Precíziós takarmányozás, mérőrendszer (simaizom elektromiográfia) és gyorsvizsgálati metodikák (e-orr, NIRS) alkalmazása a tenyészsertések szaporodásbiológiai eredményességének javítására

A tenyészkocák takarmányainak n-3 zsírsavakkal történő kiegészítése

A többszörösen telítetlen zsírsavak pozitívan hatnak a sertések szaporodásbiológiai folyamataira, mert elősegítik a tüszők fejlődését és hatással vannak egyes hormonok termelődésére. A többszörösen telítetlen zsírsavak a placentán keresztül átjutnak a magzatba és a kocatejjel is kiválasztódnak, így befolyásolják az embriók növekedését és a fiatal malacok fejlődését.

A többszörösen telítetlen zsírsavak pozitív szaporodásbiológiai hatásai elsősorban az n-3 zsírsavakhoz (pl. C18:3-ALA, C20:5-EPA és C22:6-DHA) köthetők. Számos vizsgálatban kimutatták, hogy az n-3 zsírsavak növelik a tüszők számát és minőségét a petefészkeken. Ezen kívül a kutatásokban azt találták, hogy az n-3 zsírsavak csökkentik a korai embrióelhalás kockázatát, mivel fokozzák az embrióvédő hatású progeszteron bioszintézisét. A progeszteron mennyiségét azáltal növelik, hogy gátolják a PGF2α képződését az endometriumban, ami fokozza a progeszteron termelő sárgatest (CL) működését és ezáltal az embriók túlélését.

A PGF2α prekurzora az arachidonsav (C20:4-ARA), amely az n-6 zsírsavak csoportjába tartozik. Az arachidonsav származhat a takarmányból is, de általában az abban található linolsavból (C18:2-LA) szintetizálódik a szervezetben. Az n-3 zsírsavaknak viszont gátló hatása van a PGF2α szintézisére, mert egyrészt versengenek az egyes n-6 zsírsavak egymásba történő átalakulását katalizáló enzimek (deszaturázok) kötőhelyeiért, másrészt az EPA és a DHA gátolja az arachidonsav-prosztaglandin átalakulásért felelős enzim (prosztaglandin-H-szintetáz) működését.

A laktáció alatt történő n-3 zsírsav kiegészítés több szerző szerint is pozitív hatással van a következő ellés eredményére. Ez valószínűleg annak köszönhető, hogy a tüszők fejlődése már a laktáció alatt elindul és a n-3 zsírsavak hatására több és nagyobb petesejt ovulálódik, amelyek nagyobb valószínűséggel termékenyülnek meg.

A rendelkezésre álló szakirodalmi adatok alapján megállapítható, hogy a kocákkal etetett takarmányok n-3 zsírsavakkal (pl. ALA, EPA, DHA) történő kiegészítése kedvező hatású lehet a szaporodásbiológiai mutatókra, és elsősorban a tüszők számát és azok minőségét javítják. A többszörösen telítetlen zsírsavak az embriók növekedésére és túlélésére (pl. korai embrióelhalás mérséklése) is jótékony hatásúak, továbbá a kocatejen keresztül a fiatal malacok fejlődését is kedvezően befolyásolhatják. A tenyészkocák takarmánykeverékeinek laktáció alatti n-3 zsírsavforrásokkal (pl. hal-, len-, algaolaj) történő kiegészítése nemcsak a malacok teljesítményét, hanem a következő ellés eredményét is pozitívan befolyásolhatja.

Számos vizsgálatban értékeltük a projekt keretében kidolgozott n-3 zsírsavakban gazdag kiegészítő takarmány etetésének hatását a tenyészkanok, továbbá a tenyészkocák és malacaik teljesítményére. Az egyik etetési tesztet egy hazai sertéstelepen végeztük el, ahol négy korcsoportra osztva 250 tenyészkocát tartanak. A fő profil a hízóalapanyag- előállítás; 5 hetes batch rendszerben 680-700 malac kerül értékesítésre a hizlaló partnerek irányába. A vemhesítés megkezdése előtt egy héttel, a kocák a reggeli etetésük során a teljes értékű takarmánykeverék mellé fejenként 25 dkg dextrózt kaptak energiakiegészítésként. A vizsgálatban a vemhesítés megkezdésekor a gazdaság saját 2,5 tonnás takarmánykeverőjében a vemhes koca takarmánykeverékekbe, a korábbiakban használt növényi zsírpor (hidrogénezett pálmazsír) helyett, állati eredetű halolajat tartalmazó speciális n-3 zsírport kevertünk, és a halolajban lévő n-3 telítetlen zsírsavak termékenyülésre gyakorolt hatását vizsgáltuk. A vizsgálati idő alatt a kezdeti vemhesülési százalék 89,09% volt, ami az etetési teszt időszaka alatt a következőképpen alakult: 96,36%, 89,87%, 94,64%, 91,07%, 100%, 93,22% és 94,44%. Ez jelentős javulásnak tekinthető.

Gyorsvizsgálati metodika a speciális zsírsavösszetételű sertéstakarmányok vizsgálatára

Műszeres aromaelemzésre (e-orr) és közeli-infravörös spektroszkópiára (NIR) (1. ábra) alapozott gyorsvizsgálati metodikát és technológiát dolgoztunk ki az ADEXGO Kft. herceghalmi Correltech-laboratóriumában, speciális zsírsavösszetételű sertéstakarmányok összetételének és illatanyagainak értékelésére, melyekkel a porított kontroll (n-6 zsírsavakban, pl. linolsavban-C18:2 gazdag) és kísérleti (n-3 zsírsavakban pl. alfa-linolénsavban-C18:3, eikozapentaénsavban-C20:5 és dokózahexaénsavban-C22:6 gazdag) kiegészítő takarmányok megkülönböztethetőek voltak, valamint mérhető volt az aromatizálás, a gyártásbeli eltérések és a tárolás hatása.

Megállapítottuk, hogy az elektronikus orr alkalmas a porított kontroll és kísérleti kiegészítő takarmányok megkülönböztetésére (2. ábra). Az aromatizált kísérleti kiegészítő takarmányok illatprofil alapján egyértelműen elkülöníthetőek az aromát nem tartalmazó kiegészítő takarmányoktól. A bekevert kocatápok esetében az aromatizálás hatása már nem követhető nyomon. A különböző gyártásból származó minták között illatprofilbeli eltérést tapasztaltunk, hasonlóan, mint a 2 hétig, vagy annál tovább tárolt minták esetében.

A közeli-infravörös spektroszkópiás módszertannal lehetőség van a speciális zsírsavösszetételű kiegészítő takarmányok azonosítására, azok tárolás során tapasztalható változásának, valamint gyártásbeli különbözőségeinek vizsgálatára. Az aromatizálás hatása NIR spektroszkópiával is nyomon követhető a kiegészítő takarmányokban, azonban itt nem az illatváltozás, hanem az aromatizálás során a takarmányban bekövetkező egyéb változások állnak a háttérben. A kocatápokban a kezelés hatását már nem tudtuk kimutatni a NIR spektroszkópiás módszerrel.

Miográfiás mérőrendszer

Az MSB-MET Kft. SS-HT/DA mérőrendszerével végeztük a vizsgálatokat. A rendszer alkalmas a testfelszínről nem-invazív módon leképezni a zsigeri (jelen modellben: gyomor, vékonybél, vastagbél) „mioelektromos” hullámokat. A mérőrendszer két fő egységből áll: 1) a test felszínen egy speciális rögzítő mellényben elhelyezkedő Holter egységből (SS-HT), amelyhez kapcsolódnak a GET-01 hullám leképző Ag/AgCl elektródák (3. ábra). A leképzett hullámokat a holter folyamatosan felveszi és tárolja (max. 24 óra). 2.) Az eltárolt hullámok az SS-DA központi egységbe tölthetők át. Az egység szoftverrendszere megjeleníti, tárolja és a zsigeri szervekre specifikusan lebontva automatikusan kiértékeli a hullámokat (következőkben EGIG).

A konzorciumban résztvevő vállalkozások és az egyetemi tudásközpont között már jelentős K+F együttműködés alakult ki, amelynek alapja két szabadalmaztatott eljárás (P1600660, PCT/HU2017/150054, P1200741), valamint megjelent tudományos dolgozatok is (Szűcs és mtsai, 2016- J Pharmacol Toxicol Methods., 82:37–44; Szűcs és mtsai, 2018-Life Sci., 205:1–8; Nagy és mtsai, 2021- PLOS ONE, 16:9 Paper: e0257311; Roszkos, 2022-Állattenyésztés és Takarmányozás. 71:2, 88-104).

A projekt során a Szegedi Tudományegyetem munkatársai megvizsgálták, hogy a takarmányozási célra szánt napraforgóolaj (n-6 zsírsavakban gazdag) és halolaj (n-3 zsírsavakban gazdag) adagolása hogyan befolyásolja a nem vemhes patkányok ivarzási ciklusát és egyéb paramétereit. A Sprague-Dawley patkányok esetében a magas omega-3 zsírsav bevitel (halolaj) megemelte a luteinizáló hormon (LH) szintet, csökkentette a simaizom kontrakciókat, ezáltal olyan ivarzási fázisba vitte az állatokat, mely leginkább a proösztruszra jellemző. Ez az időszak alkalmas az állatok pároztatására, ami nagy eséllyel vemhesüléssel jár. Ugyanakkor a halolaj bevitel nem volt hatással a Lister Hooded patkányok ivarzási ciklusára, míg a Wistar patkányok esetében az olajbevitel, függetlenül az n-3 és n-6 zsírsav tartalomtól a luteinizáló hormon csökkenéséhez és a simaizom kontrakciók növekedéséhez vezetett, ami rontotta a vemhesülés valószínűségét.

A kialakult diagnosztika – eltérően a jelenleg használatos viselkedésváltozásra jellemző mozgásmintázatot elemző mérőrendszerektől és laborkémia eljárásoktól – a zsigeri szervek simaizomzatának mioelektromos hullámainak (EGIG) mérésén, és a mért adatok gyors, automatikus szoftveres értékelésén alapul. A 3 éves pályázati időtartam alatt sikerült sertéseken alkalmazni ezt a nem-invazív, kockázatmentes mérési technológiát (4. ábra; állatkísérleti engedélyszám: PE/EA/872-8/2020). Az ivarzás során a nemi hormonok hatására elinduló élettani folyamatok megváltoztatják a zsigeri simaizomzatot, ami a mioelektromos hullámok mérésével, elsősorban a vastagbél és méh simaizomzatából követhető.

A több száz rögzített, simaizmok által generált elektromos jel alapján sikerült különbséget kimutatnunk a kontroll (magas n-6/n-3 arányú takarmányt fogyasztó) és a kísérleti (alacsony n-6/n-3 arányú takarmányt fogyasztó) állatok között. Az ellés körüli időszakban a kísérleti állatok magasabb simaizom aktivitást mutattak, míg az ivarzási időszakban tapasztalható aktívabb izommozgások hamarabb kezdődtek el a kísérleti csoportban.

Összefoglalóan megállapítható, hogy a továbbfejlesztett műszer és mérési metodika alkalmas lehet a nagyüzemi körülmények között tartott tenyészkocák belső ivarszervei által produkált simaizomaktivitás monitorozására. Az izomműködés vizsgálata segíthet meghatározni a várható ellés, illetve ivarzás időpontját. A tesztelt gyorsvizsgálati metodika (NIRS, e-orr) kialakítása (technológia) lehetővé teszi a speciális zsírsavösszetételű sertéstakarmányok összetételének és illatanyagainak értékelését. A precíziós sertéstakarmányozásban (malac, koca, növendék, kan) használható speciális zsírsavprofilú előkeverékek és késztakarmányok a termelési, a szaporodásbiológiai teljesítmény és az állategészségügyi státusz javítását segítik elő.

A közlemény elkészítését a 2018-1.3.1-VKE-2018-00014 projekt támogatta a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Alapból.