A tejelő tehenek étrendjének extrudált lenmag-kiegészítésével kapcsolatos hatások a tejmennyiségre és -összetételre

Tárgyak

Absztrakt

Bevezetés

A tej és a tejtermékek az emberi étrend fontos részét képezik 1. Az emberi egészséget illetően lehetőség nyílik az emberek zsírsav (2) bevitelének javítására a többszörösen telítetlen zsírsavak (PUFA) növelésével a telített zsírsavak (SFA) rovására vagy az n-6/n-3 arány kiegyensúlyozásával. 3,4, mivel a tej és tejtermékek jelentik az FA-ellátás és különösen az SFA-5 jelentős részét. Az extrudált lenmag (EL) zsírforrás, amelynek teljes FA 54% -a α-linolénsav (ALA, 18: 3 n-3) 5. A tejelő tehenek étrendjébe történő beépítése lineáris dózis-válasz módon módosíthatja a tej FA profilját 6. Az elmúlt évtizedben a francia gazdaságokban egyre nagyobb mértékben használták az EL-t, elsősorban a tej FA profiljának módosítására 7, de a tehenek szaporodási teljesítményének javítására is. Mindazonáltal az EL-kiegészítés produktív előnyei nem egyértelműen ismertek 6 .

A tejelő tehenek magas zsírtartalmú takarmányokkal történő takarmányozása javíthatja az energiamérleg állapotát azáltal, hogy növeli az étrendi energiasűrűséget az étrendi keményítőtartalom növelése nélkül. Következésképpen az étrendben lévő kiegészítő zsír javíthatja a tejhozamot (MY), különösen a korai laktáció idején, amikor az energiaellátás nem felel meg a fenntartás és a termelés követelményeinek 9. A megfelelő étrendi zsírtartalom kiválasztása azonban fontos kezelési döntés, amely befolyásolhatja ennek a kiegészítésnek a sikerét 10. A zsírmennyiségek figyelembe vétele a PUFA kiegészítésekor még fontosabb lehet a kérődzők biohidrogénező köztitermékeinek képződése miatt, amelyek lipoellenes hatást fejtenek ki, ami a tejzsírtartalom (MFC) csökkenéséhez vezet 11,12. A közelmúltban a kísérleti vizsgálatok metaanalízise rámutatott arra, hogy a MY átlagosan +0,72 kg/nap növekedést mutat a MY-re, amikor az EL-t gyakorlati tartományon belül egészítik ki (azaz 6 .

Hasonlóképpen, az MFC csökkent az EL-el kiegészített tejelő teheneknél magas befogadási szinten vagy magas kukoricaszilázs-alapú étrenddel együtt 6 .

Bár elismert tény, hogy az EL kiegészítése a terepi körülmények között korlátozott a magas költségei miatt 13, nem világos, hogy ennek a stratégiának milyen hatása lehet a tej mennyiségére és összetételére. Ezenkívül csak néhány kísérletben értékelték az EL alacsony szintű kiegészítésével járó hatásokat, például a kereskedelmi gazdaságokban használtakat, és ennek a gyakorlati tartománynak a variációit tárták fel. Következésképpen jelentős szükség van annak tisztázására, hogy az EL-kiegészítés helyszíni körülmények között miként javíthatja a tejfeldolgozás fenntarthatóságát.

Ennek a megfigyelési tanulmánynak az volt a célja, hogy számszerűsítse a tejelő tehenekhez való EL-kiegészítés átlagos hatásait a MY-re és a tej összetételére (zsír és fehérje) terepi körülmények között. Ezt úgy értékelték, hogy értékelték az EL-expozíciót és a francia tejelő szarvasmarhák tesztnapi nyilvántartását 2008 és 2015 között lineáris modellek segítségével.

Mód

Általános tanulmányterv és rendelkezésre álló adatok

Retrospektív megfigyelési tanulmány készült a hivatalos tej nyilvántartási rendszerbe bejegyzett francia tejelő állományok adatairól, ahol a tejelő teheneket 2008 januárja és 2015 decembere között EL-el egészítették ki. A tehenek tej teljesítménye minden tesztnapon (tehén-TD, 24 órán keresztül) ) az EL-kiegészítés időszakaiban összehasonlítottuk a tehén-TD-kkel az EL-kiegészítés nélküli időszakokban ugyanazon állományon belül. Az EL-expozíciós adatokat olyan kereskedelmi vállalatoktól szerezték be, amelyek EL-et tartalmazó termékeket szállítottak a vizsgálati időszak alatt. A hivatalos tejfelvételi rendszer laktációjából nyert TD információk tartalmazzák a TD, MY, MFC és tejfehérje-tartalom (MPC) dátumát, az ellés dátumát, a paritást és az állatok mozgásának adatait.

Az extrudált lenmag expozíciójának becslése és az expozíciós állapot meghatározása

A tehén napi kitettségét az egyes állományokban az egyes szállítmányok esetében kiszámították a termék szállításának elosztási idősorából, a leszállított mennyiségből, a termékek EL-tartalmából és az állományban lévő laktáló tehenek átlagos számából az elosztás idején. . A tejelő tehenek EL-kiegészítésének kezdete minden állományban a takarmány gazdaságba érkezésének napját követő napon következett be. A tehenek állomány és nap szerinti számát a mozgási adatok és a tesztnapi nyilvántartások alapján számoltuk ki. Ennek során úgy ítéltük meg, hogy az összes tehenet (vagyis a laktációs stádiumtól és az MY-től függetlenül) egy állományon belül azonos EL mennyiséggel egészítették ki. Amikor egy gazdálkodó egyszerre (azaz ugyanazon a napon) több EL-et tartalmazó takarmány-készletet kapott, az egyes szállításokhoz hozzáadták az állomány napi kitettségét. Végül kiszámították a tehén állományonkénti átlagos EL-bevitelét a vizsgálati időszak minden napjára.

Minden tehén-TD esetében meghatározták az expozíciós állapotot az állomány expozíciója szerint a TD pillanatában. A tehén-TD csak akkor tekinthető kitettnek, ha a tehenet az előző TD óta folyamatosan (vagy ellése óta a laktáción belüli első TD esetén) EL-sel egészítették ki. Minden tehén-TD esetében kiszámítottuk az átlagos napi EL-expozíciót a TD és az előző TD (vagy a TD és az ellés) közötti intervallumban, összeadva a fenti expozíció minden egyes napi expozícióját (ennek az intervallumnak minden napjáról) osztva a számmal ennek az intervallumnak a napjai. Egy nemrégiben készült metaanalízis eredményei és az EL gyakorlati alkalmazására vonatkozó ajánlások alapján az 1500 g/tehén/napnál nagyobb napi bevitelt (a tehén-TD 0,13% -a) hihetőnek tartották, és a kapcsolódó laktációkat eltávolították az adatkészletből 6. Az expozíciós események időbeli szekvenciájának pontossága javult azáltal, hogy kizárták az adatkészletből az összes olyan tehén-TD rekordot, amely az EL kiegészítés megkezdése után az első TD-t és az EL kiegészítés leállítása után az első TD-t tartalmazta. Összefoglalva, az expozíciós változó az adagot és a minimális expozíciós időt egyaránt figyelembe vette.

Minden állomány esetében a vizsgálat során figyelembe vették a tejfelvételi rendszerben rögzített összes tehén-TD-t. Az összes tehén-TD, amelyet nem kitettnek definiáltunk, alkotta a referenciapopulációt (nem exponált kategória).

Adatok kiválasztása

Statisztikai modellek

Az expozíció mértékegysége az EL (nem) pótlás állományidőszaka volt, míg a tej teljesítménye tehén-TD szinten volt elérhető. Ezért az EL-expozíció és a teljesítmény kapcsolatának statisztikai modellezését tehén-TD szinten végeztük. A MY, MFC és MPC és az EL-nek való kitettség közötti összefüggéseket lineáris vegyes modellekkel modelleztük. Valamennyi modell felépítése a következő volt:

hol Ytij volt a modell eredménye (MY, MFC vagy MPC) a TD-nél t tehénben én állományban j, xtij kovariánsok mátrixa volt, β a társított együtthatók vektora volt, ϑj állomány véletlenszerű hatásainak vektora volt és εtij maradványok vektora volt. A maradékokat úgy modelleztük, hogy az autokorreláció struktúrája 1-es sorrendben lenne a teheneknél az egymást követő TD között ugyanazon laktációban (a modell teljesebb leírását lásd a 17. hivatkozásban).

A Mátrix xtij tartalmazta az EL (nem) kiegészítést, amely az érdeklődés változója volt, valamint egyéb tehén- és környezeti tényezőket, amelyek valószínűleg befolyásolják a tej teljesítményét 14,15. Ezek a további tényezők voltak az első ellés kora (csak az elsődleges tehenek nyilvántartása esetén), a tejelő napok, a vemhesség szakasza (8 kategória), a TD hónapja (12 kategória), a TD éve (8 kategória), a földrajzi terület (7) kategóriák). A tejben töltött napokat lineáris spline-okkal modelleztük, csomókkal a tejben 30, 65, 125, 245, 305 és 365 napig, Bohmanova javaslatának megfelelően. et al. 16. Annak figyelembevétele érdekében, hogy a laktációs görbe alakjai különböznek a paritások között 15, valamint az EL-kiegészítésnek a paritások közötti különböző lehetséges hatásai miatt, a modelleket paritás szerint rétegeztük, azaz a modell együtthatóit külön becsültük az 1., 2., 3., 4. paritásos tehenekre. és nagyobb, mint 4.

A statisztikai egység tehát a tehén-TD volt. Az érdekelt asszociációk a modell eredménye és az EL (nem) kiegészítés között voltak. A modell eredményei, valamint az összes többi kovariáns a tehén-TD szinten rendelkezésre állt, míg az EL-kiegészítést az állomány TD-szintjén becsülték, és azonosnak tekintették az ugyanazon TD-n rögzített összes tehén esetében. Végül az összefüggés linearitását úgy ellenőriztük, hogy először az EL-nek való kitettséget kategorikus változóként vettük fel 4 expozíciós szint mellett („1–50”, „51–300”, „301–600” és „601–1500” (g/tehén/nap), S6 kiegészítő táblázat). Miután ellenőrizzük, hogy a kapcsolat lineáris-e, az EL-expozíciót folyamatos változóként bevontuk a modellekbe. Ha az EL expozíciót folyamatos változóként vesszük figyelembe, a kategorikus helyett, az AIC modell 62 és 4294 közötti csökkenését eredményezte.

Az összes statisztikai elemzést az R (3.3.2 verzió) 17-ben hajtottuk végre az nlme 18 csomag segítségével, és a plotly 19 csomag segítségével vizualizáltuk. A ≤ 0,05 P-értékeket szignifikánsnak tekintették.

Eredmények

Az adatok megoszlása és a kiigazítatlan tej teljesítménye

A végső minta 1294 állományból, 196426 tehénből, 404161 laktációból és 3847319 TD-ből állt (1. táblázat). A kiválasztott TD-k majdnem fele nem volt megvilágítva. Az exponált TD-k közel 80% -a 51 és 600 g/tehén/nap közötti koncentrációt kapott EL-ben. Az átlagos napi EL bevitel a kitett populációban 311 (± 234,20) g/tehén/nap volt. A MY, az MFC és az MPC értéke 28,03 (± 8,12) kg/nap, 40,11 (± 6,84) g/kg és 32,55 (± 3,73) g/kg volt a nem megvilágított populációban, illetve 29,19 (± 8,33) kg/nap volt., 39,40 (± 6,67) g/kg és 32,40 (± 3,62) g/kg a teljes kitett populációban. A TD-k száma a paritás növekedésével csökkent, a TD-k több mint 36% -ával az elsődleges tehenekhez kapcsolódtak (2. táblázat). Az átlagos MY paritás szerint lineárisan nőtt a 4 paritásig, az MFC pedig az 1 paritásból az 5 + + paritásig növekedett (1. táblázat), míg az MPC a 2. paritáson érte el a maximális koncentrációt, majd csökkent.

Az extrudált lenmagnak való kitettséggel járó tejmennyiség és összetétel dózisfüggő növekedése

Az EL-expozíció minden 100 g-os növekedése esetén a MY 0,133, 0,129, 0,137, 0,147 és 0,121 kg/nap értékkel nőtt az 1., 2., 3., 4. és 4-nél nagyobb tehenek esetében (2. táblázat). A napi EL-expozíció kvartilisében a MY átlagosan 0,29-ről 2,76% -ra nőtt az 1. paritáson, 0,28-ról 2,65% -ra a 2. paritáson, 0,29-ről 2,78% -ra nőtt a 3. paritáson, 0,31-ről 2,78% -ra nőtt a 3. paritáson, 0,31-ről 3,00% -ra a 4. paritáson és 0,28-ról. az 5 + paritáson 2,72% -ig (2. táblázat és 1. ábra). Az EL-expozíció minden 100 g-os növekedése esetén az MFC -0,063, -0,099, -0,011, -0,133 és -0,108 kg/nap csökken az 1., 2., 3., 4., illetve 4-nél nagyobb tehenek esetében (2. táblázat). . A napi EL-expozíció kvartilisében az MFC átlagosan 0,10-ről 1,02% -ra csökkent az 1. paritáson, 0,16-ról 1,59% -ra a 2. paritáson, 0,16-ról 1,57% -ra csökkent a 3. paritáson, 0,22-ről 1,57% -ra csökkent a 3. paritáson, 0,22-ről 2,09% -ra a 4. paritáson és 0,17-ről 1,70% -ig az 5 + paritáson (2. táblázat és 1. ábra). Az EL-expozíció minden 100 g-os növekedése esetén az MPC naponta -0,006, -0,012, -0,019, -0,023 és -0,022 kg/nap csökkent az 1., 2., 3., 4., illetve 4-nél nagyobb tehenek esetében (2. táblázat). . A napi EL-expozíció kvartilisében az MPC átlagosan 0,01-ről 0,12% -ra csökkent az 1. paritáson, 0,02-ről 0,23% -ra a 2. paritáson, 0,03-ról 0,37% -ra a 3. paritáson, 0,04-ről 0,45% -ra a 3. paritáson, 0,04-ről 0,45% -ra a 4. paritáson és 0,04-ről 0,43% -ig az 5 + paritáson (2. táblázat és 1. ábra).

Modelleredmények az extrudált lenmag expozíciós állapota, valamint a tejhozam és az összetétel között az egyes paritás szerint 1294 francia holstein tejelő állományban a 2008–2015-ös vizsgálati időszakban (n = 3847319 tehén tesztnapi nyilvántartás). Az expozíciós állapot összegyűjtése a tehén/nap átlagos napi napi EL bevitel kvartilitjei alapján, két TD vagy az ellés és az első TD között. Az oszlopok a tejhozamot jelölik (kg/nap/tehén), a fekete hatszögek a tejzsírtartalmat (g/kg), a szürke körök pedig a tejfehérje-tartalmat (g/kg).

A tej teljesítményével kapcsolatos kiigazítási változók

Valamennyi paritás esetében a modellekben szereplő kiigazítási változókat a MY-hez, az MFC-hez és az MPC-hez társítottuk. A modellek teljes eredményeit külön mutatjuk be az S1, S2, S3, S4 és S5 kiegészítő táblázatokban. A tejben töltött napok lineáris spline funkcióihoz kapcsolódó együtthatók szignifikánsak voltak, és az előrejelzett görbék összhangban voltak a tejtermeléssel kapcsolatos jelenlegi ismeretekkel. Ellenkező esetben a MY csökkenésnek, az MFC és az MPC növekedésének tendenciája nőtt a terhességi napok növekedésével. A tejhozam a tavasz hónapjaiban nőtt az őszi és a téli hónapokhoz képest, míg az MFC és az MPC tavaszi és nyári hónapokban csökkent a tél hónapjaihoz képest. A paritásokon felül a MY minimális és a maximális becsléseket 2008-ban, illetve 2015-ben rögzítettük, kivéve az 1. paritást. Hasonlóképpen, a paritáson átívelő földrajzi területeket illetően a MY minimális és maximális becsléseket rögzítettük a „Szántóföldi növényterületek” és a „Hegyi vizes élőhelyek” a központi hegységben ”, ill. Végül, bár az MFC-re és az MPC-re gyakorolt hatások az évhez és a vizsgált földrajzi területekhez kapcsolódtak, e változók paritásai között vagy azokon belül nem volt tendencia.

Vita

Ez a tanulmány egy nagy adatállományon alapult, amely 1294 állományon rögzített 404161 laktációt tartalmazott, és tudomásunk szerint ez volt az első nagy terepi alapú epidemiológiai tanulmány, amely feltárta a táplálkozás (azaz a takarmánynak való kitettség) és a tejelő tehéntej közötti összefüggést. A nagy mintaméretből adódó magas statisztikai erő lehetővé tette számunkra, hogy bemutassuk, hogy az EL kiegészítése a kereskedelmi gazdaságokban gazdaságilag életképes stratégiát jelenthet a tejelő tehenek teljesítményének javítására. Valóban, az EL-nek való kitettség lineárisan összefüggésben állt a MY növekedésével, az MFC csökkenésével és kisebb mértékben az MPC növekedésével. Franciaországban a magán tejkereskedők rögzítik a nyerstej árát a zsírtartalom (38 g/l) és a fehérje (32 g/l) egyensúlyhiányának függvényében. Ezért várható, hogy az EL-et kiegészítő gazdálkodók kompenzálják az MFC csökkenését a megnövekedett MY előnyeivel.

Ennek az állomány-megközelítésnek alternatívájaként egy prospektív kohorszvizsgálat, amelynek egyedi kialakítása az egyes tehenek csoportjának étrend-összetételét rögzíti, növelhette az EL-expozíció pontosságát az esetleges bevitelhez kapcsolódó torzítások csökkentése érdekében. Ugyanakkor továbbra is mérési hiba van az egyes tehenek étrend-eloszlása és a tényleges bevitel között a tehén takarmányfelvételének változékonysága és a takarmányokhoz való hozzáférésért folytatott verseny miatt. Egy másik lehetőség abból állhatott, hogy specifikus bevitelű biomarkereket használnak, amelyek egyre nagyobb érdeklődést mutatnak az emberi táplálkozási epidemiológiai vizsgálatok iránt 20, 21. A tej ALA-tartalma lenne a cél biomarker a jelen tanulmányban. Valójában a közepes infravörös spektroszkópia rutinszerűen és megfizethető áron áll rendelkezésre a tej FA profiljának becsléséhez. Azonban a tej ALA-tartalmát i) még mindig nem becsülik meg megfelelően a közép-infravörös spektroszkópia, 22, 23 és ii) szorosan függ a kérődző biohidrogénezésétől, és más étrendi komponensek modulálják, mint a fű vagy a lucerna 24. Bármelyik lehetőséget választják is az EL-expozíció megbízhatóságának növelésére, az ilyen kohortos vizsgálatokat költségeik és a gyakorlati megvalósíthatóság hiánya miatt nehéz elvégezni.

Az EL kiegészítése a tejelő tehenekhez alacsony szinten (első kvartilis 67,66 g EL/tehén/nap) a várt módon csekély hatással volt a tejelő tehenek teljesítményére minden paritáson. Mindazonáltal a tejelő tehenek EL-kiegészítése az ebben a vizsgálatban jelentett átlagos mennyiségnél 311 (± 234,20) g/tehén/nap összefüggésben állt a MY növekedésével 0,34-ről 0,43 kg/nap/tehénre. Az EL kiegészítése ezen mérsékelt mennyiségeken növelheti az étrend energiasűrűségét negatív hatások nélkül, mint például a szárazanyag-bevitel csökkentése vagy a rostok emészthetőségének csökkentése a magas telítetlen zsírtartalmú étrendek etetéséhez képest 10,25. Azonban a MY növekedés nagysága ezen EL-kiegészítési tartományon belül magasabb volt, mint azt korábban beszámoltuk. Valójában a kísérleti vizsgálatok nemrégiben készült metaanalízisében a MY átlagos napi 0,70 kg-os növekedését becsülték az EL-bevitelre adott 19 válasz összeállításával 715 g/tehén/nap átlagos bevitel mellett 6. Megállapításunk egyik lehetséges magyarázata, hogy a terepi étrendek kevésbé megfelelően kiegyensúlyozottak a kísérleti kísérletekben alkalmazott kontroll étrendekhez képest. Következésképpen az EL kiegészítése terepi körülmények között javíthatja a kísérleti körülmények között megfigyelt jótékony hatást a MY-re.

Az EL-kiegészítéssel járó MFC csökkenése (tartomány: 0,04–0,85 g/kg (az első kvartilis paritás1 és a negyedik kvartilis paritás 4) várható volt, mivel az EL PUFA-t tartalmaz. tejzsír-prekurzorok és az emlőtejzsír-szintézist gátló biohidrogénező köztitermékek képződése 26,27. Ezenkívül ez az eredmény összhangban állt az előző metaanalízisben becsült 0,30 g/kg dóziscsökkenéssel 250 g EL-el 6., az étrend takarmányának jellegét nem lehetett tanulmányozni, míg ez a tényező nagy szerepet játszik a tejzsír-válaszok modulálásában a zsírpótlással való kölcsönhatásban 28,29. Például a magas kukoricaszilázs-alapú étrend EL-kiegészítése 2,8-kal csökkentette az MFC-t g/kg az alacsony kukoricaszilázs-alapú étrend EL-kiegészítéséhez képest 6. Egyébként egy nemrégiben készült tanulmány szerint a tejfehérje-szintézist semmilyen zsírforrás, beleértve az olajos magvakat sem pótolta, nem befolyásolta 30. Ezért az enyhe dekr. Az ebben a vizsgálatban rögzített MPC-k enyhe hígító hatása lehet a kitett tehenek fokozott tejtermelésével összefüggésben.

Ez a tanulmány az EL átlagos napi bevitelét 311 g/tehén/napra becsülte. Az EL költsége, valamint a magas zsírtartalmú étrend táplálásának közismert negatív hatása korlátozhatja a kereskedelmi forgalomban lévő tejelő állomány étrendjében kiegészített EL mennyiségét. Tudomásunk szerint nagyon kevés kísérleti vizsgálat vizsgálta az ilyen alacsony EL bevitel hatását a tej teljesítményére. Vizsgálatunkban az átlagos becsült napi bevitel a kísérleti dózisok 25% -át képviseli (1180 g/tehén/nap) 6. Nagy mennyiségű EL-t egészítettek ki ezekben a kísérleti vizsgálatokban, mivel főként a tej FA-profiljának az EL-kiegészítést követő evolúciójának tanulmányozására készültek. Az EL hatása a tej teljesítményére ritkán került szóba ezekben a vizsgálatokban. Végül a jelen vizsgálatot egy nagy adathalmazon végezték, amelynek célja az EL-kiegészítés gyakorlati tartományának még a tej teljesítményére gyakorolt kis hatásainak felderítése, ha vannak ilyenek. Valójában jelentős hatást észleltünk az EL-kiegészítés tejhatékonyságára a tejelő tehenek alacsony szintjén.

Összegzésként elmondható, hogy terepi körülmények között az EL tejelő tehenekhez való hozzáadása a MY lineáris növekedésével és a tejzsírtartalom csökkenésével járt. Világosan kimutattuk, hogy a kereskedelmi állományokban végzett nagyszabású epidemiológiai vizsgálatok kiegészítik a kísérleti kísérleteket annak érdekében, hogy számszerűsíteni lehessen a tehenek táplálkozása és a tehén teljesítménye közötti összefüggéseket, annak ellenére, hogy nincsenek pontos adatok a tehenek étrendjéről. Tudomásunk szerint ez az első alkalom, hogy ilyen módon értékelték a tehén táplálkozása és a tej teljesítménye közötti összefüggést. További vizsgálatok terepi körülmények között, feltárva az EL-expozíció, valamint a tehén egészségi állapota és teljesítménye közötti összefüggést annak értékelésére, hogy az emberi egészség javítására hajlandó tejtermelők hogyan profitálhatnak e takarmányozási gyakorlatból.

Az adatok elérhetősége

A tanulmány megállapításait alátámasztó adatok ésszerű kérésre a megfelelő szerzőtől rendelkezésre állnak.