A téma aktualitása
A választás időszaka, a prestarter fázis (kb. 25–40 életnapos kor) takarmányozási szempontból kritikusnak tekinthető a malacnevelés eredményességére nézve. Ennek oka, hogy a választott malacok emésztőkészüléke még nem kellően fejlett és az egyes fehérjebontó enzimek (pepszin, tripszin, kimotripszin, karboxi-peptidáz) szekréciója, valamint aktivitása is elmarad a kifejlett egyedekre jellemző értékektől.
Ezen emésztés-élettani sajátosságokból adódóan kiemelt jelentőség tulajdonítható a könnyen és hatékonyan emészthető, koncentrált, növényi (pl. szójafehérje koncentrátum) vagy állati eredetű fehérjeforrások (pl. halliszt, sertés bélnyálka-hidrolizátum) megválasztásának. Az említett alapanyagok alkalmazása (a malacok fehérjeemésztésének javítása által) hatékony eszköz a ZnO-mentes takarmányozásban, az antibiotikumfelhasználás csökkentésében.
A gyakorlatban takarmányreceptúrák formulázása a különböző nemzetközi adatbázisokban (pl. holland CVB, francia INRAE, amerikai NRC) publikált vagy a gyártók/termékforgalmazók által megadott értékek alapján történik. Ezek az adatbázisok viszont az egyes alapanyagok fehérjeemészthetőségére vonatkozóan statikus modelleket alkalmaznak, nem veszik figyelembe az emésztőrendszerre jellemző dinamikus folyamatokat és a felvett takarmány gasztrointesztinális rendszerben töltött (ún. tranzit) idejét sem.
A termékforgalmazók bár feltüntetik a termékspecifikáción az alapanyagok emészthető nyersfehérje- és aminosav-tartalmát, a feltüntetett értékek jellemzően standardizált, 48 órás emészthetőségre vonatkozó adatok. A fehérjék emésztése azonban dinamikus, a gasztrointesztinális rendszer mozgásával, a fehérjék hidrolízésével, az endogén enzimek szekréciójával és az aminosavak felszívódásával szoros összefüggésben álló folyamat, amelyet az állatra (pl. korcsoport, élősúly) és a felvett takarmányra (pl. rostösszetétel) jellemző tényezők együttesen befolyásolnak.
A szakirodalomból továbbá az is ismert, hogy a takarmány tranzitideje az aminosavak felszívódásának végső helyéig, a csípőbél (ileum) végéig a malacok emésztőkészülékében átlagosan 2,3–4 óra (Henze és mtsai, 2021, Schop és mtsai, 2023).
Ezen ellentmondások feloldása, majd az eredmények malactakarmányozási koncepciónkba történő integrálása indokolta a választott malacokra jellemző tranzitidő figyelembevételét, 3 órás inkubációs időre kidolgozott in vitro emészthető fehérjetartalom meghatározási módszer alkalmazását, illetve a mérések során kapott eredményeket összesítő saját adatbázis összeállítását.
A fehérjeemészthetőség meghatározására rendelkezésre álló módszerek bemutatása
A fehérjeemészthetőség vizsgálata történhet in vivo, in vitro és in silico módszerekkel. Az in vivo vizsgálatokat kanüllel ellátott állatokon vagy post mortem végzik. Ezek az eljárások jellemzően alapkutatási kísérletekhez szolgáltatnak információt, kutatóintézetek vagy egyetemek által végzett beavatkozások. Pontosságuk nem megkérdőjelezhető, viszont szigorúan állatkísérleti engedélyhez kötöttek, műtéti beavatkozással vagy az állatok kíméletes leölésével járnak. További hátrányuk, hogy költségesek.
A fent említettek miatt egyre nagyobb a jelentősége a gyors, minél pontosabb in vitro módszerek fejlesztésének.
Az in vitro eljárások során laboratóriumi körülmények között modellezik a sertések gyomrában, vékony- és vastagbelében lezajló, a táplálóanyagok emésztésével kapcsolatos folyamatokat. Ezek a vizsgálatok gyorsak, költséghatékonyak, viszont jellemzően a növendéksertésekre (30–40 kg) fejlesztett, Boisen és Fernández (1995) által leírt két lépcsős módszert veszik alapul, ún. „végponti” módszerek, meghatározott időtartamú (pl. 18 vagy 48 órás) inkubációt követően egyetlen in vitro emészthetőségi értéket generálnak nitrogénre (N) vagy nyersfehérjére (N×6,25). Az in silico módszerek közé soroljuk az úgynevezett TNO gasztrointesztinális modellt (TIM), amely egy többlépcsős modell, a gyomor-béltraktusban lezajló emésztésélettani folyamatok valósághű szimulálására.
A TIM-et sikeresen alkalmazzák különböző élelmiszerek, takarmányok, élelmiszer- és takarmány-alapanyagok, vitaminok és gyógyszerek, valamint az egyes táplálóanyagok gasztrointesztinális rendszerben történő viselkedésének modellezésére.
A TIM-ben végzett vizsgálatok számítógép által vezérelt, kontrollált folyamatok, ahol különböző protokollok állnak rendelkezésre az emberi, illetve az állati (kutya, sertés, borjú) emésztés modellezésére. A rendszer nagy pontosságú, hiszen az egyes paraméterek (pl. hőmérséklet, gyomor- és bélperisztaltika, áramlási sebesség és enzimösszetétel, pH) szigorúan szabályozottak, a kapott eredmények végpontja pedig a bélfal, ahol az egyes tápanyagok felszívódása történik. Így pontos képet kapunk a biológiai hozzáférhetőségről is (Minekus, 2015). Különböző rendszerek léteznek gyomorban és vékonybélben (TIM-1 és Tiny-TIM), valamint a vastagbélben lezajló folyamatok (TIM-2) modellezésére, a TIM-1 rendszer egy gyomortérből és 3 rekeszből áll, a vékonybél egyes bélszakaszainak (duo-denum, jejenum, ileum) modellezésére.
A Tiny-TIM rendszer egy gyomorrekeszből és egyetlen rekeszből áll a vékonybél számára. Ezekből a rekeszekből bármilyen időpontban gyűjthető minta. A TIM-2 a vastagbelet szimulálja, és a vastagbélben található mikrobiotát tartalmazza. Segítségével lehetőség nyílik a különböző rostforrások fermentációjának tanulmányozására (Minekus, 1999). Ezek a rendszerek nagy beruházásigényűek, a mérések költségesek, csak kutatóegyetemeken állnak rendelkezésre és szintén alapkutatásokhoz alkalmazzák őket.
A takarmányiparban a kísérleti fejlesztésekhez és az állatok táplálóanyag-igényéhez maximálisan illeszkedő, magas minőségű termékelőállításhoz azonban szükség van a gyors és a valóshoz közeli információt szolgáltató módszerekre. Ezt az igényt az újszerű megközelítéssel (a gasztrointesztinális rendszerben lezajló dinamikus folyamatokat is figyelembe vevő) továbbfejlesztett in vitro módszerek maximálisan ki tudják szolgálni.
Saját vizsgálati eredmények
A fent említetteket igazolják a szójafehérje-koncentrátumokra, az általunk fejlesztett új módszerrel végzett in vitro fehérje-emészthetőség vizsgálataink is, melyek során bebizonyosodott, hogy különböző tranzitidővel számolva, eltérő inkubációs idők esetén (2, 3, 4, 48 óra) jelentős különbségek mérhetőek a fehérjeemészthetőségre vonatkozóan.
Vizsgálataink első lépéseként meghatároztuk az egyes alapanyagok nyersfehérje-tartalmát. A különböző növényi és állati eredetű fehérjehordozók nyersfehérje-tartalmát a specifikáción deklarált értékekkel összehasonlítva nem tapasztaltunk különbséget. Ezt követően a fehérjeemészthetőséget a fent leírt inkubációs időket alkalmazva vizsgáltuk, majd a mért nyersfehérje-tartalomból és az emészthető nyersfehérje-tartalomból meghatároztuk az egyes alapanyagok emészthetőségi együtthatóját.
Az 1. ábra a különböző szójafehérje-koncentrátumok 3, illetve 48 órás inkubációs időt követő emészthetőségi együtthatóját mutatja.
Eredményeink alapján megállapítható, hogy a különböző beszállítóktól származó szójafehérje-koncentrátumok fehérjeemészthetősége 48 órás inkubációs idő után minden esetben meghaladta a 92%-ot, azonban, ha a választott malacok fehérjeemésztéséhez legjobban illeszkedő, 3 órás modellt nézzük, jelentős különbségeket tapasztaltunk az egyes termékek között, az eredmények 71,59 és 93,69% között változtak.
A prestarter takarmányok fehérjeemészthetősége szempontjából tehát a 2. szójafehérje-koncentrátum (SFK2) bizonyult a legjobbnak.
Az adatbázist ezt követően további alapanyagokkal bővítettük, ezek eredményeit a 2. ábra foglalja össze.
Az egyes alapanyagok emésztési együtthatója 48 órás inkubációs idővel számolva meghaladta minden esetben a 93%-ot, a 3 órás modell azonban jelentős eltéréseket mutatott. Burgonyafehérjénél 70,72% fehérjeemészthetőséget állapítottunk meg, míg a legjobb eredményeket a tejsavfehérje-koncentrátum (95,68%) és a sertés-bélnyálkahártya hidrolizátumok (98,98 és 98,82%), illetve a halfehérje-hidrolizátum esetében (91,06%) mértünk. Ezek az eredmények még a malactakarmányokban jelenleg is nagy mennyiségben alkalmazott halliszt emészthetőségi együtthatóját is meghaladták (85,07%).
Összefoglalva megállapítható, hogy a különböző fehérjehordozó alapanyagok emészthetőségi együtthatóit saját mérési metodikával értékelő adatbázis használatával az emésztésélettani folyamatokat előtérbe helyező, szakmai alapokra helyezett döntéshozatal valósítható meg az egyes alapanyagok felhasználásának módjával kapcsolatban.
Ezt erősítik meg a választott malacokkal végzett nagyüzemi teljesítményvizsgálataink eredményei is, amelyekről cikkünk folytatásában fogunk beszámolni, az Agro Napló következő lapszámában. (x)
A felhasznált források jegyzéke a szerkesztőségben elérhető.
Szerző: Dr. Varga Orsolya, fejlesztési vezető, Bonafarm-Bábolna Takarmány Kft.
Képek: Bonafarm Csoport
Bonafarm Csoport, Facebook, Bonafarm-Bábolna Takarmány Kft.
(x)
