Bublinkové riešenie emisného problému
Všetci sme už počuli o emisiách skleníkových plynov a o tom, ako nebezpečne môžu prispieť k zmene klímy. Musíme si uvedomiť potrebu a naliehavosť znížiť túto hrozbu pre jedinečný ekosystém a biodiverzitu našej planéty. Naše každodenné rozhodnutia a činy ako jednotlivcov viac, či menej ovplyvňujú aj Zem. Vysoké emisie a koncentrácie skleníkových plynov (oxid uhličitý – CO2 a metán – CH4) a škodlivých plynov (amoniak – NH3) v ovzduší súvisí s ľudskou činnosťou.
Vzdušný amoniak sa považuje za hrozbu, pretože ovplyvňuje bezprostredné okolie zdroja emisií. Nie je však skleníkovým plynom, takže priamo neovplyvňuje skleníkový efekt. Napriek snahám o zníženie amoniaku v živočíšnej výrobe prostredníctvom hospodárenia na farmách, v odpadovom hospodárstve a optimalizácii kŕmnych dávok sú emisie stále príliš vysoké.
Tu vstupujú do hry fytogénne kŕmne prísady, ako sú saponíny (prírodné látky), účinné v boji proti emisiám. Určite ste už zažili saponíny v akcii vo svojom každodennom živote – či už v pene na pive, v šampóne, zubnej paste alebo jednoducho v mydlách. Je to kvôli ich povrchovo aktívnym vlastnostiam, ktoré z nich robia bežné penotvorné činidlá v priemysle. Saponíny vykazujú rôzne priaznivé biologické účinky ako moduláciu bachorovej mikroflóry a zlepšenie tráviacich procesov u prežúvavcov. Hlavnou výhodou je redukcia emisií NH3, znižovanie znečistenia životného prostredia a tým aj ochrana zdravia zvierat a ľudí.
Nemenej rozmanitý je aj zoznam rastlín, z ktorých možno extrahovať saponíny. K hlavným zdrojom používaným nielen v priemysle ale aj v medicíne patrí napr. sója, špenát, cukrová repa, slnečnica, cícer, ovos, Quillaja saponaria (mydlová kôra), juka (Yucca schidigera), sladké drievko (druh Glycyrrhiza), ženšen (druh Panax), senovka grécka, lucerna siata, pagaštan konský, Saponophila, Gypsophila paniculata a sarsaparilla (druh Smilax) a dokonca aj morská hviezdica.
V literatúre bolo navrhnutých niekoľko spôsobov zníženia amoniaku saponínmi v živočíšnej výrobe:
- Inhibícia enzýmov podieľajúcich sa na degradácii kyseliny močovej a močoviny, najmä ureázy
- Priama väzba amoniaku
- Aktivita znižujúca proteolýzu bakteriálneho proteínu prvokmi, čo je dôležité najmä u prežúvavcov
Quillaja saponaria (mydlová kôra)
Zníženie obsahu amoniaku pridávaním saponínov Quillaja do stravy môže prispieť k zdraviu zvierat a znížiť metabolický stres a výdaj energie na detoxikačné procesy amoniaku v pečeni. Okrem toho nižšie koncentrácie vzdušného amoniaku, znižujú emisie zápachu a podráždenie dýchacieho traktu. To môže byť užitočné najmä v zimných obdobiach v maštaliach, keď je miera vetrania nízka, čím sa akumuluje vzdušný amoniak do problematických koncentrácií. Saponíny rastliny Quillaja našli dôležitú úlohu aj ako adjuvans vakcíny tzn. látky posilňujúce svojím účinkom imunitnú odpoveď, imunostimulant), čo viedlo k dôležitému výskumu v oblasti vývoja vakcín.
Yucca schidigera (juka)
Významným zdrojom saponínov je aj juka. Hlavnými aktívnymi zložkami tejto rastliny, ktoré sa používajú ako prísady do krmiva pre zvieratá, sú steroidné saponíny (sekundárne rastlinné glykozidy s naviazanými cukrami- sarsaponíny), ktoré znižujú počet niektorých bakteriálnych rodov v bachore. Extrakt z juky, podľa niektorých autorov, obsahuje 44 g/kg sušiny steroidných saponínov. Keďže sa však extrakty vyrábajú podľa špecifikácií spoločnosti, jednotlivé produkty obsahujú rôzne koncentrácie sarsaponínu, a preto môžu mať v bachore rôzne antimikrobiálne účinky. V 80. rokoch 20. storočia sa záujem o využitie juky ako prostriedku na defaunáciu bachora ukázal ako efektný. Okrem toho juka zvýšila produkciu prchavých mastných kyselín v bachore a zároveň znížila produkciu metánu, čo naznačuje, že môže byť účinná pri zmene mikrobiálnych populácií a posunutí rovnováhy uhlíka v bachore na zvýšenie trávenia sacharidov. Zvýšenie stráviteľnosti sacharidov v bachore teliat je dôležité pre mliekarenský priemysel, pretože ovplyvňuje množstvo energie z krmiva, ktoré sa uvoľňuje na uspokojenie metabolických potrieb zvierat. Doplnenie syntetických antimikrobiálnych ionofórov bolo účinné pri zvyšovaní účinnosti využitia štruktúrnych sacharidov.
Zmeny v koncentráciách bachorového amoniakálneho dusíka sa medzi štúdiami, ktoré kŕmili jukov líšili, hoci väčšina uvádza zníženie. Výskumníci zistili, že glykozložka molekuly sarsaponínu v juke sa viaže priamo s amoniakom. Táto väzba však môže byť obmedzená, čo popísali tak, že deficit amoniaku v bachore bol v skutočnosti spôsobený zníženým rozkladom bielkovín v bachore spôsobenou antiprotozoálnou aktivitou sarsaponínu v bachore a nie vzťahom glykozložiek k amoniaku. Tento pokles hladín amoniaku v bachore mohol spôsobiť posun populácii baktérií v bachore so zvýšeným počtom amylolytických baktérií na úkor fibrolytík.
Avšak kvôli obavám spotrebiteľov o zloženie kŕmnych doplnkov a liečbu ochorení u hovädzieho dobytka, najmä s ohľadom na rezíduá antibiotík, ktoré majú vplyv na ľudskú antibiotickú rezistenciu (zákaz kŕmenia antibiotikami podporujúcimi rast v Európskej únii), výskumníci zaoberajúci sa mliekom zvýšili svoje úsilie o tvorbu zlúčenín napodobňujúcich ionofóry, ktoré majú „prirodzený“ pôvod, ako sekundárne zlúčeniny v rastlinách.
Prišli sme k záveru, že saponíny ovplyvňujú amoniak a metán vylučovaný hovädzím dobytkom a teda môžu byť vhodným kŕmnym doplnkom. Je však otázkou, či zmena v zložení kŕmnych dávok dojníc, ktoré sa roky stravovali kukuričnými, či ďatelinotrávnymi silážami alebo senážami nespôsobí zavedenie životnému prostrediu zhovievavejších doplnkov, tráviace problémy. Je preto potrebné skĺbiť ochranu Zeme s fyziologickými potrebami zvierat, aby sa redukcia emisií nevykonávala na úkor zdravia zvierat.
Tento príspevok bol vytvorený s pomocou projektov APVV-0632-10, APVV-15-0060 a Operačného programu č. 313011W112
Literatúra je dostupná u autora.