môžu zmeniť bachorovú mikroflóru a jej degradačnú kapacitu. Napokon, niektoré mykotoxíny takmer neprechádzajú bachorovým metabolizmom. Napríklad u FB1 bola zistená obmedzená degradácia 10–18 % (Caloni a kol., 2000). Veľké množstvo mykotoxínov sa teda môže dostať do tenkého čreva a ovplyvniť jeho stav nielen u neprežúvavých teliat ale aj u dojníc.
Väčšina mykotoxínov, ktoré sa vyskytujú na kukurici pri zbere, nemôže prosperovať, ak je siláž už dobre utlačená a hermeticky uzavretá. Napríklad dve z najbežnejších infikujúcich húb, ktoré sa nachádzajú na poli: Fusarium graminearum a Fusarium verticillioides, rastú optimálne pri pH 7 až 7,5; zatiaľ čo dobre zakonzervovaná kukuričná siláž dosahuje stabilné pH medzi 3,7 a 4,2 (Dunièreet a kol., 2013). To v kombinácii s nízkymi hladinami kyslíka neumožňuje týmto spomínaným druhom Fusarium rásť v takomto kyslom prostredí. Avšak iné druhy húb, ako napríklad Penicillium spp. a Aspergillus spp. sú schopné prežiť s nižšími hladinami kyslíka ako aj pri nižšom pH (Alonso a kol., 2013). Zaujímavý je fakt, že mykotoxíny sú stabilné molekuly, ktoré môžu zostať nezmenené počas celého procesu silážovania, čo znamená, že aj v dobre zakonzervovaných silážach možno detegovať mykotoxíny, ktoré sú prítomné pri zbere.
Oneskorený zber, pomalé napĺňanie silážnych jám, či vakov, nedostatočné utlačenie a utesnenie silážnej hmoty, poškodené vaky, či prekrytie môžu vytvoriť priaznivú mikroklímu pre proliferáciu plesní a produkciu mykotoxínov (Whitlow a Hagler, 2005). Ďalšie faktory, ktoré môžu pôsobiť na rast plesní a produkciu mykotoxínov je poškodenie rastlín a silážnych vakov hlodavcami, dažďom, krupobitím.... čo vytvára priaznivé podmienky pre tvorbu mykotoxínov, vedie k znehodnoteniu siláže, zníženiu jej nutričnej hodnoty a chutnosti.
Nedávny výskum (Panusiak a kol., 2017) poukazuje na to, že prítomnosť viacerých mykotoxínov v krmive pre zvieratá by mohol byť potenciálnym zdrojom zdravotných problémov; avšak, daná štúdia zistila, že dôležitejšia než prítomnosť viacerých mykotoxínov, je vyššia koncentrácia jedného toxínu. Rozsah potenciálneho problému súvisiaceho so súčasným výskytom viacerých mykotoxínov v siláži ešte nie je tak preskúmaný, najmä v prípade novovznikajúcich mykotoxínov.
Inokulácia kukuričnej siláže baktériami mliečneho kvasenia, ako sú Lactobacillus buchneri a L. plantarum, sa bežne používa na zlepšenie fermentácie, zvýšenie biokonzervácie a aeróbnej stability siláže, pretože spomaľujú rozvoj kvasiniek a plesní (Adesogan a Arriola, 2020). Antifungálne účinky baktérií mliečneho kvasenia, súvisia s produkciou metabolitov, ako sú organické kyseliny (napr. kyselina propiónová, kyselina octová), bakteriocíny alebo fenolové zlúčeniny (kyselina fenylmliečna, kyselina n-dekánová a kyselina 3-hydroxydodekánová) (Sadiq a kol., 2019). Baktérie mliečneho kvasenia môžu spôsobiť depolarizáciu membrány kvasiniek a agregovať spolu s hubami, čím sa zabráni ich rastu (Mieszkin a kol., 2017). Mao a kol. (2017) uvádzajú, že ošetrenie siláže L. buchneri a L. plantarum , môže znížiť koncentráciu aflatoxínu B1 (AFB1) do 3 dní od zasilážovania. Najpoužívanejším silážnym inokulantom je heterofermentatívny druh Lactobacillus buchneri . Tento druh zlepšuje aeróbnu stabilitu siláže. Pri výrobe mikrobiologickej prísady sa tento druh kombinuje prevažne s homofermetatívnym kmeňom baktérií mliečneho kvasenia (Saylor a kol., 2020). Zlepšenie aeróbnej stability možno dosiahnuť aj pridaním živín, ako je močovina či amoniak (Bíro a kol., 2020).
Negatívne pôsobenie mykotoxínov spočíva v tom, že ničia štruktúru a funkciu črevného traktu zvierat, poškodzujú imunitný a antioxidačný systém, spôsobujú poruchy črevného metabolizmu a zhoršujú zdravotný stav prežúvavcov (Chen a kol., 2022). Dôležité je spomenúť, že mykotoxíny sa hromadia v mäse a mlieku, čím sa stávajú rizikom pre ľudské zdravie (Becker-Algeri a kol., 2016). Najviac študovaným mykotoxínom v mlieku je AFM1 (Mao a kol., 2018). Príjem takýchto živočíšnych produktov s obsahom mykotoxínov má deštruktívne účinky na človeka, vrátane zmenenej expresie genómu a ochorení obličiek, zníženej aktivity reprodukčného systému, narušenia črevného traktu a rozvoja rakovinotvorných buniek v organizme (Luo et al., 2018).
Kukuričná siláž by mala byť pred skrmovaním pozorne preskúmaná na koncentráciu mykotoxínov, najmä ak sa pred zberom vyskytli znaky poškodenia porastu (napr. krupobitím, poškodením vtákmi alebo hmyzom). Aj poškodenie klasov kukurice na poli pred zberom môže spôsobiť zvýšenú koncentráciu mykotoxínov. Na boj proti širokému spektru mykotoxínov v kukuričnej siláži je potrebná biotransformácia, adsorpcia a bioprotekcia. Pravidelným monitorovaním a odoberaním vzoriek a aplikáciou kŕmnej doplnkovej látky deaktivujúcej mykotoxíny, môžu chovatelia chrániť zvieratá pred negatívnymi vplyvmi spomínaných mykotoxínov.
Táto práca bola podporovaná Agentúrou na podporu výskumu a vývoja na základe Zmluvy č. APVV-15-0477.“
