Ziarno zbóż w sposób naturalny jest skażone przez grzyby

Zanieczyszczenie mikotoksynami ziarna zbóż, nasion oleistych oraz produktów z nich przetworzonych jest jednym z ważnych problemów rolnictwa, szerzej badanym po roku 1960. Ponieważ w żywieniu świń 60-80 proc. kosztów produkcji trzody chlewnej to pasza, to stanowi ona w największej mierze o opłacalności produkcji.

DON powoduje utratę apetytu

Producenci świń muszą stosować zbilansowane dawki pokarmowe dla każdego gatunku trzody chlewnej utrzymanej w gospodarstwie. Aby prawidłowo zbilansować dawkę pokarmową dla świń musimy znać skład chemiczny wszystkich komponentów paszowych, gdzie głównym składnikiem są produkty pochodzenia roślinnego — czyli zboża. I właśnie te zboża odznaczają się bardzo dużą zmiennością zawartości niezbędnych dla zwierząt składników pokarmowych, takich jak: białko i tłuszcz ogólny oraz DON — składnik powodujący utratę apetytu.

Stwierdzono, że podanie dużych dawek DON skutkuje wymiotami, brakiem apetytu, utratą masy ciała i biegunką, nekrozą (gangreną) pewnych tkanek, jak np. ścianki żołądkowo-jelitowej, szpiku kostnego lub tkanki chłonnej. Małe regularnie przyjmowane dawki tej mikotoksyny wpływają na zdrowie zwierząt.

Wyniki niektórych badań wskazują na zmiany w obrazie krwi, inne sugerują możliwość zmian chorobowych w systemie odpornościowym. Z drugiej strony, nic aktualnie nie wskazuje, aby DON miała działanie kancerogenne czy też wpływała na mutację genów, albo też uszkadzała nerki.

Składniki pokarmowe i antyżywieniowe zbóż

W żywieniu trzody chlewnej zboża należą do niezastąpionych komponentów mieszanek pełnoporcjowych. Ich udział stanowi 70-90 proc. składu mieszanki pełnoporcjowej dla prosiąt, tuczników, warchlaków i loch w zależności od systemu żywienia świń. Ziarno zbóż jest surowcem paszowym o wysokiej koncentracji energii (11-15 MJ EM/kg), której dostarcza zawarta w nim skrobia (ok. 70 proc. s.m.). Jest łatwostrawne i smaczne, może dostarczyć ok. 40-85 proc. energii w dawce dla tucznika. Należy wiedzieć, że ziarno zbóż zawiera zróżnicowany udział białka ogólnego: począwszy od 9 proc. (kukurydza) do 12-14 proc. (pszenica, pszenżyto). Ta zawartość białka ogólnego i skład aminokwasowy ulega zmianom w zależności od gatunku rośliny, odmiany, siedliska i nawożenia.

W ziarnie zbóż zawarta jest bardzo mała ilość aminokwasów egzogennych w stosunku do zapotrzebowania na nie przez świnie. I tak lizyny jest bardzo mało w pszenicy, treoniny w pszenżycie, tryptofanu, leucyny i izoleucyny w życie.

Aminokwasy egzogenne, które wpływają na jakość białka i są budulcem mięśni należy uzupełnić w dawce pokarmowej stosując dodatki pasz wysokobiałkowych czy aminokwasy krystaliczne. Ziarno zawiera również niewielką ilość tłuszczu (ok. 2 proc.), z wyjątkiem owsa, który zawiera 5 proc. tłuszczu i kukurydzy z 7 proc. tłuszczu. Niska zawartość włókna surowego powoduje, że ziarna zbóż są paszami łatwostrawnymi poza owsem, który zawiera od 10-12 proc. włókna surowego.

Ziarno zbóż z reguły zawiera niewiele składników mineralnych, głównie wapnia (Ca) i sodu (Na). Notuje się w nim natomiast większą ilość potasu (K) oraz fosforu (P). Jednak fosfor występuje w związkach fitynowych i jest słabo przyswajalny przez drób i trzodę. Zawartość witamin w ziarnach zbóż jest również niewielka.

Niestety pomimo wymienionych walorów ziarna zboża zawierają wiele substancji antyżywieniowych, takich jak rezorcynole (żyto), polisacharydy nieskrobiowe, inhibitory trypsyny i chemotrypsyny (żyto, pszenżyto), taniny i lektyny (jęczmień). Związki te powodować mogą szczególnie u młodych świń zmniejszenie tempa wzrostu, pogorszenie wykorzystania paszy oraz zaburzenia w układzie pokarmowym zwierząt.

Konieczne dosuszanie ziarna po zbiorze

Ziarno zbóż i jego jakość a także wartość pokarmowa, sposób przetworzenia i cena rynkowa to elementy, które decydują o efektywności żywienia świń. Ziarno zbóż jest w sposób naturalny skażone przez grzyby. Mikroorganizmy te w sprzyjających warunkach (temperatura i wilgotność) gwałtownie się rozwijają przyczyniając się do zmian fizycznych i chemicznych w paszy. Zwierzęta a zwłaszcza świnie karmione mieszankami z porażonych grzybami zbóż mają zdecydowanie niższe wskaźniki produkcyjne i zdrowotne. Jak wcześniej wspomniałam ziarno zbóż ma zróżnicowane zawartości zarówno składników pokarmowych jak i antyżywieniowych. Na te zróżnicowanie mają wpływ: odmiana, jakość gleby, ilość i jakość nawożenia, technologia zbioru, konserwacji i przetwarzania. Często na pasze przeznaczane są pszenice, które nie spełniły norm jakościowych dla przemysłu młynarsko-piekarniczego. To ważne jakie odmiany stosujemy w żywieniu zwierząt, ponieważ w gatunkach paszowych dominują uprawy odporne na choroby grzybowe co zmniejsza ryzyko zakażenia mykotoksynami.

Przeprowadzone przez firmę paszową badania chemiczne ziarna zbóż w latach 2014-2016, a zestawione i przedstawione na konferencji przez prof. dr hab. inż. Daniela Korniewicza dowodzą, że tylko 30 proc. ocenianych prób odpowiada średnim wartościom, pozostałe 70 proc. posiada w swoim składzie wartości wyższe lub często niższe. Badania te dowodzą, że skład ziarna zbóż wymaga systematycznej oceny zawartości składników pokarmowych. Wyniki także wskazują na duże zróżnicowanie zawartości deoksyniwalenolu (DON) — jednej z najczęściej wykrywalnych toksyn w Europie a wytwarzanej przez grzyby toksynotwórcze z rodzaju Fusarium.

Uzyskane i przedstawione wyniki (Tab. 3) wskazują na wielką potrzebę zwrócenia uwagi na dobre dosuszanie ziarna po zbiorze lub/i konserwację ziarna preparatami chemicznymi również po zbiorze ziarna.

Jeżeli chcemy mieć wysokie wyniki produkcyjne, zdrowe świnie i małe zużycie paszy musimy skarmiać tylko zdrowym i najwyższej jakości zbożami. Rozwój grzybów w ziarnach zbóż prowadzi nie tylko do spadku zawartości składników pokarmowych, ale w wyniku metabolizmu grzybów tworzą się mikotosyny, które pozostają w zbożach przez cały okres przechowalniczy. Badania przeprowadzone przez innych naukowców (Schefer i wsp. 2000), że mikotoksyny prócz ogólnego działania toksycznego wykazują również właściwości rakotwórcze, mutagenne, taratogenne oraz powodują zaburzenia w prawidłowym funkcjonowaniu układu rozrodczego.

Pięć najważniejszych mykotoksyn

Grzyby jako organizmy cudzożywne wydzielone zostały z królestwa roślin wraz z utworzeniem królestwa grzybów Mycota. Ich organizm stanowi nitkowata grzybnia, na której wytwarzają się zarodniki konidialne oraz zarodniki generatywne (płciowe) o rozmiarach od kilku do kilkudziesięciu mikrometrów. Stąd też pochodzi ich nazwa „grzyby mikroskopijne”, ponieważ ich struktury widoczne są dopiero pod mikroskopem. Termin „mikotoksyny” pochodzi od słów: greckiego mycos — grzyb oraz łacińskiego toxicum — trucizna. Określa się w ten sposób toksyczne substancje chemiczne wytwarzane przez pewne gatunki pleśni rozwijającej się na niektórych produktach żywnościowych, zwłaszcza zbożach.

Najważniejsze pod względem ekonomicznym i toksykologicznym w skali europejskiej i światowej jest pięć mikotoksyn: aflatoksyna B1, ochratoksyna A, deoksyniwalenol, zearalenon i fummonizyna B1.

Mikotoksyny te tworzone są przez grzyby toksynotwórcze, będące często obecne jako składnik mikroflory gleby, płodów rolniczych i ogrodniczych. Z uwagi na częste występowanie wymienione mikotoksyny uznane zostały za najczęściej zanieczyszczające płody rolne, pasze i żywność — metabolitami grzybów.

Ochratoksyna A — jest metabolitem wytwarzanym w ziarnie zbóż po żniwach przez grzyby saprofityczne rodzajów Aspergillus i Penicillium w warunkach nieprawidłowego przechowywania ziarna.

Aflatoksyna B1 i jej pochodne — zanieczyszczają importowane arachidy, śruty arachidowe i śruty innych roślin oleistych. Występowanie tych metabolitów stwierdzono także w ziarnie kukurydzy. Deoksyniwalenol i zearalenon i ich pochodne wytwarzają patogeniczne gatunki Fusarium, porażające kłosy i ziarniaki zbóż drobnoziarnistych i kolby kukurydzy we wszystkich strefach klimatycznych. Fumonizyna B1 jest bardzo częstym zanieczyszczeniem ziarna kukurydzy w klimacie subtropikalnym, a wytwarzana jest przez gatunki Fusarium verticillioides (F.moniliforme) i F.proliferatum.

Zawartość liczby zarodników grzybów w gramie surowca (CFU — colonies forming units) lub produktu również jest wymiernym wskaźnikiem jakości — szczególnie ziarna zbóż i mieszanek paszowych sypkich i granulowanych.

Wymogi w zakresie bezpieczeństwa zdrowotnego ziarna zbóż na zawartość mikotoksyn określone są w Rozporządzeniu Komisji (WE) NR 1126/2007 z dnia 28 września 2007 r. zmieniające rozporządzenie (WE) nr 1881/2006 ustalające najwyższe dopuszczalne poziomy niektórych zanieczyszczeń w środkach spożywczych w odniesieniu do toksyn Fusarium w kukurydzy i produktach z kukurydzy oraz w Rozporządzeniu Komisji (WE) NR 1881/2006 z dnia 19 grudnia 2006 r. ustalające najwyższe dopuszczalne poziomy niektórych zanieczyszczeń w środkach spożywczych.

Dopuszczalne poziomy toksyn wynoszą:

deoksyniwalenol (nieprzetworzone):
— zboża — 1250 μg/kg,
— pszenica durum i owies – 1750 μg/kg,
— kukurydza — 1750 μg/kg,

zearalenon (nieprzetworzone):
— zboża — 100 μg/kg,
— kukurydza – 350 μg/kg

ochratoksyna A (nieprzetworzone):
— zboża — 5 μg/kg,

fumonizyny (nieprzetworzone):
— kukurydza — 4000 μg/kg

Jak ograniczać stężenia mykotoksyn w ziarnie?

Porażenia mykotoksynami nie można wyeliminować w 100 proc., jednak można mieć wpływ na poziom stężenia w ziarnie. Należy do uprawy wybierać gatunki i odmiany w obrębie gatunku o wysokiej odporności na fuzariozy kłosa. Należy nadmienić, że żyto jest bardziej odporne na fuzariozy kłosa niż pszenżyto i pszenica, natomiast ziarniaki kukurydzy zawierają średnio dziesięciokrotnie większe stężenie mykotoksyn niż pszenica.

Kolejnym zagadnieniem jest optymalizacja technologii prowadzenia łanu, która również ma wpływ na produkcję ziarna o odpowiedniej wartości paszowej. Stosowanie wysokiej jakości kwalifikowanego materiału siewnego, unikanie upraw zbóż w monokulturze, wykonanie oprysku fungicydowego odpowiedzialnego za ochronę kłosa w odpowiedniej fazie (przed wystąpieniem infekcji) — wszystkie te wymienione elementy agrotechniczne mają wpływ na jakość wyprodukowanego ziarna. Łany zbóż prowadzone w nieprawidłowej agrotechnice (np. zbyt gęsty siew, niedopasowana strategia nawożenia) mają niższą odporność na choroby, obniżają plon i w konsekwencji wymagają zastosowania większej ilości pestycydów, co niepotrzebnie zmniejsza opłacalność uprawy i obciąża środowisko i ma wpływ na jakość surowca.

Należy także zadbać o ziarno w trakcie samych żniw. Niezależnie od wilgotności zebranego ziarna, jak i przyszłego sposobu jego przechowywania surowiec zawsze należy oczyścić. Wstępne czyszczenie jest istotnym elementem konserwacji ziarna, który pozwala na usunięcie zielonych części roślin, nasion chwastów, ziemi, kurzu, słomy itp. Po wstępnym czyszczeniu i zmniejszeniu wilgotności ziarna do 13 proc. (lub niższej) ziarno można długo składować bez ryzyka rozwoju pleśni magazynowych. Przy przekroczeniu wartości progowej wilgotności wynoszącej 13 proc. mogą rozwijać się grzyby i produkowane będą mikotoksyny. Ziarno zatem po zbiorze należy natychmiast odpowiednio wysuszyć, co jest bardzo drogą metodą i wymaga systematycznego zbioru ziarna prosto z pola i dostarczanie go do suszenia a nie składowania na przyczepach i pryzmach.
Inną metodą niwelującą rozwój grzybów i ich toksyn jest konserwacja poprzez stosowanie konserwantów, ale też nie dająca wystarczających rezultatów.

Najbardziej skutecznym konserwantem ograniczającym rozwój grzybów jest kwas propionowy. Daje on znakomite rezultaty i zmniejsza zawartość OTA nawet o 68 proc., lecz nie wpływa na zmniejszenie zawartości ZEA. Inne badania, podczas których stosowano jednocześnie konserwant składający się z kwasu mrówkowego, propionowego, fosforowego, cytrynowego i benzoesowego wykazały na zmniejszenie zawartości w paszy aflatoksyny B1 z 2 mg do 1 mg w kg mieszanki, ale nie miały wpływu na redukcję ZEA, OTA oraz DON-u. Wynika z tego, że tylko odpowiednie suszenie i przechowywanie nienaganne ziarna zbóż, może przyczynić się do zmniejszania występowania grzybów pleśniowych i ich metabolitów w paszy, a w przyszłości negatywnego ich oddziaływania na organizmy karmionych zwierząt. Przy wykonywaniu w gospodarstwie mieszanek paszowych dla świń nie możemy pomijać badań oceny na zawartość składu chemicznego naszych ziaren zbóż.