Zadanie 6 ANIMAL – działania planowane do realizacji Projekt „Ekosystem Innowacji Dolina Rolnicza 4.0” · Politechnika Białostocka, KChBB / natureTECH

🌱 Dlaczego prowadzimy te badania?

Hodowla bydła mlecznego musi dziś godzić wysoką wydajność z dobrostanem zwierząt, bezpieczeństwem żywności i ochroną środowiska. W Unii Europejskiej od 1 stycznia 2006 r. nie wolno stosować antybiotyków jako dodatków paszowych, w tym jako stymulatorów wzrostu. Strategia „Od pola do stołu” zakłada ponadto ograniczenie sprzedaży środków przeciwdrobnoustrojowych dla zwierząt gospodarskich o 50% do 2030 r. oraz zwiększenie udziału upraw ekologicznych do co najmniej 25% powierzchni użytków rolnych. Rośnie więc zapotrzebowanie na naturalne rozwiązania żywieniowe. Mają one wspierać odporność zwierząt, ograniczać stres oksydacyjny i pomagać przejść przez okresy krytyczne: okres okołoporodowy, szczyt laktacji i okres rozrodu.

Surowce roślinne zawierają polifenole, karotenoidy, witaminy, związki prebiotyczne i składniki mineralne, dlatego mogą pełnić tę funkcję. Wykorzystanie lokalnych surowców ekologicznych i produktów ubocznych przetwórstwa, takich jak wytłoki, wpisuje się też w gospodarkę o obiegu zamkniętym. Naturalne pochodzenie surowca nie oznacza jednak automatycznie, że jest on skuteczny i bezpieczny. Dlatego właściwości surowców sprawdzamy w laboratorium, zanim trafią do paszy.

🛡️ Bezpieczeństwo surowców to fundament materiału paszowego

Pasza jest pierwszym ogniwem łańcucha żywnościowego. To, co pobiera krowa, wpływa na jej zdrowie, a pośrednio na jakość i bezpieczeństwo mleka. Prawo UE wymaga, by materiały paszowe nie stanowiły zagrożenia dla zdrowia zwierząt, ludzi ani środowiska. Określa też maksymalne zawartości substancji niepożądanych w paszach oraz wymagania higieny pasz.

W przypadku surowców roślinnych szczególnie ważne są:

• Zanieczyszczenia mikrobiologiczne i grzybowe. Niewłaściwie suszone lub przechowywane zioła i wytłoki mogą być skażone pleśniami, bakteriami chorobotwórczymi i mykotoksynami. Oceniamy więc czystość mikrobiologiczną i fitopatogeniczną surowców.
• Pierwiastki potencjalnie toksyczne. Rośliny mogą kumulować z gleby m.in. ołów, kadm, rtęć i arsen. Precyzyjne techniki ICP-MS, TXRF, FAAS i GFAAS pozwalają oznaczyć je na poziomie śladowym, równolegle z pierwiastkami pożądanymi żywieniowo.
• Naturalne związki o działaniu toksycznym. Niektóre rośliny lecznicze zawierają metabolity wtórne, które w większych dawkach mogą szkodzić zwierzętom. Dlatego każdy surowiec oceniamy także pod kątem bezpieczeństwa, a nie tylko potencjalnej aktywności.
• Stabilność podczas przetwarzania. Analiza termograwimetryczna pokazuje, jak surowce zachowują się w podwyższonej temperaturze. Pozwala to zaprojektować granulację tak, by nie dochodziło do rozkładu cennych składników ani powstawania niepożądanych produktów degradacji.
• Bezpieczeństwo na poziomie komórkowym. Badania cytotoksyczności na modelowych liniach komórkowych, w tym na modelu nabłonka jelitowego Caco-2, uzupełnią ocenę bezpieczeństwa przed doświadczeniami na zwierzętach.

🐄 Od laboratorium do obory to kolejne etapy weryfikacji

Wyniki badań laboratoryjnych to dopiero pierwszy krok. Żwacz to złożony ekosystem mikroorganizmów, od którego zależy trawienie paszy, a w konsekwencji zdrowie i wydajność krowy. Dlatego wybrane kompozycje biododatków przebadamy najpierw w modelu sztucznego żwacza. W kilkutygodniowych doświadczeniach (14-21 dni) ocenimy wpływ każdego wariantu biododatku na mikrobiotę żwacza. Model in vitro pozwala wyeliminować receptury niekorzystne dla mikroflory żwacza, zanim trafią do paszy zwierząt. Ogranicza to też liczbę zwierząt potrzebnych do dalszych badań. Do kolejnego etapu wytypujemy co najmniej dwa warianty receptur dla każdej grupy produkcyjnej.

Najlepsze receptury, wyprodukowane w formie granulatów w certyfikowanych gospodarstwach ekologicznych, przetestujemy na zwierzętach. Najpierw zrobimy to w kontrolowanych warunkach na fermie doświadczalnej, a następnie w gospodarstwach specjalizujących się w hodowli bydła mlecznego, zarówno konwencjonalnych, jak i ekologicznych. Będziemy monitorować m.in.:

• dzienną wydajność mleczną i skład mleka (białko, tłuszcz, laktoza, mocznik, liczba komórek somatycznych),
• jakość siary,
• wskaźniki rozrodu oraz częstość mastitis, kulawizn i innych schorzeń,
• poziom ciał ketonowych i markery stresu oksydacyjnego we krwi (m.in. TAS, SOD, MDA, GPx),
• profil kwasów tłuszczowych i zawartość witamin rozpuszczalnych w tłuszczach w mleku.

Pochodzenie surowców z certyfikowanych gospodarstw ekologicznych daje dodatkową gwarancję: rośliny uprawiane są bez syntetycznych środków ochrony roślin i nawozów mineralnych, w systemie kontrolowanym od pola do gotowego produktu. Nasze badania, od analiz chemicznych przez sztuczny żwacz po stada doświadczalne, uzupełniają te gwarancje o twarde dane naukowe. Chcemy, aby opracowane biododatki były nie tylko skuteczne, ale przede wszystkim bezpieczne dla zwierząt, konsumentów i środowiska.

Główni wykonawcy zadania: dr hab. Monika Kalinowska, prof. PB, dr Ewa Zapora, dr hab. Sławomir Obidziński, prof. PB