1 Departamentul de mediu, igienă și bunăstarea animalelor, Universitatea de Științe ale Mediului și a Vieții din Wrocław, Chełmońskiego 38C, 51-630 Wrocław, Polonia

furajeri

2 Institutul de Creștere a Animalelor, Universitatea de Științe a Mediului și a Vieții din Wrocław, Chełmońskiego 38C, 61-630 Wrocław, Polonia

Abstract

În ultimii ani, a existat o cerere în continuă creștere pentru proteine ​​animale. Conștientizarea consumatorilor crește, de asemenea, în fiecare an, motiv pentru care crescătorii sunt obligați să ofere animalelor cele mai bune condiții de mediu posibile care vor determina productivitatea animalelor și calitatea materiilor prime obținute din acestea. Consumatorul de astăzi caută nu numai mâncare de cea mai înaltă calitate, ci și cea care va caracteriza proprietățile care promovează sănătatea. Prin urmare, se caută alimente, care vor fi caracterizate printr-un profil favorabil al acizilor grași și un conținut ridicat de ingrediente biologic active, cum ar fi vitaminele sau mineralele. Una dintre cele mai eficiente metode de îmbogățire a alimentelor cu aceste ingrediente este suplimentarea lor în furaje. Cu toate acestea, trebuie amintit că forma în care va fi livrată o astfel de componentă este foarte importantă. Speranțele mari sunt asociate cu posibilitatea de a utiliza forme organice de macro și micronutrienți, care sunt uneori mai bine absorbiți decât sărurile anorganice. Scopul lucrării a fost colectarea și sistematizarea cunoștințelor legate de posibilitatea îmbogățirii alimentelor de origine animală cu micronutrienți folosind furaje suplimentare care conțin aceste ingrediente sub formă organică.

1. Introducere

În producția de furaje compuse complete, aditivii pentru furaje sunt, de asemenea, foarte importanți. Prin definiție, aditivii furajeri sunt substanțe chimice, amestecuri ale acestora și microorganisme, altele decât materialele furajere și premixurile, care au caracteristicile anumitor funcționalități. Aditivii pentru hrana animalelor sunt concepuți pentru a completa deficiențele de nutrienți, pentru a îmbunătăți gustul hranei și igiena acestuia, pentru a crește utilizarea furajelor și pentru a stabiliza microflora gastro-intestinală [4]. Aditivii pentru hrana animalelor sunt, de asemenea, utilizați pentru a obține produse de origine animală care vor fi caracterizate printr-un gust mai bun și un conținut mai mare de compuși biologic activi, cum ar fi micronutrienți sau acizi grași polinesaturați [5]. Acesta este așa-numitul aliment funcțional.

2. Mâncare funcțională

3. Rolul fiziologic al microelementelor

Microelementele se numără printre substanțele nutritive care joacă un rol important în nutriția umană, deoarece sunt responsabile de menținerea homeostaziei organismului. Microelementele includ elemente precum fier, cupru, iod, zinc, mangan, seleniu și crom.

Fierul este un element necesar pentru sinteza hemoglobinei și mioglobinei. Acest element este, de asemenea, o componentă a enzimelor găsite în eritrocite și enzime implicate în transferul de electroni în procesele de oxidare-reducere. Principala tulburare rezultată din deficit de fier este anemia.

Cuprul este o componentă a enzimelor antioxidante și apare în peroxid dismutază, citocrom c oxidază și ceruloplasmină. De asemenea, participă la producerea de catecolamine și neuropeptide și este responsabil pentru sinteza colagenului. Deficiențele de cupru scad activitatea superoxidului dismutazei. Scăderea activității acestei enzime reduce metabolismul fierului, care la rândul său duce la anemie. Deficiențele de cupru provoacă, de asemenea, o creștere slabă, modificări ale structurii părului, disfuncții ale sistemului nervos și deteriorarea embrionilor.

Iodul este un element esențial în sinteza hormonilor tiroidieni - tiroxină, triiodotironină și tetraiodotironină. Deficiențele de iod duc la hipotiroidism, căderea părului și provoacă avorturi.

Zincul este prezent în toate organele, țesuturile și fluidele corporale ale organismului. Acest element este responsabil pentru stabilizarea membranelor celulare, sinteza și transformarea proteinelor, grăsimilor și acizilor nucleici. Este un element necesar în procesele de creștere și în exprimarea genelor. Deficiențele de zinc duc la tulburări ale metabolismului celular, sinteza acizilor nucleici și a proteinelor, lipsa poftei de mâncare, boli ale pielii, vindecarea slabă a rănilor și scăderea libidoului.

Manganul este un activator al numeroaselor enzime, cum ar fi arginaza hepatică, kinaza, decarboxilaza, hidrolaza și transferaza. Participă la metabolismul grăsimilor și carbohidraților și la formarea proteinelor și a cartilajului. Deficiențele de mangan duc la anomalii în formarea scheletului și a sistemului osteoarticular, slăbirea răspunsului imun și a reacțiilor neurologice.

Seleniul este o parte integrantă a glutation peroxidazei, care are puternice proprietăți antioxidante. Apare și în deiodinaza 5-iodotironină, care afectează răspunsul imun al organismului. Deficiențele de seleniu pot provoca ulcere gastrice, degenerarea ficatului și a rinichilor și cardiomiopatii.

Cromul ca factor de toleranță la glucoză este un element necesar acțiunii insulinei. Participă la sinteza lipidelor și reduce rata depunerii de grăsimi. Cromul participă la metabolismul proteinelor și la sinteza acizilor nucleici. Acest element apare în nucleele celulare și mitocondriile. Deficiențele de crom scad eficiența insulinei [8].

3.1. Îmbogățirea ouălor cu microelemente

Santoso și Fenita [16] au examinat efectul adăugării de katuk (Sauropus androgin) extract de frunze privind parametrii de producție a găinilor ouătoare și parametrii de calitate și compoziția chimică a ouălor. Analiza rezultatelor nu a arătat impactul aditivilor folosiți asupra parametrilor de producție ai păsărilor. Aditivii aplicați în mod semnificativ (

Opaliński și colab. [20] a arătat că utilizarea drojdiei îmbogățite cu iod la găinile ouătoare crește semnificativ nivelul acestui element în ou. În aceste studii, păsările au fost împărțite în trei grupe. Găinile din grupul martor au primit iod în formă anorganică (1 mg/kg de furaj), iar păsările din grupurile experimentale au primit adăugarea de drojdie îmbogățită cu iod în cantitate de 1 mg și, respectiv, 2 mg/kg de furaj. Autorii nu au afirmat că aditivii aplicați au influențat parametrii de producție; cu toate acestea, au observat că dozele mai mari de iod au avut un efect negativ asupra consumului și utilizării furajelor. Adăugarea de iod sub formă organică a îmbunătățit, de asemenea, culoarea gălbenușului și a crescut greutatea ouălor. De asemenea, s-a constatat că aditivul utilizat a avut un efect negativ asupra rezistenței cojii. Conținutul de iod în gălbenușurile de ou din grupele experimentale a fost mai mare cu 80 și respectiv 90%, comparativ cu grupul martor.

Abedini și colab. [21] a studiat influența diferitelor surse de zinc asupra parametrilor de producție a găinilor ouătoare și a calității ouălor. Autorii au împărțit păsările în patru grupuri. În grupul de control, zincul nu a fost suplimentat, iar grupurile experimentale au primit zinc sub formă de nanoparticule, oxid de zinc și metionină de zinc. Rezultatele au arătat că găinile care primesc zinc sub formă de nanoparticule și metionină de zinc s-au caracterizat printr-o depunere mai mare de ouă și ouăle compuse de acestea cu o masă mai mare. Aceste grupuri au fost, de asemenea, caracterizate printr-o

) concentrația de zinc în tibie, ficat, pancreas și ouă. Magied și colab. [22] a investigat, de asemenea, efectul diferitelor forme de zinc asupra parametrilor de producție a găinilor ouătoare și asupra conținutului de zinc din ouă și țesuturi. Au arătat că cele mai mari concentrații de zinc s-au găsit în ouăle de la găinile care au primit adăugarea de metionină de zinc. Autorii au descoperit, de asemenea, că păsările din acest grup au fost caracterizate prin cea mai mare depunere a ouălor.

Venglovska și colab. [23] a investigat influența diferitelor forme de mangan asupra parametrilor de producție ai găinilor ouătoare și parametrii calității ouălor. Păsările au fost împărțite în 4 grupe. În grupul de control, manganul nu a fost suplimentat, iar grupurile experimentale au primit mangan sub formă de sulfat, chelat din proteina hidrolizat și chelat din glicină hidrat. Suplimentarea cu mangan nu a afectat parametrii de producție; cu toate acestea, a crescut puterea cojii. Ouăle de găină din grup au primit mangan sub formă de chelat din hidrat de glicină s-au caracterizat printr-o concentrație mult mai mare a acestui element în gălbenuș. De asemenea, s-a demonstrat că suplimentarea formelor organice de mangan prelungește perioada de depozitare a ouălor.

Brodacki și colab. [24] a împărțit păsările în două grupuri. Primul grup nu a primit aditivi, în timp ce al doilea grup a primit chelat de cupru într-o cantitate de 30 mg Cu L - 1 cu apă potabilă. Analiza rezultatelor a arătat că găinile care primesc supliment de chelat de cupru au depus ouă mai grele, care au fost, de asemenea, caracterizate de un nivel mai ridicat de proteine. Cu toate acestea, autorii nu au prezentat modificări semnificative în compoziția minerală a ouălor analizate.

Studiul realizat de Malathi [27] a arătat că suplimentarea cu drojdie de crom și nanocrom în dieta găinilor ouătoare crește producția de ouă și îmbunătățește parametrii lor de calitate. Suplimentarea cu crom din ambele surse crește, de asemenea, conținutul acestui element în ou și reduce conținutul de grăsimi și colesterol.

3.2. Îmbogățirea laptelui cu microelemente

Potrivit estimărilor FAO, producția mondială de lapte va crește cu 1,4% în 2017 și va atinge o valoare de 830 milioane de tone [28]. Creșterea producției este legată de cererea mare de produse lactate (în special brânzeturi) din țările în curs de dezvoltare. Structura producției arată că laptele de vacă este cel mai frecvent consumat, urmat de laptele de bivol și de oaie. Trebuie remarcat faptul că laptele și produsele lactate reprezintă o mare parte din produsele funcționale consumate în dieta umană, dar că beneficiile lor pentru sănătate sunt încă verificate.

Laptele este format din trei faze, emulsie, coloidală și moleculară, care sunt integrate continuu. Compoziția laptelui este rezultatul unor factori precum specii, vârstă, rasă, caracteristici individuale, nutriție, întreținere și sănătate. În medie, laptele de vacă conține apă (aproximativ 88,5%), substanță uscată (aproximativ 11,5%), lactoză (aproximativ 4,7%), grăsimi (aproximativ 3,7%) și proteine ​​totale (aproximativ 3,7%). Compoziția și valoarea consumului laptelui și produselor lactate pot fi influențate în mod adecvat de programe adecvate de reproducere și de impactul asupra mediului fermei [29].

În ultimii ani, laptele a fost văzut nu numai ca o sursă de nutrienți, ci și ca un factor în sănătatea și bunăstarea umană. Laptele conține multe substanțe bioactive, cum ar fi imunoglobuline, hormoni, citokinine, factori de creștere, poliamide, nucleotide, peptide, grăsimi, acizi grași (mononesaturați și polinesaturați), vitamine liposolubile (de exemplu, A, E și K), carotenoizi, și fosfolipide [1, 30]. Laptele conține, de asemenea, minerale și săruri de acizi organici, care reprezintă între 0,65 și 0,7% din lapte. Acești compuși intră în lapte din plasma sanguină. Aceștia participă la stabilizarea laptelui și la modelarea gustului acestuia și la catalizarea unor reacții care apar în acesta. Laptele se caracterizează prin cea mai mare variabilitate a nivelului de micronutrienți, deoarece nivelul lor depinde de conținutul lor din furaje [1, 29].

Laptele este responsabil pentru creșterea și dezvoltarea corespunzătoare a tinerilor, motiv pentru care aceștia ar trebui să le furnizeze toți nutrienții necesari, inclusiv micronutrienții. Laptele și produsele lactate reprezintă o sursă importantă de minerale în multe țări europene, acoperind între 10 și 20% din consumul zilnic. Cu toate acestea, conținutul de oligoelemente din lapte depinde de conținutul lor în sol și furaje pentru bovine, ovine și caprine, care variază foarte mult de la o țară la alta. Conținutul lor poate fi, de asemenea, influențat de procesul de pasteurizare și sterilizare. O astfel de prelucrare a laptelui înseamnă că conținutul lor în lapte este ușor redus. Excepția este fierul, al cărui conținut este mai mare în laptele de consum [29, 31].

Conținutul de microelemente din lapte este, de asemenea, dependent de specia animalului. Laptele de oaie conține o cantitate mai mare de micronutrienți decât laptele de vacă, care este, de asemenea, legat de conținutul de cenușă: 0,9% în laptele de oaie și 0,7% în laptele de vacă. În plus, preparatele precum brânza de oaie tare conțin o concentrație mare de zinc, care este asociat cu conținutul său ridicat în lapte (415 μ/ 100 g în laptele de oaie și 74-145 μ/ 100 g în lapte de vacă). Cu toate acestea, laptele de vacă se caracterizează prin cel mai mare conținut de seleniu (1,3-1,7 μg/100 g în lapte de vacă, 0,9 μ/ 100 g în laptele de oaie și 0,7 μ/ 100 g în lapte de capră) în comparație cu laptele de oaie și de capră [31].

Pentru a crește biodisponibilitatea și a reduce diferențele în conținutul de micronutrienți, în furaje s-au folosit aditivi anorganici și organici. Cu toate acestea, studii recente au arătat că absorbția și utilizarea oligoelementelor sunt mai mari atunci când sunt completate în forme organice. Metaloproteinele, polizaharidele, chelații, hidroxianalogii, hidroxiclorurile și chelații metalici precum Zn, Cu, Fe, Mn și Co au fost dezvoltate pentru a crește capacitatea de absorbție și a îmbunătăți biodisponibilitatea micronutrienților [1].

Un studiu realizat de Witkowska și colab. [32] în cazul în care purtătorul de micronutrienți precum Zn (II), Cu (II), Fe (II), Cr (III) și Mn (II) a fost făină de soia a arătat că aditivii biologici folosiți au condus la îmbogățirea caprinelor lapte în cupru (aproximativ 8,2%), mangan (29,2%) și zinc (14,6%). În plus, brânza din grupul experimental a fost mai bogată în Zn cu 19,8% comparativ cu grupul martor. S-a constatat că forma organică a seleniului este, de asemenea, mai bine absorbită decât forma anorganică. Seleniul organic natural este reprezentat de un amestec de acid selenic și selenometionină. Absorbția selenometioninei are loc în mod similar absorbției metioninei, datorită căreia puteți manipula conținutul acesteia în produsul final. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că doza de seleniu trebuie aleasă foarte atent, deoarece doza în exces (peste 0,2-0,3 ppm) este toxică pentru organism. De asemenea, este posibil să se îmbogățească laptele în Se cu tablete, în care purtătorii sunt, de exemplu, alge marine [8, 31, 33, 34]. Purtătorul sub formă de alge marine poate fi folosit și pentru îmbogățirea laptelui cu iod și cobalt. Acest lucru este extrem de important în cazul cobaltului, deoarece multe animale sunt hrănite cu furaje provenite din soluri alcaline, ceea ce împiedică absorbția acestui element de către plante [8].

În plus, suplimentarea cu microelemente cu purtători organici îmbunătățește producția de lapte a vacilor și creșterea minimă a grăsimilor și a proteinelor din lapte. Suplimentarea cu Zn, Mn și Cu organice (din complexul de aminoacizi) și Co (din glucoheptonat de cobalt) îmbunătățește productivitatea și este cauza unei sănătăți mai bune a copitelor. Suplimentarea microelementelor în această formă reduce, de asemenea, concentrația corpurilor cetonice și a GGT în sânge [35].

Páleníková și colab. [36] au efectuat studii asupra caprelor. Au arătat că nivelul de cupru în colostrul caprelor care primesc adăugarea de sulfat de cupru a fost semnificativ mai mare decât cel din colostrul caprelor care primesc adăugarea de chelat de cupru. Mai mult, copiii născuți de capre care au primit adaos de sulfat de cupru s-au caracterizat printr-o greutate mai mare la naștere. Rezultatele lor sugerează, prin urmare, că forma anorganică a cuprului este mai bine absorbită decât cea organică.

3.3. Îmbogățirea cărnii cu microelemente

Carnea oferă numeroși nutrienți valoroși, motiv pentru care este una dintre materiile prime de bază de origine animală utilizate în producția de alimente și este partea dominantă a fiecărei diete umane. În dietele vest-europene, carnea este o sursă valoroasă de proteine, minerale (de exemplu, Fe, Zn, Se, Cu), vitamine (de exemplu, vitaminele A, B1, B6 și B12, riboflavina, folatul, niacina și acidul pantotenic), și acizi grași esențiali [37]. În fermele moderne de animale, se pune un mare accent pe calitatea hranei și biodisponibilitatea ingredientelor necesare pentru dezvoltarea și creșterea adecvată a organismelor. Cercetările privind conținutul de micronutrienți din carne se referă în principal la modificarea compoziției la carnea de porc, carnea de vită și păsările de curte, deoarece acestea sunt consumate în cantități mari [2].

Jiang și colab. [46] a investigat efectul suplimentării porcilor cu selenit de sodiu în combinație cu ulei de soia și forma organică a seleniului în combinație cu ulei de soia sau ulei de in. S-a constatat că hrana cu adaos de seleniu organic și ulei de in a crescut conținutul de Se în mușchi la 54%, a dublat conținutul de acizi grași omega-3, a scăzut pierderea de apă din carne cu 58-74% și sensibilitate crescută. Calvo și colab. [47] a evaluat efectul suplimentării cu seleniu (minerale organice versus minerale anorganice) și seleniu organic împreună cu vitamina E asupra compoziției acizilor grași și a calității porcului. S-a constatat că carnea porcilor hrăniți cu seleniu organic avea o depunere mai mare de vitamina E, mai puțină pierdere de apă, stabilitate mai mare împotriva oxidării, concentrație mai mare de Se și un conținut mai mare de acizi grași liberi comparativ cu carnea porcilor hrăniți cu adăugarea de seleniu anorganic. Cu toate acestea, studiile efectuate de Lisiak și colab. [48] ​​a arătat că cel mai mare conținut de seleniu este caracterizat de mușchii porcilor care primesc seleniu într-o formă anorganică.

4. Rezumat

În ultimii ani, au fost raportate tot mai multe studii cu privire la îmbogățirea alimentelor de origine animală cu compuși biologic activi. Oamenii de știință reușesc să producă ouă, lapte sau carne îmbogățită cu ingrediente precum acizi grași polinesaturați, vitamine sau macro și micronutrienți. Până în prezent, au fost dezvoltate multe metode pentru a îmbogăți alimentele în aceste ingrediente; cu toate acestea, unul dintre cele mai ieftine și mai eficiente este utilizarea aditivilor pentru hrana animalelor. Cu toate acestea, trebuie amintit că, în cazul acestei metode, selectarea aditivilor furajeri corespunzători este extrem de importantă. În timpul multor studii, s-a demonstrat că microelementele în formă organică pot fi mai bine absorbite de animale, îmbunătățind calitatea produselor obținute din acestea. Cu toate acestea, trebuie luat în considerare faptul că utilizarea formelor organice de micronutrienți nu aduce rezultate pozitive. Uneori, se dovedește că formele anorganice sunt mai bine absorbite, iar utilizarea formelor organice nu numai că nu se îmbunătățește, dar uneori afectează negativ parametrii de producție ai animalelor de fermă. Prin urmare, în ciuda multor rezultate promițătoare, ar trebui continuat studiul privind utilizarea formelor organice de micronutrienți.

Conflicte de interes

Autorii declară că nu au conflicte de interese.

Mulțumiri

Studiul a fost cofinanțat din fondurile Centrului Național Științific de Plumb (KNOW) pentru anii 2014-2018 prin Centrul de Biotehnologie Wrocław.

Referințe