USD -
4.0276
EUR -
4.3198
GBP -
5.0427
DKK -
0.5792
Wysokowydajne krowy mają duże zapotrzebowanie na aminokwasy, słabo dostępne w większości komponentów paszowych. Przez to wymagają suplementacji tzw. aminokwasami chronionymi, które są w stanie przejść przez żwacz bez uszczerbku i wchłonąć się w jelitach. Obecne sposoby ochrony aminokwasów nie są jednak idealne. Z pomocą może przyjść nanotechnologia.
Żwacz podkrada aminokwasy
Zapotrzebowanie na aminokwasy u wysokowydajnych krów mlecznych generuje wiele wyzwań w opracowywaniu odpowiednich dla nich paszy. Zazwyczaj dostępne komponenty paszowe nie zapewniają odpowiedniej ilości aminokwasów.
Aby krowa mogła przyswoić aminokwas, musi on przejść bez szwanku przez żwacz i trafić do trawieńca i jelit – ale żwacz to prawdziwa komora fermentacyjna, pełna mikroorganizmów łasych na aminokwasy.
Dlatego pasza dla krów wysokowydajnych jest zazwyczaj suplementowana tzw. aminokwasami chronionymi, to znaczy przygotowanymi w taki sposób, aby nie zostały uwolnione i zużyte w żwaczu, a dopiero w późniejszych odcinkach układu pokarmowego.
Obecnie dostępne na rynku preparaty aminokwasów chronionych stosują otoczkowanie – a więc otaczanie aminokwasu ochronną osłonką polimerami, np. etylocelulozą, lub mikrootoczkowanie – czyli mieszanie aminokwasu z np. tłuszczem, który uwolni aminokwas dopiero gdy sam się rozpuści.
Efektywnie suplementują dietę krów w aminokwasy i warto je stosować. Eksperci od żywienia zwierząt poszukują jednak jeszcze bardziej skutecznych metod chronienia aminokwasów i precyzyjnego kierowania ich tam, gdzie chcemy aby zostały wchłonięte.
W jednych z najnowszych badań zespół badaczy z Portugalii wykorzystał do przeciwżwaczowej ochrony aminokwasu nanotechnologię.
Umykająca lizyna
Lizyna jest powszechnie uważana za najbardziej ograniczający – to znaczy najtrudniejszy do dostarczenia w odpowiedniej ilości - aminokwas potrzebny do produkcji białek mleka.
Ma naturalnie bardzo niski stopień wchłaniania w jelitach.
Na jego niedobory szczególnie wrażliwe są wysokowydajne krowy karmione dietami opartymi na kukurydzy, ze względu na to, że lizyna występuje w niej w bardzo niskich stężeniach.
Obecne metody chronienia lizyny nie są idealne. Badania dotyczące efektywności obecnych sposobów chronienia tego aminokwasu – i wpływu takiej jego formy na wydajność mleczną i produkcję białek mleka – są ze sobą często bardzo niespójne.
Wykazano ponadto, że chroniona obecnymi sposobami lizyna może negatywnie wpływać na spożycie suchej masy przez zwierzę.
Dlatego naukowcy wybrali właśnie lizynę do przetestowania nowej technologii ochrony aminokwasów.
Czym jest nanotechnologia?
Nanotechnologia to nic innego jak technologia wykorzystująca do różnych celów struktury o rozmiarach nano, a więc na poziomie pojedynczych atomów lub cząsteczek substancji.
Ma ogromną ilość zastosowań. Nanocząsteczki testowane są na przykład w badaniach biomedycznych - do precyzyjnego dostarczania leków w ciele ludzkim.
Wykorzystanie nanotechnologii do podobnych celów w żywieniu zwierząt jest nadal rzadkie, jednak popularność badań w tym temacie prawdopodobnie będzie rosła w najbliższych latach.
Zespół naukowców z Portugalii wpadł na pomysł, aby cząsteczkami w skali nano otaczać lizynę, aby zapewnić jej wysoką ochronę przed środowiskiem żwacza i skuteczne wchłanianie w jelitach.
Przyjął założenie, że aminokwasy z otoczką w wersji nano są mniejsze od klasycznie chronionych aminokwasów i o większej gęstości od płynu żwaczowego.
Dzięki temu będą unosić się na powierzchni płynu i łatwiej i szybciej przechodzić przez przedżołądek, a ich wchłanianie w jelitach będzie wyższe.
Pionierski eksperyment
Zespół badaczy do zadania ochrony lizyny wybrał nanocząsteczki lipidowe (wykorzystujące podjednostki cząsteczki tłuszczu), ponieważ było pewne, że są bezpieczne dla zwierząt, a ich wyprodukowanie jest relatywnie proste i tanie.
Ze względu na to, że badania były nowatorskie i pionierskie w tej dziedzinie, utworzone cząsteczki lizyny z nano-otoczkami z lipidów nie były testowane bezpośrednio na zwierzętach.
Naukowcy utworzyli cząsteczki lizyny otoczone różnymi typami lipidowych nano-osłonek zbudowanych z m.in. pochodzących z tłuszczy kwasów arachidowego i stearynowego.
Następnie sprawdzili ich zdolność do opierania się działaniu środowiska żwacza.
W tym celu cząsteczki dodali do pobranego wcześniej od krów świeżego płynu żwaczowego i przez 24h badali, czy ulegają w nim strawieniu.
Okazało się, że nano-osłonki są bardzo efektywne w ochronie lizyny przed nieprzyjaznym żwaczem, przy czym najbardziej przydatny okazał się jeden typ cząsteczek – tzw. stałe nanocząsteczki lipidowe.
Przez całe 24 godziny trwania eksperymentu nie uległy strawieniu w przedżołądku.
Ponadto stałe nanocząsteczki lipidowe bardzo skutecznie chroniły lizynę przed wyłapaniem i zjedzeniem przez żwaczowe mikroorganizmy.
Czy nowa technologia zadziała w terenie?
Badacze podsumowują, że nanocząsteczki to bardzo obiecujący kandydaci, jeśli chodzi o skuteczniejszą ochronę aminokwasów w żwaczu, jednak wymagają jeszcze wielu badań.
Ich efektywność może się różnić u zwierząt karmionych różnymi mieszankami paszowymi.
Naukowcy proponują więc, aby jeszcze przed testami na żywych zwierzętach lizynę z nano-osłonkami przetestować na większej liczbie próbek płynu żwaczowego, pobranego od różnych krów, karmionych różnymi paszami, i sprawdzić wpływ nowej technologii na parametry fermentacji żwacza.
Poza tym oczywiście zachowanie nanocząsteczek w układzie pokarmowym żywych zwierząt może być nieco inne niż w warunkach laboratoryjnych. Dlatego eksperymenty, w których lizyna z nano-osłonkami zostanie podana zwierzętom będą kluczowe do sprawdzenia jej przydatności.
Poza efektywnym opieraniem się środowisku żwacza kluczowym prametrem będzie wchłanialność tak przygotowanej lizyny w jelitach.
Na podstawie:
Albuquerque, João, et al. "Applying nanotechnology to increase the rumen protection of amino acids in dairy cows." Scientific Reports 10.1 (2020): 1-12.
