(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (21) Numer zgłoszenia: (13) B1 (22) Data zgłoszenia: ( 86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/FI97/00471 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego: , WO98/06275, PCT Gazette nr 07/98 (51) IntCl7 A23K 1/00 A23K 1/16 ( 54) M ieszanka paszowa (30) Pierw szeństw o: ,FI, (73) U praw niony z patentu: R EHURAISIO OY, Raisio, FI (43) Z głoszenie ogłoszono: BUP 15/99 (72) Tw órcy w ynalazku: Pekka Huhtanen, Vantaa, FI Tuomo Varvikko, Hajala, FI Aila Vanhatalo, Jokioinen, FI Ilmo Aronen, Hinnerjoki, FI Merja Holma, Raisio, FI (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 01/04 (74) Pełnom ocnik: Witusowska Jadwiga, PATPO L Spółka z o.o. ( 5 7 ) 1. Mieszanka paszowa na bazie mieszaniny typowych składników paszowych, znamienna tym, że zawiera surowe białko w ilości 9-14 i zawartość histydyny w surowym białku wynosi 2,8-4,0. PL B1

2 Mieszanka paszowa Zastrzeżenia patentowe 1. Mieszanka paszowa na bazie mieszaniny typowych składników paszowych, znamienna tym, że zawiera surowe białko w ilości 9-14 i zawartość histydyny w surowym białku wynosi 2,8-4,0. 2. Mieszanka paszowa według zastrz. 1 znamienna tym, że zawartość histydyny wynosi 2,8-3,0 surowego białka paszy. 3. Mieszanka paszowa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że zawiera surowe białko w ilości Mieszanka paszowa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że zawiera składniki paszowe pochodzenia roślinnego. 5. Mieszanka paszowa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że zawiera surowe białko, w którym histydyna jest zabezpieczona przed rozkładem w żwaczu. 6. Mieszanka paszowa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że zawiera: ziarno, jak jęczmień, owies 0-85 otręby, jak pszenne, owsiane 0-60 śruta pszenna 0-30 pulpa buraka cukrowego 0-60 mączka nasion oleistych, 0-30 jak rzepak, soja melasa 0-10 składniki mineralne 0-10 olej roślinny 0-5 histydyna 0,01-0,2 7. Mieszanka paszowa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że zawiera: ziarno, jak jęczmień, owies otręby, jak pszenne, owsiane śruta pszenna 5-10 pulpa buraka cukrowego mączka nasion oleistych, jak rzepak, soja melasa 4-6 składniki mineralne 3-4 olej roślinny 0-1 histydyna 0,01-0,2 * * * Niniejszy wynalazek jest oparty na identyfikacji pierwszego limitującego aminokwasu w produkcji mleka i wykorzystaniu tej informacji do projektowania paszy i w żywieniu krów. Dokładniej, przedmiotem wynalazku jest zastosowanie histydyny w mieszance paszowej dla mlecznych krów w celu zwiększenia proporcji białko-tłuszcz w mleku i poprawienia wykorzystania azotu.

3 W większości krajów białko mleczne jest dziś najważniejszym składnikiem mleka, podczas gdy znaczenie zawartości tłuszczu uległo zmniejszeniu w wyniku zmian przyzwyczajeń klienta. Spożycie sera wzrosło lecz spożycie tłuszczów z mleka uległo jednak zmniejszeniu. Zmiana tych preferencji ma także odbicie w cenie mleka. Dawniej, duża zawartość tłuszczu korzystnie wpływała na cenę produkcyjną płaconą za mleko. Obecnie, wysoką cenę płaci się za frakcje białka mlecznego. Do produkcji białka mlecznego potrzeba dziesięciu podstawowych aminokwasów (arginina, fenyloalanina, histydyna, izoleucyna, leucyna, lizyna, metionina, treonina, tryptofan i walina). Wszystkie naturalne białka, jak również białka wytwarzane przez żwacz zawierają te wszystkie aminokwasy. Białko mleczne może być wytwarzane tylko w takiej ilości, dla której wystarcza najbardziej limitującego aminokwasu. W takiej sytuacji, wytwarzanie nie zwiększa się nawet w przypadku zwiększenia dostępności innych aminokwasów. Natomiast zwierzę wydala wówczas nadmierne aminokwasy. Celem żywienia jest dostarczenie krowie składników pokarmowych w optymalnych stosunkach tak, aby ukierunkować raczej możliwie najbardziej efektywne wytwarzanie białka mlecznego a nie tłuszczu mlecznego. W ten sposób poprawia się także wykorzystanie azotu z pożywienia, a zatem również zmniejsza zanieczyszczenie środowiska. Azot zanieczyszcza przyrodę na dwa sposoby, jako amoniak w powietrzu i jako azotan w glebie lub wodzie gruntowej. W produkcji mleka, straty azotu można zmniejszyć stosując odpowiednią dietę tak, aby zmniejszyć wydalanie azotu w oborniku i moczu przez bardziej efektywne wykorzystanie składników pokarmowych zawierających azot z wytworzeniem białek mlecznych. Zapotrzebowanie przeżuwacza na białko obejmuje zapotrzebowanie samego zwierzęcia na aminokwas jak również zapotrzebowanie mikroorganizmów żwacza na związki zawierające azot. Wiadomo dziś, że mikroorganizmy potrzebują aminokwasów i peptydów oprócz prostych związków azotu. Główne reakcje żwacza polegają na częściowym rozkładzie białek pożywienia i jednoczesnej syntezie białka mikrobowego, jak również absorpcji amoniaku przez ściankę żwacza do układu krążenia krwi. Część białka przenoszona jest w postaci nierozłożonej do jelita cienkiego, w którym ulega absorpcji w formie aminokwasów do układu krążenia krwi. Wartość odżywcza tego nierozłożonego białka paszowego zależy od składu aminokwasów i zdolności trawienia w jelicie cienkim. W żwaczu, mikroorganizmy tworzą mikrobowe białko z azotu mieszanek paszowych. Także aminokwasy z mikrobowego białka są absorbowane z jelita cienkiego. U wysokowydajnej krowy mlecznej, aminokwasy z mikrobowego białka nie wystarczają do spełnienia zapotrzebowania zwierzęcia i dodatkowo potrzebna jest mieszanka paszowa z białkiem wysokiej jakości, zaopatrująca jelito cienkie w pożądane aminokwasy. Aminokwasy absorbowane z jelita cienkiego są przenoszone za pośrednictwem układu krążenia krwi także na potrzeby gruczołu sutkowego, w którym wytwarzane jest białko mleczne. Biologiczną ogólną efektywność krowy mlecznej w zakresie wytwarzania białka można wyrazić jako ułamek azotu (lub białka) w mleku w odniesieniu do azotu zużywanego przez zwierzę. Składniki pokarmowe zużywane przez zwierzę nigdy nie są wykorzystane w stu procentach w końcowych produktach, a to z uwagi na fakt, że funkcje witalne polegają na procesach biologicznych, w których zawsze występują jakieś straty. Poprzez właściwe zbilansowanie diety można jednak zmniejszyć te straty azotu. Np., zbilansowanie i stosunki aminokwasów w paszy i po trawieniu w układzie krążenia krwi wpływają na wydajność wytwarzania mleka, jego skład i wykorzystanie azotu. Jak dotąd nie była dostępna dostateczna wiedza na temat aminokwasów paszowych, dająca się zaadaptować do warunków w naszym kraju. Wydalanie azotu przez zwierzęta można zmniejszyć optymalizując skład aminokwasów w diecie, a tym samym poprawić zatrzymywanie azotu w produkcie zwierzęcym z jednoczesnym utrzymaniem zawartości azotu w diecie. Celem jest bardziej efektywny metabolizm i mniejsze straty azotu z moczem. Alternatywnie, poprzez optymalizację składu aminokwasów w diecie, można zmniejszyć ilość azotu w diecie bez obniżania produkcyjności. Prowadzi to do mniejszych strat azotu w przewodzie żołądkowo-pokarmowym, a zatem zmniejszenia strat azotu zarówno w moczu jak i oborniku.

4 W wielu krajach dieta krów polega w dużym stopniu na zastosowaniu kiszonki traw. Kiszonki traw uzupełnia się mieszanką lub koncentratem paszowym. Z punktu widzenia wykorzystania azotu występują pewne problemy związane z dietą kiszonkową. Ponadto, nadmierna zawartość azotu, a także jakość białka kiszonki zwiększa problemy żywieniowe. Przesunięcie zbioru i przygotowania kiszonki o jeden tydzień wcześniej pozwala zwiększyć zawartość azotu w kiszonce traw lecz nadal nie eliminuje zapotrzebowanie na wysokiej jakości białko uzupełniające. Pozytywne wyniki osiągnięto dodając białkową mieszankę paszową pomimo tego, że zawartość białka w kiszonce paszowej była duża. Tak więc nadal występuje zapotrzebowanie na białko do kiszonki zawierające aminokwasy wysokiej jakości, w postaci paszy uzupełniającej. W ostatnich latach, optymalny skład aminokwasów pasz uzupełniających był przedmiotem badań w różnych krajach. W wielu badaniach punktem wyjścia było odtwarzanie profilu aminokwasów mleka. W pewnych badaniach, w których dietę oparto na zastosowaniu kiszonki kukurydzianej, pozytywne wyniki uzyskano stosując lizynę i metioninę jako uzupełnienie. W pewnych krajach poważnie sądzi się, że lizyna i metionina są pierwszymi limitującymi aminokwasami produkcji mleka u mlecznych krów. Jednakże, w diecie opartej o kiszonki traw, dodatek uzupełniającej lizyny i metioniny nie daje dodatkowych korzyści. Przy ocenie optymalnego składu białka w diecie krów, punktem wyjścia powinien być nie tylko profil aminokwasów mleka ponieważ ilość aminokwasów przechodzących z układu krążenia krwi do gruczołu sutkowego i wydzielanego z mlekiem z gruczołu sutkowego nie koniecznie jest bowiem taka sama. Niektóre podstawowe aminokwasy (fenyloalanina, tyrozyna, metionina i tryptofan) przechodzą rzeczywiście z układu krążenia krwi do gruczołu sutkowego w takim samym stopniu jak są wydzielane z gruczołu sutkowego. Inne podstawowe aminokwasy (arginina, rozgałęzione aminokwasy, treonina, lizyna i histydyna) przechodzą z układu krążenia krwi do gruczołu sutkowego w znacznie większym stopniu niż są wydalane z mlekiem. Pewne z tych podstawowych aminokwasów ulegają rozkładowi w gruczole sutkowym i ich grupy aminowe zużywane są do wytworzenia nie podstawowych aminokwasów. Zgodnie z niniejszym wynalazkiem po raz pierwszy wykazano, że w opartej na kiszonce diecie mlecznych krów, histydyna jest pierwszym limitującym aminokwasem w produkcji mleka przez krowy. Zgodnie z wynalazkiem zaobserwowano bowiem, że proporcje białko-tłuszcz w mleku mlecznych krów można zwiększyć i wykorzystanie azotu można poprawić dając krowie uzupełniającą histydynę w postaci mieszanki paszowej, zwracając jednocześnie uwagę aby całkowita zawartość surowego białka w mieszance paszowej była utrzymywana poniżej specyficznej wartości granicznej. Tak więc według wynalazku, zawartość histydyny w mieszance paszowej jest zwiększona w stosunku do innych aminokwasów w mieszance paszowej. Przedmiotem wynalazku jest mieszanka paszowa na bazie mieszaniny typowych składników paszowych charakteryzująca się tym, że zawiera surowe białko w ilości 9-14 i zawartość histydyny w surowym białku wynosi 2,8-4,0. Korzystnie zawartość histydyny w surowym białku paszy wynosi 2,8-3,0. Mieszanka paszowa korzystnie zawiera surowe białko w ilości Mieszanka paszowa zawiera korzystnie składniki paszowe pochodzenia roślinnego. Korzystnie mieszanka paszowa zawiera surowe białko, w którym histydyna jest zabezpieczona przed rozkładem w żwaczu. Mieszanka paszowa korzystnie zawiera: ziarno, jak jęczmień, owies 0-85 otręby, jak pszenne, owsiane 0-60 śruta pszenna 0-30 pulpa buraka cukrowego 0-60 mączka nasion oleistych, 0-30 jak rzepak, soja

5 melasa 0-10 składniki mineralne 0-10 olej roślinny 0-5 histydyna 0,01-0,2 Mieszanka paszowa korzystnie zawiera: ziarno, jak jęczmień, owies otręby, jak pszenne, owsiane śruta pszenna 5-10 pulpa buraka cukrowego mączka nasion oleistych, jak rzepak, soja melasa 4-6 składniki mineralne 3-4 olej roślinny 0-1 histydyna 0,01-0,2 Gdy zgodnie z wynalazkiem, białko diety krów uzupełnia się tak, aby zwiększyć ilość histydyny podawanej z mieszanką paszową, w porównaniu do typowej paszy podstawowej, z normalnego poziomu, zależnie od stosowanych składników paszowych, około 2,0 do 2,5% wagowych całkowitej zawartości surowego białka, zwiększa się zarówno produkcja mleka jak i białka mlecznego. Z drugiej strony zmniejsza się zawartość tłuszczu, dzięki czemu stosunek białka mlecznego do tłuszczu zmienia się w pożądanym kierunku. Jednocześnie, całkowita zawartość surowego białka w mieszance paszowej jest ograniczona do wartości na ogół niższych od normalnych wartości dla mieszanki paszowej, która zazwyczaj wynosi powyżej 14%, uzyskując tym samym mniejsze straty azotu. Na podstawie testów wykazano, że przez uzupełnienie diety w celu zbilansowania w niej histydyny, można osiągnąć 4 g białka mlecznego z jednego grama histydyny. Wykorzystanie azotu jest zatem znacznie lepsze. Sposób wytwarzania zdefiniowanej powyżej mieszanki paszowej, polega na tym, że: a) składniki mieszanki paszowej łączy się z taką ilością histydyny aby uzyskać mieszaninę mieszanki paszowej o zawartości surowego białka nie większej niż 14 i zawartości histydyny co najmniej 2,8, korzystnie 2,8 do 4,0 surowego białka, lub b) składniki mieszaniny mieszanki paszowej łączy się ilościowo i jakościowo w taki sposób aby zawartość surowego białka tak uzyskanej mieszaniny paszowej była nie większa niż 14 i zawartość histydyny wynosiła co najmniej 2,8, korzystnie 2,8 do 4,0 surowego białka. Zawartość histydyny w diecie można zatem zwiększyć dodając uzupełniającej histydyny do paszy. Białko i zwłaszcza histydyna tej mieszaniny występuje więc korzystnie w postaci, która jest zabezpieczona przed rozkładem w żwaczu. Takie metody zabezpieczania aminokwasów są dobrze znane i mogą to być metody chemiczne lub fizyczne. Chemiczne metody obejmują np. zabezpieczenie grupy aminowej lub karboksylowej aminokwasu odpowiednią grupą zabezpieczającą, która jest usuwana po żwaczu, np. na drodze hydrolizy z utworzeniem wolnego aminokwasu. Fizyczne metody obejmują kapsułkowanie aminokwasu w odpowiedniej substancji odpornej na warunki w żwaczu lecz ulegającej rozpadowi po żwaczu z uwolnieniem aminokwasu. Takimi substancjami są np. różne celulozy i ich pochodne, odpowiednie wrażliwe na ph polimery lub tłuszcze (Buttery, P. J. i in., Recent Advances, in Animal Nutrition, (1985), p ; Block, S. M. i in., J. Dci Food Agric 1994, 65, ; Rulquin, H., Feed Mix Vol. 2, No ). Rozkład w żwaczu można także zmniejszyć poddając paszę chemicznej lub fizycznej obróbce, przy użyciu wody/pary i ciepła oraz ewentualnie podwyższonego ciśnienia. Dzięki zastosowaniu tych fizycznych i chemicznych metod uzyskuje się zazwyczaj zmniejszenie rozkładu w żwaczu około 10 do 70%.

6 Uzyskanie pożądanej zawartości histydyny w mieszance paszowej możliwe jest przez ilościową i jakościową optymalizację surowców mieszaniny paszowej w taki sposób aby zawartość histydyny w finalnej paszy ustalić na właściwym poziomie. Optymalnymi surowcami są te, które mają dużą zawartość histydyny lecz całkowita zawartość surowego białka w nich nie jest wysoka. W następującej tabeli wskazano zawartości surowego białka i histydyny w surowym białku, dla pewnych typowych surowców paszowych stosowanych w Finlandi Histydyna Surowe białko % surowego białka g/kg Jęczmień 2,3 108 Owies 2,2 115 Melasa 2,7 49 Włókna jęczmienia 1,9 162 Otręby pszenne 2,6 148 Śruta pszenna 2,5 173 Pulpa buraka cukrowego 2,5 107 Mączka rzepakowa 2,8 344 Mączka sojowa 2,6 458 W mieszance paszowej według wynalazku można stosować wszystkie typowe składniki lub surowce mieszanki paszowej, np. wymienione poniżej we wskazanych ilościach. W nawiasach wskazano zalecane ilości. Składnikami paszowymi stosowanymi według wynalazku są korzystnie wszystkie składniki pochodzenia roślinnego lecz dodatkowo można stosować produkty na bazie mleka takie jak produkty kazeinowe. Niezależnie od recepturowego składu, zawartość histydyny można dobrać do pożądanego poziomu przez uregulowanie ilości dodawanej histydyny. Zawartość surowego białka w recepturze powinna jednakże wynosić co najwyżej 140 g/kg. Ziarno (jęczmień, owies) 0-85 (30-40) Otręby (pszenica, owies) 0-60 (15-20) Śruta pszenna 0-30 (5-10) Pulpa buraka cukrowego 0-60 (10-20) Mączka nasion oleistych (rzepak, soja) 0-30 (10-20) Melasa 0-10 (4-6) Składniki mineralne 0-10 (3-4) Olej roślinny 0-5 Histydyna 0,01-0,2 (0-1) Zgodnie z recepturą można także w razie potrzeby dodawać inne surowce (0-30%) takie jak pasza słodowa, ziarno słodownicze, mączka sienna, mączka trawiasta, ziarna gorzelnicze itp. Normalnie, dietę kiszonkową krowy uzupełnia się mieszanką paszową według wynalazku w ilości 1do 20 kg/krowę/dzień. W następujących testach badano wpływ uzupełnienia białkowego na zawartość białka mlecznego u mlecznych krów z zastosowaniem diety kiszonkowej na bazie ziarnistej mieszanki paszowej. Jako paszę kontrolną stosowano ziarnistą mieszankę paszową + kiszonkę. W testach tych, uzupełnienie białkowe w diecie uzyskano dodając rzepaku, w ilościach wskazanych w tabeli (testy 1-10). Następnie przeprowadzono też test (test 11), w którym histydynę (6,5 g) podawano z paszą kontrolną zamiast rzepaku. Test 12 przeprowadzono podobnie jak test 11 podając histydynę (6,5 g) i ponadto 250 g glukozy w celu zabezpieczenia przed wykorzystaniem gluko-

7 gennych aminokwasów jako prekursorów glukozy. Test 13 przeprowadzono podobnie dodając histydynę (6 g )) i 250 g glukozy. Test Nasiona rzepaku Przyrost białka mlecznego vs paszy kontrolnej (g/d) Przyrost surowego białka vs paszy kontrolnej (g/d) Histydyna jako % surowe białko/surowe białko mieszanki paszowej 1 1, ,51/ , ,41/ , ,35/ , ,44/ , ,50/ , ,41/ , ,52/ , ,05/ , ,2/ , ,33/200 Średnia 1, ,37/ ,97/ ,2 2,97/ ,5 3,1/112 Z danych przedstawionych w tabeli widać, że w przypadku uzupełnienia diety kiszonkowej na bazie ziarnistej mieszanki paszowej białkiem rzepakowym, potrzeba średnio 31,4 g mączki rzepakowej do wytworzenia jednego dodatkowego grama białka mlecznego. Gdy jako uzupełnienie stosowano histydynę, to dodatek 6,5 g histydyny dał dodatkowo 26 g białka mlecznego, tzn. 0,25 g histydyny było potrzebne na jeden dodatkowy gram białka mlecznego. Wynalazek ilustrują następujące przykłady. Przykład 1 Paszę przygotowano przez zmieszanie następujących składników: % wagowy Owies 20,0 Jęczmień 20,0 Otręby pszenne 18,0 Śruta pszenna 7,7 Pulpa buraka cukrowego 20,0 Melasa pszenna 5,0 Olej roślinny 0,6 Mączka rzepakowa 5,65 Składniki mineralne i witaminy 3,0 Histydyna 0,05 Uzyskana pasza zawierała 120 g/kg surowego białka i surowe białko zawierało 3,0% wagowe histydyny. Przykład 2 Paszę przygotowano z następujących składników: % wagowy Owies 10,0 Jęczmień 20,0

8 Śruta pszenna 7,0 Otręby pszenne 13,6 Pulpa buraka cukrowego 25,0 Mączka rzepakowa 15,7 Melasa pszenna 8,0 Olej roślinny 0,6 Histydyna 0,06 Uzyskana pasza zawierała 140 g/kg surowego białka i surowe białko zawierało 3,0% wagowe histydyny. Przykład 3 Paszę przygotowano z następujących składników: % wagowy Owies 5,0 Jęczmień 26,0 Śruta pszenna 10,0 Otręby pszenne 19,3 Pulpa buraka cukrowego 25,0 Mączka rzepakowa 5,7 Melasa pszenna 8,0 Olej roślinny 0,6 Histydyna 0,06 Uzyskana pasza zawierała 120 g/kg surowego białka i surowe białko zawierało 3,0% wagowe histydy Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.