Использование данных о жирных кислотах в молоке для повышения содержания и выработки жира и белка в молоке

D. M. Barbano (1), H. M. Dann (2), and R. J. Grant (2)

Исследователи из Корнельского университета (1) и Института Майнера (2) выявили положительную корреляцию между группами жирных кислот и содержанием молочного жира и белка, а также разработали быстрый метод ее расчета.

Молочный жир состоит из трех групп жирных кислот: de novo, жирные кислоты смешанного происхождения и предобразованные жирные кислоты. De novo жирные кислоты и часть жирных кислот смешанного происхождения образуются в вымени коровы в результате ферментации корма в рубце. Под воздействием факторов, влияющих на переваривание корма в рубце, происходит выработка de novo жирных кислот и жирных кислот смешанного происхождения в вымени. Предобразованные жирные кислоты получаются в результате переработки жира в организме (особенно в начале лактации) и из жира в корме. Идентификация конкретных жирных кислот в каждой группе и их относительное соотношение представлены на рисунке ниже.

Существует два возможных способа представления результатов анализа молока на содержание жирных кислот: в первом случае каждая из 3 групп жирных кислот представлена в виде относительного процента от общего количества жирных кислот (т. е. в сумме они будут равны 100 %), а во втором - в виде граммов жирных кислот на 100 граммов молока (как при анализе на содержание жира и белка). При процентном выражении менее 23,5 % de novo — это низкий уровень, а более 24,5 % — высокий. Более популярным становится представление жирных кислот в г/100 г молока и указание уровня насыщенности жирных кислот молока, что, по-видимому, связано с понижением жирности молока. Ниже описано, как правильно интерпретировать данные о жирных кислотах молока. Красные линии на графиках обозначают наименьшие пределы, которых следует достичь для достижения 3,75 % жира в молоке.

Полевые наблюдения

По мере увеличения концентрации de novo жирных кислот и жирных кислот смешанного происхождения в молоке содержание молочного жира и белка будет увеличиваться, как показано на трех рисунках ниже.

Жирные кислоты различаются по структуре и по количеству двойных связей на одну жирную кислоту (ненасыщенность). Высокий уровень ненасыщенных жирных кислот содержится в таких кормах, как кукуруза, соя и семена хлопчатника. Уровень или количество ненасыщенных жирных кислот в рационе часто называют нагрузкой рубца ненасыщенными жирными кислотами (RUFAL). Если уровень RUFAL в рационе слишком высок, или из-за качества корма в рубце высвобождается слишком много ненасыщенных жирных кислот, тогда рубцовая ферментация ухудшается, наблюдается снижение жирности молока. За последние 3 года исследований содержания жирных кислот в молоке многих молочных стад было обнаружено, что с повышением ненасыщенности жирных кислот молока (т. е. количества двойных связей на одну жирную кислоту) процент молочного жира и белка снижается. Оказалось, что количество двойных связей на одну жирную кислоту в молоке коррелирует со степенью снижения жирности молока, как показано на графике ниже.

Какое количество жирных кислот необходимо для стада голштинской породы, чтобы показатели жира составляли 3,75 %?

Если на ферме с голштинами вы хотите добиться показателя 3,75 % жира и 3,10 % белка (не указано, истинного или общего — прим. Лаборатории ЯРВЕТ) и выше, то для этого необходимо достичь следующих показателей:

Эти контрольные показатели касаются молока коров голштинской породы, контрольные показатели для Джерсейской породы будут другими. По мере ухудшения состояния организма коров (слишком низкое потребление энергии) предполагается, что содержание предобразованных жирных кислот в молоке будет снижаться примерно с 1,40 до 1,10 г/100 г молока. Сумма de novo жирных кислот, жирных кислот смешанного происхождения и предобразованных жирных кислот в граммах на 100 г молока будет равна примерно 94,5 % от общего жира. Причина состоит в том, что около 5,5 % структуры молочного жира составляет глицериновая основа, к которой прикреплены жирные кислоты.

Понижение содержания молочного жира

По мере снижения жирности молока происходит следующая динамика: сначала снижается концентрация жирных кислот смешанного происхождения, затем, спустя время, при дальнейшем снижении жирности, снижается концентрация de novo жирных кислот. Если показатели анализа молочного белка тоже снижаются, а количество двойных связей на жирную кислоту уменьшается, это свидетельствует о том, что у коров наступает депрессия молочного жира.

Некоторые причины, вызывающие снижение молочного жира: перенаселенность, приводящая к тому, что коровы съедают слишком много за один раз, что обусловлено отсутствием доступа коров к корму в течение нескольких часов, слишком высокое содержание RUFAL в корме, низкое качество кормов, содержащих ненасыщенные жиры, из-за чего они выделяют слишком много ненасыщенного жира в рубце. Поедание большого количества корма за раз приводит к изменению pH рубца в течение дня и запускает в рубце пути ферментации, продуктом которых являются трансизомеры жирных кислот, вызывающие снижение жирности молока. Снижение уровня физически эффективной клетчатки также связано с уменьшением количества de novo жирных кислот и снижением показателей жира в анализе.

Доступность кормов

Еще один показатель состава молока – азот мочевины молока (MUN/АММ). MUN показывает эффективность использования источников азота в рубце. Если MUN слишком высок, это указывает на то, что азота (протеина в кормах) может быть больше, чем необходимо. Изменение значений MUN в пределах одной фермы дает нам информацию о методах менеджмента, касающихся доступа к кормам. Если у коров нет доступа к корму, MUN снижается очень быстро. Например, если у коров ночью в течение 5 часов нет доступа к корму, количество MUN уменьшается с 13 до 9, а молочный жир снижается примерно на 0,5 %. Снижение жирности происходит за счет de novo и смешанных жирных кислот. Когда такая ситуация с кормлением повторяется день ото дня, показатели жира и белка по стаду будут ниже, чем должны быть, из-за низкого коэффициента конверсии корма в молоко.

Энергетическая ценность рациона

Наконец, при смене основных кормов и концентратов или изменении качественных характеристик основных кормов (например, крахмала в кукурузном силосе) со временем могут меняться показатели молочного жира и белка. При изменении рациона и снижении его энергетической ценности следует ожидать, что коровы начнут терять массу. Снижение потребления энергии приводит к тому, что коровы переходят на отрицательный энергетический баланс. Когда подобное случается, содержание жирных кислот смешанного происхождения в молоке снижается, и коровы начинают терять массу, поскольку мобилизуют жир. В результате концентрация предобразованных жирных кислот в молоке может увеличиться, но по мере того, как коровы будут продолжать мобилизовывать жир, они будут терять упитанность, и в конечном итоге будет снижаться концентрация жирных кислот всех трех групп вместе с содержанием жира и белка в молоке и надоем.

Примеры состава молока для голштинского стада

1) Голштинское стадо, когда все в порядке

Жир 3,89 %, белок 3,13 %, лактоза 4,59 %, MUN 10,9, de novo ж. к. 0,87 г/100 г молока, ж. к. смешанного происхождения 1,41 г/100 г молока, предобразованные ж. к. 1,46 г/100 г молока, двойные связи на жирную кислоту 0,279, надой 41,7 кг молока в день с соматикой 160 000 СК/мл.

2) Голштинское стадо с пониженным содержанием молочного жира

Жир 3,46 %, белок 3,10 %, лактоза 4,61 %, MUN 11,2, de novo ж. к. 0,72 г/100 г молока, ж. к. смешанного происхождения 1,20 г/100 г молока, предобразованные ж. к. 1,31 г/100 г молока и двойные связи на жирную кислоту 0,342, надой 41,3 кг молока в день с соматикой 200 000 СК/мл. У этого стада недостаток молочного жира (что было подтверждено анализом трансизомеров жирных кислот методом газовой хроматографии), но объем молока хороший, белок на уровне. Похоже, что у этого стада снижение молочного жира вызвано трансжирными кислотами, это может быть связано с чрезмерной доступностью (количеством и скоростью высвобождения) ненасыщенных жирных кислот в рубце.

3) Голштинское стадо, у которого много проблем

Жир 3,09 %, белок 2,88 %, лактоза 4,53 %, MUN 8,9, de novo ж. к. 0,65 г/100 г молока, ж. к. смешанного происхождения 1,08 г/100 г молока, предобразованные ж.к. 1,16 г/100 г молока и двойные связи на жирную кислоту 0,340, надой 35,8 кг молока в день с соматикой 160 000 СК/мл. Большое количество двойных связей на жирную кислоту и низкий уровень de novo жирных кислот и жирных кислот смешанного происхождения указывают на то, что это стадо находится в состоянии дефицита молочного жира из-за высвобождения слишком большого количества ненасыщенных жиров в рубце. В результате угнетается рубцовая ферментация и снижается биомасса микроорганизмов, что ограничивает поступление незаменимых аминокислот и уменьшает выработку молочного белка. Малый объем молока, по-видимому, связан с более низкой, чем обычно, выработкой лактозы. Упитанность коров в этом стаде низкая, что подтверждается низким содержанием предобразованных жирных кислот в молоке.

С осторожностью изучайте данные о составе молока, полученные от отдельных групп коров.

Приведенные выше рекомендации предназначены для стада со средним количеством дней лактации от 150 до 200. Если образцы молока собраны у животных, где количество дней лактации значительно ниже или выше этого значения, то контрольные показатели будут другими, так как на них сильно влияет стадия лактации. Это особенно актуально для коров, находящихся на ранних стадиях лактации. В ближайшее время будут опубликованы графики по жирным кислотам в молоке для разных стадий лактации.

Заключение

Новые параметры жирных кислот молока (de novo жирные кислоты, жирные кислоты смешанного происхождения, предобразованные жирные кислоты и кол-во двойных связей на жирную кислоту) дают дополнительную информацию. Эти данные вместе с анализом на жир и белок, MUN и данными по надою на голову позволяют ферме получить информацию о совокупном влиянии менеджмента и изменений в кормах на прибыль, полученную от продажи молока, а также информацию, которая поможет выявить необходимые изменения в кормлении или менеджменте. Все эти данные должны быть сопоставлены с данными о составе кормов и рационов, а также с данными о надое молока на корову.

Источники

Woolpert, M. E., H. M. Dann, K. W. Cotanch, C. Melilli, L. E. Chase, R. J. Grant, and D. M. Barbano. 2016. Management, nutrition, and lactation performance are related to bulk tank milk de novo fatty acid concentration on northeastern US dairy farms. J. Dairy Sci. 99:8486–8497.

Wojciechowski, K. L., and D. M. Barbano, Prediction of fatty acid chain length and unsaturation of milk fat by mid‐infrared milk analysis. J. Dairy Sci. 99:8561‐8570.

Woolpert, M. E., H. M. Dann, K. W. Cotanch, C. Melilli, L. E. Chase, R. J. Grant, and D. M. Barbano. 2016. Management practices and physically effective fiber are related to bulk tank milk de novo fatty acid concentration on Holstein dairy farms. J. Dairy Sci. 100:5097–5106.

Barbano, D. M., C. Melilli, and T. Overton. 2014. Advanced use of FTIR spectra of milk for feeding and health management. Pages 105 – 113 in Proceedings of the Cornell Dairy Nutrition Conference.

Barbano, D. M. and C. Melilli. 2016. New Milk Analysis Technologies to Improve Dairy Cattle Performance. Pages 61 to 73 in Proceedings of the Cornell Dairy Nutrition Conference, Department of Animal Science, Cornell University, Ithaca, NY.

Оригинал статьи: http://www.stearnsdhialab.com/pdfs/u-fattyacids/Barbano%20Fact%20Sheet.pdf