LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS VETERINARIJOS AKADEMIJA
Veterinarijos fakultetas
IGNAS ŠILINSKAS
KARVIŲ DIDŢIOJO PRIESKRANDŢIO
FERMENTACINIŲ PROCESŲ ĮTAKA PIENO
PRODUKCIJAI
Veterinarinės medicinos vientisųjų studijų
MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS
Darbo vadovė: prof. dr. I. Monkevičienė
2 DARBAS ATLIKTAS ANATOMIJOS IR FIZIOLOGIJOS KATEDROJE
PATVIRTINIMAS APIE ATLIKTO DARBO SAVARANKIŠKUMĄ
Patvirtinu, kad įteikiamas magistro baigiamasis darbas „KARVIŲ DIDŢIOJO PRIESKRANDŢIO FERMENTACINIŲ PROCESŲ ĮTAKA PIENO PRODUKCIJAI“ yra: 1. Atliktas mano pačio (ios);
2. Nebuvo naudotas kitame universitete Lietuvoje ir uţsienyje;
3. Nenaudojau šaltinių, kurie nėra nurodyti darbe, ir pateikiu visą panaudotos literatūros sąrašą.
(data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)
PATVIRTINIMAS APIE ATSAKOMYBĘ UŢ
LIETUVIŲ KALBOS TAISYKLINGUMĄ ATLIKTAME DARBE Patvirtinu lietuvių kalbos taisyklingumą atliktame darbe.
(data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)
MAGISTRO BAIGIAMOJO DARBO VADOVO IŠVADOS DĖL DARBO GYNIMO
(data) (katedros/klinikos vedėjo/jos vardas, pavardė) (parašas)
MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS APROBUOTAS KATEDROJE
(data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)
Magistro baigiamasis darbas yra įdėtas į ETD IS
(gynimo komisijos sekretorės (-riaus) parašas)
Magistro baigiamojo darbo recenzentas
(vardas, pavardė) (parašas)
Magistro baigiamųjų darbų gynimo komisijos įvertinimas:
3
Turinys
Santrauka ... 4
Summary ... 5
Tekste vartotų sutrumpinimų paaiškinimas ... 6
Įvadas ... 7
1. Literatūros apţvalga ... 9
1.1 Didţiojo prieskrandţio pH įtakojantys veiksniai ... 9
1.2 Didţiojo prieskrandţio pirmuonys ... 13
1.3 Pieno produkciją įtakojantys veiksniai ... 15
2. Medţiagos ir metodai ... 18
2.1 Bandymo planavimas, vieta, laikas, sąlygos ... 18
2.2 Tiriamos karvių grupės sudarymo principai ... 18
2.3 Tiriamų karvių šėrimas ... 19
2.4 Karvių klinikinių tyrimų metodika ... 19
2.5 Didţiojo prieskrandţio turinio ėmimo ir tyrimo metodika ... 19
2.6 Karvių pieno produkcijos tyrimo metodika ... 20
2.7 Gautų rezultatų statistinis apdorojimas ... 20
3 Tyrimo rezultatai ... 22
3.1 Tiriamų karvių klinikinio tyrimo rezultatai ... 22
3.2 Karvių didţiojo prieskrandţio fermentacinių procesų lygio įvertinimas tvartiniu ir ganykliniu periodu rezultatai ... 22
3.3 Karvių didţiojo prieskrandţio fermentacinių procesų tarpusavio sąveikos rezultatai ... 25
3.4 Karvių pieno produkcijos rezultatai tvartiniu ir ganykliniu periodu ... 28
3.5 Karvių didţiojo prieskrandţio fermentacinio aktyvumo įtakos pieno produkcijai tyrimo rezultatai ... 30
3.6 Didţiojo prieskrandţio fermentacijos rodiklių ir pieno produkcijos rodiklių koreliacijos koeficientų pokyčiai tarp tvartinio ir ganyklinio laikotarpio ... 32
4 Rezultatų aptarimas ... 36
Išvados ... 38
Padėka ... 39
Literatūros sąrašas ... 40
4
Santrauka
Magistrinis baigiamasis darbas parengtas 2011–2014 metais, Lietuvos Sveikatos Mokslų Universitete, Veterinarijos Akademijoje, Anatomijos ir fiziologijos katedroje. Darbą sudaro 50 puslapis, 13 lentelių ir 6 paveikslai. Rengiant darbą panaudota 105 šaltiniai
Raktaţodţiai: didysis prieskrandis, fermentacijos procesai, koreliacija, pieno produkcija, tvartinis laikotarpis, ganyklinis laikotarpis.
Šiuo tyrimu buvo siekiama nustatyti koreliaciją tarp karvių didţiojo prieskrandţio turinio fermentacinių procesų aktyvumo rodiklių ir pieno produkcijos rodiklių. Taip pat - nustatyti karvių didţiojo prieskrandţio fermentacinių procesų rodiklių tarpusavio koreliaciją. Bandomosios LJ karvės (n=5) buvo tirtos ganykliniu ir tvartiniu laikotarpiais. Buvo ištirti šie didţiojo prieskrandţio fermentacijos rodikliai: pH, redukcinis bakterijų aktyvumas, gliukozės rūgimo reakcija, pirmuonių skaičius, lakiųjų riebalų rūgščių kiekis. Taip pat - pieno rodikliai: pieno kiekis, pieno riebalai, pieno baltymai, pieno laktozė, šlapalas. Koreliacijos koeficientai (rS) buvo apskaičiuoti pagal
Spearman‘ą. Gauti rezultatai yra statistiškai nepatikimi, išskyrus, koreliaciją tarp didţiojo prieskrandţio pirmuonių ir pieno riebalų (rS = 0.9, p = 0,037) bei pirmuonių skaičiaus ir pieno
baltymų (rS = 0.9, p = 0,037) tvartiniu laikotarpiu. Pastovią koreliaciją tvartiniu ir ganykliniu
laikotarpiais išlaikė pirmuonių skaičius ir pieno kiekis (rS = –0,8 (p>0,05). Koreliacija, tarp
redukcinio bakterijų aktyvumo ir pirmuonių skaičiaus, bei koreliacija, tarp lakiųjų riebalų rūgščių (LRR) ir pirmuonių skaičiaus, tiek tvartiniu ( atitinkamai rS = 0,872, p>0,05; rS = 0,1, p>0,05), tiek
ganykliniu laikotarpiais (atitinkamai rS = 0,289, p>0,05; rS = 0,707; p>0,05), išliko teigiama.
Neigiama koreliacija tvartiniu (rS = –0,205, p>0,05) ir ganykliniu (rS = –0,408, p>0,05)
5
THE INFLUENCE OF RUMEN FERMENTATION PROCESS ON COWS‘ MILK
PRODUCTION
Summary
Master‘s thesis was written in the year 2011–2014 at the Lithuanian University of Health Sciences, Veterinary Academy, Department of Anatomy and Physiology. The work consists of 50 pages, contains 13 tables, 6 pictures and references 105.
Keyword: rumen, fermentation process, correlation, milk production, indoor period, outdoor period.
This study was designed to determine a correlation between rumen fermentation process activity rates and milk production, also to establish a correlation between the rumen fermentation indicators. The study group was consisted of five LJ cows, which were tested during indoor and outdoor periods. In this study we have measured ruminal pH, bacterial activity reduction, glucose fermentation reaction, number of protozoa and volatile fatty acids also milk indicators such as milk fat, milk proteins, milk lactose, and milk urea. Correlation coefficients (rS) were calculated
according to Spearman. The results are not statistically significant, except correlation results during the stable period between rumen protozoa count and milk fat (rS = 0.9, p = 0.037) also
between number of protozoa and milk proteins (rS = 0.9, p = 0.037). A correlation constant
between number of protozoa and quantity of milk (rs = -0.8, p < 0.05) was stable during both periods. During indoor and outdoor periods correlation between reduction activity of bacteria and number of protozoa, volatile fatty acids (VFA) and number of protozoa, (respectively, rS = 0.87,
p<0.05, rS = 0 1, p> 0.05 and rS = 0.289, p> 0.05, rS = 0.707, p> 0.05) remained positive. During
both periods negative correlation remained between reduction activity of bacteria and VFA (respectively rS = -0.205, p> 0.05, rS = -0.408, p <0.05).
6
Tekste vartotų sutrumpinimų paaiškinimas
AR – acidozei atsparių elnių grupė; AS – acidozei jautrių elnių grupė; LJ – Lietuvos Juodmargės; LRR – lakiosios riebalų rūgštys; M.elsdenii – Megasphaera elsdenii;
NDF - neutraliais tirpalais išplauta ląsteliena; OM-organinė medţiaga;
pH - vandenilio jonų (H+) koncentracijos tirpale matas, parodantis tirpalo rūgštingumą ar šarmingumą;
PNRR – polinesočiosios riebalų rūgštys; PGR – polimerazinė grandininė reakcija; Rumen – didysis prieskrandis;
SARA – (angl. subacute ruminal acidosis) poūmė didţiojo prieskrandţio acidozė; S. bovis – Streptococcus bovis.
7
Įvadas
Ţinduolių gentis Bovini (pošeimis Bovinae, šeima Bovidae) sudaro visas svarbiausias pasaulyje didţiąsias prijaukintas rūšis. Dėl ypatingai specializuotos virškinimo sistemos atrajotojai gali efektyviai panaudoti celiuliozę pieno, mėsos bei vilnos gamybai.
Atrajotojų organizmas yra sudėtinga simbiontinė sistema tarp paties gyvulio ir didţiojo prieskrandţio mikroorganizmų. Egzistuoja daugybė faktorių, reguliuojančių prieskrandţių mikroorganizmų veiklą. Gyvulys aprūpina didţiojo prieskrandţio mikrobinę ekosistemą substratu, kontroliuoja temperatūrą, pH, pašalina susidariusius tirpius produktus, veikiančius kaip inhibitorius, nesuvirškintas maisto liekanas (Mizrahi, 2013).
Virškinimo sistema (virškinamasis kanalas) yra raumeningas vamzdis, išklotas gleivine, kuris prasideda burna ir baigiasi analine anga. Galvijų skrandis sudarytas iš keturių skyrių: didţiojo prieskrandţio (rumen), tinklainio (reticulum), knygenų (omasum) ir šliuţo (abomasum). Pagal uţimamą tūrį sudėtinio daugiakamerinio skrandţio dalys pasiskirsto taip: rumen 80%,
reticulum 5%, omasum 8%, abomasum 7%. Šliuţo dydis gali siekti iki 17 l, o didţiojo
prieskrandţio nuo 110 iki 235 l, priklausomai nuo galvijo dydţio ir rūšies ( Frandson et al., 2009). Didysis prieskrandis – labiausiai studijuojama virškinamojo trakto ekosistema, kurioje gyvuoja milţiniškas kiekis bakterijų ( iki 1011
vnt/ml gyvybingų bakterijų, apimančių 200 rūšių), blakstienuotojų pirmuonių (104
– 106 ml, priklausančių 25 gentims), didţiojo prieskrandţio mikrosporinių grybų (zoosporų populiacijos tankumas 103 – 105 ml, priklausantis penkioms gentims) ir bakteriofagų (107
– 109 ml) (Kamra, 2005).
Lietuvoje vyrauja smulkūs galvijų ūkiai, todėl sunku specializuotai tvarkyti ţolių ūkį ir taikyti paţangias ţolinių pašarų gamybos ir šėrimo technologijas (Jatkauskas ir Vrotniakienė, 2002b). Daugelyje ūkių vasaros metu karvės yra išgenamos į ganyklas, kur jos maitinasi ganyklinių pievų ţolėmis. Tvartiniu periodu karvės šeriamos vasaros metu pasiruoštais pašarais. Faktiškai visus metus gyvuliai maitinasi tų pačių ganyklų ţolėmis. Zableckienė ir Butkutė (2006) nustatė, kad Lietuvoje augančių ganyklinių ţolių pašarinė vertė gera – kokybės rodikliai beveik atitinka optimalius gyvulių mitybos reikalavimus, o pagal cheminę sudėtį skiriasi tiktai azotinėmis trąšomis tręšiamos ganyklinės pievos.
Pienininkystė yra viena iš prioritetinių ūkio šakų Lietuvoje. Vien tik per 2012 metus Lietuvoje buvo primelţta 1778,1 tūkst. tonų pieno, o vidutiniškai iš karvės buvo melţiama virš 5 tūkst. kg. pieno, tai yra 4% daugiau nei 2011 metais (www.stat.gov.lt). Didėjantis pieno primilţis iš karvės rodo, kad ir toliau bus vystoma ši ūkio šaka stengiantis gerinti gyvulių genetiką ir jų
8 laikymo sąlygas. Siekiant kuo daugiau primelţti iš karvės, būtina uţtikrinti optimalias sąlygas didţiajame prieskrandyje. Tam reikia šerti gyvulį subalansuotu, visus jo fiziologinius poreikius tenkinančiu pašaru (Monkevičienė, 1996).
Šiame darbe buvo analizuojama, kaip nuo didţiajame prieskrandyje vykstančių fermentacinių procesų aktyvumo priklauso pieno produkcijos kiekybiniai ir kokybiniai rodikliai.
Darbo tikslai:
1. Nustatyti koreliaciją tarp karvių didţiojo prieskrandţio turinio fermentacinių procesų aktyvumo rodiklių (pH, redukcinio bakterijų aktyvumo, gliukozės rūgimo reakcijos, pirmuonių skaičiaus, lakiųjų riebiųjų rūgščių kiekio) ir pieno produkcijos rodiklių (pieno kiekio, pieno riebalų, pieno baltymų, pieno laktozės, pieno urėjos).
2. Nustatyti karvių didţiojo prieskrandţio fermentacinių procesų rodiklių (pH, redukcinio bakterijų aktyvumo, gliukozės rūgimo reakcijos, pirmuonių skaičiaus, lakiųjų riebiųjų rūgščių kiekio) tarpusavio koreliaciją .
Darbo uţdaviniai:
1. Ištirti karvių didţiojo prieskrandţio fermentacijos procesų aktyvumą tvartiniu ir ganykliniu periodais;
2. Įvertinti koreliaciją tarp didţiajame prieskrandyje vykstančių fermentacijos procesų; 3. Ištirti karvių pieno produkcijos kiekį ir kokybę tvartiniu ir ganykliniu laikotarpiais; 4. Įvertinti koreliaciją tarp didţiajame prieskrandyje vykstančių fermentacijos procesų ir pieno produkcijos.
9
1. Literatūros apžvalga
1.1 Didţiojo prieskrandţio pH įtakojantys veiksniai
Aukšto produktyvumo galvijai daţniausiai šeriami dideliais koncentratų kiekiais, kad atitiktų aukštus energijos poreikius, reikalingus greitam augimui ir didelei pieno produkcijai patenkinti. Tačiau tokia gyvulių auginimo strategija gali smarkiai pabloginti didţiojo prieskrandţio terpėje vykstančius biologinius, cheminius, fizikinius procesus ar sukelti acidozę (Klevenhusen et al., 2013). Didţiojo prieskrandţio acidozė gali įtakoti elektrofiziologines savybes, keičiant jonų perdavimo tinklą ir pralaidumą didţiojo prieskrandţio epitelyje bei padidinant toksiškų junginių, susidarančių prieskrandyje, patekimą į bendrą kraujotaką (Klevenhusen et al., 2013). Susidarančios prieskrandyje lakiosios riebiosios rūgštys (LRR) ir pieno rūgštis gali kauptis ir sumaţinti prieskrandţio pH, jei didţiojo prieskrandţio buferinė sistema negali veiksmingai susidoroti su jų kaupimusi (Plaizier et al., 2008). Ţemas prieskrandţio pH, ilgai pasikartojantis kiekvieną dieną, gali sukelti poūmę didţiojo prieskrandţio acidozę (Dijkstra et al., 2012). Poūmė didţiojo prieskrandţio acidozė - SARA (angl. subacute ruminal acidosis) – yra apibūdinama kaip laikotarpis, kai yra sumaţėjusi didţiojo. prieskrandţio terpės pH nuo 5,5 iki 5,0. Jei pH nukrenta ţemiau 5,0, tai jau yra ūmi acidozė. SARA gali būti susijusi su sumaţėjusiu ėdamumu, skaidulinės medţiagos virškinamumu, pieno riebalų sumaţėjimu, viduriavimu, abscesų kepenyse atsiradimu, padidėjusių bakterijų skaičiumi bei jų endotoksinų išskyrimu bei uţdegiminių procesų atsiradimui būdingų ūminės fazės baltymų padidėjimu (Stone, 2004; Krause ir Oetzel, 2006; Enemark, 2008; Plaizier et al., 2008). Poūmė prieskrandţio acidozė, kuri įtakoja temperatūros didėjimą prieskrandyje (AlZahal et al., 2008), paveikia nuo 10% iki 40% pieninių galvijų bandoje, todėl prarandama didelė dalis pelno.Tai taip pat kelia didelį susirūpinimą gyvūnų gerove (Kleen et al., 2009; Tajik et al., 2009). Optimali melţiamų karvių didţiojo prieskrandţio turinio pH yra 6,3 – 6,8. Ląstelieną skaidančios bakterijos aktyviausiai veikia, kai didţiojo prieskrandţio turinio pH būna nuo 6 iki 6,8, o krakmolą skaidančių bakterijų veiklai palankiausias terpės pH yra nuo 5,5 iki 6 (Sederevičius ir kt., 2001).
Šėrimo racionai, kurių sudėtyje yra gausu lengvai virškinamų pašarų, yra greitai suskaidomi į organines rūgštis (lakiąsias riebalų rūgštis ir pieno rūgštį) didţiajame prieskrandyje. Dėl to yra išlaisvinami jonai, kurie gali tapti rimtu iššūkiu didţiojo prieskrandţio ekosistemai. Nors padidėjusi organinių rūgščių gamyba yra pageidautinas poveikis, tačiau padidėjęs jonų kaupimasis prieskrandyje – ne (Aschenbach et al., 2011). Nustatyta, kad šeriant krakmolu ir padidėjus laiko
10 periodui, kai didţiajame prieskrandyje pH būna ţemesnis nei 6, susidaro palankios sąlygos vystytis amylolytinėms bakterijoms, o tuo tarpu celiuliozę skaidančių bakterijų augimas maţėja (Krajcarski-Hunt et al., 2002). Tačiau atliktas darbas pagal molekulinius metodus parodė, kad net karvės su labai maţu pH gali išlaikyti normalų celiuliolitinių bakterijų populiacijos lygį (Palmonari et al., 2010). PH pasiekus 5,8 pastebimas laktatą skaidančių bakterijų suaktyvėjimas. Dėl to suaktyvėja ir fermentaciniai procesai, padidėja propiono ir sviesto rūgščių kiekis didţiojo prieskrandţio turinyje (Bannink et al., 2008). Atsiradus mikrobinės sudėties ir veiklos pakitimams, atsiranda pavojus, jog gali būti paţeistas didţiojo prieskrandţio epitelis, o pH laikantis ţemiau 5,6 ir ilgiau nei 1 val., gali reikštis aktyvi uţdegiminė reakcija (Gozho et al., 2005). PH pasiekus 5, ţūsta didţiojo prieskrandţio infuzorijos. Dar labiau pagreitėjus fermentaciniams procesams, išsiskiria dideli kiekiai pieno rūgšties, kurios sintezė daugiausia priklauso nuo Streptococcus bovis pagausėjimo (Stone, 2004; Lettat et al., 2010). Streptococcus bovis (S. bovis) yra normalus atrajotojų virškinamojo trakto gyventojas. Jam būdinga greita medţiagų apykaita ir spartus dauginimasis. Angliavandenių pertekliaus sąlygomis S. bovis dominuoja kitų didţiojo prieskrandţio mikroorganizmų atţvilgiu ir gali smarkiai sumaţinti prieskrandţio pH (Fernando et al., 2010). Esant ţemam pH, rumen epitelis paţeidţiamas dar labiau, sutrinka transportavimo ir apsauginė funkcijos (Aschenbach ir Gäbel, 2000).
Ūkiuose yra plačiai naudojamos programos, kurios turėtų padėti lengviau gyvuliams prisitaikyti prie koncentruoto šėrimo tipo ir sumaţinti acidozės riziką. Programos yra paremtos didţiojo prieskrandţio įprastos mikrobinės kultūros pakeitimu į stabilią ir atsparią terpės poveikiui mikrobiologinę populiaciją. Tyrimai buvo atlikti norint nustatyti, kaip kinta didţiojo prieskrandţio mikrobinė įvairovė prisitaikymo laikotarpiu, pereinant nuo daug ląstelienos turinčio iki koncentratais praturtinto šėrimo tipo. Naudojant realaus laiko polimerazės grandininę reakciją (PGR), buvo nustatytas reikšmingas Megasphaera elsdenii, Streptococcus bovis, Selenomonas
ruminantium ir Prevotella bryantii populiacijų padidėjimas prisitaikymo prie koncentruotųjų
pašarų laikotarpiu. Tačiau gyvuliams visiškai prisitaikius prie pasikeitusio raciono buvo uţfiksuotas didelis Butyrivibrio fibrisolvens ir Fibrobacter succinogenes populiacijų sumaţėjimas (Fernando et al., 2010).
Greitai didinant karvių racione energijos kiekį, t. y. duodant galvijui didesnį kiekį krakmolu praturtinto pašaro (pvz., kukurūzų, mieţių, kviečių), pasireiškia tipiški karvių fiziologiniai pokyčiai: maţesnis prieskrandţio pH, maţesnis acetato propionato santykis, išaugusi bakterijų populiacija, maţesnė pieno riebalų ir didesnė pieno baltymų koncentracija (Benchaar et al., 2012). Riebalų kiekio piene pokyčiai yra susiję su pH pokyčiu, tačiau ryšys tarp jų nėra tiesioginis (Colman et al., 2012). A. Palmonari ir kt. (2010) atliktos studijos rezultatai parodė, kad nors ir
11 didţiojo prieskrandţio turinio pH koncentracija skiriasi, tačiau bakterijų sudėtis gali būti panaši, o pieno riebalų kiekis gali sumaţėti ir esant vidutinei didţiojo prieskrandţio turinio pH. Gauti rezultatai patvirtina, kad riebalų sumaţėjimas piene priklauso nuo bakterinių populiacijų padidėjimo didţiojo prieskrandţio turinyje ir yra ypač susijęs su santykiniu Megasphaera elsdenii gausumu. Nagrinėjant toliau M. elsdenii poveikį gyvulio sveikatai ir fermentaciniams procesams didţiajame prieskrandyje, buvo atlikti tyrimai su Megasphaera elsdenii NCIMB 41125, kaip probiotiniu papildu, ir autoklavuota M. elsdenii kultūra (placebu). Pieno primilţio, baltymų ir laktozės kiekiai buvo panašūs, tačiau pieno riebalų koncentracija karvių grupėje, gavusioje placebą, buvo didesnė. Bendras lakiųjų riebiųjų rūgščių koncentracijos kiekis buvo panašus, tačiau acto ir propiono rūgščių santykis buvo maţesnis karvių, gavusių M. elsdenii (Aikman et al., 2011). Calsamiglia ir kt. (2008), analizuodami duomenis apie gyvulių šėrimo raciono tipo ir pH sąveiką, nustatė, kad pašaro ląstelienos ir organinės medţiagos virškinamumo pokyčiai bei acto rūgšties molinis santykis buvo daugiausiai susiję su pH. Bendro LRR kiekio ir propiono rūgšties pokytis buvo susijęs su bendru pH ir raciono tipo poveikiu. Didţiajame prieskrandyje susidarančio azoto kiekis buvo priklausomas nuo raciono tipo. Ypač lakiųjų riebalų rūgščių kiekį didţiojo prieskrandţio turinyje didina raciono papildymas perdirbtų grūdų kultūromis (Tóthi et al., 2007).
Lakiosios riebalų rūgštys (aceto, propiono, sviesto rūgštys, izo-rūgštis, valerijono ir kaprono rūgštys) yra palyginti silpnos rūgštys (Kohn ir Dunlap, 1998), kurias fermentacijos metu didţiajame prieskrandyje sintetina mikroorganizmai. Karvėms po ėdimo LRR koncentracija didţiojame prieskrandyje padidėja, o pH sumaţėja (Dijkstra et al., 2012). LRR koncentracija ir pH yra susiję neigiamai, tačiau ryšys tarp šių dviejų rodiklių yra silpnas (Allen, 1997). Ryšio silpnumą nulemia natūrali buferinė sistema, kurią įtakoja racionas, pašarą sudarančių dalelių ilgumas, ląstelienos kiekis, ėdimo daţnumas, atrajojimo laikas. Šie faktoriai skatina seilių sekreciją, kuri šarmina didţiojo prieskrandţio terpę ir didina pH (Yang and Beauchemin, 2006). Taip pat LRR yra nuolat rezorbuojamos per rumen sienelę ir skystosios fazės keliu (Aschenbach et al., 2009).
Atlikti tyrimai parodė, kad padidinus mieţių kiekį duodamame pašare iki 60%, padidėjo didţiojo prieskrandţio epitelio pralaidumas molekulėms. Tą galėjo lemti sumaţėjęs rumen turinio pH ir padidėjusi LRR koncentracija. Tiriant kraujo biocheminius pokyčius, buvo nustatyta kelis kartus padidėjusi lipopolisacharidų koncentracija, taip pat išaugusi ir β – hidroksibutiratų koncentracija kraujo serume (Klevenhusen et al., 2013). Taigi sumaţėjęs didţiojo prieskrandţio turinio pH ne tik pakeičia epitelinių ląstelių pralaidumą, bet ir sudaro galimybes vystytis ketozei.
Poūmė didţiojo prieskrandţio acidozė yra ne tik visus metus tvartuose laikomų ir koncentruotu pašaru šeriamų galvijų problema, bet ir gali pasireikšti ganyklose besiganantiems
12 galvijams. Gerai virškinama daugiametė svidrė yra didelės koncentracijos sparčiai fermentuojamų angliavandenių ir maţu kiekiu pluoštinio audinio praturtinta ţolė, kuri gali sukelti SARA. Tyrimas buvo atliktas norint išsiaiškinti Airijos pieno galvijų, kurie daţniausiai ganosi svidrių ţole praturtintose ganyklose, didţiojo prieskrandţio sveikatos būklę. 11% karvių buvo paveiktos SARA (pH ⩽ 5.5), 42 % pH buvo nedidelis (5,6 - 5,8), o 47% buvo normalus (pH>5,8). Tyrimas parodė, kad maţas didţiojo prieskrandţio pH yra daţnas tarp besiganančių Airijos pieninių galvijų ir kelia susirūpinimą dėl veiksmingo ganyklų panaudojimo bei galimų pasekmių gyvūnų sveikatai (O’Grady et al., 2008). Tokią problemą galima bandyti spręsti papildomai duodant šieno kaip pluoštinės medţiagos šaltinio, tačiau atlikti tyrimai su Šveicarų ţalosiomis karvėmis parodė priešingą poveikį. Laisvai ganyklose besiganančioms karvėms buvo duodamas neribojamas šieno kiekis. Gauti rezultatai parodė, kad karvių, gavusių papildomai šieno, didţiojo prieskrandţio turinio pH buvo daug maţesnis (-0,23) nei karvių, kurių racionas nebuvo papildytas šienu. Taip pat ganymo sistema neturėjo reikšmingos įtakos kūno svoriui, primelţto pieno kiekiui, jo sudėčiai (išskyrus pieno urėja) ar OM suvartojimui (Graf et al., 2005).
Norint įvertinti pašaro virškinamumą didţiajame prieskrandyje, pH ir laisvųjų riebalų rūgščių absorbciją bei jų poveikį didţiojo prieskrandţio sienelės morfologijai, buvo tiriamos devynios Holšteinų, Holšteinų – Zebų ir Jersey veislių karvės, kurios buvo šeriamos skirtingų racionų pašaru. Bandomosios karvės buvo suskirstytos į tris grupes (3x3) pagal didţiojo prieskrandţio terpės turinio pH (aukštas, vidutinis ir ţemas). Jersay veislės karvėms, kurios bandymo metu ganėsi, sumaţėjo prieskrandţio sienelės įsisavinimo plotas ir pamatinių ląstelių mitotinis indeksas bei padidėjo epitelio ir keratino sluoksnio storis palyginus su karvėmis, kurios gavo koncentratų. Karvių grupėje, kurios didţiojo prieskrandţio turinio pH buvo aukščiausias, buvo uţfiksuotas didesnis vandens srautas į virškinimo sistemą, buvo labiau išplėtota prieskrandţio gleivinė bei buvo efektyvesnė LRR absorbcija (Melo et al., 2013). Didţiojo prieskrandţio pH sumaţėjimą gali įtakoti ne tik šeriamo raciono tipas, bet ir individualios gyvulio savybės. Tą patvirtina ir Schlau (2012) atliktas eksperimentas su elniais, kurio tikslas buvo nustatyti genų įtaką medţiagų apykaitai dalyvaujant lakiųjų riebalų rūgščių. Bandymams buvo atrinktos acidozei atsparumą (AR) turinčios ir acidozei jautrių (AS) elnių grupės. Abi grupės buvo šeriamos 60% koncentratų turinčiu pašaru. Praėjus 6 val. po šėrimo, buvo nustatyta, kad AR grupėje didţiojo prieskrandţio turinio pH buvo didesnis nei AS (6,02 prieš 5,55), taip pat AR grupėje 26% maţesnė bendra LLR koncentracija. Buvo uţfiksuotas skirtumas tarp 3 izoformos natrio vandenilio pernešėjų, kurie perneša natrio jonus į epitelio ląsteles, o iš ląstelių į didįjį prieskrandį eksportuoja vandenilio jonus. AR grupėje uţfiksuota 176% daugiau nei AS elnių grupėje. Aukštas prieskrandţio pH acidozei atsparumą turinčių elnių grupėje gali būti iš dalies dėl
13 to, kad greičiau vyksta LRR absorbcija , lėčiau vyksta LRR gamyba ar abu pasireiškia vienu metu.
Staigus šėrimo raciono pasikeitimas, nepaliekant laiko organizmo adaptacijai, pakeičia ne tik didţiajame prieskrandyje egzistuojančią ekosistemą, bet ir didţiojo prieskrandţio sienelės morfologiją. Karvėms dirbtinai sukėlus acidozę, buvo stebima, kaip ţemas didţiojo prieskrandţio pH įtakoja gaurelių epitelio struktūrą. Elektronine mikroskopija buvo nustatyta didţiojo prieskrandţio spenelių raginio sluoksnio ekstensyvus lupimasis, taip pat didelių tarpų tarp ląstelių atsiradimas, kurie parodo, kad paţeistas ląstelių tarpusavio sukibimas (Steele et al., 2009).
Jau daugelį metų bikarbonatas yra laikomas labiausiai paplitusiu ir svarbiausiu didţiojo prieskrandţio buferiu, padedančiu reguliuoti pH pokyčius. Bikarbonatas daţniausia į didţiojo prieskrandţio turinį patenka su seilėmis (Dijkstra et al., 2012), kurių per dieną gali pasigaminti iki 250. Normaliomis sąlygomis bikarbonato kiekis, pasigaminęs seilių liaukose ir didţiojo prieskrandţio epitelyje, yra beveik lygus pasigaminusių rūgščių kiekiui didţiajame prieskrandyje (Aschenbach et al., 2011). Gerą buferio gamybą galima uţtikrinti duodant pakankamai maistinių skaidulų.Tačiau pernelyg didelis ilgų dalelių kiekis pašare gali skatinti jo rūšiavimą ir galiausiai padidinti SARA atsiradimo riziką (Krause ir Oetzel, 2006). Norint sumaţinti bikarbonato deficitą, patariama su pašaru papildomai duoti natrio hidrokarbonato (Hu ir Murphy, 2005; Sauvant et al., 2006). Optimalią didţiojo prieskrandţio terpę ir mikroflorą padeda palaikyti gerai sumaišytų pašarų naudojimas (Laugalis ir kt., 2004 a, b)
1.2 Didţiojo prieskrandţio pirmuonys
Nėra aišku, kaip pirmuonys patenka į didįjį prieskrandį: tiesioginiu kontaktu, t.y. iš gyvūno į gyvūną, ar dalyvaujant tarpiniams vektoriams (Bird et al., 2010). Jaunų atrajotojų šliuţo pH yra per daug rūgšti ir pirmuonys negali jos toleruoti. Gyvūnui pradėjus ėsti stambius pašarus dėl padidėjusios seilių sekrecijos pakyla didţiojo prieskrandţio pH. Tai sudaro sąlygas blakstienotųjų pirmuonių atsiradimui. Kai pH pasiekia 6,0, atsiranda Entodinium rūšies infuzorijos, pH pakilus virš 6,5, prieskrandį kolonizuoja Holotricha ir Ophryoscolex infuzorijos (Rai, 2007). Pirmuonys skirstomi į dvi grupes: Entodiniomorphid ir Holotrich (Samanta et al., 2003). Didelę įtaką infuzorijų rūšių įvairovei didţiajame prieskrandyje turi gyvūno ėdamo organinio pašaro rūšis (Franzolin et al., 2010). Optimalus pH pirmuonims išgyventi prieskrandyje yra 6,5-6,9. Infuzorijos yra jautrios terpės pH pokyčiams: didėjant pH, didėja ir pirmuonių skaičius (Samanta et al., 2011). PH ribos, kuriose galimas infuzorijų gyvavimas, yra tarp 5,5 ir 8,0 (Rai, 2007). Nuo 60 iki 90% infuzorijų didţiajame prieskrandyje yra prisikabinusios prie pašaro dalelių ar prie didţiojo
14 prieskrandţio sienelės ir tik nedidelė dalis laisvai plaukioja skystoje turinio dalyje (Hook et al., 2012).
Nustatyta, kad 30 - 40% OM suvirškinama pirmuonių. Jie prisideda prie augalų struktūrinių elementų, apsaugotų polimerų ir tirpių angliavandenių skaidymo (Samanta et al., 2011). Pirmuonys prieskrandyje sugeba panaudoti didelę dalį monosacharidų (gliukozės , fruktozės, galaktozės), tirpių oligomerų ir polisacharidų. Pagrindiniai produktai fermentuojant angliavandenius yra pieno, sviesto, acto ir propiono rūgštys. Vandenilis ir CO2 taip pat pasigamina
fermentacijos metu. Blakstienuotieji pirmuonys gali sintetinti aminorūgštis, virškinant prarytas bakterijas ar augalinę medţiagą (Samanta et al., 2011). Viena infuzorija prieskrandyje gali suvirškinti iki 102-104 bakterijų/val. (Chaudhary, 2002). Nepakeistos amino rūgštys, gautos suvirškinus bakterijas, yra tiesiogiai įterpiamos į pirmuoninius baltymus, todėl prieskrandţio pirmuonys gali paveikti baltymų srautą ţarnyne (Samanta et al, 2011). Biologinė bakterijų ir pirmuoninių baltymų vertė panaši , tačiau šių baltymų virškinamumas yra daug didesnis nei bakterinių baltymų (Williams ir Coleman, 1991).
Infuzorijų lipidinė frakcija yra sudaryta iš 70% fosfolipidų. Kitus 30% sudaro polinesočiosios riebiosios rūgštys (PNRR) (Jenkins et al., 2008; Lourenco et al., 2010). Pirmuonyse vienas iš PNRR šaltinių yra chloroplastai. Chloroplastų gausa priklauso nuo šėrimo tipo. Šeriant labiau koncentruotais pašarais, jų kiekis yra maţesnis, o gyvulius ganant ganyklose, dėl švieţioje ţolėje esančio chlorofilo jų kiekis yra didelis. Infuzorijų maţi PNRR kiekiai yra randami mėsoje ir piene. Jos gerina šių gyvulinių produktų kokybę (Huws et al., 2012). Pagal sočiųjų rūgščių profilį piene galima spręsti apie metano dujų produkciją atrajotojų didţiajame prieskrandyje (Chilliard et al., 2009). Yra didelė tikimybė, kad tokia kaip konjunguota linolinė rūgštis (omega – 6) ir vakceno rūgštis ( omega – 7) infuzorijose yra pasisavinama iš bakterijų jų virškinimo metu. (Devillard et al., 2006)
Pirmuonys didţiajame prieskrandyje turi buferinį poveikį dėl savo gebėjimo greitai įsisavinti krakmolo granules. Taip lėtinama prieskrandţio bakterijų fermentacija ir organinių rūgščių gamyba. Toks buferinis poveikis gali stabilizuoti prieskrandţio fermentaciją ir sumaţinti oksidacinį – redukcinį potencialą virškinamajame trakte (Samanta et al., 2011). Naudojant kompiuterinę programą nustatyta, kad pirmuonių buvimas įtakoja didţiojo prieskrandţio bakterinę sudėtį (Ozutsumi et al., 2005).
Pirmuonių skaičiui turi didelę įtaką koncentruotieji pašarai . Tyrimai su avimis parodė, kad racioną papildţius koncentratu iki 40% ar 50%, smarkiai išaugo infuzorijų skaičius didţiajame prieskrandyje, o piką pasiekė ties 60% (Brown et al., 2006; Belanche et al., 2011; Lima et al., 2012). Tyrimais nustatyta, kad atrajotojų, kurie šerti didesniu koncentruotų pašarų kiekiu,
15 pirmuonių koncentracija didţiojo prieskrandţio turinyje buvo didesnė, nei tų, kurie buvo šerti tik stambiu pašaru ( Chaudhary ir Singh , 2004; Hook at al., 2011). Didelę įtaką pirmuonių gausumui turi azotinių medţiagų kiekis pašare. Šeriant gyvulius nebaltymingu pašaru, infuzorijų skaičius, lyginant su baltymais praturtintu pašaru, vidutiniškai sumaţėja 19% (Belanche et al., 2012a).
Šiais laikais viena iš aktualiausių temų yra šiltnamio efektas ir jį įtakojantys veiksniai. Vienas iš tokių veiksnių yra organinis metanas, kurį su išmatomis išskiria atrajotojai. Pirmuonys yra labai susiję su metano gamyba didţiajame prieskrandyje, dėl kurios susidaro iki 37% metano dujų (Morgavi et al., 2010). Pirmuonys yra dideli vandenilio gamintojai. Vandenilis metanogeninių bakterijų yra naudojamas kaip substratas sintetinant anglies dioksidą į metaną (Samanta et al, 2011). Infuzorijas su metaną sintetinančiomis bakterijomis sieja simbiotiniai ryšiai, šių bakterijų yra tiek ant pirmuonių paviršiaus, tiek ir jų viduje (Morgavi et al, 2010). Mikroskopiniai tyrimai parodė, kad ant 200μm2
pirmuonių paviršiaus yra nuo 10 iki 20 bakterijų (Samanta et al, 2011). Metanogenezėje dalyvaujančiu mikroorganizmų skaičius gali būti maţinamas įvairiais būdais, įskaitant fizines, chemines medţiagas (pvz., 1% ar 0,5% benzalkonio chloridas (Pakštytė ir Matusevičius, 2003)), atitinkamas šėrimui pasirenkamas augalų rūšis ir t.t. Ypač didelis dėmesys skiriamas saponinams, kurie, kaip manoma, sudarydami kompleksus su steroliais ląstelės membranoje, ją nuţudo (Hess et al., 2003; Pen et al., 2006). Šeriant gyvulius saponinais praturtintais augalais, pirmuonių kiekis didţiajame prieskrandyje gali sumaţėti nuo 10 iki 50% (Goel et al., 2008 a, b). Išnykus pirmuonims, metano dujos didţiajame prieskrandyje sumaţėja 13%. Taip pat sumaţėja turinio pH (Chaudhary, 2002). Tai lemia vandenilio jonų kaupimasis (Chaudhary et al, 1995 ). Kai pirmuonių visiškai nėra, OM ir NDF virškinamumas sumaţėja atitinkamai 2% ir 5,1% (Belanche et al., 2011). Pirmuonių sumaţėjimas ar visiškas išnykimas didţiajame prieskrandyje smarkiai įtakoja fermentacinius procesus: pasikeičia su skysta ir kieta turinyje esančiomis medţiagomis susietų bakterijų frakcijos, dėl to padidėja bakterijų tankumas, greitėja krakmolo virškinimas ir propiono rūgšties gamyba, sumaţėja LRR kiekis, sutrinka metanogenezės procesai ir OM virškinimas. Visa tai sukelia neigiamą efektą (Ozutsumi et al., 2006; Belanche et al., 2012b). Ţarnyne padidėja mikrobinio azoto srautas (Eugene et al., 2004).
1.3 Pieno produkciją įtakojantys veiksniai
Pienas – daugiakomponentė nepastovios sudėties sistema, kurios dispersinėje terpėje, t. y. vandenyje, yra ištirpusi ir nevienodai pasiskirsčiusi dispersinė fazė, t. y. sausosios pieno
16 medţiagos (Gudonis, 2005; Raycheva et al., 2007). Pieno sudėtis rodo karvių mitybą ir fiziologinę būklę (Šimkienė ir kt., 2009).
Vienas iš veiksnių, lemiantis pieno produkcijos kiekį, yra didţiojo prieskrandţio pH. Optimalus pH pieno gamybai yra nuo 6,3 iki 6,8 (Sederevičius ir kt., 2001). Šeriant gyvulius koncentruotais pašarais, kuriuose yra didelis kiekis greitai virškinamų angliavandenių, didţiajame prieskrandyje nukrenta pH ir pasireiškia SARA. Poūmė didţiojo prieskrandţio acidozė netiesiogiai įtakoja sumaţėjusią pieno produkciją. Pasibaigus SARA būsenai didţiajame prieskrandyje, dar kelias dienas fiksuojamas sumaţėjęs pieno kiekis (Krause ir Oetzel, 2005).
Sumaţėjęs didţiojo prieskrandţio pH neigiamai veikia didţiojo prieskrandţio gram neigiamas bakterijas, kurios dėl parūgštėjusios terpės ţūna (Gozho et al., 2007). Prasidėjus negyvų bakterijų lizei, didţiojo prieskrandţio turinyje padidėja endotoksinų kiekis, kuris skatina uţdegiminius procesus (Emmanuel et al., 2008). Taip pat SARA įtakoja lipopolisacharidų translokaciją, dėl to atsiranda uţdegiminės fazės baltymų kraujo serume (Khafipour et al., 2009). SARA pasireiškimas, uţdegiminių procesų atsiradimas ne tik įtakoja pieno kiekį, bet ir maţina riebalų koncentraciją piene (Gozho et al., 2007; Zebeli ir Ametaj, 2009; Colman et al., 2012).
Seymour ir kt. (2005) atlikę tyrimus nustatė, kad pieno produkcijai turi įtakos sviesto rūgšties koncentracija didţiajame prieskrandyje, šiek tiek maţiau įtakoja propiono rūgštis, o visiškai neturi įtakos acto rūgštis ir bendras lakiųjų riebalų rūgščių kiekis didţiajame prieskrandyje. Taip pat pieno kiekį įtakoja laktacijos dienų skaičius ir veislė (Bendelja et al., 2011).
Pieno riebalai – įvairios cheminės struktūros, vandenyje netirpstantys organiniai junginiai. Riebalų kiekis piene, jų sudėtis yra jautrūs pašaro rūšiai bei didţiajame prieskrandyje vykstantiems fermentaciniams procesams. Ţemas didţiojo prieskrandţio pH maţina riebalų kiekį piene dėl susidariusio lipopolisacharido (Zebeli ir Ametaj, 2008; Colman et al., 2012). Pieno riebalų sudėtį lemia raciono tipas. Koncentratais praturtintas pašaras nulemia didesnę sočiųjų riebalų rūgščių dalį bendroje pieno riebalų sudėtyje, o stambusis pašaras nulemia polinesočiųjų riebalų rūgščių kiekį piene. Polinesočiosios riebalų rūgštys (daugiausia tetradekano, pentadekano, heaksadekano ir heptadekano rūgštys ir jų izomerai) yra vertingos maistinės medţiagos ţmonių mityboje, turinčios antikancirogeninį poveikį ţmonių organizmo ląstelėms, nulemiančios maţesnę riebalų lydimosi temperatūrą (Vlaeminck et al., 2006). Ypač polinesočiųjų riebalų rūgščių padidėjimą įtakoja švieţia ganyklinė ţolė (Couvreur et al., 2006; Bargo et al., 2006; Ferlay et al., 2006). Taip pat nustatyti stiprūs ryšiai tarp didţiojo prieskrandţio bakterijų kiekio, bakterijų virškinimo dvylikapirštėje ţarnoje ir polinesočiųjų riebalų rūgščių kiekio piene (Vlaeminck et al.,
17 2005a, b). Visam pieno riebalų kiekiui turi įtakos acto ir propiono rūgščių santykis didţiajame prieskrandyje (Seymour et al., 2005) ir veislė (Bendelja et al., 2011).
Baltymai yra viena iš svarbiausių pieno sudedamųjų dalių. Piene baltymai sintetinami iš pašaruose esančių virškinamųjų azoto junginių. Šios medţiagos iš virškinamojo kanalo patenka į kraują, o iš jo - į tešmens liaukinį audinį, kuriame susidaro pieno baltymai. Kraujyje esančios laisvosios amino rūgštys, polipeptidai ir kraujo baltymai yra pagrindiniai pieno baltymų pradmenys (Bakutis, 2003). Nustatyta, kad baltymų piene pagausėja, kai karvių racionas papildomas pašarais, turinčiais vertingų, lengvai virškinamų baltymų. Optimalus baltymų kiekis pašare 30 l pieno duodančioms karvėms yra 9,6 % (Wang et al., 2007). Svarbią įtaką turi propiono rūgšties kiekis, netiesiogiai, hormoniniu keliu, įtakojantis baltymų kiekį piene (Firkins et al., 2006), karvės veislė ir laktacijų skaičius (Bendelja et al., 2011). Pieno baltymai turi stiprų neigiamą ryšį su didţiojo prieskrandţio pH ir teigiamą ryšį su laktacijos dienomis (Seymour et al., 2005)
Viena iš pieno sudedamųjų dalių yra laktozė. Tai svarbus disacharidas, sudarytas iš gliukozės ir galaktozės, būtinas rūgščių pieno produktų gamyboje. Išskirta iš pieno laktozė plačiai naudojama maisto pramonėje, kūdikių maistelio gamyboje, farmacijoje (Šimkienė ir kt., 2009). Pašare esantys angliavandeniai didţiajame prieskrandyje yra verčiami į lakiąsias riebiąsias rūgštis, kurios vėliau kepenyse yra paverčiamos į gliukozę. Gliukozė tešmens liaukiniame audinyje yra verčiama į laktozę. Kraujyje esančios gliukozės kiekis daro didelę įtaką laktozės kiekiui piene (Nozad et al., 2013). Stipriai koreliuoja laktozės kiekis, pieno kiekis ir baltymų koncentracija piene (Miglior et al., 2007), laktozės kiekiui turi įtakos ir veislė (Bendelja et al., 2011).
Urėjos kiekis piene yra naudojamas reguliuoti gyvulių mitybai, didinant ar maţinant baltymų kiekį pašaruose (De Campeneere et al., 2006). Dėl didelio lengvai didţiajame prieskrandyje skaidomų baltymų kiekio susidaro daug azoto. Laisvas azotas jungiasi su vandenilio jonais ir taip susidaro amoniakas. Amoniakas, kuris nuodija gyvulį, į bendrąją gyvulio kraujotaką patenka per didţiojo prieskrandţio sienelę. Kepenų ląstelėse amoniakas yra verčiamas į urėją. Didţioji susidariusi urėjos dalis yra šalinama su šlapimu ir tik maţiau nei 1% šalinama su pienu (Bannink et al., 2013).
Stambus pašaras yra natūraliai praturtintas baltymais, tačiau didelės produkcijos karvėms, natūraliai ţolėje randamų baltymų, dėl didelės pieno produkcijos, gali nepakakti. Pašaro baltymingumas gali būti reguliuojamas keičiant baltymingųjų komponentų sudėtį jį praturtint sojų pupelėmis, rapsais, saulėgrąţomis, sėmenų rūpiniais, ţirniais, pašarinėmis pupomis (Bakutis, 2003; Kalscheur et al., 2006).
18
2. Medžiagos ir metodai
2.1 Bandymo planavimas, vieta, laikas, sąlygos
Tyrimai atlikti 2013 metais LSMU VA Virškinimo fiziologijos ir patologijos moksliniame centre, VĮ „ Pieno tyrimai“ bei X ūkyje su Lietuvos juodmargių veislės karvėmis tvartiniu ir ganykliniu laikotarpiais. Bandymai atlikti nepaţeidţiant Lietuvos Respublikos gerovės ir apsaugos įstatymo (ţin., 1997 m. – 11- 06, Nr. VIII-500) ir Lietuvos Respublikos veterinarijos įstatymo (ţin., 1992-01-20, Nr. 2-15). Didţiojo prieskrandţio turinio mėginiai tyrimams buvo imami du kartus: 2013 m. kovo (tvartinis periodas) ir rugpjūčio (ganyklinis periodas) mėnesiais. Darbas įvykdytas pagal schemą, pateiktą 1 paveiksle.
1 pav. Darbo schema
TIRIAMOS KARVĖS (n = 5)
Klinikinis tyrimas: kūno temperatūra, C°; pulso daţnumas, k/min;
kvėpavimo daţnumas, k/min; didţiojo prieskrandţio susitraukimai, k/5min; diurezė, k/parą; defekacija, k/parą.
,Didţiojo prieskrandţio tyrimai, pH; bakterijų redukcinis aktyvumas, s; gliukozės rūgimas, cm3/h; infuzorijų kiekis, balais; infuzorijų judrumas, balais; LRR kiekis, mmol/L.
Pieno produkcija: pieno kiekis, L; pieno baltymai, %; pieno riebalai, %, tūkst./ml; pieno urėja, mg
19 2.2 Tiriamos karvių grupės sudarymo principai
Bandymai buvo atlikti su Lietuvos juodmargių (LJ) veislės karvėmis tvartiniu ir ganykliniu laikotarpiais. Tiriamos karvės (n = 5) tvartiniu laikotarpiu buvo šeriamos subalansuotu, fiziologinius poreikius atitinkančiu racionu, o ganykliniu periodu – švieţia ganyklinių pievų ţole. Papildomai gavo koncentruotųjų pašarų, visapusiškai praturtinančių racioną.
Tyrimui naudotos karvės turėjo atitikti šiuos kriterijus:
Neveršingos ar veršingos, tačiau neturinčios uţsitrūkinti per ateinančius 5 mėnesius nuo tyrimų pradţios;
Vyresnės nei 2 laktacijų amţiaus karvės;
Karvės, kurių kūno indeksas yra tarp 3 – 3,5 balų;
Karvės, kurių klinikinio tyrimo metu gauti rodikliai yra fiziologinių normų ribose;
Karvės, turinčios maţus šansus būti išbrokuotos.
2.3 Tiriamų karvių šėrimas
Tvartiniu periodu karvės šeriamos tvartiniu racionu. Kiekviena karvė per parą gavo 42,9 kg pašaro, kurio sudėtyje buvo 10 kg (23,27%) šienainio, 4,2 kg (9,83%) kombinuotojo pašaro, 28,68 kg (66,85%) kukurūzų siloso, 0,019 kg (0,04%) mineralinių ir vitamininių priedų. Galėjo iki soties laiţyti druską. Karvės girdytos iš automatinių girdyklų. Paros davinys atitiko maisto medţiagų normas. Ganyklinio sezono metu kiekvienos karvės racione buvo vidutiniškai 60 kg kultūrinių pievų ir ganyklų daugiamečių ţolių mišinio (90,88%), 6 kg (9,09%) kombinuotųjų pašarų, 0,019 kg (0,03%) mineralinių ir vitamininių priedų (priedas 14 ir 15 lentelė).
2.4 Karvių klinikinių tyrimų metodika
Tiriant bandomų karvių sveikatos būklę, buvo matuojama kūno temperatūra, t0
C, kvėpavimo daţnumas, k/min; skaičiuotas pulsas, k/min; didţiojo prieskrandţio susitraukimai, k/2min; stebimas gyvulio apetitas, atrajojimas, diurezė, k/parą; defekacija, k/parą.
2.5 Didţiojo prieskrandţio turinio ėmimo ir tyrimo metodika
Didţiojo prieskrandţio turinio mėginiai abiem atvejais buvo imami praėjus 3 val. po šėrimo (Sederevičiaus ir kt. 2001). Didţiojo prieskrandţio turiniui paimti buvo panaudotas ryklės –
20 stemplės zondas GDZ–1, susidedantis iš plastikinio vamzdţio ir bronzinio antgalio (Sederevičius ir kt., 2001)..
Ką tik paimtas didţiojo prieskrandţio turinys buvo ištirtas pH–metru CP–315. Mikrobiologiniai ir biocheminiai didţiojo prieskrandţio turinio tyrimai (redukcinis bakterijų aktyvumas, gliukozės rūgimo reakcija, infuzorijų kiekis ir judrumas, bendras LRR kiekis) buvo atliekami remiantis Sederevičiaus ir kt. (2001) aprašyta metodika, gliukozės rūgimo reakcija tiriama pagal J. Bakūno metodiką LSMU VA Virškinimo fiziologijos ir patologijos mokslinio centro laboratorijoje.
2.6 Karvių pieno produkcijos tyrimo metodika
Tiriamų karvių primelţto pieno kiekis buvo nustatytas individualiai kontrolinio melţimo metu (2013 – 03 – 14 d. ir 2013 – 08 – 20 d.). Pieno mėginiai buvo paimti rytinio melţimo metu iš kiekvienos karvės individualiai pagal pieno mėginių ėmimo taisykles (LST EN ISO 707:1999+P:2003 Pienas ir pieno produktai. Mėginių ėmimo taisyklės). Pieno mėginiuose buvo nustatyti pieno riebalai, baltymai, laktozė ir šlapalas prietaisu „LactoScopoe FTIR“ (FT1.0. 2001; Delta Instruments, Olandija) VĮ „ Pieno tyrimai“ laboratorijoje.
2.7 Gautų rezultatų statistinis apdorojimas
Tyrimo metu gauti rezultatai buvo apdoroti naudojantis IBM® SPSS® Statistic 20 ir Win Exel programomis. Apskaičiuotas vidutinis aritmetinis vidurkis (Xv), didţiausias (Xmax) ir maţiausias
(Xmin) skaičius imtyje, vidutinio aritmetinio vidurkio paklaida (±Sx), koreliacijos koeficientas
pagal Spirmaną (Spearman) (rS), skirtumų patikimumo koeficientas (P) pagal Stjudentą (Student)
(Juozaitienė ir Kerzienė, 2001; Norusis, 2011). Patikimi rezultatų pasikeitimai ţymimi P<0,05, nepatikimi – P>0,05.
Naudojantis IBM® SPSS® Statistic programa, buvo apskaičiuota koreliacija (rS) (statistinis
ryšys tarp kintamųjų). Koreliacijos koeficientas – koreliacijos stiprumo matas, parodantis tiesinę priklausomybę tarp X ir Y kintamųjų ir apskaičiuojamas pagal Spirmaną (Spearman) (Miles ir Shevlin, 2001).
Koreliacijos koeficientai buvo nustatyti tarp didţiajame prieskrandyje vykstančių fermentacijos procesų rodiklių:
tarp pH ir redukcinio bakterijų aktyvumo, gliukozės rūgimo reakcijos, pirmuonių skaičiaus, bendro lakiųjų riebiųjų rūgščių kiekio;
21
tarp redukcinio bakterijų aktyvumo ir gliukozės rūgimo reakcijos, pirmuonių skaičiaus, bendro lakiųjų riebiųjų rūgščių kiekio;
tarp gliukozės rūgimo reakcijos ir pirmuonių skaičiaus, bendro lakiųjų riebiųjų rūgščių kiekio;
tarp pirmuonių skaičiaus ir: bendro lakiųjų riebiųjų rūgščių kiekio;
tų fermentacijos procesų rodiklių skirtumai tarp tvartinio ir ganyklinio periodų;
Taip pat koreliacijos koeficientai buvo nustatyti tarp didţiajame prieskrandyje vykstančių procesų rodiklių ir pieno produkcijos rodiklių:
diţiojo prieskrandţio pH ir pieno kiekio, riebalų, baltymų, laktozės, urėjos;
didţiojo prieskrandţio turinio redukcinio bakterijų aktyvumo ir pieno kiekio, riebalų, baltymų, laktozės, urėjos;
diţiojo prieskrandţio turinio gliukozės rūgimo reakcijos ir pieno kiekio, riebalų, gliukozės, baltymų, laktozės, urėjos;
didţiojo prieskrandţio pirmuonių skaičiaus ir pieno kiekio, riebalų, baltymų, laktozės, urėjos;
diţiojo prieskrandţio bendro LRR kiekio ir pieno kiekio, riebalų, baltymų, laktozės, urėjos.
Koreliacijos koeficiento reikšmė visada yra skaičių intervale [-1; 1]. Teigiamas koreliacijos koeficientas parodo, kad rodikliai teigiamai veikai vienas kitą, t.y. didėjant vienam rodikliui, proporcingai didėja ir kitas. Neigiamas koreliacijos koeficientas parodo, kad, vienam rodikliui didėjant, kitas maţėja ir atvirkščiai.
1 lentelė.Koreliacinio ryšio stiprumo vertinimo kriterijai
Reikšmė Labai
stipri Stipri Vidutinė Silpna
Labai silpna
Nėra ryšio
Labai
silpna Silpna Vidutinė Stipri
Labai stipri Koreliacijos koeficientas -1 nuo -1 iki -0,7 nuo -0,7 iki -0,5 nuo -0,5 iki -0,2 nuo -0,2 iki 0 0 nuo 0 iki 0,2 nuo 0,2 iki 0,5 nuo 0,5 iki 0,7 nuo 0,7 iki 1 +1
22
3 Tyrimo rezultatai
3.1 Tiriamų karvių klinikinio tyrimo rezultatai
Karvėms, iš kurių buvo imamas didţiojo prieskrandţio turinys, atlikome klinikinius tyrimus. tvartiniu ir ganykliniu laikotarpiais. Gauti tyrimų rezultatai pateikti 2 lentelėje.
2 lentelė. Tiriamų karvių klinikinio tyrimo rezultatai
Karvė Rodikliai Temperatūra, 0 C Širdies susitraukimų daţnis, k/min Kvėpavimo daţnis, k/min Didţiojo prieskrandţio susitraukimai k/2min Diurezė k/parą Defekacija , k/parą Tvartinis periodas 1 38,8 60 28 3 11 14 2 39,0 72 27 4 10 13 3 39,2 69 25 4 12 14 4 38,8 70 26 3 10 15 5 38,9 72 26 3 11 14 Ganyklinis periodas 1 39,1 63 27 5 12 15 2 38,8 67 25 4 10 16 3 38,6 78 25 4 12 14 4 39,2 70 28 3 12 16 5 39 69 26 3 10 15
Visų karvių fiziologiniai rodikliai buvo normų ribose: temperatūra tarp +38,0 – +39,5 0
C, širdies susitraukimų ritmas nuo 50 iki 80 k/min, kvėpavimo daţnis nuo 10 iki 30 k/min, didţiojo prieskrandţio susitraukimai nuo 2 iki 5 k/5min, diurezė nuo 10 iki 12 k/parą, defekacija nuo 12 iki 18 k/parą. Visos tyrimams skirtos karvės buvo kliniškai sveikos.
3.2 Karvių didţiojo prieskrandţio fermentacinių procesų lygio įvertinimas tvartiniu ir ganykliniu periodu rezultatai
Iš tiriamų karvių didţiojo prieskrandţio paimto turinio ir nustatyto jo pH, bakterijų redukcinio aktyvumo, gliukozės rūgimo, pirmuonių skaičiaus, pirmuonių judėjimo, lakiųjų riebiųjų rūgščių rezultatai pateikti 3 ir 4 lentelėse.
23 3 lentelė. Didţiojo prieskrandţio turinio biocheminių ir biologinių tyrimų rezultatai tvartiniu periodu Karvė pH Redukcinis bakterijų aktyvumas, s. Gliukozės rūgimas, cm3/val. Pirmuonių skaičius, 1x103/ml Pirmuonių judėjimas, balais LRR, mmol/L 1 7,26 180,00 2,00 185,94 3 60,00 2 6,87 170,00 1,00 154,69 3 86,00 3 6,67 165,00 2,00 129,69 3 112,00 4 6,56 180,00 1,00 498,44 3 122,00 5 6,46 35,00 2,00 140,12 3 118,00
Tiriant didţiojo prieskrandţio turinį karvių, šeriamų tvartiniu racionu, nustatyta, kad karvių didţiojo prieskrandţio pH svyravo nuo 6,46 iki 7,26, tačiau tik vienos karvės pH buvo didesnis nei 7. Redukcinis bakterinis beveik visų karvių (n=4) buvo panašus, svyravo nuo 165 iki 180 sekundţių ir tik vienos buvo 35 s. Per vieną valandą išsiskyręs CO2 dujų kiekis buvo nuo 1 cm3 (n
= 2) iki 2cm3 (n = 3). Pirmuonių skaičius keturiuose mėginiuose neviršijo 200 tūkst. mililitre ( nuo 129,69 x 103/ml iki 185,94 x 103/ml), o viename mėginyje beveik pasiekė 500 tūkst. mililitre (498,44 x 103/ml). Pirmuonių judėjimas buvo įvertintas vienodai – 3 balais. Bendras lakiųjų riebalų rūgščių kiekis svyravo nuo 60 mmol/L iki 122 mmol/L. Įvertinus visus tyrimų rezultatus, galima teigti, kad didţiojo prieskrandţio biocheminiai ir mikrobiologiniai rodikliai yra fiziologinių normų ribose (Sederevičius ir kt., 2001).
4 lentelė. Didţiojo prieskrandţio turinio biocheminių ir biologinių tyrimų rezultatai ganykliniu periodu Karvė pH Redukcinis bakterijų aktyvumas, s. Gliukozės rūgimas , cm3/val. Pirmuonių skaičius, 1x103/ml Pirmuonių judėjimas, balais LRR, mmol/L 1 6,56 40 2,00 155,13 3 130,00 2 6,49 45 2,00 139,10 3 120,00 3 6,45 45 3,00 256,30 3 130,00 4 6,32 45 2,50 362,50 3 130,00 5 6,55 40 2,00 164,10 3 130,00
24 Gauti tyrimų rezultatai parodė, kad karvių, besiganančių ganyklose, didţiojo prieskrandţio turinio pH svyravo nesmarkiai, nuo 6,32 iki 6,56. Metileno mėlynasis tirpalas buvo reduokuotas greičiausiai per 40 s ( n = 2), o ilgiausiai truko iki 45 s (n = 3). Gliukozės rūgimo bandymo metu per vieną valandą CO2 dujų emisija buvo nuo 2 cm3 (n = 3) iki 3cm3 (n = 1) ir tai patvirtina, kad
fermentaciniai procesai didţiajame prieskrandyje vyko labai aktyviai (Sederevičius ir kt., 2001). Tyrimais nustatyta, kad pirmuonių skaičius svyravo nuo 155 tūkst/ml iki 362 tūkst/ml. Visų karvių pirmuonių judėjimas buvo įvertintas 3 balais. Bendras lakiųjų riebalų rūgščių kiekis svyravo nesmarkiai, nuo 120 mmol/l iki 130 mmol/l (n = 4).
5 lentelė. Didţiojo prieskrandţio turinio biocheminių ir biologinių tyrimų rezultatų vidurkiai (Xv) tvartiniu ir ganykliniu periodais
Didţiojo prieskrandţio turinio
rodikliai Tvartinis laikotarpis Ganyklinis laikotarpis
pH 6,76 ± 0,14 6,47 ± 0,04 Redukcinis bakterijų aktyvumas, s. 146 ± 27,9* 43 ± 1,22 Gliukozės rūgimas, cm3/val. 1,60 ± 0,24 2,3 ± 0,20 Pirmuonių skaičius, 1x103 /ml 221,78 ± 69,81 215,43 ± 42,07
Pirmuonių judėjimas, balais 3 ± 0 3 ± 0
LRR, mmol/L 99,60 ± 11,72 128 ± 2,0
*P<0,05
Lyginant gautus rezultatus nustatyta, kad didţiojo prieskrandţio turinio pH abiem laikotarpiais buvo panašus, tvartiniu laikotarpiu karvių didţiojo prieskrandţio turinio pH buvo 0,29 (4,29%) didesnis (P>0,05). Redukcinis bakterijų aktyvumas vyko daug greičiau 103 sekundėmis (70,55%) ganykliniame laikotarpyje (P<0,05). Gliukozės rūgimo reakcijoje dujų išsiskyrė taip pat daugiau 0,7 cm3/val.(43,75%) ganykliniu nei tvartiniu laikotarpiu (P>0,05). Pirmuonių skaičius mililitre buvo panašus ir skyrėsi neţymiai: 6,35 x 103
/ml (2,86%) buvo maţesnis besiganančių karvių (P>0,05). Įvertintas balais pirmuonių judėjimas buvo toks tarp abiejų racionų. Bendras lakiųjų riebalų rūgščių kiekis buvo 28,51% didesnis karvėms ganantis (P>0,05).
25 Gauti tyrimų rezultatų skirtumai nebuvo statistiškai patikimi tarp laikotarpių, nors didţiojo prieskrandţio fermentaciniai procesai buvo aktyvesni, kai karvės ganėsi ganykloje. Tą parodo vidutiniškai didesnis LRR kiekis, bakterijų redukcinio aktyvumo greitis, didesnis CO2 kiekis,
gautas gliukozės rūgimo reakcijoje. Šiuos skirtumus galėjo lemti švieţioje ganyklinėje ţolėje esantys lengvai fermentuojami angliavandeniai (ganyklinio laikotarpio racione angliavandenių kiekis, tenkantis vienai karvei per dieną, buvo 1200 g, o tvartiniu – 512,68 g), o tvartinio laikotarpio racione didesnis ląstelienos kiekis (atitinkamai 22,6 % ir 18,26%). Panašius aktyviai vykstančius fermentacinius procesus didţiajame prieskrandyje, šeriant karves švieţia ţole, pastebėjo ir O’Grady ir kiti (2008) atliktuose tyrimuose su besiganančiomis karvėmis.
3.3 Karvių didţiojo prieskrandţio fermentacinių procesų tarpusavio sąveikos rezultatai
Nustatytų tvartiniu ir ganykliniu laikotarpiu tarp didţiajame prieskrandyje vykstančių fermentacinių procesų koreliacijų rezultatai pateikti 6 ir 7 lentelėse.
6 lentelė. Didţiojo prieskrandţio fermentacinių rodiklių tarpusavio koreliacijos (rS)
rezultatai tvartiniu laikotarpiu
Rodiklis pH Redukcinis bakterijų aktyvumas, s Gliukozės rūgimo reakcija, cm3/val. Pirmuonių skaičius, 1x103/ml LRR, mmol/L pH 1 0,564 0 0,2 -0,900* P = 0,322 1 0,747 0,037 Redukcinis bakterijų aktyvumas, s 0,564 1 -0,444 0,872 -0,205 P = 0,322 0,454 0,054 0,741 Gliukozės rūgimo reakcija, cm3/val. 0 -0,444 1 -0,577 -0,289 P = 1 0,454 0,308 0,638 Pirmuonių skaičius, 1x103/ml 0,2 0,872 -0,577 1 0,1 P = 0,747 0,054 0,308 0,873 *P<0,05
Nustatyta, kad didţiausia teigiama koreliacija tarp didţiojo prieskrandţio fermentacinių procesų tvartiniu laikotarpiu buvo tarp pirmuonių skaičiaus ir redukcinio bakterijų aktyvumo
26 (rS=0,872) (P>0,05). Tai reiškia, kad didėjant redukciniam bakterijų aktyvumo laikui,
proporcingai didėja ir pirmuonių skaičius prieskrandyje, ar atvirkščiai, maţėjant pirmuonių, ilgėja bakterijų redukcinis laikas. Didţiausia neigiama koreliacija buvo tarp lakiųjų riebiųjų rūgščių kieko ir pH (rS = –0,900) (P<0,05). LRR ir pH yra labai priklausomos viena nuo kitos. Tą parodo
aukštas koreliacijos koeficientas. Teigiama vidutiniška koreliacija pasireiškė tarp pH ir redukcinio bakterijų aktyvumo (rS = 0,564) (P>0,05). Šie du rodikliai įtakoja vienas kitą, tačiau neţymiai.
Vidutiniška neigiama koreliacija pasireiškė tarp redukcinio bakterijų aktyvumo ir gliukozės rūgimo (P>0,05); gliukozės rūgimo ir pirmuonių skaičiaus (P>0,05). Labai silpną teigiamą ryšius parodė pH ir pirmuonių skaičius (p>0,05); lakiųjų riebiųjų rūgščių kiekis ir pirmuonių skaičius (P>0,05). Silpni neigiami ryšiai nustatyti tarp redukcinio bakterijų aktyvumo ir LRR (P>0,05); gliukozės rūgimo ir LRR (P>0,05). Šie rodikliai beveik neįtakoja vienas kito. Koreliacijos koeficientas buvo lygus 0 tarp gliukozės rūgimo ir pH (P>0,05). Šie du rodikliai visiškai neįtakoja vienas kito.
7 lentelė. Didţiojo prieskrandţio fermentacinių rodiklių tarpusavio koreliacijos (rS)
rezultatai ganykliniu laikotarpiu
Rodiklis pH Redukcinis bakterijų aktyvumas, s Glukozės rūgimo reakcija, cm3/val. Pirmuonių skaičius, 1 x 103/ml LRR, mmol/L pH 1 -0,866 -0,783 -0,7 0 P = 0,058 0,118 0,188 1 Redukcinis bakterijų aktyvumas, s -0,866 1 0,645 0,289 -0,408 P = 0,058 0,239 0,638 0,495 Gliukozės rūgimo reakcija, cm3/val. -0,783 0,645 1 0,783 0,395 P = 0,118 0,239 0,118 0,51 Pirmuonių skaičius, 1x103 /ml -0,7 0,289 0,783 1 0,707 P = 0,188 0,638 0,118 0,182
27 Labiausiai koreliavo ganykliniu laikotarpiu gliukozės rūgimo reakcija ir pirmuonių skaičiaus (rS = 0,783) (P>0,05), lakiųjų riebiųjų rūgščių ir pirmuonių skaičiaus (rS = 0,707) (P>0,05).
Didţiausi neigiami koeficientai buvo tarp pH ir redukcinio bakterijų aktyvumo (rS = –0,866)
(P>0,05), taip pat tarp pH ir gliukozės rūgimo (rS = –0,783) (P>0,05), pH ir pirmuonių skaičiaus
(rS = –0,7) (P>0,05). Vidutiniški teigiami ryšiai buvo nustatyti tarp redukcinio bakterijų aktyvumo
ir gliukozės rūgimo (P>0,05), Gliukozės rūgimo ir LRR (P>0,05). Vidutiniški neigiami ryšiai buvo tik tarp redukcinio bakterijų aktyvumo ir LRR (P>0,05). Koreliacijos koeficientas buvo lygus 0 tarp ph ir LRR (P>0,05).
Gauti rezultatai, apskaičiavus koreliacijos ryšius tvartiniu ir ganykliniu laikotarpiu yra statistiškai nepatikimi, bei kontraversiški. Didţiausią skirtumą parodė didţiojo prieskrandţio pH ir bendras lakiųjų riebiųjų rūgščių kiekis – tvartiniame periode ryšys tarp pH ir LRR buvo labai stiprus, o ganykliniame jo visiškai nebuvo. Taip pat pH ir gliukozės rūgimu, tvartiniame periode ryšio nebuvo, o ganykliniame – stiprus neigiamas. Kiti tyrimų rezultatų koreliaciniai koeficientai taip pat skyrėsi iš esmės: jai tvartiniame buvo teigiama koreliacija, tai ganykliniame ji tapo neigiama (pH ir pirmuonių skaičius, pH ir redukcinis bakterijų aktyvumas), jai tvartiniame buvo neigiama – ganykliniame tapo teigiama (redukcinis bakterijų aktyvumas ir gliukozės rūgimas, pirmuonių skaičius ir gliukozės rūgimas, LRR ir gliukozės rūgimas). Vieninteliai rezultatai kurie išlaikė ryšius ir netapo priešingi buvo: teigiama koreliacija – redukcinis bakterijų aktyvumas ir pirmuonių skaičius, LRR ir pirmuonių skaičius, neigiama koreliacija – redukcinis bakterijų aktyvumas ir lakiosios riebiosios rūgštys.
28 3.4 Karvių pieno produkcijos rezultatai tvartiniu ir ganykliniu periodu
Pieno kokybiniai parametrai buvo ištirti procentaliai VĮ „Pieno tyrimai“ laboratorijoje. Gauti rezultatai pateikti 8 ir 9 lentelėse.
8 lentelė. Karvių pieno produkcijos tvartiniu laikotarpiu rezultatai
Pieno rodiklis Karvė 1 2 3 4 5 Kiekis, L 14,8 20,40 20,60 14,00 16,60 Riebalai, % 5,10 4,60 4,15 4,90 4,48 Baltymai, % 3,88 3,37 2,79 3,70 2,93 Laktozė, % 4,28 4,79 4,69 4,27 4,81 Urėja, mg 11,00 12,00 10,00 10,00 9,00
Tyrimais nustatyta, kad karvių pieno kiekis tvartiniu laikotarpiu svyravo nuo 14 iki 20,60 L per dieną iš karvės. Didţiausias procentinis riebalų kiekis – 5,10%, maţiausias – 4,15%. Pieno baltymų kiekis svyravo nuo 2,79% iki 3,88%; laktozės – nuo 4,27 iki 4,81. Urėjos kiekis piene svyravo neţymiai, maţiausias nustatytas kiekis buvo 9 mg, didţiausias – 12 mg.
9 lentelė. Karvių pieno produkcijos ganykliniu laikotarpiu rezultatai
Pieno rodiklis Karvė
1 2 3 4 5 Kiekis, L 23,80 20,20 20,00 18,00 15,40 Riebalai, % 3,09 4,29 4,75 4,36 4,37 Baltymai, % 3,71 3,50 3,35 4,21 3,34 Laktozė, % 4,35 4,61 4,62 4,52 4,60 Urėja, mg 19,00 22,00 27,00 28,00 27,00
29 Didţiausias pieno kiekis ganykliniu laikotarpiu buvo 23,8 L, maţiausias – 15,4 L. Pieno riebalų kiekis svyravo nuo 3,09% iki 4.57%, pieno baltymų – nuo 3,35% iki 4.21%. Pieno laktozės kiekis svyravo neţymiai, trijų karvių piene laktozė siekė 4,6%, maţiausiai buvo 4,35%. Beveik visų karvių piene urėjos buvo virš 20 mg. (n=4) ir tik vienos karvės piene 19 mg.
Lyginant gautus rezultatus tarp tvartinio ir ganyklinio laikotarpių nustatyta, kad labiausiai pakito pieno urėjos kiekis – 136,54% (p<0,01), jis buvo didesnis ganykliniu laikotarpiu. Taip pat ganykliniu laikotarpiu padidėjo baltymai piene – 8,64% (p>0,05). Maţiausias nustatytas pieno laktozės pokytis 0,61% (p>0,05) (didesnis kiekis gautas kontrolinėje grupėje). Pieno riebalų 10,2 % (p>0.05) nustatyta daugiau tvartiniu laikotarpiu. Pieno kiekis buvo didesnis 12,73% (p>0,05) ganykliniu laikotarpiu.
1 pav. Karvių pieno produkcijos tyrimų rezultatų vidurkiai (Xv) tvartiniu ir ganykliniu periodais 1 – tvartinis laikotarpis, 2 – ganyklinis laikotarpis
30 3.5 Karvių didţiojo prieskrandţio fermentacinio aktyvumo įtakos pieno
produkcijai tyrimo rezultatai
Tyrimais nustatyti karvių didţiojo prieskrandţio turinio fermentacinio aktyvumo rezultatai buvo koreliuojami su pieno kiekio ir kokybės rezultatais. Gauti duomenys pateikti 10 ir 11 lentelėse.
10 lentelė. Koreliacijos (rS ) tarp didţiojo prieskrandţio procesų ir pieno produkcijos
tvartiniu laikotarpiu rezultatai
Rodiklis Pieno kiekis, L Pieno riebalai, % Pieno baltymai, % Pieno laktozė, % Pieno urėja, mg pH -0,200 0,500 0,500 -0,300 0,872 P = 0,747 0,391 0,391 0,624 0,054 Redukcinis bakterijų aktyvumas, s -0,667 0,872 0,872 -0,872 0,553 P = 0,219 0,054 0,054 0,054 0,334 Gliukozės rūgimo reakcija, cm3/val. 0 -0,289 -0,289 0,289 -0,444 P = 1 0,638 0,638 0,638 0,454 Pirmuonių skaičius, 1x103/ml -0,800 0,900* 0,900* -0,700 0,308 P = 0,104 0,037 0,037 0,188 0,614 LRR, mmol/L 0,100 -0,300 -0,300 -0,100 -0,718 P = 0,873 0,624 0,624 0,873 0,172 * P<0,05
Tvartiniu laikotarpiu stiprius teigiamus ryšius turėjo didţiojo prieskrandţio pirmuonių skaičius su pieno riebalais ir pieno baltymais (rS = 0,9) (p<0,05), taip pat smarkiai koreliavo pH su
pieno urėja, redukcinis bakterijų aktyvumas su pieno riebalais ir baltymais (rS = 0,872) (p>0,05).
Didţiausia neigiama koreliacija buvo tarp bakterijų redukcinio aktyvumo ir pieno laktozės (rS = –
0,872) (p>0,05), taip pat infuzorijų skaičiaus ir pieno kiekio (rS = –0,8) bei pieno laktozės (rS = –
0,7) (p>0,05). Aukštas neigiamas koeficientas buvo tarp LRR ir pieno urėjos (rS = –0,718). Labai
31 Pieno kiekis buvo visiškai nepriklausomas nuo didţiajame prieskrandyje vykstančio gliukozės rūgimo (rS = 0) (p>0.05).
11 lentelė. Koreliacijos tarp didţiojo prieskrandţio procesų ir pieno produkcijos ganykliniu laikotarpiu rezultatai
Didţioji dalis gautų rezultatų yra vidutinio stiprumo (n=18). Stipriausi teigiami ryšiai buvo nustatyti tarp infuzorijų kiekio ir pieno urėjos (rS = 0,872) (p>0,05), pH ir pieno kiekio (rS = 0,7)
(p>0,05); neigiami – pirmuonių skaičiaus ir pieno kiekio (rS = –0,8), pH ir pieno urėjos (rS = –
0,821) (p>0,05). Silpnus tarpusavio ryšius parodė pirmuonių kiekis ir pieno baltymai (rS = 0,2)
(p>0,05), gliukozės rūgimas ir baltymai piene (rS = 0,012) (p>0,05). Koreliacija buvo lygi nuliui
tarp LRR ir pieno baltymų (p>0,05), pirmuonių kiekio ir pieno laktozės (p>0,05).
Rodiklis Pieno kiekis, L Pieno riebalai, % Pieno baltymai, % Pieno laktozė, % Pieno urėja, mg pH 0,700 -0,500 -0,300 -0,400 -0,821 P = 0,188 0,391 0,624 0,505 0,089 Redukcinis bakterijų aktyvumas, s -0,289 0,289 0,289 0,577 0,444 P = 0,638 0,638 0,638 0,308 0,454 Gliukozės rūgimo reakcija cm3/val. -0,447 0,671 0,112 0,447 0,631 P = 0,45 0,215 0,858 0,45 0,254 Pirmuonių skaičius 1x103/ml -0,800 0,600 0,200 0 0,872 P = 0,104 0,285 0,747 1 0,054 Lakiųjų riebiųjų
rūgščių kiekis mmol/L -0,354 0,354 0 -0,354 0,363
32 3.6 Didţiojo prieskrandţio fermentacijos rodiklių ir pieno produkcijos rodiklių
koreliacijos koeficientų pokyčiai tarp tvartinio ir ganyklinio laikotarpio
Didţiojo prieskrandţio turinio ir pieno rodiklių, nustatytų tvartiniu ir ganykliniu laikotarpiu, koreliacijos koeficientų rezultatai ir jų pokyčiai pavaizduoti 2, 3, 4, 5, 6 paveiksluose.
Didţiausias koreliacijos koeficiento pokytis buvo tarp pH ir pieno urėjos, kai iš stipraus teigiamo ryšio kontrolinėje grupėje tapo stipriu neigiamu ryšiu bandomojoje grupėje ir pakito per 1,693. Tačiau tiek tvartiniu, tiek ganykliniu laikotarpiu didţiojo prieskrandţio pH ir pieno urėja išlaikė stiprų ryšį. Smarkiai koreliacijos koeficientas pasikeitė tarp pH ir pieno riebalų: iš vidutiniško teigiamo tapo vidutinišku neigiamu, koreliacijos koeficiento pokytis – 1. Koreliacijos koeficientai taip pat pasikeitė tarp pH ir pieno kiekio, pH ir pieno baltymų, atitinkamai per 0,9 ir 0,8. Ryšys tarp pH ir pieno kiekio kontrolinėje grupėje buvo silpnas ir neigiamas, o bandomojoje grupėje tapo stipriu ir teigiamu. Ryšys tarp pH ir pieno baltymų iš vidutiniško teigiamo tapo silpnu neigiamu. Maţiausias koreliacijos koeficiento pokytis buvo tarp pH ir pieno laktozės – 0,1, ryšys, nors ir būdamas silpnas, tačiau išliko neigiamas tiek tvartiniu, tiek ganykliniu periodais.
Redukcinis bakterijų aktyvumas ir pieno rodiklių koreliacijos koeficientų skirtumai pateikti 3 paveiksle. Daugiausiai pakito koreliacija su pieno laktoze, skirtumas – 1,449. Maţiausiai pakito koreliacija su pieno urėja, skirtumas – 0,109. Pieno urėjos ir pieno baltymų ryšys su redukciniu 2 pav. Didţiojo prieskrandţio pH ir pieno kiekio, riebalų, baltymų laktozės, urėjos
33 bakterijų aktyvumu išliko teigiami abiejose grupėse, tik bandomojoje grupėje buvo silpnesni. Neigiamas ryšys abiejose grupėse išsilaikė su pieno laktoze.
Gliukozės rūgimo reakcijos ir pieno rodiklių koreliacijos koeficientų skirtumai pateikti 4 paveiksle. Daugiausiai pakito koreliacija su pieno urėja, skirtumas – 1,075. Maţiausiai pakito 3 pav. Didţiojo prieskrandţio redukcinio bakterijų aktyvumo ir pieno kiekio, riebalų,
baltymų, laktozės, urėjos rodiklių koreliacijos koeficientų pokyčiai tarp šėrimo laikotarpių
4 pav. Didţiojo prieskrandţio gliukozės rūgimo reakcijos ir pieno kiekio, riebalų, baltymų, laktozės, urėjos rodiklių koreliacijos koeficientų tarp šėrimo laikotarpių
34 koreliacija su pieno laktoze, skirtumas - 0,158. Pieno urėja, pieno baltymai ir pieno riebalai iš neigiamos koreliacijos su gliukozės rūgimo reakcija tvartinio periodo metu tapo teigiama ganykliniame periode.
Pirmuonių skaičiaus įtakos pieno produkcijai palyginimas tarp kontrolinės ir bandomosios grupės pateikti 5 paveiksle. Didţiausias koreliacijos pokytis buvo tarp pieno laktozės – 0,7. Pieno baltymai, pieno riebalai ir pieno urėja kito neţymiai (atitinkamai -0,7, -0,3, +0,564,). Visiškai nepakitęs išliko ryšio stiprumas tarp pirmuonių skaičiaus ir pieno kiekio.
5 pav. Didţiojo prieskrandţio pirmuonių skaičiaus ir pieno kiekio, riebalų, baltymų, laktozės, urėjos rodiklių koreliacijos koeficientų pokyčiai šėrimo laikotarpių
6 pav. Didţiojo prieskrandţio LRR kiekio ir pieno kiekio, riebalų, baltymų, laktozės, urėjos rodiklių koreliacijos koeficientų pokyčiai tarp šėrimo grupių
