Nedbrydning af syntetiske aminosyrer ved fermentering af vådfoder

Afprøvninger med fermenteret vådfoder har vist, at der sker tab af syntetisk lysin ved fermentering [1], [2]. Derimod sker der ikke noget tab af syntetisk methionin [1], [2], [3]. Denne forskel kan skyldes, at bakterierne nedbyder lysin, når de bliver ”syre-stressede”, det vil sige, når pH er lav i vådfoderet. Hvis bakterierne blot indlejrede lysin i mikrobielt protein, ville det syntetiske lysin ikke gå tabt, da grisene kan fordøje det mikrobielle protein. Når bakterierne derimod har nedbrudt det syntetiske lysin og dannet andre kvælstofholdige forbindelser, er det syntetiske lysin gået tabt.

I afprøvningerne har indholdet af de øvrige tilsatte syntetiske aminosyrer treonin og tryptofan været for lavt til, at det kunne analyseres, om der sker et tab af disse aminosyrer ved fermentering.

Formålet med forsøget var at undersøge, hvilke syntetiske aminosyrer, der nedbrydes ved fermentering af vådfoder, og hvor stor en del af aminosyrerne, der nedbrydes, når aminosyrerne tilsættes i høje doseringer til vådfoder.   

Forsøget blev gennemført i det mikrobiologiske laboratorium på Danmarks JordbrugsForskning. Der blev anvendt vådfoder fra en besætning som podemateriale ved opstart af fermenteringen, og de enkelte foderkomponenter fra besætningen blev anvendt ved blanding af nyt vådfoder. Foderet var en smågriseblanding bestående af byg, hvede, sojaskrå, fiskemel, fedt og mineralsk foderblanding.

Der indgik tre grupper i forsøget:

Gruppe 1 (kontrol):	Vådfoder, smågriseblanding
Gruppe 2:	Vådfoder som i gruppe 1 tilsat 1 g/kg af h.h.v. lysin, methionin, treonin og tryptofan
Gruppe 3:	Vådfoder som i gruppe 1 tilsat 2 g/kg af h.h.v. lysin, methionin, treonin og tryptofan

Forsøget blev udført i fermenteringsbeholdere med en arbejdsvolumen på 1 liter. Der var to fermenteringsbeholdere pr. gruppe. Der blev anvendt opvarmet vand (20°C). Foder og vand blev blandet i forholdet 1:2,75. Ved opstart af forsøget udgjorde vådfoderet fra besætningen (podematerialet) 10 pct. af indholdet i fermenteringsbeholderne. Derefter blev halvdelen af indholdet i fermenteringsbeholderne udskiftet to gange daglig, kl. 8:00 og kl. 16:00, med nyt foder og vand. Forsøget havde en varighed af 7 dage.

pH i vådfoderet blev målt ved hvert foderskifte (før og efter tilsætning af nyt foder og vand).

Der blev udtaget 8 prøver fra hver fermenteringsbeholder, i alt 16 prøver pr. gruppe. Prøverne blev udtaget ved forsøgets start (første dag kl. 16), ved foderskifte kl. 8:00 og 16:00, 6 og 7 dage (136, 144, 160 og 168 timer) efter forsøgets start. Hver gang blev der udtaget prøver både før og efter tilsætning af nyt foder og vand, undtagen ved forsøgets start og ved sidste prøveudtagning.

Alle 16 prøver pr. gruppe blev analyseret for indhold af mikroorganismer (colibakterier, mælkesyrebakterier og gær) og koncentrationen af mælkesyre, ethanol samt kortkædede fede syrer (SCFA).

Prøverne udtaget før tilsætning af nyt foder og vand kl. 8:00 og 16:00, 6 og 7 dage efter forsøgets start blev analyseret for indhold af tørstof, råprotein og aminosyrerne: lysin, methionin, cystin, treonin og tryptofan. Der blev således analyseret for vand, råprotein og aminosyrer i 4 prøver pr. fermenteringsbeholder, i alt 8 prøver pr. gruppe. Desuden blev tørfoderet i de tre grupper analyseret for indhold af vand, råprotein og aminosyrerne: lysin, methionin, cystin, treonin og tryptofan. 

Der er ikke foretaget statistisk analyse af resultaterne. Forskellen mellem grupperne i analyseresultaterne er derfor kun angivet som numeriske forskelle og ikke statistisk sikre forskelle.

pH

Fermenteringen blev opstartet 6 dage før, at de første prøver blev udtaget til aminosyreanalyser. Formålet med dette var at opnå en stabil fermentering inden prøverne blev udtaget. Det ses af figur 1, at pH i alle grupper faldt meget i det første døgn, hvorefter der skete et svag fald i pH. Efter 5 dage (120 timer) var pH næsten stabil. 6 og 7 dage efter forsøgets start, hvor indholdet af aminosyrer blev målt i foderet, var pH i gennemsnit 4,4 i gruppe 1 og 4,6 i gruppe 2 og 3. De høje doseringer af syntetiske aminosyrer har således hævet pH lidt i vådfoderet, hvilket må forklares med et ændret fermenteringsmønster.

pH-værdierne i figur 1 er målt før tilsætning af nyt foder og vand. Efter udskiftning af halvdelen af indholdet i fermenteringsbeholderne med nyt foder og vand steg pH i gennemsnit 0,3 pH-enheder i gruppe 1 og 0,2 pH-enheder i gruppe 2 og 3.

Figur 1.	pH i vådfoder målt 2 gange dagligt før 50 pct. iblanding af nyt foder og vand

Tørstof, råprotein og aminosyrer

Analyser af tørfoderet viste, at foderet i de tre grupper før fermentering havde det forventede indhold af aminosyrer.

Tabel 1 viser det analyserede indhold af tørstof, råprotein og aminosyrer i det fermenterede vådfoder i hver gruppe. Resultaterne er vist som gennemsnit for de to fermenteringsbeholdere pr. gruppe for prøverne udtaget 6 og 7 dage efter forsøgets start h.h.v. kl. 8:00 og 16:00. Prøverne blev udtaget før iblanding af nyt foder og vand. Ved prøveudtagning var foderet således fermenteret i henholdsvis 8 og 16 timer fra sidste tilsætning af 50 pct. nyt foder og vand.   

Tørstofprocenten var næsten ens i de tre grupper. Indholdet af råprotein var der derimod lidt højere i gruppe 2 og 3 end i gruppe 1 på grund af den ekstra tilsætning af syntetiske aminosyrer.

Tabel 1.

Analyseret indhold af tørstof, råprotein og aminosyrer i fermenteret vådfoder. Gennemsnit af 4 analyser.

Gruppe	1		2		3
Aminosyre tilsat, g/kg 1)	-		1		2
Prøveudtagning, kl.	16:00	8:00	16:00	8:00	16:00	8:00
Timer fermenteret	8	16	8	16	8	16
Tørstof, pct.	24,1	24,1	24,5	24,1	24,1	24,0
Råprotein, pct.	5,31	5,24	5,69	5,54	5,63	5,62
Total lysin, g/kg	2,68	2,69	2,75	2,73	2,96	2,93
Total methionin, g/kg	1,04	1,05	2,00	1,98	2,84	2,84
Total cystin, g/kg	0,79	0,78	0,78	0,77	0,75	0,74
Total treonin, g/kg	1,85	1,87	1,90	1,87	1,88	1,80
Total tryptofan, g/kg	0,63	0,62	1,19	1,02	2,04	1,89

1) Tilsætning af hver af aminosyrerne: lysin, methionin, treonin og tryptofan ud over indholdet i gruppe 1

I gruppe 1 var der ikke tilsat syntetiske aminosyrer udover hvad der var i den mineralske foderblanding. Forskellen i indholdet af aminosyrer mellem gruppe 1 og de to øvrige grupper viser således, hvor meget af de ekstra tilsatte aminosyrer, der blev genfundet i foderet efter henholdsvis 8 og 16 timers fermentering. Genfindingen af de tilsatte aminosyrer i gruppe 2 og 3 er vist i tabel 2.     

Ved tilsætning af 1 g syntetisk lysin pr. kg vådfoder (gruppe 2) var genfindingen under 10 pct. efter 8 timers fermentering. Når der blev tilsat 2 g syntetisk lysin pr. kg vådfoder (gruppe 3) var genfindingen lidt højere. Disse resultater er i god overensstemmelse med tidligere afprøvninger af fermenteret vådfoder, hvor det er fundet, at det syntetiske lysin var forsvundet helt efter ca. 10 timers fermentering i fermenteringstank [1] eller efter ca. 8 timers fermentering i rørstreng [2].            

I modsætning til syntetisk lysin blev syntetisk methionin ikke nedbrudt i væsentlig omfang selv efter 16 timers fermentering, hvor genfindingen var ca. 90 pct.. Disse resultater er også i god overensstemmelse med tidligere afprøvninger [1], [2], [3].

Syntetisk treonin var næsten fuldstændigt nedbrudt efter 8 timers fermentering, både når der blev tilsat 1 og 2 g pr. kg vådfoder. I de tidligere afprøvninger har det ikke være muligt at måle tabet af syntetisk treonin på grund af lav iblanding i foderet.

Ca. halvdelen af det syntetiske tryptofan blev genfundet efter 8 timers fermentering, når der blev tilsat 1 g pr. kg vådfoder. Ved tilsætning af 2 g syntetisk tryptofan pr. kg vådfoder var genfindingen højere. Efter 16 timers fermentering var genfindingen af syntetisk tryptofan lavere end efter 8 timer både ved tilsætning af 1 og 2 g pr. kg vådfoder. Dette viser, at syntetisk tryptofan ikke nedbrydes så hurtigt som syntetisk lysin og treonin. Der var i gennemsnit for gruppe 2 og 3 nedbrudt 0,5 g syntetisk tryptofan pr. kg vådfoder efter 8 timer og 0,7 g pr. kg efter 16 timer. I praksis tilsættes der en meget mindre mængde tryptofan til vådfoder. Smågrisefoderet (gruppe 1) i denne undersøgelse var tilsat 0,03 g tryptofan pr. kg vådfoder. Det må derfor forventes, at den normale doserede mængde syntetisk tryptofan vil være forsvundet helt efter 8 timers fermentering.

Da vådfoderet i dette forsøg var fermenteret i mindst 8 timer, kan forsøget ikke vise, om de syntetiske aminosyrer også forsvinder, hvis foderet fermenteres i kortere tid end 8 timer.

Tabel 2.

Genfinding af tilsatte syntetiske aminosyrer i fermenteret vådfoder

Gruppe	2		3
Aminosyre tilsat, g/kg1)	1		2
Timer fermenteret	8	16	8	16
Genfundet tilsat lysin, g/kg	0,07	0,04	0,28	0,24
- pct. af tilsat	7	4	14	12
Genfundet tilsat methionin, g/kg	0,96	0,93	1,80	1,79
- pct. af tilsat	96	93	90	89
Genfundet tilsat treonin, g/kg	0,05	0,00	0,03	-0,07
- pct. af tilsat	5	0	2	-3
Genfundet tilsat tryptofan, g/kg	0,56	0,40	1,41	1,27
- pct. af tilsat	56	40	70	63

1) Tilsætning af hver af aminosyrerne: lysin, methionin, treonin og tryptofan ud over indholdet i gruppe 1

På baggrund af forsøgets resultater anbefales det at have et højt indhold af råprotein i vådfoder, så tilsætningen af syntetiske aminosyrer, der kan gå tabt ved fermentering, begrænses. Desuden bør færdigblandet vådfoder ikke fermenteres i vådfodertanken, men det skal udfodres hurtigst muligt efter, at det er blandet. Det kan dog ikke undgås, at det foder, der står i rørstrengen mellem fodringerne bliver fermenteret. Vådfoderet, der er fermenteret i rørstrengen, vil derfor have et lavere indhold af aminosyrer end friskblandet foder. Der bør derfor kompenseres for tabet af syntetiske aminosyrer ved at tilsætte en højere mængde, så grisene ikke bliver underforsynet med aminosyrer. Dette kan beregningsteknisk gøres ved at nedsætte fordøjelighedskoefficienten for syntetisk lysin, treonin og tryptofan fra 100 til 75 pct. i foderoptimeringen. Dermed kompenseres for et tab på 25 pct. af de syntetiske aminosyrer ved fermentering i rørstrengen. Det svarer til, at 25 pct. af foderet står i rørstrengen mellem fodringerne, og at hele mængden af syntetisk lysin, treonin og tryptofan går tabt i foderet i rørstrengen. Hvis restmængden i rørstrengen er højere end 25 pct., eller hvis foderet fermenterer i vådfodertanken inden udfodring, kan tabet være endnu større. De aminosyrer, der er bundet i protein (f.eks. i sojaskrå) bliver ikke nedbrudt ved fermentering [1], så man skal ikke ændre fordøjelighedskoefficienterne for andre råvarer end syntetisk lysin, treonin og tryptofan.

Mikrobiologiske analyser

Indholdet af mælkesyrebakterier i vådfoderet er vist i figur 2. Indholdet af mælkesyrebakterier er målt ved forsøgets start samt ved de to daglige foderblandinger 6 og 7 dage (136-168 timer) senere. Ved hver foderblanding er indholdet af mælkesyrebakterier målt både før og efter 50 pct. iblanding af nyt foder og vand.

Der var det samme indhold af mælkesyrebakterier i de tre grupper før tilsætning af nyt foder og vand. Efter tilsætning af nyt foder og vand var indholdet af mælkesyrebakterier lidt lavere, men ens i de tre grupper. Høj dosering af syntetiske aminosyrer i gruppe 2 og 3 har således ikke påvirket indholdet af mælkesyrebakterier i vådfoderet.

Figur 2.	Mælkesyrebakterier i vådfoder, før (f) og efter (e) 50 pct. iblanding af nyt foder og vand

Indholdet af coliforme bakterier i vådfoderet er vist i figur 3. Ved forsøgets start var der et højt indhold af coliforme bakterier i alle tre grupper, men efter 6 dage (136 timer) var indholdet under detektionsgrænsen på 10³ (=1000) colony forming units (CFU) pr. g vådfoder. CFU er antallet af bakteriekolonier. Efter tilsætning af nyt foder og vand var indholdet af coliforme bakterier lidt over detektionsgrænsen, men der var ikke en systematisk forskel mellem de tre grupper. Høj dosering af syntetiske aminosyrer i gruppe 2 og 3 har således ikke påvirket indholdet af coliforme bakterier i vådfoderet.

Figur 3.	Coliforme bakterier i vådfoder, før (f) og efter (e) 50 pct. iblanding af nyt foder og vand

I modsætning til mælkesyrebakterier og coliforme bakterier blev der fundet en ændring i indholdet af gær i vådfoderet ved høj dosering af aminosyrer i gruppe 2 og 3 (figur 4). Indholdet af gær var generelt højere i gruppe 1 end i gruppe 2 og 3 både før og efter tilsætning af nyt foder og vand. De høje doseringer af aminosyrer i gruppe 2 og 3 har således haft en hæmmende virkning på indholdet af gær i vådfoderet.

Figur 4.	Gær i vådfoder, før (f) og efter (e) 50 pct. iblanding af nyt foder og vand

Indholdet af mælkesyre i vådfoderet var næsten ens i de tre grupper (figur 5). Efter tilsætning af nyt foder og vand blev indholdet af mælkesyre ca. halveret, hvilket skyldes, at halvdelen af foderet blev udskiftet. Der var ingen forskel i hvor meget mælkesyre, der var dannet efter 8 timers fermentering (prøver udtaget 144 og 168 timer efter forsøgets start) eller 16 timers fermentering (136 timer og 160 timer efter forsøgets start).   

Figur 5.	Mælkesyre i vådfoder, før (f) og efter (e) 50 pct. iblanding af nyt foder og vand

Indholdet af eddikesyre var højere i gruppe 2 og 3 end i gruppe 1, især før tilsætning af nyt foder og vand (figur 6). Høje doseringer af aminosyrer i gruppe 2 og 3 har således øget dannelsen af eddikesyre i vådfoderet. Dette kan skyldes, at nogle bakterier kan omsætte lysin og treonin til eddikesyre. Indholdet af eddikesyre blev ca. halveret ved iblanding af 50 pct. nyt foder og vand. Der var ikke væsentlig forskel i indholdet af eddikesyre om vådfoderet var fermenteret i 8 eller 16 timer. 

Figur 6.	Eddikesyre i vådfoder, før (f) og efter (e) 50 pct. iblanding af nyt foder og vand

Indholdet af myresyre i vådfoderet er vist i figur 7. Ved forsøgets start var der ikke noget myresyre i vådfoderet. Ved prøveudtagningerne 6 og 7 dage senere var der dannet lidt myresyre i vådfoderet, og indholdet i gruppe 2 og 3 var lidt højere end i gruppe 1. Høj dosering af aminosyrer i gruppe 2 og 3 har således øget dannelsen af myresyre i vådfoderet. Der var generelt dannet lidt mere myresyre, når vådfoderet var fermenteret i 16 timer (136 og 160 timer efter forsøgets start) end når det kun var fermenteret i 8 timer (144 og 168 timer efter forsøgets start).    

Der blev dannet lidt smørsyre i gruppe 3 (op til ca. 4 mmol pr. liter), hvilket kan skyldes, at nogle bakterier kan omsætte lysin til smørsyre. I gruppe 1 og 2 var indholdet af smørsyre under 1 mmol pr. liter.

Figur 7.	Myresyre i vådfoder, før (f) og efter (e) 50 pct. iblanding af nyt foder og vand

Indholdet af ethanol i vådfoderet er vist i figur 8. Der var et lavere indhold af ethanol i gruppe 2 og 3 end i gruppe 1. Høje doseringer af aminosyrer i gruppe 2 og 3 har således hæmmet dannelsen af ethanol i vådfoderet. Det stemmer overens med, at der var et lavere indhold af gær, der producerer ethanol, i gruppe 2 og 3 i forhold til gruppe 1. 

Figur 8.	Ethanol i vådfoder, før (f) og efter (e) 50 pct. iblanding af nyt foder og vand

Samlet viste de mikrobiologiske analyser, at indholdet af gær og ethanol faldt samt at indholdet af eddikesyre og myresyre steg ved højere doseringer af aminosyrer. Det højere indhold af eddikesyre og myresyre i vådfoderet ved højere doseringer af syntetiske aminosyrer bevirkede ikke, at pH-værdien faldt. Der blev derimod fundet en stigning i pH-værdien ved høje doseringer af syntetiske aminosyrer. Dette kan muligvis skyldes, at der kan være dannet basiske biogene aminer og ammoniak ved nedbrydning af de syntetiske aminosyrer, bl.a. dannes cadaverin ved nedbrydning af lysin. 

Forsøget viste, at syntetisk lysin, treonin og tryptofan blev nedbrudt ved fermentering af vådfoder, mens syntetisk methionin ikke blev nedbrudt i væsentlig omfang. Syntetisk lysin og treonin blev nedbrudt hurtigere end syntetisk tryptofan ved de høje doseringer (1 og 2 g/kg vådfoder), der blev anvendt i forsøget. Ved de meget lavere doseringer af syntetiske aminosyrer, der anvendes i praksis, må det forventes, at syntetisk lysin, treonin og tryptofan er fuldstændig nedbrudt efter 8 timers fermentering, f.eks. ved fermentering i rørstreng mellem fodringer. Det anbefales derfor at have et højt indhold af råprotein i vådfoder, så tilsætningen af syntetiske aminosyrer, der kan gå tabt ved fermentering, begrænses. Desuden anbefales det at nedsætte fordøjelighedskoefficienten for syntetisk lysin, treonin og tryptofan fra 100 til 75 pct. i foderoptimeringen, når der anvendes vådfoder. Dermed kompenseres der for et tab på 25 pct. af de syntetiske aminosyrer ved fermentering i rørstrengene. Det svarer til, at 25 pct. af foderet står i rørstrengene mellem fodringerne, og at hele mængden af syntetisk lysin, treonin og tryptofan går tabt i foderet i rørstrengene.          

De høje doseringer af aminosyrer i vådfoderet påvirkede fermenteringen således, at pH-værdien var højere, indholdet af eddikesyre, myresyre og smørsyre var højere, mens indholdet af gær og ethanol var lavere i forhold til kontrolgruppe. Indholdet af mælkesyrebakterier, mælkesyre og coliforme bakterier blev ikke påvirket af de høje doseringer af aminosyrer. Resultaterne tyder således ikke på, at det er gær, der nedbryder de syntetiske aminosyrer. Det er derimod sandsynligt, at de bakterier, der nedbryder aminosyrerne, producerer eddikesyre, myresyre og smørsyre. Det var i dette forsøg ikke muligt direkte at afgøre, hvilke bakterier, der nedbryder syntetiske aminosyrer i vådfoder.

[1]	Pedersen, A.Ø. (2001): Fermenteret vådfoder til smågrise. Meddelelse nr. 510, Landsudvalget for Svin
[2]	Pedersen, A.Ø.; Maribo, H.; Kranker, S.; Canibe, N.; Hansen, I.D; Aaslyng, M.D. (2002): Fermenteret vådfoder til slagtesvin – pelleteret foder. Meddelelse nr. 567, Landsudvalget for Svin
[3]	Pedersen, A.Ø.; Maribo, H.; Canibe, N.; Hansen, I.D; Aaslyng, M.D. (2002): Fermenteret vådfoder til slagtesvin – hjemmeblandet med valle uden myresyre. Meddelelse nr. 566, Landsudvalget for Svin