Aké tuky sa nachádzajú v krmivách pre prežúvavce a aký je ich účinok?

Lipidy môžu byť definované (chemicky) ako estery vyšších mastných kyselín a alkoholov, ich deriváty a látky biosynteticky alebo funkčne súvisiace s týmito zlúčeninami. Mastné kyseliny môžu existovať v rôznych formách: nasýtené, nenasýtené, s párnym alebo nepárnym reťazcom, s rozvetveným alebo priamym reťazcom. Najbežnejšou mastnou kyselinou vyskytujúcou sa v prírode je kyselina hexadekánová (C16:0) alebo kyselina palmitová. 

Mastné kyseliny (MK) môžu byť nasýtené (Saturated Fatty Acids, SFA) alebo nenasýtené (Unsaturated Fatty Acids, UFA), v závislosti od toho, či obsahujú jednu alebo viac dvojitých väzieb. Stearoyl CoA desaturáza (SCD) je enzým zodpovedný za desaturáciu nasýtených MK na mononenasýtené mastné kyseliny (MUFA). Určitý pomer SFA:MUFA je v bunkových membránach nevyhnutný, aby sa zachovala fluidita (priepustnosť) membrány a zabránilo sa rôznym chorobným stavom. Mastné kyseliny, ako napríklad C18:2n-6 (kyselina linolová) a C18:3n-3 (kyselina α-linolénová), sa nedajú syntetizovať „in vivo“ a musia sa získavať zo stravy. Cicavce sú však schopné ďalej predlžovať a desaturovať tieto nenasýtené MK prítomné v potrave za vzniku derivátov s dlhým reťazcom. 

Všetky nenasýtené MK sú náchylné na oxidačný stres, pričom náchylnosť sa zvyšuje so zvyšujúcim sa stupňom nenasýtenia. Existuje však množstvo detoxikačných mechanizmov na ochranu buniek pred toxicitou kyslíkových radikálov produkovaných peroxidáciou lipidov a antioxidanty rozpustné v lipidoch, ako je α-tokoferol, askorbát a karotenoidy, hrajú pri odstraňovaní voľných kyslíkových radikálov dôležitú úlohu.

Prirodzeným krmivom prežúvavcov je pastva (spásaná tráva s prímesou rozličných bylín) s nízkym obsahom tuku (približne 2%), pričom najrozšírenejšou mastnou kyselinou v trávnych porastoch je kyselina α-linolénová, ktorá z celkového množstva mastných kyselín predstavuje asi 65%. Konzervácia krmiva však vedie k strate niektorých lipidových frakcií a vplyvom technologických postupov, napr. vädnutie (sušenie) môže viesť k výraznej strate mastných kyselín. 

Olejnaté semená majú tendenciu byť dominantné v obsahu jednej konkrétnej MK a tou je v olejnatých semenách, používaných na výrobu potravín a krmív kyselina linolová. Kŕmne prísady, ako je kyselina palmitová C16:0, majú v kŕmnych zmesiach vplyv na celkovo väčší podiel nasýtených MK. 

V kŕmnych dávkach pre prežúvavce sa niekedy používa aj rybí olej (ako zdroj tzv. omega-3 MK). Zloženie mastných kyselín rybieho oleja závisí od druhu rýb, lokality a ročného obdobia výlovu. Tučné ryby, ako je sleď, makrela, menhaden a losos, majú vysoké koncentrácie polynenasýtených MK (PUFA) s dlhým reťazcom, EPA a DHA. Morské riasy a fytoplanktón syntetizujú PUFA série n-3 s dlhým reťazcom, ktoré sa následne stávajú súčasťou rybieho oleja.

Metabolizmus mastných kyselín prebieha v bachore pred absorpciou v tenkom čreve, takže lipidový profil krmiva, ktoré sa dostáva do tenkého čreva, sa len málo podobá profilu pôvodného krmiva. Tuky, vo všeobecnosti bohaté na nenasýtené MK, sú modifikované bachorovými mikroorganizmami, čo vedie k produkcii nasýtených MK, čo je prvý krok v transformácii lipidov v krmive na tie, ktoré sa nakoniec strávia v čreve. To vysvetľuje nízku koncentráciu polynenasýtených MK a vysoké koncentrácie nasýtených MK v tkanivách prežúvavcov. Je to rýchly proces, ktorý vykonávajú mikrobiálne enzýmy a zahŕňa hydrolýzu tukov z krmiva. Produktmi hydrolýzy sú voľné mastné kyseliny (Free Fatty Acids, FFA), plus glukóza a galaktóza. Posledne menované sa využívajú na tvorbu prchavých (krátkoreťazcových) mastných kyselín (Volatile Fatty Acids, VFA), zatiaľ čo FFA sa adsorbujú na častice krmiva alebo mikrobiálne bunky a postupujú do ďalšej časti tráviaceho traktu. Zistilo sa, že niektoré faktory znižujú rýchlosť lipolýzy, vrátane antibiotík a nízkeho pH v bachore. Rýchlosť lipolýzy je teda znížená pri diétach s vysokým obsahom škrobu. Lipolýza je tiež nevyhnutným predpokladom pre ďalší krok, biohydrogenáciu, a preto jej obmedzenie môže znížiť rozsah biohydrogenácie.

Biohydrogenácia je pravdepodobne hlavným vysvetlením nasýtenej povahy tukov z produktov prežúvavcov. V porovnaní s lipolýzou prebieha pomalšie a zahŕňa bakteriálne enzýmy, ktoré premieňajú väčšinu nenasýtených MK na nasýtené MK. Predpokladá sa, že niektoré polynenasýtené MK majú na bachorovú mikroflóru toxické účinky a biohydrogenácia v tomto prípade predstavuje určitú ochranu. K úplnej hydrogenácii však nemusí dochádzať vždy a vzniká množstvo mononenasýtených MK a konjugovaných zlúčenín C18:1. 

Medzi nimi sú trans C18:1 a konjugovaná kyselina linolová (CLA), ktoré sa v energetických prípravkoch pre prežúvavce často vyskytujú. Rozsah, v akom sú mastné kyseliny hydrogenované, sa medzi jednotlivými zlúčeninami líši, pričom niektoré polynenasýtené MK s dlhým reťazcom sú voči biohydrogenácii odolnejšie ako iné. „Vyzretosť“ objemových krmív, obsah dusíka a veľkosť častíc krmiva menia rýchlosť biohydrogenácie aj lipolýzy. Hoci bachorová mikroflóra je zodpovedná za biohydrogenáciu nenasýtených MK, je tiež schopná syntetizovať mastné kyseliny, najmä z VFA. Mastné kyseliny s rozvetveným reťazcom sú indikátorom mikrobiálne syntetizovaných mastných kyselín.

Bachor je významnou bariérou pre prechod nenasýtených MK do tenkého čreva. Napriek tomu je procesy v bachore, týkajúce sa metabolizmu lipidov do určitej miery možné ovplyvňovať. Skrmovanie krmív s vysokým obsahom obilnín (koncentrátov) zvyčajne vedie k zvýšeniu hladiny nenasýtených MK opúšťajúcich bachor, čoho sprievodným javom je zníženie obsahu nasýtených MK. V kontraste s tým, skrmovanie vyššieho podielu objemových krmív často vedie k zvýšeniu nasýtených MK, ako aj k zníženiu koncentrácie nenasýtených MK dostupných na absorpciu v tenkom čreve. 

Rybí olej je prirodzene bohatý na prospešné polynenasýtené MK s dlhým reťazcom série n-3 (Omega-3) a v produktoch pre prežúvavce sa používajú na zvýšenie ich obsahu. Existujú určité dôkazy, že za istých podmienok polynenasýtené MK s dlhým reťazcom (C20-22) biohydrogenácii unikajú. Niekoľko štúdií sa taktiež zameralo na manipuláciu biohydrogenácie nenasýtených MK použitím olejnatých semien. Ďalším prostriedkom manipulácie s biohydrogenáciou je jej úplné obídenie „by-pass“ ochranou lipidového doplnku, napríklad jeho enkapsuláciou.

Vysoká koncentrácia lipidov v bachore môže spôsobiť poruchy fermentácie sacharidov. Stupeň narušenia závisí od množstva tuku v bachore, typu tuku, povahy základnej kŕmnej dávky a množstva rozpustného vápnika v bachore. Škodlivé účinky sa zvyčajne vyskytujú pri hladinách tuku nad 50 g tuku/kg sušiny(nad 5%), pričom najnegatívnejší účinok majú polynenasýtené MK. Polynenasýtené mastné kyseliny majú inhibičný účinok na bakteriálny, ako aj protozoálny rast. Jedna z teórií pojednáva o vplyve adsorpcie mastných kyselín na časticiach krmiva (vytvorenie mastného povlaku). Mastné kyseliny by podľa nej na častici vytvorili vrstvu, čím by sa znížil kontakt medzi bakteriálnymi celulázami a ich substrátom. Ďalšie teórie pojednávajú o cytotoxickom účinku mastných kyselín na funkciu bakteriálnych membrán (priamy antimikrobiálny efekt).

Autor: Helen Warren 
Pôvodný text: https://www.feedstrategy.com/dairy-cattle-nutrition/analysis-of-fats-in-the-ruminant-diet/