Dr inż. Anna Wilkanowska
Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy

Racjonalne żywienie jest czynnikiem, który najszybciej może poprawić wydajność zwierząt gospodarskich. Żywienie ma fundamentalne znaczenie dla rozwoju oraz działania całego organizmu, bez względu na kierunek użytkowania, płeć, czy też wiek. W myśl tradycyjnego podejścia do żywienia, codzienna dieta ptaków powinna dostarczać odpowiednią ilość składników odżywczych w celu zagwarantowania właściwego przebiegu procesów metabolicznych i utrzymania zdrowia. Żywienie w kontekście drobiu zasługuje na specjalną atencję. Drób ma niemałe wymagania dotyczące jakości paszy, ponieważ ma bardzo szybką przemianę materii (krótki przewód pokarmowy), wcześnie dojrzewa płciowo oraz cechuje się intensywnym wzrostem. W mieszankach pełnoporcjowych dla drobiu istotny jest bilans energii, białka, włókna, składników mineralnych i witamin. Spośród wymienionych najbardziej kluczowymi składnikami są białka. W literaturze polskojęzycznej „białka” określa się często mianem „proteina”, (co jest bezpośrednim zapożyczeniem z języka angielskiego: „protein/proteins”). Termin angielski pochodzi od greckiego słowa „protos”, które oznacza „pierwszy”.

Z PUNKTU WIDZENIA CHEMICZNEGO

Białka to wielkocząsteczkowe biopolimery (o masie cząsteczkowej od kilku tysięcy do kilku milionów jednostek masy), zbudowane z reszt aminokwasów, które połączone są ze sobą wiązaniem peptydowym. Zazwyczaj liczba reszt aminokwasowych pojedynczego łańcucha polipeptydowego jest większa niż 100, a cała cząsteczka może być zbudowana z wielu łańcuchów polipeptydowych (podjednostek). W skład białek wszystkich organizmów żywych wchodzi przede wszystkim 20 podstawowych aminokwasów (określane terminem „aminokwasy biogenne” lub „białkowe”), które są α-aminokwasami.

BIAŁKO I AMINOKWASY OKIEM ŻYWIENIOWCA

Białko jest składnikiem pokarmowym koniecznym do prawidłowego wzrostu oraz funkcjonowania organizmu zwierzęcego. Jego wykorzystanie jest optymalne, gdy skład aminokwasowy oraz wzajemne proporcje aminokwasów odpowiadają zapotrzebowaniu, które zależy od grupy produkcyjnej, płci, wieku i masy ciała zwierząt. Aminokwasy, powstające wskutek hydrolizy białek w przewodzie pokarmowym, służą do syntezy białek endogennych de novo i hormonów tkankowych (melatonina, serotonina, histamina, dopamina, adrenalina i noradrenalina), a także aktywnych peptydów wspomagających właściwe funkcjonowanie organizmu. Ponadto obecność w diecie odpowiedniej ilości białek, posiadających w swoim składzie wszystkie aminokwasy egzogenne, gwarantuje nie tylko prawidłowy wzrost i rozwój organizmu, ale także zapewnia prawidłową odpowiedź immunologiczną oraz wpływa na funkcjonowanie układu nerwowego. Z białek, w organizmie wytwarzane są różne neuroprzekaźniki (np. kwasy-aminomasłowy- GABA), które poprawiają zdolności percepcyjne, podczas gdy dieta wysoko-węglowodanowa je ogranicza. Białka uczestniczą w regulacji zawartości płynów w układzie krążenia oraz przestrzeniach wewnątrz- i pozakomórkowych, co zapewnia utrzymanie optymalnego bilansu wodnego w organizmie. Dzięki właściwościom buforującym białka są zaangażowane w regulację równowagi kwasowo-zasadowej (zapobiegają zakwaszaniu organizmu).
W przypadku drobiu zapotrzebowanie na białko jest w istocie zapotrzebowaniem na aminokwasy, z których jest ono zbudowane. Aminokwasy w paszy są surowcem najdroższym, lecz są na tyle kluczowe, że nie mogą być zastąpione niczym innym. W warunkach prawidłowego żywienia część z aminokwasów jest bez trudu syntetyzowana w organizmie zwierzęcym ze związków pośrednich bądź innych aminokwasów (aminokwasy endogenne). Pozostałe dzielą się na dwie grupy: niezbędne oraz półniezbędne. Aminokwasy niezbędne muszą być dostarczone w paszy, gdyż ich synteza u drobiu jest niemożliwa lub niewystarczająca. Są to: lizyna, treonina, metionina, tryptofan, arginina, leucyna, walina, izoleucyna, fenyloalanina, histydyna. Tymczasem aminokwasy półniezbędne (cystyna i tyrozyna), mogą być tworzone z aminokwasów niezbędnych (odpowiednio z metioniny i z fenyloalaniny), pod warunkiem dostatecznej podaży ich prekursorów.
W diecie drobiu pierwszym aminokwasem ograniczającym przyrosty jest metionina razem z cystyną. Większość surowców paszowych posiada duży niedobór metioniny. Jest to poważnym problemem dla hodowców, bowiem to dzięki metioninie organizmy zwierząt są w stanie wytwarzać kreatynę, cholinę czy epinefrynę. Poza wymienionymi aminokwasami siarkowymi w praktycznym żywieniu kurcząt brojlerów niedobór w paszy występuje najczęściej w odniesieniu do lizyny, tryptofanu i treoniny. W tym miejscu warto wspomnieć, że zgodnie z tzw. prawem minimum Liebiga wydajność produkcyjną, określoną potencjałem genetycznym zwierzęcia, warunkuje ten składnik pokarmowy, który występuje w diecie w ilości najniższej w stosunku do jego potrzeb. Innymi słowy, niedobór któregokolwiek z aminokwasów niezbędnych ogranicza działanie pozostałych i obniża syntezę białek organizmu, a w rezultacie jest przyczyną spadku przyrostów masy ciała kurcząt. Ponadto, każdy nadmiar aminokwasów jest eliminowany z organizmu w postaci amoniaku, dlatego tak ważne jest, by dostarczane białko było pełnowartościowe. Co więcej, strata tego cennego składnika powoduje wzrost kosztów produkcji żywca oraz zwiększa zanieczyszczenie środowiska w wyniku emisji N do gleby, wód gruntowych i powietrza.

ŹRÓDŁA BIAŁKA ROŚLINNEGO W DIECIE DROBIU

Zapewnienie zwierzętom monogastrycznym pasz bogatych w białko roślinne jest bardzo trudne. Wynika to m.in. z wprowadzonego zakazu stosowania mączek mięsno-kostnych, który obowiązuje od 1 listopada 2003 roku. Dotyczył on nie tylko Polski ale i wszystkich krajów członkowskich Unii Europejskiej, a jego wprowadzenie związane było z występowaniem wówczas choroby BSE. Zakaz ten bezsprzecznie był przyczyną znaczącego pogłębienia deficytu białka paszowego.

Spośród pasz białkowych na największą uwagę zasługują: poekstrakcyjna śruta sojowa, rzepakowa „00”, nasiona roślin strączkowych (groch, bobik, łubiny), a także suszony zbożowy wywar gorzelniany (DDGS). Biorąc pod uwagę wysoką wartość biologiczną białka poekstrakcyjna śruta sojowa jest najpopularniejszym komponentem białkowym w mieszankach stosowanych w żywieniu drobiu. Ziarna soi, w porównaniu z innymi roślinami, cechują się bardzo dużą zawartością białka, sięgającą nawet powyżej 40%. Ponadto, skład białka sojowego jest niezwykle interesujący z punktu widzenia niektórych aminokwasów. Nie brakuje żadnego z aminokwasów egzogennych, a dodatkowo zawiera w swym składzie cztery razy więcej argininy niż serwatka oraz dużą ilość glutaminy i leucyny. Soja jest tak istotnym źródłem białka roślinnego, że niezwykle trudno jest wyobrazić sobie opłacalną ekonomicznie produkcję zwierzęcą bez śruty sojowej. Polska sprowadza około 2 mln ton śruty sojowej rocznie głównie z Ameryki Północnej i Południowej, np. Argentyny. Import tego surowca w około 70% pokrywa krajowe zapotrzebowanie na surowce białkowe. Prawie 60% importowanej soi jest wykorzystywane do produkcji pasz dla drobiu, 20% – dla trzody, zaś 10% – dla bydła. Jest jednak kosztownym komponentem białkowym, z tego powodu w paszach dla zwierząt starszych można ją zastąpić innymi komponentami, jak śruta rzepakowa, makuchy, nasiona roślin strączkowych czy oleistych oraz wywary. Ogólne zalecenia dotyczące stosowania nasion soi w żywieniu drobiu wskazują, że może ona stanowić do 15% udziału mieszanki w przypadku młodych kurcząt brojlerów do 4 tygodnia życia, natomiast po tym okresie ptaki mogą być żywione dietą z udziałem tego komponentu paszowego do 20% mieszanki treściwej (tabela 1).

Nie sposób nie wspomnieć, o tym, że śruta sojowa wzbudza wiele kontrowersji, które mają podłoże genetyczne. Dokładniej ujmując, problem tkwi w tym, że większość stosowanej w produkcji zwierzęcej soi ma charakter transgeniczny. Soję genetycznie modyfikowaną zaczęto uprawiać w 1996 r., pięć lat później prawie 70% soi uprawianej w Stanach Zjednoczonych stanowiła transgeniczna linia Roundup Ready. Wzrost zużycia śruty sojowej do produkcji mieszanek paszowych, zanotowano po 2004 roku i był spowodowany przede wszystkim zakazem stosowania mączek mięsno-kostnych w żywieniu zwierząt. Zdaniem zwolenników, GMO jest jedyną szansą na przetrwanie gatunku ludzkiego, które w znacznej mierze uzależnione jest od opłacalności produkcji żywności. Obecnie soja non GMO jest o około 14% droższa od stosowanej powszechnie soi genetycznie modyfikowanej. Naturalną konsekwencją wprowadzenia zakazu stosowania soi transgenicznej będzie wzrost cen żywności. Z drugiej strony, w opinii sceptyków, przeciwników GMO, żywność genetycznie modyfikowana może być dla ludzi szkodliwa. Nowoczesna biotechnologia jest dziedziną młodą i nie istnieją długoterminowe dane dotyczące wpływu takich roślin na środowisko i zdrowie człowieka, a także literatura fachowa nie dysponuje wiedzą na temat efektów inżynierii genetycznej w perspektywie kilku pokoleń.

Do najważniejszych pasz białkowych zaliczyć można poekstrakcyjną śrutę rzepakową. Jest ona produktem powstającym w procesje ekstrakcji oleju z nasion rzepaku. Dlatego skład chemiczny śruty różni się znacznie od nasion surowych. Co więcej, rzepak nie jest rośliną transgeniczną, z tego względu jego zastosowanie w charakterze substytutu soi stwarza naturalną możliwość wyboru. Uprawiane obecnie odmiany 00 cechują się niewielką ilością szkodliwego kwasu erukowego i glukozynolanów. Zawierają za to około 38% dobrze przyswajalnego białka. Co istotne, białko rzepaku bogate jest w aminokwasy siarkowe (metionina i cysteina), których ilość w białku sojowym, jest niewystarczająca. Wartość białka nasion nowych odmian rzepaku wyrażona jako EAAI (wskaźnik aminokwasów egzogennych, ang. Essential Amino Acid Index) kształtuje się na poziomie 81–82, dla poekstrakcyjnej śruty sojowej wskaźnik ten wynosi 81. Zastosowanie śruty rzepakowej w żywieniu drobiu ogranicza jej niska wartość energii metabolicznej, której powodem jest duży udział włókna pokarmowego. Niemały udział w tym komponencie włókna surowego ogranicza jej zastosowanie w mieszance do około 10–12%. Włókno jest nietrawione przez ptaki, stąd jednym z celów hodowli rzepaku jest wyhodowanie odmian o cieńszej okrywie nasiennej, tzw. potrójnie ulepszonych. Poza włóknem pokarmowym, podając kurom śrutę na uwagę zasługuje, naturalnie występująca w nasionach rzepaku, synapina. Produktem rozkładu synapiny jest trimetyloamina (TMA), która jest niegroźna dla ptaków, mimo, że przedostaje się do jaj nadając im mało przyjemny zapach. Niektóre rasy kur, produkują w swoim organizmie enzym, rozkładający TMA do związków bezwonnych. Dla niosek zdolnych do neutralizacji TMA graniczny udział śruty rzepakowej w paszach wynosi 10%. Tymczasem w przypadku kur niezdolnych zobojętnić TMA, udział omawianego surowca w diecie jest niższy – nie powinien przekraczać 5%.

Substytutem poekstrakcyjnej śruty sojowej mogą być również nasiona roślin strączkowych (groch, peluszka, bobik, łubiny). Rynek roślin strączkowych w Polsce dynamicznie rośnie. Od roku 2008 do 2014 powierzchnia plantacji roślin strączkowych podwoiła się. Jest to konsekwencją tego, że rośliny strączkowe mają przeróżne wymagania glebowe, co stwarza możliwość ich wysiewu w różnych regionach kraju. Ziarno roślin strączkowych może wykazywać szerokie spektrum zawartości białka. Z gatunków uprawianych w Polsce najwięcej białka zawierają łubin żółty i soja (35–42%), a najmniej nasiona roślin powszechnie konsumowanych – groch i fasola (21–25%). W białku nasion roślin strączkowych wyróżnia się dwie frakcje: albuminy i globuliny. Albuminy stanowią 10–25% białka ogólnego, mogą się rozpuszczać w wodzie i znajdują się przede wszystkim w części zarodkowej. W kontekście albumin warto nadmienić, że im więcej albumin, tym większa jest wartość pokarmowa roślin. Tymczasem globuliny rozpuszczają się w rozcieńczonych roztworach soli obojętnych. W nasionach grochu, soi i łubinu stanowią one 60–75% białka ogólnego, a w fasoli i bobiku 80–90%. Pod względem wartości biologicznej białka ziarno roślin strączkowych jest bogate w aminokwas lizynę (zwłaszcza groch) i treoninę, natomiast czynnikiem ograniczającym jego wartość biologiczną jest niedostateczna zawartość aminokwasów siarkowych (metioniny i cystyny) oraz tryptofanu. Wykazano ujemną korelację między plonem nasion a zawartością białka w nasionach, nie stwierdza się natomiast zależności między zawartością aminokwasów egzogennych w białku a plonem nasion. Z powyższego wynika, że można wyhodować wysoce plenne odmiany grochu, bobiku czy łubinu o korzystnym składzie aminokwasowym białka.

Ziarna roślin strączkowych zawierają ponadto duże ilości fosforu ogólnego. Głównym ograniczeniem w zastosowaniu ziarna roślin strączkowych w mieszankach paszowych dla drobiu są substancje antyżywieniowe: inhibitory proteaz (w ziarnie bobiku, grochu), alkaloidy (w ziarnie łubinu), taniny  (w ziarnie grochu, bobiku). Mieszanki pasz z udziałem krajowych pasz białkowych – nasion strączkowych aktualnie są tańsze, ale zwierzęta gorzej je trawią i okres tuczu się wydłuża. Z doświadczeń nad stosowaniem nasion z roślin strączkowych wynika między innymi, że można bez obaw podawać je zwierzętom pod pewnymi warunkami. Przykładowo nasiona łubinu żółtego można podawać w mieszance dla kurcząt rzeźnych i kur nieśnych w ilości do 20% składu mieszanki pełnoporcjowej.

Biorąc pod uwagę komponenty białkowe pochodzenia roślinnego nie sposób nie wspomnieć na temat suszonego wywaru gorzelnianego DDGS (ang. „Dried Distiller’s Grains with Solubles”). Jest to produkt uboczny powstający przy wytwarzaniu alkoholu etylowego (etanolu). Głównym producentem DDGS są Stany Zjednoczone, gdzie stosowany jest głównie w żywieniu bydła. W znacznej części wywar eksportowany jest do Europy jako pasza dla zwierząt gospodarskich. Prace badawcze przeprowadzone w wielu krajach wskazują, że DDGS może być z powodzeniem stosowany w żywieniu przeżuwaczy i zwierząt monogastrycznych, na poziomie od 5 do 30%. Ogromną zaletą DDGS jest skład chemiczny, który uzależniony jest od rodzaju surowca użytego w gorzelni. W zależności od substratu zawiera: 88–90%, suchej masy, w tym 25–35% łatwo przyswajalnego białka, 7–12% tłuszczu, w tym znaczny udział nienasyconych kwasów tłuszczowych, 7–9% włókna. Ponadto wywar gorzelniczy jest źródłem witamin z grupy B, witamin A i E, oraz mikro- i makroelementów takich jak cynk, miedź, żelazo, selen. Wysoka zawartość nierozpuszczalnych frakcji włókna poprawia trawienie, zwiększa kwasowość treści jelit, zmniejsza populację bakterii patogennych, co wpływa na zmniejszenie biegunek u zwierząt młodych. Ponadto DDGS nie zawiera substancji antyżywieniowych. Biorąc pod uwagę białko DDGS-u, to ma ono wysoką wartość biologiczną, bogaty skład aminokwasowy i co bardzo istotne – jest go znacznie więcej niż w wyjściowym surowcu. Część białka do wywaru dostaje się wraz z namnażającymi się w procesie produkcji mikroorganizmami. Zawartość białka ogólnego w wywarze jest zależna od wielu czynników, w tym od technologii wytwarzania. Jakość wywaru jest kształtowana także przez warunki wegetacji i magazynowania ziarna. Wysoka zawartość białka ogólnego, które pod względem aminokwasowym jest podobne do białka drożdży, sprawia, że produkt ten mógłby częściowo zastąpić poekstrakcyjną śrutę sojową i rzepakową, makuch rzepakowy przy bilansowaniu mieszanek paszowych. Dla kurcząt rzeźnych maksymalny udział omawianego surowca, to: w mieszankach typu Finiszer i Grower 2- 7%, Grower 1-5%, zaś w paszach typu starter dodatek DDGS nie powinien przekraczać 3%. Udział DDGS może być wyższy w paszach dla niosek. Mogą one zawierać do 15% wywaru kukurydzianego.

W toku prowadzonych badań stwierdzono, że wykorzystanie DDGS w żywieniu drobiu to nie tylko efektywna ochrona środowiska naturalnego przez zagospodarowania produktów ubocznych przemysłu. W badaniu Krawczyk i Sokołowicz (2013) zaobserwowano, że żywienie mieszanką paszową zawierającą DDGS wpłynęło na zwiększenie nieśności oraz obniżenie zużycia paszy w przeliczeniu na 1 jajo. Co istotne, zastosowane w tym doświadczeniu żywienie kur mieszanką doświadczalną z udziałem DDGS nie spowodowało pogorszenia smaku i zapachu jaj ani barwy żółtek po ugotowaniu. Zastosowanie DDGS analizowano również w kontekście drobiu rzeźnego. W doświadczeniu opisanym przez Łukaszewicz i Kowalczyk (2014) wykorzystano kurczęta linii Ross 308, które podzielono na cztery grupy: do trzeciego tygodnia życia wszystkie ptaki żywiono tą samą mieszanką pełnoporcjową starter, a następnie grupę kontrolną – mieszankami podstawowymi grower i finiszer (0% DDGS), tymczasem grupy doświadczalne z udziałem 5%, 10% lub 15% DDGS. W badaniu tym stwierdzono, że zastosowanie w żywieniu kurcząt od 15 do 42 dnia życia, 15% DDGS powoduje obniżenie końcowej masy ciała, tuszki patroszonej z szyją, masy mięśni ogółem oraz skóry z tłuszczem podskórnym, natomiast 5-10% udział DDGS spadek końcowej masy ciała, ale nie stwierdzono istotnych zmian w składzie tkankowym tuszek.

Reasumując, ze względu na rolę aminokwasów dostarczonych z dietą w metabolizmie białek ustrojowych, białko pokarmowe należy obok tłuszczy i węglowodanów do głównych składników diety. W przypadku zwierząt gospodarskich istotnym źródłem białka pokarmowego są rośliny, których rola wzrosła po wprowadzeniu w wielu krajach zakazu stosowania mączek mięsno-kostnych. Ich rola w diecie drobiu nieśnego oraz rzeźnego jest nieoceniona. Z drugiej jednak strony należy pamiętać o ograniczeniach, które kształtują dopuszczalny poziom ich zastosowania w diecie ptaków. Udział różnych źródeł białka roślinnego w mieszance zależy od wieku, kierunku użytkowania, aczkolwiek należy również zwrócić uwagę na związki antyżywieniowe, czy też udział włókna.