Áhriffóðrunaráefnainnihaldmjólkurmeð sérstakaáhersluáfitu
ISSN1670-5785 ISBN978-9979-881-47-6
Áhriffóðrunaráefnainnihaldmjólkur meðsérstakaáhersluáfitu
HrafnhildurBaldursdóttirogJóhannesSveinbjörnsson
Verkefniðvarfjármagnaðaf; Framleiðnisjóði(þróunarsjóðinautgriparæktarinnar) Samtökumafurðastöðvaímjólkuriðnaði BúnaðarsambandiSuðurlands LandbúnaðarháskólaÍslands
Myndákápu: SigríðurÓlafsdóttir
Ágrip
Markaðurfyrirmjólkogmjólkurvörurerbreytingumháðurogmikilvægtfyrirbænduraðgeta brugðistviðbreyttumþörfummeðaðstoðnýjustuþekkingar.Aukineftirspurnhefurverið eftirmjólkogþásérstaklegafituríkummjólkurvörumsíðustumisserin.Fóðrunereinnaf þeimþáttumsemhefuráhrifáefnainnihaldmjólkurogfitanersáefnaþátturímjólkinnisem auðveldasteraðhafaáhrifámeðfóðrun.Hinsvegargeturþaðgerstaðþegarfituinnihaldi mjólkurerbreyttmeðfóðrunkomiframneikvæðáhrifáfóðurát,nyt,próteininnihaldog fleira.Þvíermikilvægtaðgreinaþáþættiífóðrisemgetaskilaðauknufituinnihaldimjólkur ánþessaðhafaumofneikvæðáhrifáaðramikilvægaþætti.
Verkefnið„Áhriffóðrunaráefnainnihaldímjólk,meðsérstakaáhersluáfitu“semhérersagt fráhafðiþanntilgangaðskilgreinahelstuþættiífóðrunsemáhrifhafaáefnahlutföllímjólk, meðsérstakriáhersluáfituhlutfalliðogþarmeðeinnighlutfalliðfita/prótein.Súskýrslaum verkefniðerhérgefuraðlítaertvíþætt;annarsvegarnokkuðítarlegurkafliumfyrri rannsóknirenþaráeftirersagtfrátilraunsemgerðvarátilraunabúinuáStóra-Ármótifyrri hlutaárs2016.
Íkaflanumumfyrrirannsóknirerufyrstrifjaðaruppíslenskarrannsóknirertekiðhafa sérstaklegafyriráhriffóðrunaráefnainnihaldmjólkur.Þvínæsterfariðyfirnokkur grunnatriðivarðandiefnafræðimjólkurfitunnar,fjallaðalmenntumefnasamsetningumjólkur ogáhriffóðrunaríþvísambandi.Þaráeftirkemurnánariumfjöllunumupprunafitusýraí mjólkinnioghelstukenningarumáhriffóðrunaráfituinnihaldmjólkur.Aðlokumersvo greintfráýmsumnýlegumerlendumrannsóknumvarðandiáhrifsérstakrarfituviðbótarífóðri áefnainnihaldmjólkur.
TilraunináStóra-Ármótivarsettuppmeðþaðfyriraugumaðprófaáíslenskum gróffóðurgrunnifituviðbótíkjarnfóðrimeðtvennumhætti,annarsvegarígegnum kjarnfóðurblönduoghinsvegarmeðbeinniíblöndunþurrfituíheilfóður.Tilrauninheppnaðist velogskilarniðurstöðumsemsvararannsóknaspurningunum,semvoruumþaðhvort umræddartilraunameðferðirhefðuáhrifáát,nytogefnahlutföllmjólkur.
Fituviðbótífóðri,hvortsemerúrþurrfitueðakjarnfóðurblöndu,leidditilbreytingará efnainnihaldimjólkurinnar,þannigaðfituhlutfallmjólkurinnarhækkaðiogpróteinhlutfallið lækkaði,alfariðvegnalækkunarákaseinhlutapróteinsins.Hærrahlutfallvaraffríum fitusýrumímjólkinnihjákúmsemfengufituviðbót.Allterþettaísamræmiviðniðurstöður erlendrarannsókna,ogsýniraðjafnvelþegartréniúrgróffóðriuppfyllirkröfurummagnog gæðisemættuaðforðafráóeðlilegrilækkunmjólkurfitu,erhægtaðfarafrá„eðlilegum“ hlutföllummjólkurefnauppíhærrahlutfallfituákostnaðpróteins,meðþvíaðbætaífóðrið fitusemeraðuppistöðupálmasýra(16:0).Breytingum5%áfitu/próteinhlutfalli mjólkurinnareinsogkomframíþessuverkefni,erumtalsverðogættiaðveraþýðingarmikið fyrirbændurogmjólkuriðnaðinnaðvitaafþessummöguleikatilaðstillaafjafnvægimilli framboðsogeftirspurnaráþessumtveimurverðefnummjólkurinnar.
Markmiðverkefnisins
Markaðurfyrirmjólkogmjólkurvörurerbreytingumháðurogmikilvægterfyrirbændurað getabrugðistviðbreyttumþörfummeðaðstoðnýjustuþekkingar.Aukineftirspurnhefur veriðeftirmjólkogþásérstaklegafituríkummjólkurvörumsíðustumisserin.Tilaðbregðast viðþessuvarskipulagtrannsóknaverkefnimeðþaðmeginmarkmið aðrannsakaog skilgreinaáhrifýmissaþáttaífóðriáefnainnihaldmjólkur,meðsérstakriáhersluá fituinnihald.Eftirfarandiundirmarkmiðvorusett:
1. Aðskilgreinaogskýraútfráfyrirliggjandiþekkinguviðmiðuminnihaldfóðursaf mismunandikolvetnum(sykur/sterkja/tréni)ogómettuðumfitusýrum,meðtillititil áhrifaáfituinnihaldmjólkur.
2. Aðrannsakaáhrifsérstakrarfituviðbótarífóðriáfituinnihaldmjólkurogaðraþætti framleiðslunnar(át,nyt,próteininnihald,o.s.frv.).
3. Aðberasamantværaðferðirviðþaðaðbætainnfitunni;annarsvegarígegnum kjarnfóðurblönduoghinsvegarmeðbeinniíblönduníheilfóður.
Seinnitvöundirmarkmiðinvoruhlutiaftilraunaskipulaginuenþaðfyrstaertekiðfyrirmeð skoðunáýmsumerlendumoginnlendumrannsóknum,enþettatvinnastþóalltsamaní umræðukaflaaftastíþessariskýrslu.Áðurensagtverðurfráþeirritilraunsemeruppistaða þessaverkefniskemurkafliumfyrrirannsóknirþarsemfræðilegurbakgrunnurerkynntur.
Fyrrirannsóknir
Hérverðafyrstrifjaðaruppíslenskarrannsóknirertekiðhafasérstaklegafyriráhriffóðrunar áefnainnihaldmjólkur.Þvínæstverðurfariðyfirnokkurgrunnatriðivarðandiefnafræði mjólkurfitunnar,fjallaðalmenntumefnasamsetningumjólkurogáhriffóðrunaríþví sambandi.Þaráeftirkemurnánariumfjöllunumupprunafitusýraímjólkinnioghelstu kenningarumáhriffóðrunaráfituinnihaldmjólkur.Aðlokumersvogreintfráýmsum nýlegumerlendumrannsóknumvarðandiáhrifsérstakrarfituviðbótarífóðriáefnainnihald mjólkur.
Innlendarrannsóknir
Efnainnihaldmjólkurstjórnastbæðiaferfðumogfóðrun,einsognokkuðítarlegavartekið fyrirísérstökurannsóknaátakiumoguppúraldamótunumsíðustu.Aðverkefninustóðu Rannsóknastofnunlandbúnaðarins,LandbúnaðarháskólinnáHvanneyri,TæknisjóðurRannís, FramleiðnisjóðurlandbúnaðarinsogBúnaðarsambandSuðurlands.VerkefnisstjórivarBragi LíndalÓlafsson.Nokkrargreinarsemútúrþvíátakikomueraðfinnaágreinasafni landbúnaðarins,á www.landbunadur.is
Tilaðvísafróðleiksfúsumlesendumveginníaðkynnasérþærgreinar,erhérörstuttyfirlit(1. tafla)umhvaðertekiðfyriríþeim.Rétteraðgetaþessaðáþessumárumvarveriðaðleita leiðatilaðaukapróteinhlutfalliðímjólkinnienekkifituhlutfalliðeinsognú.
ÁðurhöfðukomiðframítilraunáStóra-Ármóti(GunnarRíkharðsson,1990)mikilneikvæð áhrifafhertuloðnulýsiíkjarnfóðrimjólkurkúaáfitu-ogpróteinhlutfallmjólkurinnar. Íblönduníkjarnfóðriðíþeirritilraunvar0,4eða8%hertloðnulýsi.Íannaritilraun(Einar GestssonogGunnarRíkharðsson,1996)vorurannsökuðáhrifaf3%íblöndunafhertu
loðnulýsiíkjarnfóðurmjólkurkúa.Loðnulýsiðhafðineikvæðáhrifáátkúnnaávotheyien ekkiáþurrheyi,neikvæðáhrifápróteinhlutfallmjólkurinnarenekkimarktækáhrifá fituhlutfalliðnéframleiðsluorkuleiðréttrarmjólkur.Áhrif3%loðnulýsisinnblöndunará fitusýrusamsetningumjólkurfitunnarvoruhelstþauaðhlutfallfitusýrameðkeðjurC-20og lengritvö-tilþrefölduðustoghlutfallómettaðrafitusýrahækkaðiheldur.
1.tafla. Yfirlitumgreinarsemeraðfinnaígreinasafniá www.landbunadur.is ogfjallaumrannsóknirergerðar voruáefnainnihaldiíslenskrarkúamjólkuríupphafi21.aldarinnar.
BragiLíndalÓlafsson; JóhannesSveinbjörnssonog EmmaEyþórsdóttir,2000.
Efnainnihaldímjólk.
Ráðunautafundur2000:bls. 158-170.
BragiLíndalÓlafsson,
EiríkurÞórkelsson,Jóhannes
Sveinbjörnsson,Tryggvi
Eiríksson,GrétarHrafn Harðarson,Emma Eyþórsdóttir.Áhriffóðrunar
áefnainnihaldímjólk.
Ráðunautafundur2002:bls. 55-59.
BragiLíndalÓlafsson, EmmaEyþórsdóttir,Helga BjörgHafberg,2003.
Erfðabreytileiki mjólkurpróteinaííslenskum kúm.Ráðunautafundur2003: bls.111-117.
Fariðyfirfyrirliggjandiþekkinguááhrifumerfðaogfóðrunará efnainnihaldmjólkur.Erfðafræðimjólkurpróteinaertekinítarlega fyrir,ogsamanburðurmillikúakynja(íslenskar,NRF,Holsteino.fl. kyn)varðanditíðnierfðavísaerstýrahelstupróteingerðum.
SagtfrániðurstöðumfóðurtilraunaráStóra-Ármótiþarsemborin vorusamantvöstigorkufóðrunarogtvöstigpróteinfóðrunar,auk sérstakssamanburðarábyggiogmaíssemkolvetnagjafa. Orkustyrkurífóðrihafðilítiláhrifáefnahlutföllímjólk,envegna aukningarínytjókstfitu-ogpróteinframleiðslaádaglítillega. Vegnaáhrifapróteinstyrksífóðritilhækkunarápróteinhlutfalliog lækkunaráfituhlutfalliímjólkvarðprótein-fituhlutfallmunhærra (0,84ámóti0,77).Samanburðurámaísogbyggisýnditölfræðilega marktækanmunáprótein-fituhlutfallimaísnumívil(0,82ámóti 0,79).
Gerðgreinfyrirniðurstöðumerfðafræðilegrarannsóknaá mjólkurpróteinum.Meginefniviðurinnvoru443mjólkursýniúr kúmundan32völdumnautum.Niðurstöðurrannsóknannasýndu ótvírættaðsamsetningmjólkurpróteinahjáíslenskummjólkurkúm eraðmörguleytisérstökboriðsamanviðönnurkúakyn.Mesta athyglivaktihátíðnikappa-kaseinsBhjáíslenskumkúmogalfa-s1 -kaseinsC,semernánastóþekktíalgengustumjólkurkúakynjumá Vesturlöndum.Samsetningmjólkurpróteinshjáíslenskumkúmskv. þessarirannsóknvartalinákjósanlegbæðimeðtillititil vinnslueiginleikamjólkurinnaroghollustumjólkurafurða.
BragiLíndalÓlafsson,2005.
Fitadýraoghollusta.
Fræðaþinglandbúnaðarins, 2005:bls.47-56
Greininfjallarumfituefnimeðtillititilhollustuhjádýrumog mönnum.Þarámeðallífsnauðsynlegarfitusýruroghlutfallomega6ogomega-3fitusýra,trans-fitusýrur,virkniCLAfitusýra,mettaða fitu.Rætterumbæðijákvæðogneikvæðtengslýmissaafþessum þáttumviðkrabbamein,hjartasjúkdóma,sykursýkio.fl.Fram kemuraðtveirþættireruhagstæðirífóðrunjórturdýraáÍslandi meðtillititilhollustufituíafurðumjórturdýra.Graseruppistaðaí gróffóðriogfiskimjölernotaðmeðeinumeðaöðrumhættifyrir nautgripiogsauðfé.Hvorttveggjaættiaðstuðlaaðheppilegu hlutfalli
CLAogomega-3fitusýraíafurðumjórturdýra.
Efnafræðimjólkurfitunnar–nokkurgrunnatriði
Mjólkurfitaneraðallega(97-98%)þríglyseríð,semsamanstandahvertumsigafglyserólisem tengterþremurfitusýrum.
1.mynd.Þríglyseríð.Þauerualgengustuformfituídýrum(líkamsfita,mjólkurfita)ogíplöntum.Þauerugerð úrglyseróliogþremurfitusýrum.Glyserólhlutinnerlóðréttvinstrameginámyndinni(innanrauða ferhyrningsins)enfitusýrurnarþrjárliggjafráglyserólinuláréttfrávinstritilhægriámyndinni.Þríglyseríðiðá þessarimyndinniheldurþrjárólíkarfitusýrur:efsterpalmiticsýra(pálmasýra)semerómettuðoger16 kolefnisatómaðlengd(16:0);ímiðjunnieroleicsýra(ólínsýra)semereinómettuðog18kolefnisatómaðlengd (18:1) og neðst er α linolenic sýra (linólínsýra) sem er þríómettuð og 18 kolefnisatóm að lengd (18:3)
Á1.mynderufitusýrurnarteiknaðarfremurgróften2.myndsýnirnákvæmaradæmium byggingufitusýra.Allareruþærgerðarúrkolefniskeðjum(C)semvetni(H)ogsúrefni(O) tengjastvið.Lengdfitusýrannaogmettun(fjöldiogstaðsetningtvítengja)eruþeirþættirsem mesturáðaumeiginleikaþeirra,þarámeðalbræðslumarkoghlutverkíefnaskiptumbæðihjá plöntumogdýrum.Einsog2.myndsýnirhafatvítengimikiláhrifábyggingufitusýranna. Mettaðarfitusýrurerubeinarkeðjuroggetaþvípakkastþéttsaman,enómettaðarfitusýrur eruhlykkjóttariogpakkastekkieinsþétt,verðalinari.
2.mynd. Dæmiumbyggingumettaðraogómettaðrafitusýra.Svart=kolefni(C);grátt=vetni(H),rautt=súrefni (O).Sjánánar: http://www.visindavefur.is/svar.php?id=4713
Lengdfitusýru ermældífjöldakolefnisatómaífitusýrukeðjunni, mettun ergefintilkynna meðfjöldatvítengja.Dæmi:
• Fitusýrasemertáknuð18:0er18kolefnisatómaðlengdogmeð0tvítengi,mettuð.
• Fitusýran18:1er18kolefnisatómaðlengdenmeð1tvítengi,einómettuð.
• Fitusýran18:3er18kolefnisatómaðlengdenmeð3tvítengi,þríómettuð,þær fitusýrursemerumeðfleirieneitttvítengierueinunafnikallaðarfjölómettaðar.
Ómettaðar fitusýrur eru stundum auðkenndar með tákninu ω sem er gríski stafurinn omega. Í daglegutalierþátalaðum omegafitusýrur (ω fitusýrur). Útgangspunkturinn í þessu nafngiftakerfi(semereittafnokkrumfyrirfitusýrur)eraðatómiðáþeimendafitusýrunnar sem í þríglyseríði snýr frá glyserólinu (metýl endi) er kallað omega (ω) kolefnisatómið. Fjölómettuðu fitusýrurnar eru stundum flokkaðar í „fjölskyldur“. Er þá byggt á oleic (ω 9 18:1), linoleic (ω 6,9 18:2) og α linolenic (ω 3,6,9 18:3) fitusýrunum sem „mæðrum“ Fjölskyldurnar kallast þá ω 9, ω 6 og ω 3, sem vísar til staðsetningar þess tvítengis sem er næstomega-kolefnisatóminu.
Bræðslumark fitusýrahækkareftirþvísemþærerulengrioglækkarmeðauknumfjölda tvítengja.Dæmi:
Caprylicsýra(8:0)hefurbræðslumark16,3°Cenpalmiticsýra(16:0)bráðnarvið62,7°C.Eitt tvítengibreytirþvíaðhineinómettaðapalmitoleicsýra(16:1)hefurbræðslumarkáparivið vatn,0°C.Arachidonicsýra(20:4)hefurbræðslumark-49,5°C.
Fitusýrurmeð4til8kolefnisatómerukallaðarstuttkeðja(stuttar)fitusýrur,efkolefnisatómin eru10til14ertalaðummiðlungslangarfitusýrurogefkolefnisatómineru16eðafleirier talaðumlangarfitusýrur.Þaðerþóörlítiðáreikieftirheimildumhvarmörkinerulátinliggja enhérhöldumviðokkurviðframangreint.
Almenntumefnasamsetningumjólkur
Stærsturhlutimjólkurervatn,enþurrefnimjólkurinnarerum12-13%hjáflestum kúakynjum.Þaðsamanstenduraðstærstumhlutaaffitu,próteiniogmjólkursykri,auk steinefnaogannarraefnaísmærristíl.Hlutfallmjólkursykurs(laktósa)ímjólkinniermjög stöðugt,endaerþaðhannásamtýmsumsöltumsemdregurvökvanninnímjólkinaogræður þarmeðmagnimjólkursemframleidder.Meirimjólkursykurframleiðslaþýðirþvímeiri mjólkenekkihækkaðhlutfallmjólkursykurs.Meiriframleiðslamjólkursykursántilsvarandi aukningaríframleiðslumjólkurfituog/eðamjólkurpróteinshefuríförmeðsér þynningaráhrif,þannigaðhlutfallfituog/eðapróteinsverðurmögulegalægra,ánþessað áhrifináheildarmagnþessaraefnaséuneikvæð.
3.myndsýnirígrófumdráttumsambandiðmillihelstuhráefnaogafurðaímeltingu,efnaskiptumogmjólkurframleiðslukýrinnar.Stærsturhlutiefnaskiptannaferframílifrinniog júgrinusjálfu.Tilmjólkursykurmyndunarþarfglúkósa.Amínósýrurerugrunneiningar mjólkurpróteins.Aðalhráefninímjólkurfituaukfitusýraúrfóðrieruedikssýraogsmjörsýra, semásamtprópíonsýruverðatilviðgerjunörveraívömbáfóðrinu,ogerusogaðaruppað mestuígegnumvambarvegginn.Própíonsýranhefurþásérstöðuaðverahráefnitil glúkósaframleiðslu.Vegnaþesshvekolvetnasamböndgerjastímiklummæliívömbinni verðajórturdýraðmyndauppánýttmegniðafþeimglúkósasemþauþurfa.Sterkja,sem kemstómeltgegnumvömb,erþómeltogtekinuppsemglúkósifrásmáþörmum.Önnurhráefnienprópíonsýratilglúkósaframleiðslueruglyseról(hlutifitu),mjólkursýraogamínósýrur (McDonaldo.fl.,2011).
3.mynd. Leiðfóðurefnatilafurðaígegnummeltinguogefnaskiptikýrinnar.
Skorturásamhengifóðurefnaviðefnasamsetningumjólkur
Miðaðviðframangreindakortlagninguásambandinumilliuppsogaðranæringarefnaog mjólkurefna(3.mynd),mættiætlaaðfremureinfaltværiaðstýraefnainnihaldimjólkurmeð fóðrun.Ýmisljóneruþóíveginum,ogskulunokkurnefndhér:
• Skorturáöðrumhráefnumíglúkósa(ogþarmeðmjólkursykur)ýtirundirnotkuná amínósýrumtilþeirranota.Mjólkursykurinnogmjólkurpróteiniðeruþvíísamkeppni umhráefni.Þettaþýðirt.d.aðekkiersjálfgefiðaðaukinnpróteinstyrkurífóðrileiði tilhækkunarápróteininnihaldimjólkur.
• Lífeðlisfræðilegirferlarstjórnaþvíhverthráefnunumerbeinthverjusinni,ogþarmeð hvernytogsamsetningmjólkurverður.Hormónáborðviðvaxtarhormónoginsúlín gegnaþarlykilhlutverkum(Bauman&Mackle1997).
• Hráefninímjólkurfituna(edikssýra,smjörsýra,fitusýrurífóðri)hafaekkiönnur hlutverkímjólkurmynduninni,eneruhinsvegareinnignotuðtilaðstandaundir brennsluogannarrialmennrilíkamsstarfsemi.
• Aukþesserlíkamsfitakýrinnarýmistíuppbyggingueðaniðurbrotieftirþvíhvará mjaltaskeiðinukýrinerstöddoghvertorkujafnvægiðer.Þeirferlareruundir hormónastjórn.Mikiðframboðafprópíonsýru,glúkósaogamínósýrumhveturtil fitusöfnunaríforðavefogminnkarframboðafhráefnumtilframleiðslumjólkurfitu.
• Ómettaðarfitusýrurífóðrigangaígegnumherslu/mettunívömbinnisvoað fitusýrusamsetningmjólkurinnarendurspeglarekkifitusýrusamsetningufóðursins.
Helstuáhrifaþættiráefnasamsetningumjólkur
Þaðvarðsnemmaljóstaðmjólkurfitanersáefnaþátturímjólkinnisemauðveldasteraðhafa áhrifámeðfóðrun,þábæðiáheildarmagnmjólkurfitunnarogfitusýrusamsetningu.Á9. áratugnumvarþaðmatmannaíUSAaðmjólkurfitumættihafaáhrifááskalauppá3 prósentueiningar,mjólkurpróteiniðuppá0,5prósentueiningarogmjólkursykurinnværilítil áhrifhægtaðhafaá(Jenkins&McGuire2006).
Helstuþættirsemáhrifhafaáefnasamsetningumjólkureru:erfðir,umhverfi,staðaá mjaltaskeiði,aldur(mjaltaskeið)ogfóðrun.Efviðeinblínumááhriffóðrunarinnar,þáfelast þauekkieingönguíaðstjórnaefnasamsetningufóðursm.t.t.meltranæringarefna,heldur skiptirekkiminnamáliíhvaðahlutföllumnæringarefnineruuppsoguð,flutttiljúgursognýtt þarsemhráefniímjólkinaog/eðatilaðstjórnamagniframleiddrarmjólkur.Kenningarum hvaðaþættirífóðriþaðerusemgetastýrtfitu-ogpróteininnihaldimjólkurinnarhafatekið breytingumsamhliðaaukinniþekkinguáöllumþessumferlum(Jenkins&McGuire2006).
Áðurenfariðverðuríhelstukenningarnarumáhriffóðrunaráfituinnihaldmjólkurer nauðsynlegtaðáttasigáhvaðanfitusýrurnarímjólkinnikoma.
Upprunifitusýraímjólk
Fitusýrurímjólkurfitueigasértvennskonaruppruna:
• Júgur:Nýmyndaðarfitusýrur,erubyggðaruppfrágrunniíjúgrinu,aðalhráefnier edikssýra(2C-atóm),eneinnigsmjörsýra(4C-atóm).
• Blóðrás:Fitusýrursemeruteknaruppúrblóðrás,komnarúrfóðri,örverumassaog forðafituensáhlutierbreytilegureftirstöðuámjaltaskeiði.
Einsogmeðfylgjandiyfirlit(2.tafla)sýnirerustuttarogmeðallangarfitusýrurnýmyndaðarí júgrinuenhinarlengriteknaruppúrblóðrásinni.Fitusýrurmeð16C-atómhafablandaðan uppruna,eruaðhlutanýmyndaðaríjúgriogaðhlutateknaruppúrblóðrás.Þettagildirraunar umöllspendýrenfyrirhverjategundspendýramágerasérnokkragreinfyrirmikilvægi hvorrarþessaratveggjauppsprettnaútfráfitusýrusamsetningunni.Þannigmátildæmisljóst veraaðhjáfílnumermeginhlutifitusýrannanýmyndaðuríjúgrinuenhjáselnumeru fitusýrurnarnæreingönguteknaruppúrblóðrásinni(Bauman&Griinari2003).
Fituinnihaldmjólkur-helstukenningar
Lækkunáfituhlutfallimjólkurvegnaskortsáhráefnum(edikssýru,smjörsýru)
Rannsóknirááhrifumfóðrunarámjólkurfituhlutfallhafam.a.veriðdrifnaráframaf vandamálisemáenskukallast milkfatdepression (héreftirskammstafaðMFD).MFDer mikillækkunáfituhlutfallimjólkursemásérstaðviðvissaraðstæðurífóðrun.Áðurfyrrvar þettavandamáloftrakiðbeinttilmikillarkjarnfóðurnotkunar.Þávarþvíkenntumað kjarnfóðurmeðmikillisterkjuleidditilþessaðvambargerjunþróaðistáþannvegaðgerjunin gæfiafsérminnaafhráefnumtilmjólkurfitumyndunar(edikssýru,smjörsýru)enmeiraaf hráefnumtilmjólkursykursmyndunar(própíonsýra).Þettaleiddiþátilþynningaráhrifa,þ.e. mikillarframleiðsluáfitusnauðrimjólk.Þessikenningvarþósmámsamanhrakinogsýnt framáaðlágtfituinnihaldmjólkurviðsvonaaðstæðurværiekkiskortiáhráefnumaðkenna (Bauman&Griinari2003).
Glucogenic-insulinkenningin
Önnurkenning(glucogenic-insulinkenningin)sneristumaðfóðursemgæfiafsérmikiðaf sykriog/eðaprópíonsýru(sterkjuríktfóður)ogþarmeðhækkaðinsúlíníblóði,stýrði næringarefnumfrájúgrinuogtilannarravefjalíkamans.Kenninginhefurveriðprófuðmeð beinniinndælinguíblóðábæðiprópíonatiogglúkósaogniðurstöðurnarhafaekkistuttvið kenninguna.Upptakajúgurságlúkósavirðistt.d.líttháðinsúlíni(Bauman&Griinari2003).
Biohydrogenationkenningin
Þóaðtværfyrrgreindarkenningarhafiveriðmeiraogminnaafsannaðarvoruþærþóekkitil einskisþvírannsóknirþeimtengdarfærðumennáframummörgskrefvarðandiþekkinguá þeimferlumerstýraefnainnihaldimjólkur.Transfitusýrursýndusigíaðgegnaþar lykilhlutverkioguppkoms.k.transfitusýrukenningsemsíðarleiddiafsérbiohydrogenation kenninguna.Þaðersúkenningsemvísindamennhafamestatrúáídag.Húngengurútáað lækkaðfituhlutfallímjólkséafleiðingbeinnaneikvæðraáhrifaámjólkurfituframleiðsluí júgrinuafsérstökumfitusýrumsemverðatilviðmettun(biohydrogenation)fjölómettaðra fitusýra(poly-unsaturatedfattyacids=PUFA)ívömbinni.Súfitusýrasemfyrstvarsannaðað hefðislíkáhrifvartrans-10-cis-12CLA(CLA=conjugatedlinoleicacid)(Jenkins&McGuire 2006).
Samspiltrénisogfjölómettaðrafitusýra
Kýrinvirðisthafameirimöguleikaenmennhöfðutrúááðurtilþessaðframleiðamjólkmeð eðlileguefnainnihaldiþóaðójafnvægiséíhráefnumtilframleiðslueinstakramjólkurefna.
Hæfileikargripannatilaðmiðlaefnummilliferlaogafholdumerumiklir.Hinsvegarer lykilatriðiaðkomaívegfyrirþæraðstæðurífóðrunsemleiðatilmyndunaráumræddu efni/efnumsemtruflamjólkurfituframleiðsluna.Ákveðnarfóðursamsetningarerulíklegrien aðrartilaðleiðatilslíkraaðstæðna.Dæmigerðasterþegarsamanferlítið/lélegttréniífóðri oghátthlutfallfjölómettaðrafitusýra.Slíksamsetningleiðirtiltruflunarájafnvægi vambarinnarm.t.t.örverusamsetningarogfleiriþáttasemleiðirafsérmyndunátrans-10-cis12CLAogþ.a.l.neikvæðáhrifámjólkurfituframleiðsluíjúgrinu.Einnighefurkomiðframí rannsóknumaðfitaúrfiskiogsjávarspendýrumerinniheldurmikiðaffjölómettuðum fitusýrumgeturframkallaðþessaróæskileguaðstæðurívömbinniogþaðjafnvelánþessað fóðriðsésérstaklegalágtítréni(Bauman&Griinari2003).
Magnogvirknitrénis
Hvaðtréniðsjálftvarðarskiptirekkieingöngumálimagnþess,samavandamálgeturverið uppiþótrénisinnihaldiðsétiltölulegahátteffóðriðermalað/kögglað(Bauman&Griinari 2003).Þáhefurtréniðekkisömuvirkniogellatilaðviðhaldaeðlilegrivambarstarfsemimeð lagskiptinguinnihaldsins,vambarhreyfingum,jórtrun,stuðpúðavirknioghæfilegusýrustigi (pH).Ílöndumþarsemmaísvotheyergrunnhráefniogstórhlutiaftrénifóðursinskemurúr maísnum,erumeirivandamálmeðlágtmjólkurfituinnihaldenílöndumþarsemgraser grunnhráefniígróffóðrið.Virknitrénisinserþvílykilatriði,fremurenmagnþess.Tileruýmis hugtöksemmælavirknitrénisins,svosemtyggitímisemnotaðureríNorfor-kerfinusem mælikvarðiáþetta.Þegareðlilegthlutfallafgóðuíslenskugróffóðrieríheildarfóðrinuætti lítiðeðalélegttréniekkiaðþurfaaðveravandamálhérlendis,nemaíjaðartilvikum.Helster hættaáaðslíkstaðakomiuppþegarheygæðierulélegogmjólkurframleiðslaerkeyrðupp meðmjögháukjarnfóðurhlutfalli.
Jafnvægiefnaíheildarfóðurskammti
Einsográðamáafframangreinduerekkialltafhægtaðkennarönguhlutfalliafeinuefnií fóðriumlágtmjólkurfituhlutfall,þónefndirséutilsögunnarmögulegirsökudólgareinsog lágttréni,ofmikilsterkja,hátthlutfallfjölómettaðrafitusýrao.s.frv.Fremurerréttaðhorfaá heildarjafnvægiallraefnaífóðurskammtiogniðurbrotseiginleikaeinstakrakolvetnaflokkaí vömbinni.Hægteraðnámeirajafnvægiífóðruninameðþvíaðhafagróffóðriðhæfilega saxaðþannigþaðýtiundirjórtrunogmunnvatnsframleiðslusemstuðlaraðbetra vambarumhverfisemleiðirsvotilmeirimjólkurfitumyndunar(Greco&Santos2014).
Mikilvægterviðnotkunávotverkuðubyggi,einsogþekkistvíðahérlendis,aðgætaþessað notaekkiofmikiðafbygginemaaðverameðjafnvægiífóðruninniþ.e.gotttréniámóti auðgerjanlegusterkjunnisemeríbygginu.
Fóðurframsetning
Framsetningfóðursskiptirmálitilaðstjórnunáinnihaldifóðursséekkieingönguítölvunni heldurskilisérallaleiðígegnumfóðrun,meltinguogefnaskiptikýrinnar.Forðastþarf ójafnargjafirtilþessaðallarkýrnarhafijafntaðgengiaðfóðrinu.Þegarlítiðplásservið fóðurgangétakýrnarhraðarogmeirisamkeppnimyndast.Varastberaðhafaframsetningu fóðursinsþannigaðkýrnarsorterifóðriðogskiljieftirlengristráin.Þaðþarfjafnframtað passaaðlengristráiníheyinuséuekkilengrienmunnstærðkúnna.Þegarfóðraðermeð heilfóðriermikilvægtaðblandanséhæfilegablautsvoaðekkiséofauðveltfyrirkýrnarað sorterafóðrið(Greco&Santos2014).
Notkunviðbótarfituífóðritilaðhafaáhrifáfituinnihaldmjólkur
Helstufóðurtegundirfyrirjórturdýr,gróffóðurogkorn,erkolvetnafóðurmeðmjöglágt fituinnihald.Fituefnaskiptikýrinnar,þ.m.t.mjólkurfitumyndunin,byggjastþvíaðverulegu leytiánýmyndunfitusýraúrafurðumkolvetnagerjunar,edikssýruogsmjörsýru.Þaðhefur hinsvegarlengiþóttfreistandiaðaukaafurðamyndunmeðþvíaðbætaviðfituífóðrið.
Fitusýrurhafameiraentvöfaltorkuinnihaldáviðkolvetni,próteinogglyserólhlutafitunnar. Algengthlutfallfitusýraafheildarfituínokkrumfóðurtegundumereftirfarandi:gróffóður 65%,korn/kornafurðirogolíufræ-hýði70%,olíufræ-kaka80%,plöntuolíur90%.Eftirþví semþettahlutfallfitusýrannaerhærramunarsemsagtmeiraumtilteknafituviðbóthvað varðarorkuinnihaldheildarfóðursins.
Áhrifviðbótarfituífóðriáát,nytogefnasamsetningumjólkurmádragasvonasaman: ↑fitaí fóðri ↓ heildarát; ↑ orkuleiðréttmjólk(OLM); ↑ ↓ fitu%; ↓ prótein%
Aukinnorkustyrkurfóðursinsgeriryfirleittbeturenaðvegaámótiminnkuðuáti,sbr. hækkunáOLM.Áhriffituviðbótarámjólkurfituhlutfalleruoftarjákvæðenneikvæð.Áhrif fituviðbótarámjólkurpróteinhlutfalleruoftastneikvæð,ogskýrastaðallegaaflækkuðu hlutfallikaseins.Íbyrjunmjaltaskeiðseruneikvæðáhrifáátfremurlítil,áþeimtímanýtist fituviðbótþvíbest(Chilliard1993).
Dýrafitaogönnurmikiðmettuðfitahefurkomiðbestút,þarsemhúndregurlítiðeðaekkiúr átioghefurminniáhrifávambarstarfseminaenómettuðfita,sbr.umfjöllunum biohydrogenationkenningunahéraðframan.Dýrafitahefurveriðbönnuðífóðrijórturdýra vegnasjúkdómahættu(príonsjúkdómaro.fl.).Hérlendiserfiskifitaleyfðenhúnermunminna mettuðenfitalanddýra.Samantektúr(aðallega)dönskumtilraunumsýndiaðnyt(OLM) jókstviðstígandifitusýruinnihaldfóðursuppí4-5%afþurrefni,eftirþaðekkinema viðbótarfitanværimeiramettuð.Próteinhlutfallmjólkurinnarlækkaði,þarsemnytinjókstá meðanpróteinframleiðslanbreyttistlítið(Börsting etal. 2003).
Ýmsartilraunirhafaveriðgerðarmeðaðmeðhöndlafituþannigaðhúnsévarinfyrir vambargerjuninni.Einaðferðineraðsetjafitunainníformalínmeðhöndlaðapróteinkápu. Önnureraðlátafitusýrurogkalsíum(Ca)myndas.k.Ca-sápur.Báðarþessaraðferðirhafaí flestumtilvikumgefiðjákvæðariniðurstöðuvarðandinyt(OLM)ogfituhlutfallmjólkur heldurensamafitaómeðhöndluð(Börsting etal. 2003).Þróaðarhafaveriðfóðurvörursem innihaldablöndurafmettuðumfitusýrumsemeruaðmestu„óvirkar“ívömbinni.Chilliard (1993)drósamanniðurstöðurúr50tilraunameðferðummeðmettaðafitu,varðadýrafituog Ca-sápurogvarniðurstaðanaðmettaðafitangafmestaviðbótíframleiðsluorkuleiðréttrar mjólkur(0,56kgOLMáhvertviðbótarprósentaffituífóðurþurrefni)ogaðþettavar jafnframteinafitutýpansemekkidróúrþurrefnisáti.
MargartilraunirhafaveriðgerðaríUSAásíðustuárumþarsemprófuðhafaveriðáhrif fituviðbótarífóðriámjólkurframleiðsluogþáekkisístfituhlutfallmjólkuroghlutföllmilli einstakrafitusýra.Fituviðbótiníþessumtilraunumhefurgjarnanveriðaðuppistöðutil pálmasýra(16:0)og/eðasterínsýra(18:0).Lock etal. (2013)prófuðuáhriffituviðbótarsem nam2%afþurrefnifóðurs.Afþessarifituviðbótvar86%pálmasýra(16:0).Grunnfóðriðí þessaritilraunbyggðiámaísvotheyi(32%)ogþurrkuðu,möluðumaískorni(16%),semþó varskiptútí4dagaílokhverrar25dagatilraunalotufyrirvotverkaðmaískorn(highmoisture corngrain),ensterkjaníþvígerjastmunhraðarívömbinniensterkjaníþurrkaða,malaða maískorninu.Hraðgerjanlegsterkjaeroftnefndsemmögulegurorsakavaldurfyrirlækkuðu fituhlutfalliímjólkeníþessaritilraunvarsamspilslíkraáhrifasterkjugjafaogáhrifa fituviðbótarífóðriífyrstaskiptimetin.Skemmsterfráþvíaðsegjaaðenginmarktækáhrif voruafsterkjugjafanumáát,nytnéfitu-ogpróteinhlutföllmjólkurinnar.Áhrifaf fituviðbótinnivoruhinsvegarjákvæðbæðiáfituhlutfall(3,88%vs.4,16%)og mjólkurfituframleiðsluádag(1,23kgvs.1,32kg),engináhrifányt,próteinhlutfallné próteinframleiðslu.Fituviðbótindrónokkuðúráti(um6%)enþarsem mjólkurfituframleiðslanjókstásamatímavarmældistfóðurnýting8,6%betrimeð fituviðbótinni.Aukningámjólkurfituframleiðslunnivarnánasteingönguvegna27%meiri framleiðsluápálmasýru(16:0),semgreinilegaskilaðiséraðmestumilliliðalaustúr fituviðbótinni.
Íframhaldiafþessarirannsókngerðisamirannsóknahópur,viðMichiganháskóla(Rico etal. 2014)samanburðáfituviðbót(2%afþurrefnifóðurs)semvaraðuppistöðutil(97-98%) annarsvegarpálmasýra(16:0)oghinsvegarsterínsýra(18:0).Kýrnarítilrauninnispönnuðu allvíttsviðíframleiðslu(38til65kgmjólkurádag).Pálmasýran(16:0)gafhærra mjólkurfituhlutfall(3,66vs.3,55%),meirimjólkurfituframleiðslu(1,68vs.1,59kg/dag)en aðeinslægramjólkurpróteinhlutfall(3,24vs.3,29%)heldurensterínsýran(18:0).
Niðurstöðurnarreyndustóháðarframleiðslustigikúnna.Munurinnífituframleiðslunni skýrðistnánastalfariðafþvíaðþegarfituviðbótinvaráformipálmasýruskilaðihúnsérí verulegummælibeintímjólkurfituna,ensterínsýrangerðiþaðaðeinsaðmjöglitluleyti.
Þráttfyriraðrannsóknirsýniaðfituviðbótífóðri,ogþáallrahelstpálmasýra(16:0)skilisér aðeinhverjumarkiímjólkurfituna,hefurlíkalengiveriðljóstaðþónokkuðtapastáleiðinni. RannsóknPiantoni etal. (2013)semvarundanfariþeirratveggjasemgetiðhefurveriðum héráundan(Lock etal. 2013;Rico etal. 2014),kortlagðiþettaaðnokkruleyti.Íþeirritilraun varfituviðbótinpálmasýra(16:0)semnam2%afþurrefnifóðursogáhrifhennará mjólkurframleiðsluþættivorulíkogítilraunLock etal. (2013),enþóvægari,t.d.hækkaði mjólkurfituhlutfallúr3,29í3,40%miðaðviðsamanburðarhópánfituviðbótarífóðri.En þarnavorugerðarmælingartilaðmetahversumikiðaffitusýrumífóðrivoruífyrstalagi meltar(4.mynd);ogíöðrulagiuppsogaðar(5.mynd).
4.mynd. Fallandiheildarmeltanleikifitusýrameðauknumstyrkþeirraífóðriskv.(Piantoni etal. 2013). Kýrseminnbyrtumeiraen950g/dagaffitusýrumfengufóðurmeðfituviðbótáformipálmasýru(16:0)en þærkýrseminnbyrtuminnaen950g/dagaffitusýrumfengufóðuránfituviðbótar.
5.mynd. Samhengimagnsuppsogaðrafitusýraviðmagnþeirraífóðriskv.(Piantoni etal. 2013).Kýrsem innbyrtumeiraen950g/dagaffitusýrumfengufóðurmeðfituviðbótáformipálmasýru(16:0)enþærkýrsem innbyrtuminnaen950g/dagaffitusýrumfengufóðuránfituviðbótar.
Einsogmyndirnarsýnanýtastfitusýrurnarhlutfallslegaverreftirþvísemmeiraerafþeimí fóðrinu.Þettavarsvoskoðaðsérstaklegafyrirpálmasýru(16:0).Ánsérstakrarfituviðbótar uppsoguðustaðmeðaltali92gafpálmasýruafþeim136g/dagsemvaraðfinnaafhennií fóðrinu.Þegarhennivarbættsérstaklegaífóðriðuppsoguðustaðmeðaltali342afþeim687 g/dagsemvoruafpálmasýruífóðrinu.Nýtingpálmasýrunnarfersemsagtúr68%niðurí 50%viðþaðaðbætahenniífóðriðíþeimmælisemumvaraðræðaíþessaritilraun. Heildarmagnpálmasýruímjólkvar450g/daghjáviðmiðunarhópnumen539g/daghjá hópnumsemfékkfituviðbótina.Munurinnádaglegumagnipálmasýrumillihópannaerþá89 g/dagímjólkurfitusamanboriðvið250g/dagíuppsoguðumagni.Lesamáútúrþessum tölumaðánsérstakrarviðbótarpálmasýruernettónýmyndunáhennienþegarpálmasýrunni erbættífóðriðerhlutiþeirrarviðbótar(íþessutilviki2/3hlutar)nýttiríaðrarþarfiren myndunpálmasýruímjólkurfitu.Þettaerísamræmiviðþaðsemáðurkomfram(Bauman& Griinari2003)umaðfitusýrurmeð16C-atómhafaþásérstöðumeðalfitusýramjólkurinnar aðhafablandaðanuppruna,komabæðiúrblóðrás(fóður-ogforðafita)ogfránýmynduní júgri.
Þegarfóðrunframkallaróeðlilegalækkunáfituhlutfallimjólkur(MFD,sbr.áður)kemurþað meiraframílækkunáhlutföllumstuttraogmeðallangrafitusýrasemerunýmyndaðaríjúgri, heldurenlangrafitusýrasemeruteknaruppúrblóðrás(sbr.2.töflu).Vyas etal.( 2012) prófuðuþákenninguaðmagnþessarastuttuogmeðallöngufitusýra(4til14C-atóm)ífóðri værutakmarkandiámjólkurfituframleiðslulíkavið„eðlilegar“kringumstæðurífóðrun(ekki MFD).Ístuttumálisagtvorujákvæðáhrifaffituviðbótafþessutagiámjólkurfituhlutfall, stigvaxandimeðauknumagniþessararfituviðbótar(0,200,400og600g/dag).Áhrifináaðra mikilvægaframleiðsluþættivorulítilviðlægstaskammtinn(200g/dag)enneikvæðáhrif komuframáát,nyt,próteinhlutfall,ogmjólkurprótein-ogmjólkurfituframleiðsluádagvið hærriskammtana.