Effekt af lermineralet klinofeed på ungsvins produktionsegenskaber og proteinomsætning

Naturlige zeoliter er lermineraler, der har en 3-dimensionel opbygning. Zeoliternes rumlige gitterstruktur bevirker, at der dannes "huler", hvortil der er adgang gennem små porer. Dette betyder, at zeoliterne er i stand til at binde ioner. Porestørrelsen sætter en grænse for størrelsen af de ioner, der kan passere og bindes i "hulerne".

Klinoptilolit tilhører gruppen af naturlige zeoliter, og porestørrelsen for klinoptilolit er bestemt til at være 4 Å (=4 × 10^{10 m}). Den rumlige struktur for klinoptilolit er vist i figur 1. Diameteren for ammonium. NH₄⁺ er omkring 3,5 Å, hvilket således tillader passage gennem porerne på klinoptilolit har vist, at klinoptilolit kan binde 135 mækv. ammonium svarende til 1,89 g kvælstof pr. 100 g klinoptilolit (Kemira Kemi, personlig oplysning). Bernal & Lopez-Real, 1993, fandt i en sammenlignende undersøgelse af forskellige zeoliter tilsvarende bindingsevne for klinoptilolit.

I blind- og tyktarmen dannes der ved den enzymatiske og mikrobielle nedbrydning ammonium, som formodes at være skadelig for grisen. En formindskelse af ammoniumbelastningen i tarmen forventes derfor at resultere i forbedret næringstofudnyttelse og produktion. I den forbindelse er det blevet fremhævet, at antibiotika og andre antimikrobielle stoffer kan reducere den mikrobielle produktion af ammoniak (NH₃) og således øge dyrenes vækst (Visek, 1978). Senest har Yen & Pond, 1990, påvist, at carbadox nedsætter mikroorganismernes produktion af ammoniak og mindsker dermed skaderne på tarmcellerne. Dette medfører formentlig en nedsættelse af tarmcellernes turnover-hastighed, hvilket betyder, at næringsstofbehovet til vedligehold nedsættes, og at der bliver flere næringsstoffer til rådighed til vækst.

Tilsætning af klinoptilolit til foderet formodes at have en tilsvarende effekt, idet lermineralet binder ammonium i blind- og tyktarm, således at ammoniumbelastningen reduceres, og næringsstofudnyttelsen forbedres. Tidligere forsøg har dog givet modstridende resultater, hvor nogle har vist positive og andre negative effekter (referet af Mumpton & Fishman,1977, og Shurson et al.,1984). Cool & Willard,1982, fandt, at tilsætning af klinoptilolit til foderet til fravænnede grise havde en positiv effekt på foderudnyttelsen. Derimod fandt Shurson et al., 1984 i en forsøgsrække, at tilsætning af klinoptilolit til foder til ungsvin ikke havde effekt på tilvækst, foderoptagelse og -forbrug.

I forsøg med slagtesvin fandt Liebscher, 1991, at tilsætning af zeolit til foderet havde positiv indflydelse på tilvækst, foderoptagelse og -forbrug, hvorimod slagtekroppens sammensætning ikke var forandret. Tilsvarende amerikanske forsøg viste, at både produktion og kødindhold ikke var påvirket af zeolit-tilsætning (Coffey & Pilkington, 1989; Ward et al., 1989).

Formålet med nærværende undersøgelse var at klarlægge, om tilsætning af Klinofeed til foderet påvirker ungsvins produktionsegenskaber og proteinomsætning. Til forsøget blev anvendt et lermineralprodukt, Klinofeed, som hovedsageligt består af klinoptilolit (70%) og andre lermineraler (18%).

Forsøgsdyr og forsøgsplan

I forsøget indgik 10 kuld a 4 sogrise ved en vægt på 30 kg. De 4 kuldstørrelse blev fordelt på de respektive behandlinger, som vist i tabel 1.

Foder

Der blev anvendt 2 foderblandinger (A og B). hvis sammensætning er vist i tabel 2. Næringsstofindholdet i begge foderblandinger var justeret efter gældende danske normer.

Det forventes, at produktionen af og dermed belastningen med ammonium-ioner er størst ved høj mikrobiel aktivitet. Derfor blev blandingerne sammensat således, at omfanget af den mikrobielle aktivitet i blind- og tyktarm var forskellig hos grise fodret med de to grundblandinger.

Registreringer og kemiske analyser

I en forperiode på omkring 3 uger blev grisene opstaldet i enkeltstier og fodret efter ædelyst. Vægt og foderoptagelse blev registreret ugentligt. Efter forperioden blev grisene anbragt i opsamlingsbure, hvor de blev fodret efter norm.

Efter en tilvænningsperiode på 5 dage fik grisene ilagt urinkatetre, hvorefter gødning og urin blev opsamlet i en uge (Just et al., 1983).

Foder og gødning blev analyseret for indhold af tørstof, aske, kvælstof, fedt, træstof og energi. Urin blev analyseret for indhold af kvælstof. Ligeledes blev tyndtarmsfordøjeligheden af protein hvor og forgærbarheden af tørstof i blind- og tyktarm bestemt in vitro (Boisen, 1992).

Statistiske metoder

Den statistiske analyse er gennemført ved hjælp af standardprogrammer (SAS, 1988), og resultaterne er analyseret efter følgende model:

Foderblandingernes kemiske sammensætning

Tilsætning af Klinofeed ændrede den kemiske sammensætning af blandingerne. idet indholdet af organisk stof faldt, hvorimod askeindholdet steg (tabel 3). Dette medførte en reduktion i bruttoenergiindholdet, når grundblandingerne blev tilsat Klinofeed.

Produktionsresultaterne for forperioden og for hele forsøgsperioden er vist i tabel 4, og da der ikke fandtes vekselvirkning mellem Klinofeed og grundblanding, er kun hovedeffekterne anført.

Af tabellen fremgår, at grisene gerne åd foder indeholdende Klinofeed. Men selv om grisene i forperioden blev fodret efter ædelyst, var de ikke i stand til at udligne den energifortyndende virkning af Klinofeed gennem en øget foderoptagelse. Dette er i overensstemmelse med, at foderoptagelsen hos ungsvin hovedsageligt er bestemt af mave-tarmkanalens fysiske kapacitet. Modsat menes foderoptagelsen at være metabolisk reguleret hos ældre slagtesvin (50-100 kg), hvorfor disse formentlig vil kunne kompensere for den energifortyndende virkning af Klinofeed gennem øget foderoptagelse.

Undersøgelse af de 2 blandingers in vitro fordøjelighed svarende til henholdsvis ileal- og fæcesfordøjelighed viste, at tyndtarmsfordøjeligheden var den samme. Forgærbarheden af tørstof i blind- og tyktarm var henholdsvis 8,7 og 6,1% for grundblandingerne A og B og dermed 30% lavere ved grundblanding B.

Målt over hele forsøgsperioden medførte tilsætning af Klinofeed en reduktion i den daglige tilvækst på 33 g svarende til omkring 6%. Foderudnyttelsen var dog ikke signifikant påvirket. Nedgangen i tilvækst må derfor hovedsageligt tillægges reduktionen i foderoptagelsen (FEs/dag). idet balanceforsøget viste, at tilsætning af 3% Klinofeed medførte en reduktion i indholdet af FEs/kg foder for grundblanding A og B på henholdsvis 4,7 og 4,8%.

Af tabel 4 fremgår ligeledes, at grisenes produktionsresultater var lidt dårligere ved fodring med blanding B end med blanding A. Tilvæksten var således reduceret med 20 g/dag, og foderudnyttelsen var forøget med 0,08 FEs/kg tilvækst. Da de fortærede mængder af FEs/dag ikke var forskellig for de to grundblandinger, skyldes de lidt dårligere produktionsresultater sandsynligvis, at grisene på blanding B har været underforsynet med livsnødvendige aminosyrer. hvorved proteinaflejringen ikke har været optimal. Således fandtes, at proteinaflejringen var mindre, når grisene fik blanding B sammenholdt med A (tabel 5).

Nærværende forsøg er delvist i overensstemmelse med tidligere resultater, idet Shurson et al., 1984, fandt, at foderoptagelse (målt i kg), tilvækst og foderudnyttelse ikke var påvirket af klinoptilolit. I det aktuelle forsøg fandtes heller ingen effekt på foderoptagelse (målt i kg) og på foderudnyttelsen. Derimod var tilvæksten i det aktuelle forsøg nedsat, nar foderet indeholdt klinoptilolit. Cool & Willard,1982, fandt i modsætning til Shurson et al.,1984 og de aktuelle resultater, at foderudnyttelsen blev forbedret, når foderet tilsattes klinoptilolit. Denne uoverensstemmelse skyldes formentlig, at forsøget gennemført af Cool & Willard, 1982, omfattede et meget begrænset antal grise.

Kvælstofomsætning og proteinaflejring

Indflydelsen af Klinofeed og grundblanding på udskillelsen af kvælstof med gødning og urin samt aflejringen af kvælstof (protein) er vist i tabel 5.

Forsøget viste, at mønstret for udskillelsen af kvælstof ændredes mod øget udskillelse med gødningen og mindre udskillelse med urinen, når foderet var tilsat Klinofeed. Disse ændringer var mere udtalte ved fodring med blanding A end med blanding B. Årsagen til denne ændring efter tilsætning af Klinofeed er ikke kendt. Laboratorieforsøg har imidlertid vist, at klinoptilolit som nævnt kan binde 135 mækv. NH₄⁺ svarende til 1,89 g kvælstof pr. 100 g klinoptilolit. I balanceforsøget fortærede grisene 42 g Klinofeed pr. dag, hvilket teoretisk skulle kunne binde omkring 0,80 g kvælstof (som ammonium). Hvis den forøgede kvælstofmængde, der fandtes i gødningen fra grise fodret med Klinofeed, var bundet i form af ammonium, svarer dette til 0,98 og 0,34 g kvælstof/dag ved fodring med henholdsvis blanding A og B. Disse tal er i overensstemmelse med niveau'et for den maksimale bindingskapacitet for klinoptilolit (omkring 0,80 g kvælstof/dag). Dette antyder, at binding af NH₄⁺ til Klinofeed i forsøget reducerede absorptionen og dermed omdannelsen af ammonium til urinstof, hvorved udskillelsen af kvælstof med urinen blev nedsat.

Shurson et al., 1984, fandt i forsøg med fravænnede grise, at kvælstofmængden i gødning steg signifikant ligesom kvælstofudskillelsen i urin faldt (ikke signifikant), når foderet blev tilsat stigende mængder af klinoptilolit. Dette resulterede dog ikke i en nedgang i kvælstofaflejringen. Resultaterne i det aktuelle forsøg med ungsvin er således i overensstemmelse med de fundne effekter af klinoptilolit på mønstret for smågrises kvælstofomsætning.

In vitro undersøgelser viste som nævnt, at tyndtarmsfordøjeligheden af protein ikke var forskellig for de to grundblandinger. Derimod var forgærbarheden i blind- og tyktarm 30% større i grundblanding A end i B. Det er derfor sandsynligt, at ammoniumproduktionen var større ved fodring med blanding A end ved fodring med B, hvilket muligvis kan forklare den større ændring i udskillelsesmønstret for kvælstof efter fodring med grundblanding A end efter fodring med grundblanding B. Forsøget tyder derfor på, at høj forgærbarhed i blind- og tyktarm medfører den største effekt af Klinofeed pa ekskretionsmønstret for kvælstof.

Den mikrobielle syntese af ammoniak i gylle sker hurtigere fra urinstof (udskilt med urin) end fra ikke nedbrudt protein (udskilt med gødning). Dette betyder, at ammoniakbelastningen i staldmiljøet må forventes at være størst, hvor overskudsprotein udskilles med urinen. Erstatning af 3% af foderet med Klinofeed reducerede i forsøget udskillelsen af kvælstof med urinen med 14 og 5% ved anvendelse af grundblanding A henholdsvis B. Da Klinofeed forventes at kunne binde maksimalt 0,80 g kvælstof i tarmen/dag, som derved ikke udskilles med urinen, kan kun omkring 4% af nedgangen i udskilt N til urin tilskrives Klinofeedtilsætning. Den resterende nedgang må derfor skyldes reduktion i fortæret daglig mængde.

Inden for grundblanding påvirkede tilsætning af Klinofeed ikke signifikant proteinaflejringen (tabel 5). Denne steg dog med 7 g/dag efter fodring med grundblanding A, men faldt med 5 g/dag efter fodring med grundblanding B, hvilket resulterede i en signifikant vekselvirkning mellem grundblanding og Klinofeed. Denne vekselvirkning kan skyldes, at grisene fodret med grundblanding B har været underforsynede med livsnødvendige aminosyrer, hvilket understøttes af de fundne effekter på produktionsegenskaberne.

Nærværende undersøgelse viser at Klinofeed tilsat foderet till ungsvin ændrer møstret for kvælstofudskillelsen mod øget udskillelse til gødningen og mindre til urinen. Proteinaflejringen blev derimod ikke ændret, ligesom energiudnyttelsen ikke blev forbedret. Ungsvinene kunne ikke kompensere for den energifortyndende virkning af Klinofeed gennem øget foderoptagelse, hvorved den fortærede mængde FEs faldt. Dette resulterede i et lille fald i tilvæksten, når Klinofeed blev tilsat foderet. Dette resultatet kan formentligt ikke overføres til ældre slagtesvin, da disse sandsynligvis vil kunne kompensere for den energifortyndende effekt af Klinofeed ved at øge foderoptagelse.

Forsøget antyder endvidere, at effekten af Klinofeed på ekskretionsmønstret for kvælstof afhænger af foderblandingens sammensætning og er størst når forgærbarheden i blind- og tyktarm er stor.

Anerkendelser

Kemira Kemi AB, Helsinborg, takkes for at have ydet økonomisk støtte til samt stillet Klinofeed til rådighed for det gennemførte projekt.

Bernal, M.P. & J.M. Lopez-Real,1993. Natural zeolites and sepiolite as ammonium and ammonia adsorbent materials. Bioresource Technology 43,27-33.

Boisen, S. & J.A. Fernández, 1992. Ny metode til bestemmelse af energiværdien i foderblandinger til svin. Medd. nr. 825 fra Statens Husdyrbrugsforsøg

Coffey, M.T. & D.W. Pilkington, 1989. Effect of zeolite-A on the performance and carcass quality of swine. J. Anim. Sci. 67, suppl. 2, 36.

Cool, W.H. & J.M. Willard, 1982. Effect of clinoptilolite on swine nutrition. Nutr. Rep. Inter. 26, 759-766.

Just, A., H. Jørgensen, J.A. Fernández, S. Bech-Andersen og N. Enggaard Hansen, 1983. Forskellige foderstoffers kemiske sammensætning, fordøjelighed, energi- og proteinværdi til svin. Beretning 556, Statens Husdyrbrugsforsøg, 99 pp.

Kemira Kemi (personlig meddelelse).

Liebscher, A. 1991. Einfluss der Futterkomponente Heulandit (Zeolith) auf Mast- und Schlachtleistung in der Geschwisterprüfung. Die Bodenkultur 42, 367-376.

Mumpton, F.A. & P.H. Fishman, 1977. The application of natural zeolites in animal science and aquaculture. J. Anim. Sci. 45, 1188-1203.

SAS Institute Inc. SAS/STAT User's Guide, Release 6.03 Edition, 1988. Cary, NC: SAS Institute Inc., 1028 pp.

Shurson, G.C., P.K. Ku, E.R. Miller & M.T. Yokoyame, 1984. Effects of zeolite A or clinoptilolite in diets of growing swine. J. Anim. Sci. 59, 1536-1545.

Visek, W.J., 1978. The mode of growth promotion by antibiotics. J. Anim. Sci. 46, 1447-1469.

Ward, T.L., K.L. Watkins, L.L. Southern, P. Hoyt, D.D. French & K.E. Wiegand, 1989. Effect of sodium zeolite-A and (or) excess of Cu on growth performance, liver Cu concentration, gastric ulcers, carcass characteristics and serum metabolites in swine. J. Anim. Sci. 67, suppl. 2, 36-37.

Yen, J.T. & W.G. Pond, 1990. Effects of carbadox on net absorption of ammonia and glucose into hepatic portal vein of growing pigs. J. Anim. Sci. 68, 4236-4242.