CZ22865U1 - Krmivo pro dobytek se sníženou koncentrací glukosinolátu - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká krmivá pro dobytek se sníženou koncentrací glukosinolátů.

Dosavadní stav techniky

Glukosinoláty jsou β-glykosidy thiohydroxamových kyselin, které jsou vlivem esterifikace kyselinou sírovou dostupné jako anionty. V současnosti je těchto látek známo více než 100. Základní struktura se dá vyjádřit vzorcem:

glc

N—O SO₃Praktický význam má však jen několik sloučenin z čeledi Brassicaceae, případně z čeledi Linaceae. Glukosinoláty vznikají biosynteticky z aminokyselin, a to jak biogenních, tak neproteinogenních. V rostlinných tkáních jsou tyto látky odděleny od enzymového systému - myrosinasy, která je štěpí. Obě zmíněné sloučeniny jsou lokalizovány v odlišných vakuólách. Výsledkem interakce obou těchto komponent, např. vlivem rozdrcení tkáně, jsou různé sloučeniny v závislosti na struktuře substituentu vycházejícího z uhlíku glukosinolátů. Významné jsou především výrazně zapáchající isothiokyanáty nebo-li hořčičné oleje, které jsou v umírněné dávce jednou z chemoprotektivních složek uvedených rostlinných taxonů. Ty se dají vyjádřit vzorcem:

NCS h₂c

Ty jsou skupinou toxických látek přítomných v řadě rostlin, zejména v některých brukvovitých rostlinách. Nešlechtěné odrůdy řepky obsahují 100 až 150 μιηοΐ alifatických glukosinolátů na 1 g neolejné složky. U odrůd řepky typu Canola je obsah glukosinolátů 10 až 25 pmol/g. Obecně je např. v krmivu pro drůbež doporučováno méně než 2,5 pmol/g.

Glukosinoláty nepůsobí toxicky samy o sobě, ale až po enzymové nebo neenzymové hydrolýze vytvářející řadu toxických sloučenin. Nej častějšími produkty hydrolýzy jsou isothiokyanát a epithionitril. Cyklizací isothiokyanátu, v závislosti na jeho substituci, vznikají nejjedovatější látky této skupiny oxazolidinthiony.

Většina glukosinolátů je rozdělována do tří skupin podle konečného produktu jejich rozkladu. Největší skupinou glukosinolátů jsou sloučeniny s alkylovou nebo alkenylovou skupinou, které při rozkladu vytvářejí isothiokyanáty. Druhou menší skupinou, jsou glukosinoláty obsahující βhydroxyradikály, ze kterých mohou vzniknout nestabilní hydroxyisothiokyanáty. Třetí skupinou jsou glukosinoláty s indolovým jádrem, tj. indol glukosinoláty - giukobrassiciny, které obsahují thiokyanáty. Tyto tři skupiny glukosinolátů mohou v závislosti na pH způsobovat vznik nitrilů.

Toxický nebo antinutriční vliv glukosinolátů závisí na typu sloučeniny vzniklé po enzymové hydrolýze. Obecné glukosinoláty, které produkují kyanovodík, ovlivňují činnost štítné žlázy. Naproti tomu glukosinoláty, ze kterých vznikají nitrily, mají toxický účinek na játra a ledviny. Oxazolidinthiony, známé také jako goitriny, jsou potenciálními strumigenními sloučeninami. Goítriny inhibují zapojení jódu do prekurzorů thyroidních hormonů, zejména thyroxinu a také ovlivňují jeho sekreci. Snížení sekrece thyroxinu je spojena se snížením růstu, hyperplasií a hypertrofií štítné žlázy. Tento inhibiční efekt není možné omezit ani přidáním jódu do krmné

CZ 22865 Ul dávky. Také thiokyanáty a isothiokyanáty omezují využití jódu ve štítné žláze, ale jejich působení je méně negativní než vliv goitrinů. Vliv thiokyanátů se projeví zejména pri nízkém obsahu jódu v krmné směsi a je možné ho odstranit doplňkem jódu.

Hlavní působení glukosinolátů u prasat je spojováno se snížením koncentrace jódu v krvi, hyper5 trofií a hyperplazií štítné žlázy a poškozením jater. Důsledkem tohoto vlivu je snížení spotřeby krmivá, růstová deprese a zhoršená konverze krmivá. Negativní vliv na sekreci thyroidních hormonů byl zaznamenán již pri 5 pmol.g'¹. Řepka s nízkým obsahem glukosinolátů může být použita až v krmných směsích pro prasata v poslední fázi výkrmu bez negativního vlivu na růst. Použití řepkového extrahovaného šrotu s nízkým obsahem glukosinolátů pro prasata ve výkrmu do io 300 g/kg a pro iaktující prasnice do 202 g/kg krmné směsi bylo bez jakéhokoliv vlivu na užitkovost.

Skot snáší vysoké dávky dvounulových extrahovaných řepkových šrotů - až 20 až 30 % z jadrných krmiv, bez nepříznivých důsledků na příjem krmivá. Pro dojnice by neměl podíl vysokoglukosinolátových šrotů překročit 10% hmotnosti. U telat nad 100 kg lze zkrmovat až 0,3 kg dvounulových extrahovaných Šrotů na 100 kg živé hmotnosti, u zvířat lehčích než 100 kg do

0,2 kg na 100 kg živé hmotnosti. Mladší telata snášejí dávky celkových glukosinolátů až

7,7 pmol/g krmivá, resp. 5,5 pmol/g oxazolidinthionů, zatímco dávky 15,4 a 10,5 pmol/g již příjem krmivá snižuje. Růst a užitkovost přežvýkavců je zařazením extrahovaných řepkových šrotů, především dvounulových, ovlivněny méně než u zvířat monogastrických. Podíly extrahovaných šrotů s různým obsahem glukosinolátů pro skot představuje následující tabulka 1.

Obsah celkových glukosinolátů (pmol/g)	Podíl (%)	Maximální denní dávka (kg)
směsi pro dojnice
>30	15-25	1,5
<30	20-30	2,5
směsi pro výkrm skotu
>30	25	0,5
<30	30	1,0

Tabulka 1

I nízkoglukosinolátové Šroty lze zkrmovat dlouhodobě jen dojnicím od druhé laktace, zatímco prvotelky a telata snášejí jen nižší dávky. Glukosinoláty jsou u přežvýkavců štěpeny především v bachoru. Hlavní škodlivou složkou jsou thiokyanáty, které zčásti přecházejí do mléka. Játra jsou poškozována jen mírně. Ke zhoršení plodnosti jalovic, krav i bahnic by mohlo dojít při zkrmování řepkových šrotů jako jediného bílkovinného jadrného krmivá.

Nejvíce přecházejí do mléka thiokyanáty. Pokud by byly řepkové extrahované šroty s nízkým obsahem nízkoglukosínolátů jediným bílkovinným krmivém v krmné dávce, neměl by obsah v mléce překročit hodnotu 0,1 pmol/l 5-vinyloxazolidin-2-thionu, 10 pmol/l nenasycených nitrilů a 100 pmol/l thiokyanátů.

Činností mikroflóry v trávicím traktu přežvýkavců dochází k přeměně glukosinolátů a/nebo jejich metabolitů. I když jsou přežvýkavci poměrně tolerantní k příjmu glukosinolátů v krmné dávce, dlouhodobé zkrmování krmivá s jejich obsahem vede k histologickým změnám, zvýšené plazmatické úrovni thiokyanátů a poklesu hladiny thyroxinu v plazmě. Zařazení většího množství nízkoglukosinolátového řepkového extrahovaného šrotu v krmné dávce u dojnic způsobilo snížení plodnosti a poruchy štítné žlázy. Růstové schopnosti dané příjmem glukosinolátů u rostoucích telat jsou závislé na věku a hmotnosti zvířat. Ke snížení růstu telat dochází zpravidla příjmem krmivá s vysokým obsahem glukosinolátů, nicméně obsah glukosinolátů v krmivu až do

7,7 pmol/g v krmivu jejich růst neovlivnil. Za bezpečný obsah glukosinolátů v krmivu u dojnic se uvádí 11 pmol/g, ale obsah nad 11 do 24,3 pmol/g snížil příjem krmivá a produkci mléka.

-2CZ 22865 Ul

U krav krmených velkým množstvím nízkoglukosinolátového řepkového extrahovaného šrotu byly prokázány negativní účinky zkimování řepkového extrahovaného šrotu na plodnost a zhoršené reprodukční ukazatele. Zvláště patrné je to u prvotelek, které jsou ještě v období růstu citlivé na krmné glukosínoláty, má negativní účinky. Krmivo obsahující 31 pmol celkových glukosi5 nolátů na 1 g sušiny a množství denního příjmu 44 mmol glukosinolátů na krávu vyvolalo poruchy funkčnosti štítné žlázy a snížení plodnosti.

Produkty z řepky olej né, jako jsou řepkové pokrutiny nebo řepkový extrahovaný šrot, mají pro obsah glukosinolátů v rozmezí 100 až 150 pmol/g určité krmivářské omezení. Tímto omezením je jejich nižší procentuelní zařazení v krmných směsích, nebo v krmných dávkách přežvýkavců. io Řepkové produkty se používají ve výživě hospodářských zvířat jako významný zdroj rostlinných proteinů. Šlechtěním se snížil obsah glukosinolátů z původních 100 až 150 pmol/g na 10 až pmol/g v tzv. dvounulových odrůdách. Glukosínoláty a zejména jejich štěpné produkty zhoršují chutnost krmivá z důvodu jejich horkosti. Ta může přecházet do mléka a vajec a tím narušovat jejich senzorické vlastnosti jako jsou vůně a chuť. Některé štěpné produkty glukosinolátů jsou pro zvířata strumigenní - narušují činnost štítné žlázy, blokují využívání jódu z krmné dávky a také poškozují játra.

Výše zmíněné řepkové produkty jsou využívány nejen jako zdroj bílkovin v krmných dávkách hospodářských zvířat, ale mohou být dále používány jako doplňková surovina pro extrakci vlhkosti pri silážování některých krmiv s nižším obsahem sušiny - silážní kukuřice, čirok aj., jako doplněk deficitních bílkovin, ale také jako zdroj deficitní sušiny konzervovaného krmivá. Z hlediska konzervace je nezbytné, aby hlavní silážovaná biomasa obsahovala dostatečné množství vodorozpustných sacharidů.

Cílem technického řešení je představit krmivo pro dobytek, jako jsou silážní kukuřice, čirok aj. s přídavkem řepkových produktů, se sníženou koncentrací glukosinolátů a zvýší výživnou a bio25 logickou hodnotou.

Podstata technického řešení

Výše zmíněné nedostatky odstraňuje do značné míry knnivo pro dobytek, jejíž podstata spočívá v tom, že krmivo obsahuje přídavek inokulantu v množství do 0,1 % hmotnosti krmné směsi.

Ve výhodném provedení je jako inokulant použit inokulant obsahující bakterie mléčného kvašení

Enterococcus faecium, Pediococcus pentosaceus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus casei a Lactobacillus buchneri v množství 0,001 % hmotnosti krmné směsi.

V jiném výhodném provedení je jako inokulant použit přípravek obsahující bakterie mléčného kvašení Enterococcus faecium a Lactobacillus rhamnosus v množství 0,05 % hmotnosti krmné směsi.

Příklad provedení technického řešení

Podstata technického řešení spočívá v biotechnologickém využití biologických aditiv, tzv. inokulantů, obsahujících vybrané kmeny bakterií mléčného kvašení. Inokulanty jsou tedy bakteriální aditiva umocňující kvašení. Takováto konzervace umožní vhodnější aplikaci řepkových produktů s nízkým obsahem glukosinolátů do krmných dávek přežvýkavců a zároveň nesníží kvalitu fer40 mentačního procesu hlavního silážovaného krmivá.

Jako příklady inokulantů lze uvést následující přípravky:

Přípravek č. 1 - obsahuje bakterie mléčného kvašení Enterococcus faecium, Pediococcus pentosaceus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus casei a Lactobacillus buchneri s celkovou koncentrací mléčných bakterií 1,5.10¹⁰ CFU/g a dávkováním 10 g/t.

Přípravek č. 2 - obsahující bakterie mléčného kvašení Enterococcus faecium a Lactobacillus rhamnosus s celkovou koncentrací CFU 2.10⁸ a dávkováním 500 g/t.

-3CZ 22865 Ul

Přípravek ě. 3 - obsahující bakterie mléčného kvašení Lactobacillus casei ssp. rhamnosus a Propionibacterium freundreichii ssp. shermanii s celkovou koncentrací CFU 8.10ⁿ/g a dávkováním g/t.

Tyto nebo jim podobné inokulanty přidávané ke konzervovaným krmivům jako jsou silážní kukuřice, čirok aj., s přídavkem řepkových produktů jako jsou řepkové pokrutiny (ŘEPO) nebo řepkového extrahované šroty (ŘEŠ), v množství 5 až 10 % stimulují průběh mléčného kvašení, které vede nejen ke snížení ztrát a zlepšení kvality výsledných siláží, zvýšení aerobní stability siláží, omezení výskytu a růstu kvasinek v silážích, tedy zvýšení výživné hodnoty a biologické hodnoty bílkovin, ale současně umožňuje, vlivem změny fyzikálně chemických parametrů proío středí, tedy snížením hodnoty pH, produkcí laktátu a těkavých mastných kyselin, inaktivovat enzymy konkurenční mikroflóry, včetně myrosinázy a tím i významně redukovat obsah nežádoucích glukosinolátů s antinutričním efektem v konzervovaném krmivu.

Tabulka 2 představuje průměrný obsah glukosinolátů v pokusných inokulovaných kukuřičných silážích s přídavkem ŘEPO v množství 5 a 10 % hmotnosti výsledné siláže ve srovnání se siláží bez inokulantů. Toto procentuelní snížení/zvýšení obsahu glukosinolátů v kukuřičné siláží uvádí třetí a pátý sloupec tabulky. Samotné analyzované řepkové pokrutiny, tedy ŘEPO, použité v našem experimentu obsahovaly 37,0 pmol glukosinolátů na 1 g produktu, což je více, než se běžně uvádí, tedy 15 až 30 pmobg. Jako inokulanty byly použity výše zmíněné přípravky č. 1 - 3.

	Inokulant	+ ŘEPO 5 %	+ ŘEPO 10 %
obsah glukosinolátů (pmol/g)	Indexová sníženi obsahu glukosinolátů (%)	obsah glukosinolátů (μΠΊθί/g)	Indexová sníženi obsahu glukosinolátů (%)
3 z £ >	Žádný	9	100	11	100
Přípravek č.1	4	-55.6	8	-27,3
Přípravek č.2	6	-33,3	5	-54,5
Přípravek č.3	9	0	12	+9,1

Tabulka 2

Z naměřených hodnot je zřejmé, že při použití některých inokulantů došlo k výraznému snížení množství glukosinolátů v silážích. Nejefektivnějším inokulantem byl přípravek ě. I, při jehož aplikaci došlo ke snížení obsahu glukosinolátů až o 55 %. Nejméně účinným inokulantem pak byl přípravek č. 3, u něhož v případě siláže s přídavkem ŘEPO 10 % došlo dokonce k navýšení obsahu glukosinolátů a to o 9 %. Tento přípravek je tedy pro použití v krmných kukuřičných silážích s přídavky ŘEPO nevhodný, neboť obsahoval pouze dva kmeny bakterií mléčného kvašení, které jsou spíše pro posílení aerobní stability, než-li pro posílení primární fermentace. Došlo tak k postupné metabolizaci i již vytvořené kyseliny mléčné. Za nejvhodnější se ukázal inokulant č. 1 a 2, obsahující více kmenů bakterií mléčného kvašení a umožňující rychlejší sníže30 ní hodnoty pH, větší produkcí kyseliny mléčné, a tím i více ovlivnit enzymatické přeměny.

Glukosinoláty byly analyzovány metodou podle UKZUZ 10.4, tedy po zohlednění doporučení uvedených v ISO 9167:1992. Po tříhodinové extrakci petroletherem byl vyextrahovaný vzorek vysušen a následně extrahován v horké vodě s přídavkem vnitřního standardu sinigrinu a po další extrakci a následném zchlazení odstředěn. Z čirého extraktu bylo 0,5 ml odpipetováno do kónic35 ké siliční ampule, odkud byla pri teplotě 95 °C odpařena voda a vzorek následně pri teplotě 103±2 °C dosušen v sušárně pri teplotě. V poslední fázi byla provedena derívatizace a obsah glukosinolátů byl stanoven metodou plynové chromatografie za podmínek odpovídající typu kolony. Nástřik byl proveden v množství 1 až 3 μΐ.

-4CZ 22865 Ul

Množství bylo vypočteno dle vzorce:

Claims (3)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Krmivo pro dobytek se sníženou koncentrací glukosinolátů, kdy základní krmivo je tvořeno 5 např. kukuřičnou siláží s přídavkem řepkových produktů jako jsou řepkové pokrutiny nebo řepkový extrahovaný šrot, vyznačující se tím, že krmivo obsahuje přídavek inokulantu v množství do 0,1 % hmotnosti krmné směsi.
2. 2. Krmivo pro dobytek podle nároku 1, vyznačující se tím, že jako inokulant je použit inokulant obsahující bakterie mléčného kvašení Enterococcus faecium, Pediococcus pěnit) tosaceus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus casei a Lactobacillus buchneri v množství

   0,001 % hmotnosti krmné směsi.
3. 3. Krmná směs podle nároku 1, vyznačující se tím, že jako inokulant je použit přípravek obsahující bakterie mléčného kvašem Enterococcus faecium a Lactobacillus rhamnosus v množství 0,05 % hmotnosti krmné směsi.