KvægInfo nr.:971 30-04-2002 Forfatter: Lorenzo Misciattelli et al. Malkekoens lysin og metionin behov Lorenzo Misciattelli 1, Torben Hvelplund 2, Martin Riis Weisbjerg 2, Christian Friis Børsting 2, Torben G. Madsen 3, Jørgen Madsen 1, Jens Møller 4, Rudolf Thøgersen 4 og Anne Mette Kjeldsen 4 1 Institut for Husdyrbrug og Husdyrsundhed, Den Kgl. Veterinær- og Landbohøjskole, Grønnegårdsvej 2, 1870 Frederiksberg C 2 Afdeling for Husdyrernæring og Fysiologi, Danmarks JordbrugsForskning, Forskningscenter Foulum, Postboks 50, 8830 Tjele. 3 Institut for Anatomi og Fysiologi, Den Kgl. Veterinær- og Landbohøjskole, Grønnegårdsvej 7, 1870 Frederiksberg C 4 Dansk Kvæg, Landbrugets Rådgivningscenter, Udkærsvej 15, Skejby, 8200 Århus N Sammendrag Denne meddelelse er en opfølgning på Rapport nr. 98 Fodermidlernes indhold af aminosyrer og aminosyrernes andel af AAT. Formålet er at opdatere den nyeste viden om malkekoens behov for lysin og metionin, for derigennem at udnytte den viden om fodermidlernes bidrag med individuelle aminosyrer som er meddelt i ovennævnte rapport. Lysin og metionin anses oftest for at være de først begrænsende aminosyrer for mælkeproduktion, men også histidin, leucin og fenylalanin er i nogle undersøgelser fundet at være begrænsende aminosyrer. Viden om behovene for histidin, leucin og fenylalanin er endnu meget sparsomme, derfor omhandler denne meddelelse kun behovene for metionin og lysin. Behovene for lysin og metionin til mælkeproduktion er fastlagt på grundlag en række forsøg med infusion af disse aminosyrer i enten løben eller i duodenum. Det biologiske maksimum for proteinydelse er beregnet til 3,37% AAT-Met og 7,69% AAT- Lys, mens maksimal proteinprocent i mælken opnås ved noget lavere koncentrationer af AAT-Met og AAT-Lys. Den økonomisk optimale forsyning med AAT-Met og AAT-Lys kan beregnes på grundlag af marginaludbyttet i form af indtægten fra mælkeprotein og marginaludgiften til forsyningen med aminosyrer i form af AAT-Met eller AAT-Lys. Beregningerne viste, at med de nuværende forudsætninger for mælkepris (mælkeprotein 3,31 øre/g) og pris på beskyttet metionin (11 øre pr. g AAT-Met) er den økonomisk optimale forsyning 2,33% AAT-Met til en højtydende malkeko. Hvis prisen på mælkeprotein øges til 3,73 øre/g (Arla Food s forslag til ny afregningsmodel fra 2003) øges den økonomisk optimale forsyning med AAT-Met til 2,45%. Den økonomisk optimale forsyning med lysin kan beregnes på tilsvarende måde som for metionin, men da der ikke findes beskyttet lysin på markedet, må beregningerne baseres på prisen for supplering med AAT-Lys ved at sammensætte kraftfoderet med råvarer, som har et højt indhold af AAT-Lys. Beregningerne viser, at når der stilles krav til AAT-Lys i foderblandingerne koster det marginalt mere pr. gram AAT-Lys, jo højere krav der stilles. I intervallet mellem 5,5% og 6,4% AAT-Lys i blandingen stiger prisen fra ca.10 øre til 20 øre pr. g AAT-Lys. Tilsvarende beregninger for metionin viser, at mulighederne for at øge metioninindholdet i kraftfoder gennem valg af aktuelle råvarer er meget begrænsede og forbundet med en kraftig forøgelse af prisen pr. g ekstra AAT-Met i blandingen.
Det konkluderes, at AAT-Lys i de fleste rationer har et niveau, der betinger, at det ikke kan betale sig at øge niveauet yderligere. AAT-Met vil i mange rationer være lavere end det niveau, der er beregnet som det økonomisk optimale baseret på prisen på beskyttet metionin. Tilskud bør derfor overvejes til de højtydende køer, men samtidig må det vurderes, om den øgede arbejdsindsats, der er forbundet med tildeling af beskyttet metionin, kan opvejes af det forventede merudbytte (den forøgede arbejdsindsats skyldes, at beskyttet metionin ikke kan indgå i pelleterede kraftfoderblandinger, og formodentlig heller ikke for alle produkters vedkommende kan tåle påvirkningen i en fuldfoderblander, da det vil eller kan skade coatningen). Indledning Malkekoens proteinbehov er i dag angivet som g AAT (aminosyrer absorberet i tarmen) pr. FE. Det er dog fysiologisk mere korrekt at betragte malkekoens proteinbehov som behov for en række individuelle aminosyrer. Mængden af individuelle aminosyrer, der absorberes i tarmen, er tabelleret for de fleste typer af kraftfoder og grovfoder, der anvendes i Danmark (Misciattelli et al., 2002). Dette gør det muligt at vurdere malkekoens forsyning med de individuelle aminosyrer. Hvorvidt en foderration opfylder kravet med hensyn til optimal forsyning med individuelle aminosyrer kræver også kendskab til behovet for individuelle aminosyrer. Fastlæggelse af behovet for individuelle aminosyrer til mælkeproduktion er imidlertid langt fra afsluttet. Det er et forskningsfelt, hvor der stadig udfoldes store bestræbelser med henblik på at fastlægge behovet for de aminosyrer, der kan være begrænsende for mælkeproduktionen. De aminosyrer, der anses for oftest at være begrænsende, er metionin og lysin, men også histidin, leucin og fenylalanin er i nogle undersøgelser fundet at være blandt de begrænsende aminosyrer. I den seneste udgave af aminosyretabellen er ovennævnte fem aminosyrer opgivet med deres procentandel af AAT, der er den værdi, der bruges i behovsangivelserne. Undersøgelser over behovet for histidin, leucin og fenylalanin er imidlertid stadig meget sparsomme, og den seneste viden om det biologiske behov for disse aminosyrer giver ikke mulighed for at fastlægge et behov, som det er tilfældet for lysin og metionin. Denne meddelelse vil derfor kun omhandle behov for metionin (AAT-Met) og lysin (AAT-Lys) begge udtrykt som procent af AAT, da der er et betydeligt datagrundlag vedrørende disse to aminosyrers indflydelse på produktionen af mælkeprotein. Varierer forskellige foderrationers forsyning med individuelle aminosyrer? Ovennævnte spørgsmål kan ikke besvares entydigt, da en stor del af aminosyreforsyningen sker på grundlag af det mikrobielle protein, der dannes i vommen. I situationer, hvor foderproteinet har en høj nedbrydningsgrad i vommen, og bidraget fra unedbrudt protein derfor bliver minimalt, vil foderrationen kun have en ringe indflydelse på forsyningen med individuelle aminosyrer, der tilføres tyndtarmen, under den forudsætning, at omfanget af den mikrobielle proteinsyntese er upåvirket. For at opfylde AAT-behovet til højtydende malkekøer er det imidlertid nødvendigt, at en del af forsyningen med aminosyrer sker på grundlag af vomunedbrudt protein. Her vil proteinkildernes aminosyresammensætning have betydning for aminosyreprofilen af det protein, der absorberes fra tyndtarmen, da andelen af unedbrudt protein her er betydelig i forhold til mikrobielt protein. AAT-Met og AAT-Lys er vist for fire eksempler på danske rationer til malkekøer i tabel 1 for både grovfoderandelen og for rationen totalt. Af tabellen fremgår, at selv om der er anvendt forskellige fodermidler i de fire rationer, er variationen i indholdet af AAT-Lys og AAT-Met forholdsvis beskedent. Dette skyldes for det første, at det mikrobielle protein udgør en betydelig del af AAT forsyningen, og at der ikke er nogen fodermiddelafhængighed i det mikrobielle proteins indhold af lysin og metionin. For det andet er kraftfoderet sammensat af flere råvarer, således at en ubalance med hensyn til f.eks. lysin i en råvare delvis opvejes af en anden råvare. Imidlertid fremgår det tydeligt af tabel 1, at råvarevalget har betydning. Det lidt lavere indhold af AAT-Lys i ration 1 og ration 3 i forhold til ration 2 og ration 4 skyldes væsentligst, at der er anvendt henholdsvis solsikkeskrå og majsbærme i ration 1 og ration 3, der begge har et lavt indhold af AAT-Lys. Markante afvigelser fra det typiske indhold, som er vist i tabel 1, vil kunne forekomme i situationer, hvor der er et ensidigt valg af kraftfoder, som har en afvigende aminosyreprofil. Det er f.eks. tilfældet for et fodermiddel som majsgluten, hvor AAT-Lys kun udgør 2,1% af AAT. 2
Tabel 1. Fire rationers fodermiddelsammensætning (FE/dag) samt rationernes indhold af AAT, PBV, AAT-Lys og AAT-Met. Fodermidler Ration 1 Ration 2 Ration 3 Ration 4 Roer 5 Roeaffald, HP, ensileret, 5% melasse 3 Kløvergræsensilage, middel FK 3 7,5 Majsensilage, høj FK 7 8,5 Byg-ærte ensilage, 40% ærter 10 Indhold i grovfoder AAT i alt 941 1115 1088 860 AAT pr. FE 94 97 87 86 PBV pr. FE -39-67 -12 14 AAT-Lys (% af AAT) 6,96 6,92 7,18 7,21 AAT-Met (% af AAT) 2,15 2,16 2,12 2,12 Sojaskrå 1 Rapskage 10% fedt 4 4,5 Rapskage 13% fedt 3,5 4 Solsikkeskrå, afskallet. 2 Majsbærme 1,5 Byg 1,8 2,3 Ærter 2 Roepiller, umelasseret 2 1 2 Roemelasse 0,3 Mættet fedt 0,5 0,3 0,5 Urea, g 100 Indhold i rationen I alt FE/dag 19,3 19,3 19,3 19,3 AAT i alt 1851 1846 1876 1792 AAT pr. FE 96 96 97 93 PBV pr. FE 13 13 12 19 AAT-Lys (% af AAT) 6,56 6,80 6.56 6.88 AAT-Met (% af AAT) 2,15 2,07 2,09 2.12 Et overblik over fodermidlernes indhold af henholdsvis AAT-Lys og AAT-Met er vist i figur 1 og figur 2, hvor aminosyretabellens værdier er vist grafisk for samtlige fodermiddelkoder. Graferne viser klart, at for grovfodermidlerne, hvor det mikrobielle protein udgør hovedparten af AAT, er der kun ubetydelige forskelle mellem fodermidlerne. Derimod er der en betydelig variation mellem forskellige kraftfodermidler. 3
AAT-Lys (%af AAT) 8.10 7.90 Majsgluten 7.70 7.50 7.30 7.10 6.90 6.70 6.50 6.30 6.10 5.90 5.70 5.50 5.30 5.10 4.90 4.70 4.50 4.30 4.10 3.90 3.70 3.50 3.30 3.10 2.90 2.70 2.50 2.30 2.10 1.90 1.70 1.50 101 136 161 204 216 235 256 277 290 312 386 424 435 446 475 526 565 588 600 689 715 909 Fodermiddelkode Figur 1. Fodermidlernes indhold af AAT-Lys (% af AAT). AAT-Met (% af AAT) 3.00 2.90 2.80 2.70 Sød 2.60 Lupin 2.50 2.40 2.30 2.20 2.10 2.00 1.90 1.80 1.70 1.60 1.50 1.40 1.30 1.20 1.10 1.00 101 136 161 204 216 235 256 277 290 312 386 424 435 446 475 526 565 588 600 689 715 909 Fodermiddelkode Figur 2. Fodermidlernes indhold af AAT-Met (% af AAT). Behov for lysin og metionin til mælkeproduktion Der foreligger i dag resultater fra en lang række produktionsforsøg, hvor effekten af beskyttet metionin og lysin er blevet undersøgt. Hvis produktionsforsøg lægges til grund for estimeringen af malkekoens behov for individuelle aminosyrer, kræver det et præcist kendskab til mængden af aminosyrer, der absorberes i tyndtarmen. En upræcis bestemmelse af dette vil influere alvorligt på det estimerede behov. Yderligere er data fra produktionsforsøg begrænset til metionin alene samt metionin og lysin tildelt sammen. Der er til gengæld i dag publiceret resultater fra en række forsøg med infusion af aminosyrer i løben eller duodenum. Denne type forsøg giver basis for direkte at estimere behovet for individuelle aminosyrer. 4
Data fra disse forsøg er korrigeret således, at forsøgene indbyrdes er sammenlignelige, og dermed viser responset ved øget tildeling af en enkelt aminosyre under forudsætning af, at alt andet er uændret. Den gennemsnitlige tildeling af næringsstoffer samt den daglige mælkeydelse på de rationer, der indgik i analysen er beskrevet i tabel 2. Tabel 2. Gennemsnitlig tildeling af næringsstoffer og mælkeydelse på behandlinger, brugt til bestemmelse af optimal tildeling af henholdsvis metionin og lysin Metionin Lysin Gennemsnit SD Gennemsnit SD Antal obs. 96 123 Vægt, kg 576 48 575 45 Ydelse, kg EKM 29 6 29 5 Protein, % 3,0 0,2 3,0 0,2 Fedt, % 3,8 0,5 3,7 0,5 FE/dag 18,7 3,3 18,6 3,1 AAT, g/dag 1905 445 1927 421 PBV, g/dag -286 490-391 473 AAT-Lys, % 7,31 0,6 7,06 0,6 AAT-Met, % 2,42 0,4 2,43 0,4 AAT-His, % 2,28 0,2 2,27 0,2 Det bemærkes, at specielt PBV-niveauerne har været meget lave og samtidig karakteriseret ved en stor spredning. Samtidigt har det gennemsnitlige AAT niveau pr. FE ligget på henholdsvis 102 g og 104 g altså betragteligt over danske anbefalinger. Sammenhængen mellem mælkeproteinydelse og andelen af metionin i AAT (% AAT-Met) er vist i figur 3 og den tilsvarende sammenhæng for lysin er vist i figur 4. Responskurven består af to dele. Et stykke beskrevet med et andengradspolynomie, og et stykke beskrevet ved en ret linie. Polynomiet og den rette linie mødes, hvor den afledte funktion af polynomiet har samme hældning som liniestykket. I figurerne er de afledte funktioner, der beskriver marginaludbyttet af de respektive aminosyrer, ligeledes vist. Ligningerne for de to andengradspolynomier samt for de afledte funktioner, er vist i tabel 3. Til at bestemme det optimale niveau af metionin er der kun brugt data, hvor lysin udgjorde mindst 7% og histidin 2% af AAT. Ligeledes er der kun brugt data til bestemmelse af det optimale niveau af lysin, hvor metionin og histidin koncentrationen var på mindst 2% af AAT. Det biologiske maksimum for metionin er beregnet på grundlag af den afledte funktion for proteinydelse og kan bestemmes til 3,37% AAT-Met (194/57,5=3,37) og 7,69 for AAT-Lys. Et lidt lavere maksimum er fundet for mælkens proteinprocent, der topper ved henholdsvis 2,91% AAT-Met og 7,30% AAT-Lys. Som det kan ses af figur 3 og figur 4 er der et aftagende merudbytte ved stigende AAT-Met og AAT-Lys indtil det biologiske maksimum. Tabel 3. Responsfunktion for tilførsel af lysin og metionin på proteinydelse og de afledte funktioner samt responsfunktioner på proteinprocent i mælken Proteinydelse, metionin Mælkeprotein (g/dag) = 586 + 194 X 28,75 X 2 X = % AAT-Met Marginal proteinydelse, metionin Marginal proteinydelse (g/% AAT-Met) = 194 57,5 X X = % AAT-Met Proteinydelse, lysin Mælkeprotein (g/dag) = -541 + 375 X -24,39 X 2 X = % AAT-Lys Marginal proteinydelse, lysin Marginal proteinydelse (g/% AAT-Lys) = 375 48,78 X X = % AAT-Lys Proteinprocent, metionin Mælkeprotein (%) =1,746 + 0,9302 X 0,1599 X 2 X = % AAT-Met Proteinprocent, lysin Mælkeprotein (%) = -0,8806 + 1,076 X 0,0734 X 2 X = % AAT-Lys 5
1000 15 Mælkeprotein ydelse (g/dag) 950 900 850 800 750 10 5 0-5 Marginal protein respons (g / 0.1 % AAT-Met) 700-10 1.0% 2.0% 3.0% 4.0% 5.0% % AAT-Met Figur 3. Sammenhængen mellem mælkeproteinydelse (g/dag), marginal mælkeproteinydelse (g/0,1% AAT-Met) og den procentiske andel af metionin i AAT (% AAT-Met). 1000 15 Mælkeprotein ydelse (g/dag) 950 900 850 800 750 10 5 0-5 Marginal protein respons (g / 0.1 % AAT-Lys) 700-10 4% 5% 6% 7% 8% 9% 10% % AAT-Lys Figur 4. Sammenhængen mellem mælkeproteinydelse (g/dag), marginal mælke proteinydelse (g/0,1% AAT-Lys) og den procentiske andel af lysin i AAT (% AAT-Lys). 6
Den økonomisk optimale forsyning med metionin er, hvor marginaludbyttet er lig marginalomkostningen. Det efterfølgende beregningseksempel viser den økonomiske optimale metioninforsyning med de valgte forudsætninger. Beregningseksempel for økonomisk optimal metioninforsyning AAT tildeling pr. dag = 20 FE 90 g AAT/FE = 1.800 g AAT Øgning af AAT-Met med 1% af AAT = 1.800/100 = 18 g Met Pris pr. g AAT-Met = 11 øre (Her er prisen sat ud fra prisen på beskyttet metionin, men hvis metionin ønskes øget ved brug af andet råvarevalg, er det skyggeprisen på metionin der bør bruges) 18 g AAT-Met koster 18 11 = 198 øre Marginal proteinudbytte (g/dag) = 194 57,5 (%AAT-Met) Pris pr. g mælkeprotein = 3,31 øre (Ugenyt fra Mejeriforeningen, nr. 39, 28. september, 2001) Økonomisk optimal forsyning er hvor marginaludbytte er lig marginalomkostning: [194 57,5 (%AAT-Met)] 3,31=198 Ÿ %AAT-Met = 2,33 Med den nye afregningsmodel, der foreslås af Arla Food s, vil protein prisen være 3,73 øre pr. g mælkeprotein, og det giver følgende optimum Ÿ %AAT-Met = 2,45 Beregningseksemplet ovenfor viser således, at med proteinprisen fra 2001 ligger det økonomisk optimale metioninniveau betydeligt under det niveau, der giver maksimal proteinydelse. Samtidig ses, at en øget pris på mælkeprotein hæver det økonomisk optimale niveau. Dette er illustreret i figur 5 for to forskellige mælkeproteinpriser med forskellige priser på suppleringsmetionin. 3.5 Optimal AAT-Met (% af total AAT) i foder 3 2.5 2 3,31 øre/g mælkeprotein 3,73 øre/g mælkeprotein 1.5 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Ører pr. g supplerings AAT-Met Figur 5. Sammenhængen mellem økonomisk optimalt metioninniveau i foderet (% AAT-Met) og prisen på supplerings AAT-Met (øre pr. g AAT-Met) ved to forskellige mælkeproteinpriser (niveau 2001 og Arla Food s forslag til ny afregningsmodel 2003) ved et ydelsesniveau på 29 kg EKM pr. dag. Kun få fodermidler har et AAT-Met niveau, der er højere end 2,3%. Mulighederne for, gennem ændringer i råvarevalget at nå det optimale niveau, er derfor begrænsede (se figur 2). Disse muligheder bør dog tages i betragtning, men efter der er indført forbud mod anvendelse af fiskemel til drøvtyggere, er de råvarer, der er karakteriseret ved et højt metioninindhold begrænsede og er ikke almindelige i danske kraftfoderblandinger til kvæg. En undtagelse er majsgluten, som til gengæld er karakteriseret ved et meget lavt lysinindhold, som det fremgår af figur 1. 7
Det lysinniveau, der giver maksimal proteinydelse, er beregnet til 7,69% AAT-Lys (375/48,78=7,69). Den økonomiske optimale forsyning med lysin kan beregnes på tilsvarende måde som vist ovenfor for metionin, men kan ikke baseres på prisen for beskyttet lysin, da dette produkt ikke findes på markedet. Et økonomisk optimalt lysinniveau skal derfor baseres på prisen for suppleringsaat-lys i de til rådighed værende fodermidler. Det økonomisk optimale lysinniveau som funktion af pris på suppleringsaat-lys er vist i figur 6. Som det fremgår af figuren, er det kun ved meget lave priser på suppleringsaat-lys, at det kan betale sig at forsyne med en lysinmængde, der nærmer sig det biologiske maksimum. Ved en pris på 11 øre pr. g AAT-Lys, der svarer til prisen på AAT-Met, vil det økonomisk optimale lysinniveau være 6,5% AAT- Lys. Dette er lavere end det lysinniveau, der er i typiske foderrationer til malkekøer som er vist i tabel 1. Dette niveau er rigeligt opfyldt af de fleste grovfodermidler samt en del kraftfodermidler, som det vil fremgå af tabel 1 og figur 2. 8 7.5 Optimal AAT-Lys (% af total AAT) i foder 7 6.5 6 3,31 øre/g mælkeprotein 3,73 øre/g mælkeprotein 5.5 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Ører pr. g supplerings AAT-Lys Figur 6. Sammenhængen mellem økonomisk optimalt lysinniveau i foderet (% AAT-Lys) og prisen på supplerings AAT-Lys (øre pr. g AAT-Lys) ved to forskellige mælkeproteinpriser (niveau 2001 og Arla Food s forslag til ny afregningsmodel 2003) ved et ydelses niveau på 29 kg EKM pr. dag. Optimering af kraftfoder med hensyn til indhold af AAT-Lys og AAT-Met Mulighederne for at tilpasse en rations indhold af AAT-Lys og AAT-Met med en given sammensætning af grovfoderet kan ske ved brug af beskyttede aminosyrer, som for nærværende kun er muligt for metionin eller ved valg af kraftfoder, der har et ønsket indhold af den aktuelle aminosyre. Mulighederne for gennem valg af aktuelle råvarer, der anvendes i danske kraftfoderblandinger, at påvirke indholdet af henholdsvis lysin og metionin er undersøgt ved blandingsoptimeringer foretaget i BEDRIFTSLØSNINGEN. Optimeringen er foretaget på grundlag af fodermidlernes indhold af aminosyrer, som er angivet i den seneste udgave af aminosyretabellen (Misciattelli et al., 2002) samt aktuelle priser på de gængse råvarer, der anvendes i kraftfoder til kvæg. 8
Resultatet af optimeringen er brugt til beregning af den pris, det har at øge henholdsvis indholdet af AAT-Lys og AAT-Met i blandingerne. Resultaterne er vist for lysin i figur 7 og for metionin i figur 8, hvor der er valgt to forskellige blandinger med henholdsvis 105 g og 110 g AAT pr. FE som eksempler. Figur 7 viser, at det er muligt at variere indholdet af AAT-Lys i intervallet mellem 5% og 6,7%, samt at prisen på et øget AAT-Lys indhold er svagt stigende ved de lavere indhold, men stiger voldsomt når indholdet øges over 6,4% AAT-Lys i blandingerne. Tilsvarende viser figur 8, at mulighederne for at variere indholdet af AAT-Met i blandingerne ved brug af aktuelle fodermidler er meget begrænset, samt at det er dyrt at øge indholdet af metionin, da prisen stiger voldsomt allerede ved den første øgning af procent AAT-Met i blandingen. 80 Pris for øget AAT-Lys (øre/g AAT-Lys) 70 60 50 40 30 20 10 0 5 5.5 6 6.5 7 AAT-Lys (% af total AAT) i blandingen Blanding med 17 % råprotein og 105 g AAT/FE Blanding med 28 % råprotein og 110 g AAT/FE Figur 7. Pris på suppleringslysin i to forskellige kraftfoderblandinger, hvor lysinindholdet øges gennem ændringer i råvarevalg. 300 Pris for øget AAT-Met (øre pr. g AAT-Met) 250 200 150 100 50 Blanding med 17 % råprotein og 105 g AAT/FE Blanding med 28 % råprotein og 110 g AAT/FE 0 1,95 2 2,05 2,1 2,15 2,2 AAT-Met (% af total AAT) i blandingen Figur 8. Pris på suppleringsmetionin i to forskellige kraftfoderblandinger, hvor metioninindholdet øges gennem ændringer i råvarevalg. 9
Diskussion I princippet kan alle essentielle aminosyrer være begrænsende for produktionen af mælkeprotein. Lysin og metionin er de aminosyrer, der ofte betragtes som begrænsende for mælkeproduktionen. På grund af et utilstrækkeligt datagrundlag, er det kun muligt at estimere responsfunktioner for disse to aminosyrer. Behov for de øvrige essentielle aminosyrer undersøges af forskellige forskergrupper også i Danmark. Resultater fra disse forsøg følges nøje, for senere at kunne fastlægge behovet for andre aminosyrer. Beregningerne af det økonomisk optimale AAT-Met niveau (baseret på den nuværende pris på beskyttet metionin og mælkeprotein) antyder, at dette niveau er svært at opnå alene baseret på fodermidlernes AAT-Met indhold. I nogle situationer kan det derfor være fordelagtigt at tilføre metionin, der er beskyttet mod nedbrydning i vommen. På markedet findes i dag flere produkter bestående af metionin omgivet af et beskyttende materiale (polymer, ethyl-cellulose eller fedt). Disse produkter har varierende grader af beskyttelse mod nedbrydning i vommen. I litteraturen findes angivelser spændende fra 13% til 100% beskyttelse. Tarmfordøjeligheden er også stærkt varierende for de forskellige produkter. Litteraturen indeholder således estimater spændende fra 9% til 97% tyndtarmsfordøjelighed. Der er således en betydelig spredning på de forskellige produkters evne til at levere tyndtarmsfordøjelige aminosyrer, mens der til gengæld foreligger en del resultater fra produktionsforsøg, hvor produkterne er anvendt. Produkter af denne kategori har også været anvendt i danske produktionsforsøg og har i et tilfælde givet signifikant respons på fedtprocent samt proteinprocent ved at hæve AAT-Met fra 1,9% til 2,5% (Misciattelli et al., 2001a). Derimod har et nylig afsluttet forsøg ikke har kunnet påvise nogen effekt ved at hæve AAT-Met fra 2,0% til 2,5% (C. F. Børsting og M. R. Weisbjerg, upubliceret). Der findes desuden såkaldte metionin analoger, der nedbrydes langsommere i vommen end ren metionin, og som først efter at være absorberet fra mave-tarmkanalen, omdannes til metionin af kroppens egne enzymer. Brugen af høje doser af syntetiske aminosyrer i ubeskyttet form er sandsynligvis også en mulighed, da en del af disse aminosyrer tilsyneladende kan passere vommen unedbrudt. Dette område kræver dog yderligere undersøgelser for at se, hvor stor effekt ubeskyttede aminosyrer har under normale fodringsbetingelser. De forskellige eksisterende produkter med vombeskyttet metionin kan forsyne koen med mellem 100 g og 600 g tyndtarmsfordøjeligt metionin (AAT-Met) pr. kg produkt, til en pris på omkring 0,11 kr. pr. g AAT-Met. Med denne pris og den nuværende mælkeproteinpris på 3,31 øre pr. g viser beregningerne, at det økonomisk optimale AAT-Met niveau ligger på 2,33% AAT-Met. Med hensyn til opfyldelse af behovet for AAT-Lys antyder de gennemførte beregninger, at såfremt lysin kan fremskaffes til en pris af samme størrelsesorden som metionin, vil det økonomiske optimale lysinniveau ligge på 6,5% AAT-Lys, hvilket er et niveau, der normalt er opfyldt i danske rationer til malkekøer. Det skal dog bemærkes, at behovet for lysin og eventuelt andre begrænsende aminosyrer skal være opfyldt, før man kan realisere et merudbytte ved tildeling af yderligere metionin. Dette har specielt betydning, da den viste responskurve (figur 4) er baseret på rationer, der mindst indeholder 7% AAT-Lys. Med rationer, der indeholder 6,5% AAT-Lys, kan der således forventes et lidt mindre respons på ekstra tildeling af metionin. Den nuværende mængde data giver ikke mulighed for forskellige anbefalinger alt efter ydelsesniveau, men man må forvente, at ved ydelser omkring 29 kg EKM pr. dag og op efter, vil de skitserede sammenhænge mellem lysin og forsyning og mælkeproteinydelse gælde. Ved lavere ydelsesniveauer kan man dog ikke forvente at realisere de skitserede responser. I tabel 5 er vist forskellige estimater fra litteraturen over de koncentrationer af lysin, metionin, leucin, histidin og fenylalanin i protein til malkekøer, der giver maksimal mælkeproteinydelse. En række af disse estimater er fremkommet ved såkaldte faktorielle beregninger, hvor behovet til de enkelte livsytringer samt vedligehold er beregnet. En gennemgang af denne metode samt estimater over behov kan findes i Misciattelli et al. (2001b). 10
Tabel 5. Estimater over behov for individuelle aminosyrer angivet i procent af aminosyrer absorberet i tarmen opgivet i de respektive landes proteinvurderingssystemer. Estimaterne angiver behovene for at opnå maksimum for proteinydelse, økonomisk optimale niveauer er væsentligt lavere Rulquin et al. (1993) NRC (2001) Schwab (1996) Rulquin & Pisulewski (2000) Lys 7,3 7,3 7,0-8,0 7,4 Met 2,5 2,5 2,5-2,7 2,5-3,1 Leu 8,9-11,1 8,5 His 3,4-5,6 2,5 Phe 4,6-5,8 5,1 Misciattelli et al. (2001) Konklusion Det er påvist, at såvel totalproduktionen af mælkeprotein som mælkens proteinprocent i mange tilfælde kan øges ved et tilskud af AAT-Met eller AAT-Lys. Ved en ration med betydelig mangel på enten AAT- Met eller AAT-Lys, må det først vurderes, om forsyningen kan forbedres ved ændret råvarevalg, og hvad dette evt. vil koste (skyggepris for supplerings AAT-Met eller AAT-Lys). Hvis der ikke kan opnås en økonomisk optimal aminosyreforsyning ved ændret råvarevalg, er det muligt at supplere med beskyttet metionin. Det optimale niveau for supplering med beskyttet metionin er beregnet ovenfor ud fra aktuelle prisforhold. Ovenstående beregninger tager imidlertid ikke hensyn til eventuelle ekstra omkostninger (arbejde m.m.) ved separat tildeling af metionin tilskud til de højstydende køer (>29 kg EKM/dag). For lysin viser beregningerne, at prisen på suppleringslysin (enten i form af ændret råvarevalg eller beskyttet lysin, som dog ikke markedsføres for tiden) skal være meget lav, for at det kan betale sig at supplere til et AAT-Lys niveau, der ligger ud over det, der er i de fleste almindelige rationer. Supplerende læsning: Hvelplund, T., Misciattelli, L., & Weisbjerg, M.R. (2001) Supply of the dairy cow with amino acids from dietary protein. Journal of Animal and Feed Sciences, 10, 69-85. Misciattelli, L. & Hvelplund, T. (2001) Optimering af koens aminosyreforsyning i relation til mælkeproduktion og N- udskillelse. Temadag vedrørende kvægernæring. 142, 15-31. 2001. Foulum, Denmark, Danish Institute of Agricutural Sciences. Intern rapport. 118. Misciattelli, L., Kristensen, V. F. K., Hvelplund, T., and Weisbjerg, M. R. (2001a). Milk production, amino acid and energy utilisation in response to increased post ruminal lysine and e supply in dairy cows. pp 389-392 i Chwalibog, A. and Jakobsen, K. (red.). Energy Metabolism in animals. Wageningen Pers, Wageningen. Misciattelli, L., Madsen, T.G., Madsen, J., & Hvelplund, T. (2001b) Enkeltaminosyrer til køer - behov og forsyning. pp. 1-34, Temadag om aktuelle fodringsspørgsmål. The Danish Agricultural Advisory Centre, The National Committee on Catle Husbandry, Skejby, Denmark. Misciattelli, L., Hvelplund, T., Weisbjerg, M.R., Madsen, J., Møller, J., Thøgersen, R. and Kjeldsen, A.M. 2002. Fodermidlernes indhold af aminosyrer og aminosyrernes andel af AAT. Rapport nr. 98. Landbrugets Rådgivningscenter. 56pp. NRC (2001) Nutrient requirements of dairy cattle, 7 edn, p. iii-381. National Academy Press, Washington. Rulquin, H., Guinard, J., Vérité, R., & Delaby, L. (1993) Teneurs en lysine (LysDI) et méthionine (MetDi) digestibles des aliments pour ruminants. pp. 2-20. INRA Stattion de Recherches sur la Vache Laitière, Saint Gilles, France. Rulquin, H. & Pisulewski, P.M. (2000) Effects of duodenal infusion of graded amounts of His on mammary uptake and metabolism in dairy cows. (Abstract).Journal of Dairy Science, 83, 164. Rulquin, H. & Pisulewski, P.M. (2000) Effects of duodenal infusion of graded amounts of Leu on mammary uptake and metabolism in dairy cows. (Abstract).Journal of Dairy Science, 83, 164. Rulquin, H. & Pisulewski, P.M. (2000) Effects of duodenal infusion of graded amounts of Phe on mammary uptake and metabolism in dairy cows. (Abstract).Journal of Dairy Science, 83, 267-268. Rulquin, H., Pisulewski, P.M., Verite, R., & Guinard, J. (1993) Milk production and composition as a function of postruminal lysine and methionine supply: a nutrient-response approach. Livestock Production Science, 37, 69-90. Rulquin, H. & Verite, R. (1993) Amino acid nutrition of dairy cows: productive effects and animal requirements. Recent advances in animal nutrition - 1993 (ed. by P. C. Garnsworthy & D. J. A. Cole), pp. 55-77. Nottingham Univeristy Press, Loughborough, UK. Schwab,C.G. (1995) Protected amino acids for ruminants. pp. 115-141 i R. J. Wallace & A. Chesson (red.). Biotechnology in animal feeds and animal feeding. VCH Verlagsgesellchaft mbh, Weinheim, Germany. Schwab, C.G. (1996) Rumen-protected amino acids for dairy cattle: progress towards determining lysine and methionine requirements. Animal Feed Science and Technology, 59, 87-101. Volden, H., Velle, W., Harstad, O.M., Aulie, A., & Sjaastad, O.V. (1998) Apparent ruminal degradation and rumen escape of lysine, methionine, and threonine administered intraruminally in mixtures to high-yielding cows. Journal of Animal Science, 76, 1232-1240. KvægInfo nr.:971 Dansk Kvæg 11