Fermentoidun rehun vaikutukset raskaana oleviin emakoihin

Tiineysaika on emakoiden erityinen ruokintavaihe ja kriittinen ikkuna porsaiden alkionkehityksessä. Tiinevien emakoiden fyysinen kunto määrää suoraan porsaiden terveyden ja siitosemakoiden käyttöiän. Tiinevien emakoiden tuotantokykyyn vaikuttavat rehu, genetiikka, ravitsemus, ympäristö ja muut tekijät, joista rehulla on erityisen merkittävä vaikutus.

1990-luvun puolivälissä antibioottien väärinkäytön aiheuttamien vaarojen ja kasvavan ympäristönsuojelupaineen vuoksi tutkijat alkoivat keskittyä saastuttamattomiin, jäämättömiin mikrobivalmisteisiin, joilla on erinomaiset toiminnalliset ominaisuudet. Nykyään mikrobifermentoidusta rehutekniikasta on tullut keskeinen strateginen alue kotieläinteollisuuden kehittämiselle maailmanlaajuisesti. Vuonna 2008 Lu Wenqing määritteli mikrobien fermentoidun rehun biologisesti aktiiviseksi rehuksi tai rehun raaka-aineeksi, joka on tuotettu keinotekoisesti valvotuissa olosuhteissa: käyttämällä kasviperäisiä maatalouden sivutuotteita pääsubstraatteina mikro-organismit hajottavat ja syntetisoivat ravitsemuksellisia tekijöitä kasvi-, eläin- ja kivennäisaineissa aineenvaihduntareaktioiden kautta tuottaen ravinteita, joita karjan on helpompi niellä, sulattaa ja imeytyä ilman myrkyllisiä sivuvaikutuksia. Mikrobifermentoidun rehun tuotannolla ja soveltamisella on pitkä historia ja se on herättänyt yhä enemmän tutkimushuomiota, ja se on kehittynyt merkittäväksi tutkimusaiheeksi karjanhoidon kestävän kehityksen alalla. Tässä artikkelissa tarkastellaan fermentoidun rehun vaikutuksia suolistoflooran tasapainoon, lisääntymiskykyyn, immuunisäätelyyn ja tiineenä olevien emakoiden ulosteen ominaisuuksiin.

1 Vaikutukset raskaana olevien emakoiden suolistoflooraan

Terve emakoiden suolisto ylläpitää mikroekologista tasapainoa erilaisten mikrobiyhteisöjen keskinäisen vuorovaikutuksen ja rajoittumisen kautta. Kun vieraat mikro-organismit tunkeutuvat suoliston ekosysteemiin, alkuperäiskansojen kasvisto estää kolonisaation. Erityisesti hyödylliset bakteerit estävät haitallisten mikrobien tarttumista ja lisääntymistä suolen limakalvolla kilpailemalla poissulkemalla.

Tuomolan (1999) ja Forestierin (2001) tutkimukset osoittivat, että fermentoidussa rehussa olevat probiootit stabiloivat normaalia suoliston mikroflooraa ja estävät patogeenien kolonisaatiota tiineillä emakoilla häiritsemällä mikrobien vuorovaikutusta, erityisesti hillitsemällä patogeenisten bakteerien, kuten Escherichia colin ja Salmonellan, kiinnittymistä epitestinalthelin soluihin.

Vuonna 2009 Jia Minghui et al. syötettiin fermentoitua rehua vieroitetuille porsaille ja havaitsi, että ripuliporsaiden kumulatiivinen lukumäärä hoitoryhmässä laski 16,7 % verrattuna kontrolliryhmään. Vuonna 2007 Jin Zhuang et al. raportoi, että maitohappobakteerien fermentoitu rehu paransi taudin vastustuskykyä 25–50 kg painavilla sioilla. Cao Xuejin et ai. (2011) totesivat, että fermentoitu rehu estää suoliston mätänevien bakteerien lisääntymistä, vähentää haitallisten aineenvaihduntatuotteiden, kuten ammoniakin, indolin ja biogeenisten amiinien, tuotantoa ja vähentää siten ummetuksen ja siihen liittyvien suolistosairauksien ilmaantuvuutta.

2 Vaikutukset raskaana olevien emakoiden lisääntymiskykyyn

Rajoitetun tiineyden ruokinnan ja ad libitum laktaatioruokinnan ruokintastrategiaa käytetään yleisesti tiineillä emakoilla. Lataation aikainen runsas ja laadukas maidoneritys on välttämätöntä porsaiden kasvulle, mikä edellyttää tiineillä emakoilla riittävää ravintoa. Lukuisat tutkimukset ovat osoittaneet, että probiootilla fermentoidulla rehulla täydennetty ruokavalio parantaa huomattavasti lisääntymisindikaattoreita, kuten imetyskapasiteettia, maidon laatua, vieroituspainoa ja porsaiden terveydentilaa, samalla kun se täyttää emakoiden perusravitsemustarpeet.

Alexopoulos (2004) ja Taras (2005) täydensivät emakoiden ruokintaa Bacillus licheniformis-, Bacillus subtilis- ja Bacillus toyoi -itiöillä, kummallakin kirjattiin korkeampi vieroitettujen porsaiden kokonaismäärä ja keskimääräinen vieroituspaino.

Vuonna 2006 Stamati et al. lisäsi Bacillus toyoin myöhäisen tiineyden ja imettävien emakoiden ruokavalioon. Imetyspäivänä 14 maidon rasva- ja proteiinipitoisuudet laskivat merkitsevästi kontrolliryhmässä, kun taas hoitoryhmässä havaittiin vain lieviä laskuja, ja ryhmien välillä oli tilastollisesti merkitseviä eroja (p < 0,05). Hoitoryhmän porsaiden keskimääräinen vieroituspaino oli 0,5 kg suurempi kuin kontrolliryhmän porsaiden. Samaan aikaan suuri osa kontrolliryhmän emakoista kärsi imetyshäiriöistä ja MMA-oireyhtymästä (Mastitis-Metritis-Agalactia). Alexopouloksen, Tarasin ja Bohmerin tekemät lisätutkimukset vahvistivat, että ravintolisä Bacillus toyoi- ja Enterococcus faecium -lisäaineilla lisää rehun saantia ja lievittää painonpudotusta imettävillä emakoilla.

3 Fermentoidun rehun immuunijärjestelmää säätelevät vaikutukset tiineillä emakoilla

Rehun fermentoinnin aikana syntyneet massiivisesti lisääntyneet probiootit vaikuttavat merkittävästi tiineillä emakoilla. Tutkimukset vahvistavat, että probiootit stimuloivat emakoiden solu- ja humoraalista immuniteettia aineenvaihduntatuotteiden, soluseinäkomponenttien, genomisen DNA:n ja muiden bioaktiivisten aineiden kautta.

Medina et ai. (2007) havaitsivat, että Bifidobacteriumin ja maitohappobakteerien elävillä kannoilla, rakenteellisilla bakteerimolekyylillä ja genomisella DNA:lla on kannalle spesifisiä immunomodulatorisia toimintoja. Peng Sun ja Suman Kapila et ai. (2007) raportoivat, että fermentoitu rehu parantaa soluimmuniteettia tiineillä emakoilla nostamalla paikallisia immunoglobuliinipitoisuuksia ja stimuloimalla IgA- ja IgG-eritystä. IgG estää virustartunnan emakoissa, estää bakteerien lisääntymistä ja stabiloi suoliston mikroflooran tasapainoa. Se on ainoa suojaava vasta-aine, joka voi kulkeutua istukan läpi raskaana olevista emakoista sikiöön ja tarjoaa immuunipuolustuksen alkion varhaiselle kehitykselle.

Humoraalisen immuniteetin osalta fermentoidussa rehussa olevat probiootit aktivoivat makrofageja, T-lymfosyyttejä, NK-soluja ja dendriittisoluja suoliston limakalvolla vahvistamaan tiineenä olevien emakoiden immuunivastetta.

Lisäksi probiootit nopeuttavat ohutsuolen peristaltiikkaa lievittääkseen tai poistaen ummetusta tiineillä emakoilla. Treut et ai. (2009) täydensivät synnytyksenaikaisten emakoiden ruokintaa Saccharomyces boulardii -tuotteella, joka optimoi ulosteen koostumuksen ja lievensi stressin haitallisia vaikutuksia ruoansulatuskanavan toimintoihin. Wang Xuedong (2006) ja Li Biao (2009) osoittivat erikseen, että aktiivinen hiivan lisäys muokkaa mahalaukun mikroflooran rakennetta ja helpottaa anaerobisten bakteerien ja Bifidobacteriumin lisääntymistä mahalaukun sisällössä. Yhteenvetona voidaan todeta, että probioottifermentoitu rehu vähentää merkittävästi emakoiden ummetusta, vahvistaa emon immuniteettia, parantaa sikiön kehitystä ja vaikuttaa pitkällä aikavälillä suotuisasti jälkeläisiin porsaisiin.

4 Fermentoidun rehun vaikutukset raskaana olevien emakoiden ulosteen ominaisuuksiin

Tiinevien emakoiden ulosteet sisältävät suuria määriä typpeä, fosforia ja rehun lisäaineita, jotka saastuttavat vakavasti ilmaa, vettä ja maaperää, ja typpi ja fosfori muodostavat merkittävimmät ympäristöriskit. Typpisaasteet johtuvat pääasiassa emakoiden raakaproteiinin epätäydellisestä hajoamisesta ja hyödyntämisestä rehussa. Tiedot Han Aiyunilta et ai. (2004) osoittavat, että 50–70 % kasviperäisen rehun typestä erittyy ulosteiden kautta. Tällä hetkellä kaupallisesta sianrehusta lähes 90 % on kasviperäisiä ainesosia, jotka sisältävät 60–80 % kokonaisfosforia. Tiineillä emakoilla ei kuitenkaan ole endogeenistä fytaasia hajottamaan fosforia, mikä johtaa alhaiseen fosforin hyödyntämistehokkuuteen. Sikalantaan erittyvä liiallinen typpi ja fosfori heikentävät ympäristön laatua vakavasti.

Zhang Min et ai. (2002) havaitsivat, että ravinnon probioottinen fermentoitu rehu alentaa ravinnon raakaproteiinitasoja ja indusoi fytaasin tuotantoa edistääkseen fosforin imeytymistä, mikä vähentää typen ja fosforin erittymistä. Liu Ruili et ai. (2011) osoittivat, että 65–100 kg painoiset siat, jotka syötettiin probioottifermentoidulla rehuseoksella, erittivät 6,06 g vähemmän typpeä ja 3,97 g vähemmän fosforia päivässä verrattuna kontrolliryhmään.

Kaiken kaikkiaan käyminen parantaa epätavanomaisten rehuaineiden laatua nostamalla dramaattisesti probioottien kokonaismäärää ja vapaiden aminohappojen määrää sekä lisäämällä epäorgaanisen fosforin määrää. Kun fermentoitu rehu toimitetaan tiineille emakoille, se parantaa typen ja fosforin käyttöä, vähentää ravinteiden vapautumista ja tuottaa sekä taloudellisia että ympäristöhyötyjä.