Nové poznatky o mastných kyselinách kukuričnej siláže a ich vplyv na funkciu bachora
Výrobou kvalitnej siláže s vysokou nutričnou a energetickou hodnotou vytvárame predpoklady pre produkciu mlieka z objemového krmiva.
Tuková zložka mlieka bola za posledných 10 rokov kľúčovou hnacou silou ceny mlieka vyplácanej farmárom. Zloženie kŕmnej dávky a činnosť bachorovej mikroflóry má významný vplyv na percento mliečneho tuku a dojivosť. Kvalita a kvantita mastných kyselín tvoriacich sa v bachore je rozhodujúca pre obsah a kvalitu tuku v mlieku. Až 50 % mastných kyselín vznikajúcich v bachore sa dostáva krvným obehom priamo do mlieka.
Historicky sa pozornosť sústredila na škrob a degradovateľnosť škrobu, ktoré majú potenciálne negatívny vplyv na schopnosť dojníc dosiahnuť vyšší obsah tuku v mlieku. Nedávno vedci zistili, že pozorovaný negatívny vplyv krmív s vyšším obsahom škrobu nemusí súvisieť ani tak so samotným škrobom, ale so zaťažením nenasýtenými mastnými kyselinami spôsobené škrobom, ktorý sa rozkladá v bachore. Nenasýtené mastné kyseliny, ktoré sú kľúčovou zložkou tuku v kukurici, pôsobia antimikrobiálne. Baktérie v bachore musia tieto mastné kyseliny saturovať - nasýtiť biohydrogenáciou, aby sa znížila ich toxicita. Ak dojnica príjme viac mastných kyselín, ako baktérie dokážu zvládnuť, funkcia baktérií tráviacich vlákninu je narušená a existuje potenciálna tvorba CLA - konjugovaná kyselina linolová (druh mastnej kyseliny) v bachore, ktorá pôsobí ako silný metabolický supresor produkcie mliečneho tuku.
Pri zostavovaní kŕmnej dávky pre vysoko produkčné dojnice, berúc do úvahy iba množstvo skŕmených nenasýtených mastných kyselín, nám neumožňuje podporiť vyššiu produkciu mliečneho tuku. Kľúčovým faktorom je tiež dostupnosť nenasýtených mastných kyselín v bachore - ako rýchlo sa mastné kyseliny uvoľňujú z krmiva do prostredia bachora. Dostupnosť mastných kyselín v bachore sa výrazne líši podľa typu krmiva. V bavlníkových semenách je tuk zapuzdrený a uvoľňuje sa celkom pomaly. V kukuričných výliskoch má tuk tendenciu byť na povrchu a môže sa pomerne rýchlo uvoľňovať. Kukuričná siláž a fermentované kukuričné zrno, hoci majú nižší obsah celkových a nenasýtených mastných kyselín, majú rôznu rýchlosť uvoľňovania týchto mastných kyselín. Je dôležité porozumieť potenciálu mastných kyselín v týchto krmivách a kŕmne dávky zostavovať tak, aby podporovali vysokú produkciu mlieka a tuku.
Škrob v kukuričnej siláži a vo fermentovanom kukuričnom zrne môže mať v bachore rôznu rýchlosť rozkladu a tým aj rôznu využiteľnosť. Analýza u viac ako 300 vzoriek kukuričnej siláže ukazuje na množstvo rýchlo dostupného škrobu, z ktorého sa vo všeobecnosti spotrebuje 35 až 85 % z celkového škrobu v závislosti od spracovania.
Silný vzťah medzi rýchlo dostupným škrobom a rýchlo dostupnými mastnými kyselinami je znázornený na grafe č. 1. Rýchlosť uvoľňovania mastných kyselín v bachore je dôležité pochopiť preto, aby sa zostavili kŕmne dávky podporujúce vysokú produkciu mlieka a tuku. Laboratórna analýza degradovateľnosti škrobu alebo škrobu dostupného v bachore nám umožní pochopiť potenciálnu zložku mastných kyselín kukuričnej siláže a fermentovaného kukuričného zrna, ktorá je dostupná v bachore.
Graf č.1: Vzťah medzi rýchlo dostupným škrobom a rýchlo dostupnými MK v kukuričnej siláži
Z bachora do mlieka
Metabolizmus mastných kyselín prebieha v bachore pred absorpciou v tenkom čreve. Tukový profil krmiva, ktoré sa dostáva do tenkého čreva, sa tak len málo podobá profilu pôvodného krmiva. Tuky sú bohaté na nenasýtené mastné kyseliny (MK), sú modifikované bachorovými mikroorganizmami, čo vedie k produkcii nasýtených MK, čo je prvý krok v transformácii tukov v krmive na tie, ktoré sa nakoniec strávia v čreve. To vysvetľuje nízku koncentráciu polynenasýtených MK a vysoké koncentrácie nasýtených MK v tkanivách prežúvavcov. Je to rýchly proces, ktorý vykonávajú mikrobiálne enzýmy a zahŕňa hydrolýzu tukov z krmiva. Produktami hydrolýzy sú voľné mastné kyseliny, glukóza a galaktóza. Posledné menované sa využívajú na tvorbu unikavých mastných kyselín, zatiaľ čo VMK sa adsorbujú na častice krmiva alebo mikrobiálne bunky a postupujú do ďalšej časti tráviaceho traktu. Zistilo sa, že niektoré faktory znižujú rýchlosť lipolýzy, napr. antibiotiká a nízke pH v bachore. Rýchlosť lipolýzy je znížená aj pri diétach s vysokým obsahom škrobu. Lipolýza je nevyhnutným predpokladom pre ďalší krok biohydrogenácie, a preto jej obmedzenie môže znížiť rozsah biohydrogenácie. Biohydrogenácia je pravdepodobne hlavným vysvetlením nasýtenej povahy tukov v mlieku. V porovnaní s lipolýzou prebieha pomalšie a zahŕňa bakteriálne enzýmy, ktoré premieňajú väčšinu nenasýtených MK na nasýtené MK. Predpokladá sa, že niektoré polynenasýtené MK majú na bachorovú mikroflóru toxické účinky a biohydrogenácia v tomto prípade predstavuje určitú ochranu. K úplnej hydrogenácii však nemusí dochádzať vždy a vzniká množstvo mononenasýtených MK a konjugovaných zlúčenín kyseliny olejovej (C18:1). Medzi nimi sú trans C18:1 a konjugovaná kyselina linolová (CLA), ktoré sa v energetických prípravkoch pre prežúvavce často vyskytujú. Rozsah, v akom sú mastné kyseliny hydrogenované, sa medzi jednotlivými zlúčeninami líši, pričom niektoré polynenasýtené MK s dlhým reťazcom sú voči biohydrogenácii odolnejšie ako iné. Bachorová mikroflóra je zodpovedná za biohydrogenáciu nenasýtených MK, no je tiež schopná syntetizovať mastné kyseliny, najmä z UMK. Mastné kyseliny s rozvetveným reťazcom sú indikátorom mikrobiálne syntetizovaných mastných kyselín.
Tabuľka 1: Koncentrácia mastných kyselín (MK) v kukuričnej siláži 1
Aj keď mastné kyseliny tvoria malú časť kukuričnej siláže (v priemere 1,5 % sušiny; viď. tabuľka 1), sú to predovšetkým nenasýtené mastné kyseliny (asi 75 % celkových mastných kyselín). Ale ak kŕmime niekoľko druhov kukurice, vrátane kukuričnej siláže a vedľajších produktov kukurice, tieto čísla sa rýchlo sčítajú. Tabuľka 2 uvádza príklady účinkov kŕmenia dojníc vysokými koncentráciami mastných kyselín. Ide o porovnanie štúdií kŕmenia s vysoko tukovými a konvenčnými kukuričnými silážnymi hybridmi. Skrmovanie hybridov so zvýšenou koncentráciou tuku nemalo žiadny vplyv na príjem a dojivosť, ale znížilo percento mlieka a úžitkovosť. V stručnosti ide o porovnanie štúdií kŕmenia vysoko olejnatými a konvenčnými kukuričnými silážnymi hybridmi. Skrmovanie hybridov so zvýšenou koncentráciou tuku nemalo žiadny vplyv na príjem sušiny a dojivosť, ale znížilo percento mliečneho tuku. Aj keď mastné kyseliny dodávané krmivom môžu byť zachytené mliečnou žľazou a vylučované do mlieka, nekompenzuje to negatívne účinky syntézy mliečnych tukov. Ďalšou nevýhodou kŕmenia nadmerným množstvom mastných kyselín bolo zníženie koncentrácie mliečnych bielkovín. Mastné kyseliny s dlhým reťazcom inhibujú rast baktérií v bachore a následne mikrobiálnu syntézu bielkovín, ktorá je rozhodujúca pre tvorbu mliečnych bielkovín. Okrem výberu silážnych hybridov kukurice, môžu niektoré silážne postupy zmeniť koncentráciu a stráviteľnosť živín (t. j. vlákniny a škrobu) a môžu zmeniť aj koncentrácie a pomery mastných kyselín.
Tabuľka 2: Vplyv kŕmenia kukuričnou silážou s vysokým obsahom mastných kyselín na dojnice 1,2
Zberová zrelosť
Oneskorenie zberu, kým rastliny kukurice dosiahnu fyziologickú zrelosť zrna, potenciálne zvyšuje úrodu biomasy a zrna. Ale táto výhoda zvyčajne prichádza na úkor zníženej stráviteľnosti vlákniny a škrobu. Nedávno Luiz Ferraretto a kol. porovnávali tiež profil mastných kyselín kukuričnej siláže z troch zrelostí. Koncentrácie celkových mastných kyselín sa zvyšujú so zrelosťou a spôsobujú malé zmeny v profile (malý posun od linolénovej ku kyseline linolovej) s progresiou zrelosti tabuľka 3. Hoci zmeny v mastných kyselinách vyzerajú minimálne, urobili experiment, aby zistili ich vplyv na produkciu mliečneho tuku. Skrmovaním väčšieho množstva mastných kyselín kravy produkovali o niečo menej mliečneho tuku. Tento efekt sa však dá ľahko napraviť znížením množstva iných zdrojov kukurice v diéte, ktoré neboli zohľadnené v ich výpočtoch. To poukazuje na to, čo potrebujú výrobcovia a odborníci na výživu vedieť pri manipulácii s kukuričnou silážou, pretože zmeny môžu mať neúmyselný vplyv na mastné kyseliny a môžu spôsobiť následné problémy.
Tabuľka 3: Koncentrácia mastných kyselín v kukuričnej siláži v rôznych zrelostiach 1,2
Dĺžka skladovania
Dĺžka skladovania je ďalšou možnosťou, ktorú výrobcovia využívajú na ovplyvnenie výživnej hodnoty siláže. Dlhodobé skladovanie zvyšuje dostupnosť škrobu. Skladovanie malo veľmi malý vplyv na kyselinu olejovú a linolovú (tabuľka 4). Silážovanie zvýšilo kyselinu linolovú a linolénovú, ale tento efekt sa neprejavil počas celej fermentácie. Predĺžená fermentácia zvýšila koncentráciu voľných mastných kyselín z 0,98 % sušiny pri 30 dňoch na 1,21 % sušiny pri 240 dňoch. Uvažovali o dojnici, ktorá spotrebuje 11,3 kg sušiny kukuričnej siláže denne, aby tento efekt vyriešili. Kukuričná siláž fermentovaná 30 dní poskytuje 109 g voľných mastných kyselín, zatiaľ čo kukuričná siláž fermentovaná 240 dní poskytuje 136 g voľných mastných kyselín. Toto je veľmi malý rozdiel a celkovo výskum podčiarkuje, že profil nenasýtených mastných kyselín odvodený zo vzoriek z celých rastlín kukurice pri zbere by bol vhodný na zostavovanie diét.
Tabuľka 4: Koncentrácia mastných kyselín v kukuričnej siláži skladovanej v rôznych obdobiach 1,2
Výška rezu pri zbere
Zvýšenie výšky sekania je skvelým nástrojom na zlepšenie stráviteľnosti vlákniny a koncentrácie škrobu v kukuričnej siláži. Ale koncentrácia rovnakého množstva kukuričných zŕn v menšom množstve rastlinného materiálu mierne mení koncentrácie a profil mastných kyselín. Tabuľka 5 ukazuje príklad tohto efektu. Rovnako ako zrelosť, zvýšenie podielu zrna zvyšuje celkový obsah mastných kyselín. Tiež mierne znižuje linolénovú a zároveň zvyšuje kyselinu linolovú.
Tabuľka 5: Koncentrácia mastných kyselín v kukuričnej siláži zberanej v rôznych výškach 1,2
Celkovo, k poklesu mliečneho tuku prispieva veľa faktorov. Kukuričná siláž prispieva k celkovému zaťaženiu nenasýtenými mastnými kyselinami v bachore a mohla by podporovať zníženie mliečneho tuku. Zmeny v mastných kyselinách spojené s bežnými silážnymi postupmi sú však relatívne malé a možno ich ľahko napraviť znížením množstva iných zdrojov kukurice v kŕmnej dávke, čo sa môže uskutočniť už pri skrmovaní siláže zberanej v neskoršej zrelosti alebo zvýšení výšky rezu siláže v dôsledku zvýšenej koncentrácie škrobu.
Poďakovanie: Táto práca bola podporovaná Agentúrou na podporu výskumu a vývoja na základe Zmluvy č. APVV-15-0477.
