Racionální obsah dusíkatých látek v dietě a potřebné množství esenciálních aminokyselin ve vhodném poměru může svým účinkem na mléčnou užitkovost a zdravotní stav krav přispět ke zlepšení ekonomiky chovu dojnic. Důležitou roli zde hraje nejen celkové množství proteinu, ale i kvalita zkrmovaných dusíkatých látek, daná především obsahem lyzinu a metioninu.
Jedním z limitujících faktorů v zemědělství – a to jak v rostlinné, tak i v živočišné výrobě – je dusík. Pokud není zajištěno jeho plnohodnotné využití rostlinami a zvířaty, dochází k jeho ekologicky nepříznivému úniku do prostředí.
Dojnice přispívají k tomuto zatížení životního prostředí emisemi amoniaku, a to hlavně z dusíkaté frakce močoviny z moči dojnic. Dusíkaté látky (NL), které jsou přijaté nad optimální potřebu, jsou bez racionálního využití vylučovány. Stoupající mléčná užitkovost a zvyšující se – často nadměrný – příjem dusíkatých látek v krmivech vedou ke zvýšené fyziologické zátěži organismu.
Krmné dávky i pro vysokoužitkové dojnice by měly obsahovat jen tolik NL, které jsou nezbytně potřeba pro záchovu a růst plodu, pro optimální růst mikroorganismů v jejich předžaludcích a pro produkci odpovídajícího množství mléčné bílkoviny.
Důležitou roli tedy hraje nejen celkové množství proteinu, ale i kvalita zkrmovaných dusíkatých látek, která je dána hlavně obsahem esenciálních aminokyselin.
V řadě experimentů bylo prokázáno, že postbachorové podávání aminokyselin zvyšuje koncentraci mléčné bílkoviny a v některých případech i mléčnou užitkovost.
Z výše uvedených důvodů existuje v současné době zájem na vytvoření takové diety, která by dodala tenkému střevu dojnice potřebné množství konkrétních esenciálních aminokyselin. Absorbované aminokyseliny jsou základem pro stavbu tkání a u dojnic nezbytné pro syntézu mléčných bílkovin a dalších tělesných metabolitů. Slouží jako prekurzory pro glukoneogenezi, mohou být konvertovány na mastné kyseliny anebo využity jako okamžitý zdroj metabolizovatelné energie, což není zcela ideální. Jednou z výhod krmných dávek s vhodnou strukturou aminokyselin je teoretická možnost významného snížení koncentrace finančně náročných dusíkatých látek (např. sójový extrahovaný šrot), což by mělo značný hospodářský dopad. Z hlediska aminokyselinového složení poskytuje téměř optimální bilanci esenciálních aminokyselin pro syntézu mléka a mléčného proteinu bachorový mikrobiální protein (tabulka 1).
Poměr jednotlivých druhů mikroorganismů, tvořených zejména bakteriemi (109 až 1011/ml), prvoky (104 až 107/ml) a houbami, je ovlivňován použitou dietou. Při postupu zaživatiny do velmi kyselého prostředí slezu a následně do tenkého střeva je mikrobiální protein schopen krýt potřebu proteinu z 50 až 90 %. Dosáhnout maxima produkce jak energie (v podobě těkavých mastných kyselin), tak i mikrobiální bílkoviny vyžaduje zajištění optimálních podmínek v bachoru a jejich stabilitu.
Vlivem sníženého příjmu sušiny v tranzitním období nemají dojnice k dispozici dostatek energie, což redukuje tvorbu mikrobiálního proteinu a tady i přívod aminokyselin. Jako první limitující aminokyseliny pro syntézu mléčného proteinu u dojnic byly zjištěny lyzin a metionin. Výhledově se dá očekávat významné působení na mléčnou užitkovost i od dalších aminokyselin (histidin, treonin, leucin ...).
Kvantifikace nároků dojnic na aminokyseliny není jednoduchou záležitostí. V současné době jsou vypočítány požadavky na množství lyzinu a metioninu, dostupná v tenkém střevě.
Vzhledem k tomu, že množství a poměry aminokyselin dostupných v tenkém střevě jsou velmi důležité pro dosažení maximální mléčné užitkovosti a dobrého zdravotního stavu, je požadavek na jejich obsah zařazen i do některých moderních systémů potřeby dusíkatých látek.
Normování potřeby NL se tak rozšířilo o metionin a lyzin, stravitelný v tenkém střevě (MetDI a LyzDI). Francouzský systém PDI vyjadřuje potřebu v procentech proteinu stravitelného ve střevě (% PDIE). Potřeby dojnic byly stanoveny na 7 až 7,3 % PDIE pro LyzDI a 2,2 – 2,5 % PDIE pro MetDI, přičemž jako zcela minimální hodnota je uváděno 6,7 % PDIE pro lyzin a 2 % pro metionin (Rulquin et al., 1993).
Podle NRC (2001) je optimum lyzinu 7,2 % a 2,4 metioninu z metabolizovatelných proteinů, přičemž 50 % by měly tvořit aminokyseliny z mikrobiálního proteinu a 50 % aminokyseliny z dusíku nedegradovatelného v bachoru. Degradovatelný protein společně s lehce přístupnou formou sacharidů významně ovlivňuje produkci mikrobiálního proteinu. Dá se předpokládat, že tyto systémy budou dále zdokonalovány, včetně kvantifikace dalších esenciálních aminokyselin.
Kromě množství lyzinu a metioninu, které je stravitelné ve střevě, je velmi důležitý i jejich vzájemný poměr. Za optimální je považován poměr lyzin/metionin 3,0 – 3,1 : 1,0. Neodpovídající poměr zhoršuje výsledky mléčné užitkovosti. Případné předávkování metioninem a široký poměr k lyzinu vedou ke snížení příjmu sušiny a nevyužití genotypu dojnice.
Dorovnání poměru lyzin/metionin se jeví podle některých výzkumných prací cestou ke snížení množství dusíkatých látek v dietě vysokoužitkových dojnic po otelení, a to z obvyklých 18 až 19 % údajně až na 15 – 16 % sušiny krmné dávky (KD). Důsledkem by měly být i lepší reprodukční ukazatele a zkrácení mezidobí, což je z hlediska ekonomiky chovu dojnic velmi významné, neboť Evropa oceňuje jeden den mezidobí třemi eury. Hodnoty lyzinu a metioninu v některých krmivech jsou uvedeny v tabulce 2.
Jak je z tabulky 2 zřejmé, značná část krmiv je schopna zabezpečit dotaci krmné dávky dojnic lyzinem, neboť jeho úroveň je většinou na požadované minimální hodnotě 6,7 % PDIE. Podstatně horší situace je v případě metioninu, kde minimální úrovni se přibližuje jen několik krmiv. Z toho jasně vyplývá, že v dietách vysokoužitkových dojnic je většinou nedostatek metioninu, který pak limituje koncentraci mléčné bílkoviny, případně i výši mléčné produkce. Na našem trhu je nyní nabízeno několik přípravků s chráněným („by-pass“) metioninem, který přechází díky ochraně až do tenkého střeva, kde je absorbován. V našich pokusech jsme testovali přípravky Smartamine™, Mepron® M85 a Metasmart™.
Pro zjištění účinku přípravku Metasmart a jeho porovnání se Smartamine jsme provedli pokus organizovaný jako 3x3 latinský čtverec. Pokus byl proveden podle následujícího schématu:
Perioda Dieta
I. K S M K – kontrolní dieta
II. S M K S – Smartamine™
III. M K S M – Metasmart™
Složení jednotlivých diet je uvedeno v tabulce 3.
V případě Metasmartu se jedná o nově vyvinutou formu metioninu – isopropylester 2-hydroxyl-4-(methylthio) kyseliny butanové (HMBi). Polovina HMBi, zůstávající v bachoru, je hydrolyzována na HMB a izopropanol. HMB se stává substrátem pro bachorové mikroorganismy, což by mělo pozitivně působit na množství mléka a mléčného tuku, ale pochopitelně to neovlivňuje množství mléčné bílkoviny. Vlivem izopropylesteru je zbývajících 50 % účinné látky absorbováno přes stěnu bachoru, přičemž dochází k hydrolýze a uvolnění metioninu pro dojnici. Tato část hraje roli donoru metabolizovatelného metioninu, poskytujícího dojnici zdroj pro zvýšení obsahu mléčné bílkoviny, nádoje a zlepšujícího zdravotní stav krávy (Hůrka, 2008). Velkou výhodou Metasmartu je, že je – na rozdíl od Smartaminu – odolný vůči technologickému narušení, takže jej lze zapravit do premixů, směsí a TMR. Množství metioninu a lyzinu a jejich vzájemný poměr v našich pokusných dietách uvádí tabulka 4.
Zatímco úroveň lyzinu se pohybovala na minimální doporučované úrovni u všech diet, koncentrace metioninu u dávky kontrolní byla pod doporučovanou hladinou a nevyhovující byl i poměr lyzin/metionin.
U diet pokusných (S a M) byl obsah metioninu upraven na požadovaných 2,2 % PDIE, a tím i relace lyzin/metionin byla na doporučované úrovni 3 : 1.
Nejvyšší průměrná denní užitkovost byla zjištěna právě při zkrmování Metasmartu, a to 31,34 kg/ks (tabulka 5), což bylo o 1,41 kg více, než u diety K, kde nebyl metionin přidáván.
Rozdíl v mléčné užitkovosti mezi dietou M a S byl 0,93 kg ve prospěch M. Rovněž dávka se Smartamine, který nebyl přidáván do jadrné směsi, ale až do vertikálního míchacího vozu (možnost porušení ochrany), byla úspěšnější o 0,48 kg/kus/den než dieta K. U obou pokusných dávek (S a M) došlo k navýšení koncentrace mléčné bílkoviny, a to u Smartamine o 0,11 a v případě Metasmartu o 0,07 %.
S chráněným metioninem v podobě přípravku Mepron jsme provedli pokus s dojnicemi v tranzitním období. Pokus na dvou skupinách (M a 0) byl zahájen 21 dnů před jejich otelením. Po otelení byly tyto dvě skupiny rozděleny na čtyři podskupiny. Skupiny a podskupiny se lišily v přítomnosti přídavku Mepron v jejich krmné dávce (tabulka 6). Schéma pokusu bylo:
Před porodem 0** M*
Po porodu 00** **0M* *MM* *M0**
* – přídavek Mepronu
** – bez Mepronu
Nejvyšší (34,84 kg) průměrnou denní užitkovost (tabulka 7) jsme zjistili u skupiny MM, jejíž dojnice dostávaly metionin jak před porodem, tak i po něm.
Skupiny, které v některé fázi pokusu metionin dostávaly, měly vyšší koncentraci mléčného tuku. Rozdíly mezi skupinami bez metioninu (00) a s metioninem, podávaným před porodem (M0) byly 0,38 %, mezi 00 a MM i mezi 0M byly 0,22 %.
Jedním z důvodů, proč může doplněk metioninu zvýšit koncentraci tuku v mléce, je možný vliv metioninu na „de novo“ syntézu mastných kyselin s krátkými či středně dlouhými řetězci v mléce. Současně bylo zjištěno, že dochází ke snížení podílu mastných kyselin s dlouhými řetězci. Další příčiny mohou souviset s rolí aminokyselin v tenkém střevě a s jejich působením na jaterní metabolismus. Rovněž bylo prokázáno, že metionin je donorem metylové skupiny pro syntézu cholinu, který může být limitující pro tvorbu mléčného tuku.
Podobně jako obsah tuku byla i koncentrace mléčné bílkoviny nejnižší (3,04 %) u skupiny dojnic 00, které metionin nikdy nedostávaly a nejvyšší u skupiny M0 (3,22 %). U skupin 0M a MM se přídavek metioninu podílel na zvýšení obsahu bílkoviny v mléce o 0,08, resp. 0,07 %.
Přídavek chráněného metioninu v kterékoli fázi pokusu se projevil zvýšenou koncentrací mléčné bílkoviny. Pokud jde o absolutní denní produkci tuku a bílkoviny, byly lepší výsledky u dojnic s dotací metioninem, přičemž nejlepší byla skupina MM. Podobně i po přepočtu na FCM byla nejvýkonnější skupina MM. Obě skupiny s metioninem měly mírně zvýšenou koncentraci močoviny mléce.
O tom, že přídavek chráněného metioninu byl absorbován a zapojil se do metabolismu, svědčí jeho hodnoty, zjištěné v krevním séru (tabulka 8). U pokusné skupiny M se po týdenním přidávání metioninu zvýšila jeho koncentrace v krevní plazmě o 3,43 a za další týden o 3,91 mmol/l, zatímco u kontrolní varianty 0 zůstala na stejné úrovni a v posledním týdnu před otelením dokonce klesla.
Po otelení měly nejvyšší koncentraci metioninu v plazmě opět dojnice skupin, které jej v té době dostávaly (MM a 0M) u skupiny M0, u níž byl metionin po otelení vypuštěn, došlo k poklesu jeho koncentrace v plazmě, ale jeho úroveň byla téměř stále vyšší o 3 mmol/l než u krav skupiny 00, které metionin nikdy nedostávaly.
Závěr
Překrmování dojnic dusíkatými látkami vede ke zvýšenému vylučování molekul dusíku močí do okolního prostředí, je energeticky ztrátové, zatěžuje organismus zvířat a navíc je pro chovatele většinou i poměrně drahou záležitostí.
Podle posledních výzkumů se dá očekávat, že vyrovnaný poměr esenciálních aminokyselin v dietě, zejména lyzinu a metioninu (3 : 1), umožňuje snížit koncentraci proteinu a současně může přinést zvýšení mléčné užitkovosti, obsahu mléčné bílkoviny a někdy i tučnosti.
Značná část krmných dávek vysokoužitkových dojnic v ČR má ve své dietě nedostatek metioninu, který se klasickými krmivy jen obtížně zvyšuje na minimálně požadovaných 2 % PDIE.
Vhodným doplňkem metioninu se tak stává chráněný metionin v podobě výše uvedených přípravků, při jejichž volbě je kromě ceny nutné přihlédnout i k jejich odolnosti proti mechanickému narušení ochranné vrstvy pří míchání krmných směsí, eventuálně k principu jejich působení.
V našich pokusech zlepšily mléčnou užitkovost všechny tři uvedené přípravky, s tím, že SmartamineTM nebyl součástí jadrné směsi, ale byl přimícháván až ve vertikálním míchacím voze. Nový přípravek stejné firmy – MetasmartTM, který lze bez problémů zamíchávat do krmných směsí, je z 50 % absorbován v tenkém střevě a poskytuje tak dojnicím metionin přímo, a zbylých 50 % je substrátem pro bachorové mikroorganismy, což přispívá ke zlepšení fermentace.
Příspěvek je výsledkem řešení projektu NAZV QH81309.
Klíčové informace
- Produkci mléčné bílkoviny a dojivosti zejména na počátku laktace jednoznačně zvyšuje zařazení chráněného metionu ve vhodném množství a úprava poměru lyzinu a metioninu při zohlednění možnosti narušení jeho ochrany v bachoru.
- Jako vhodné množství metioninu je uváděna potřeba v procentech proteinu stravitelného ve střevě minimálně 2 % PDIE, za optimální se považuje poměr lyzinu a metioninu 3 : 1.
- Současně s ovlivněním koncentrace bílkovin v mléce dochází často i ke zvýšení jeho tučnosti.
Ing. Václav Kudrna, CSc.
Výzkumný ústav živočišné výroby, v. v. i., Praha-Uhříněves oddělení výživy a krmení hospodářských zvířat
Doc. MVDr. Josef Illek, DrSc.
Veterinární a farmaceutická univerzita Brno, Fakulta veterinárního lékařství, Klinika chorob přežvýkavců
