1080х1080 (15)

FAT ADDITIVES IN COW DIETS: RULES OF APPLICATION (PART 2)

Авторка: Ольга Лоза
Team Lead Ruminant

ВПЛИВ ОКРЕМИХ ЖИРНИХ КИСЛОТ НА РЕПРОДУКТИВНУ ФУНКЦІЮ КОРІВ

17 досліджень засвідчили, що при використанні захищеного жиру з вмістом С18:1 у раціоні новотільних корів та в період ранньої лактації покращується відсоток тільності після першого осіменіння на 27% порівняно з дослідними групами (Rodney et al., 2015). Крім того, скорочується сервіс-період.

 

Дослідження, проведені в Університеті Флориди (Silvestre et al., 2011) показали, що при згодовуванні кальцинованих солей жирних кислот (1,5% від СР раціону) з вмістом С18:1, С18:2 та С18:3 корови мали кращі результати за рівнем тільності (52,8 проти 45,5%). Зменшилась і кількість абортів (6,1% проти 11,8%).

 

В свою чергу Piantoni та ін. (2015b) на основі своїх досліджень зазначили, що годівля насиченими жирами без забезпечення корів ненасиченими в період з 0 до 21-го дня лактації є небезпечною. Отже, ненасичені ЖК є більш ефективними для молочних корів, ніж ті, що містять велику кількість насичених, зокрема C16:0.

 

Тривала годівля добавкою, яка містить в своєму складі олеїнову кислоту С18:1 покращує здатність відтворення дійних корів за допомогою декількох потенційних механізмів, включаючи зниження негативного енергетичного балансу, зміни в розвитку фолікулів та поліпшення якості яйцеклітин, поліпшення раннього розвитку ембріонів та зменшення абортів.

 

В період піку лактації найкращий результат для виробництва молочного жиру покаже добавка з низьким рівнем ненасичених жирних кислот та високим вмістом С16:0.

Було проведено низку досліджень, які вивчали індивідуальний вплив насичених ЖК на продуктивність дійних корів на піку лактації. Згідно з дослідженнями комбінації C16: 0, C18: 0 та C18: 1, добавка, що містить високий вміст C16: 0, збільшує продуктивність за рахунок реакції на вихід молочного жиру порівняно з іншими жирними кислотами (де Суза та ін., 2018). Останні дослідження щодо засвоюваності ЖК в Університеті штату Мічіган на кафедрі науки про тварин були зосереджені на особливостях пальмітинової C16:0, стеаринової C18: 0 та олеїнової C18:1 жирних кислотах. Згідно з публікаціями Boerman et al. (2017), особливе значення в період піку лактації мало згодовування добавки з високим вмістом C16:0 (малюнок 2а, 2б).

 

 

МАЛЮНОК 2. ВПЛИВ ВИКОРИСТАННЯ РІЗНИХ ЖК НА ПРОДУКТИВНІСТЬ ТА ВМІСТ ЖИРУ НА ПІКУ ЛАКТАЦІЇ

Малюнок 2а
МАЛЮНОК 2А
МАЛЮНОК 2Б
МАЛЮНОК 2Б

Аналогічно (Rico et al. (2017)) в середині лактації коровам згодували добавку з високим рівнем C16:0 (87% C16: 0), при цьому було відзначено позитивний вплив на продуктивність та збільшення споживання СР на 1,5%.

 

Після ж піку лактації головним нашим завданням є — не втратити тенденцію виробництва молока до запуску. Саме тому цікавими стали дослідження впливу різних ЖК у цей період продуктивності корів. Експерти порівнювали дію різних добавок із співвідношеннями C16: 0 та cis-9 C18: 1, що згодували коровам після піку лактації, і дійшли висновку, що добавки з більшою кількістю C16: 0 мають кращий вплив на виробництво молока у корів навіть після піку лактації (de Souza and Lock, 2017a).

ВИСНОВКИ

Окрема ЖК в раціоні має свою визначну функцію, яка безпосередньо впливає на важливі обмінні процеси в організмі, тому при виборі добавки для того чи іншого періоду лактації ми повинні зосереджуватися на визначенні “ідеальних” комбінацій ЖК для корів у конкретних фізіологічних умовах та для конкретних цілей.

 

Найефективнішими жирними кислотами першої половини лактації, які особливо відіграють найважливішу роль на початку лактації, є пальмітинова С16:0 та олеїнова С18:1 жирні кислоти. Згідно досліджень наведених вище, при порівнянні трьох варіантів їх комбінацій С16:0 та С18:1 (80:10, 70:20, 60:30) в раціонах корів найкращі результати були отримані зі співвідношенням 60:30 (С16:0 60% та С18:1 30%): збільшення споживання сухої речовини на 2,02 кг порівняно з високим вмістом С16:0; втрати вгодованості були зменшено вдвічі; надій скорегований за енергією збільшено на 4,33 кг порівняно з контролем.

 

Ненасичені жирні кислоти C18:1, C18:2, C18:3 критично необхідні для нормального перебігу ліпідного обміну та важливих функцій пов’язаних з ним, особливо для корів новотільного періоду. Джерело даних жирних кислот повинне бути завжди захищеними, для попередження гідролізації в рубці до С18:0, яка в свою чергу негативно впливає на засвоюваєність інших жирних кислот.

 

Для годівлі високопродуктивних корів на піку лактації та коровам післяпікового періоду найкраще підійде кормовий жир з високим вмістом насиченої пальмітинової кислоти С16:0, що має найкращий вплив на збільшення надоїв та вихід молочного жиру: використання С16:0 80% в раціоні показали збільшення надою скорегованого за енергією на 2,6 кг. Проте високий вміст пальмітинової кислоти в новотільний період негативно впливає на вгодованість.

 

Асортимент захищених жирів компанії Volac&Willmar, офіційним дистриб’ютором в Україні є AVA Group, дозволяє підібрати максимально ефективний продукт для того чи іншого періоду лактації. Продукт кальцинованих солей жирних кислот «Megalac» має ідеальний баланс насичених та ненасичених жирних кислот (48% C16:0, 36% C18:1 та 9% С18:2) для новотільного періоду та першої половини лактації. Така комбінація допоможе попередити втрати вгодованості, покращити репродуктивної функції та збільшити продуктивність корів. Кормовий жир MegaFat 88, який має високий вміст насиченої, а саме С16 88%, найкраще підходить для високопродуктивних корів та корів пікового та післяпікового періоду лактації, що позитивно впливає на продуктивність та вихід молочного жиру.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

Allen, M. S. and P. Piantoni. 2013. Metabolic control of feed intake: implications for metabolic disease of fresh cows. Veterinary Clinics of North America: Food Animal Practice. 29:279­297.

Boerman, J.P., J. de Souza, and A.L. Lock 2017. Milk production and nutrient digestibility responses to increasing levels of stearic acid supplementation of dairy cows. Journal of Dairy Science. 100: 2729:2738.

 

de Souza, J., C.L. Preseault, and A.L. Lock. 2018. Altering the ratio of dietary palmitic, stearic, and oleic acids in diets with or without whole cottonseed affects nutrient digestibility, energy partitioning, and production responses of dairy cows. J. Dairy Sci. 101:172–185.

 

Weld, K.A. and L.E. Armentano. 2017. The effects of adding fat to diets of lactating dairy cows on total­tract neutral detergent fiber digestibility: A meta­analysis J. Dairy Sci. 100: 1766­1779.

Жирові добавки в раціонах корів: правила застосування (частина 1)

FAT ADDITIVES IN COW DIETS: RULES OF APPLICATION (PART 1)

Авторка: Ольга Лоза
Team Lead Ruminant

Джерела захищених жирів зазвичай застосовують у раціонах дійних корів для збільшення енергії та підтримки чи збільшення виробництва молока. Проте останнім часом увагу виробників захищених жирів привернув вплив окремої жирної кислоти на засвоюваність, метаболізм та продуктивність дійних корів.

ЩО ПОТРІБНО ЗНАТИ ПРИ ВИБОРІ ДОБАВОК? 

Захищений жир у годівлі дійних корів — це не просто джерело енергії, а також важіль впливу на показники продуктивності, репродуктивності та вгодованості. Давно відомо, що C16:0, C18:1 та C18:3 є ключовими жирними кислотами в годівлі дійних корів. Тому слід чітко розуміти, який профіль жирних кислот ми додаємо до раціону разом з добавкою. Адже кожна жирна кислота має свої окремі та важливі функції.


Деякі автори вважають, що до згодовування жирних кислот слід ставитись обережно, якщо мова йде про спосіб збільшення енергії в раціоні у корів ранньої лактації, оскільки велике навантаження ліпідів може вплинути на ендокринну систему, споживання корму та збільшити ризик порушення обміну речовин (Kuhla et al., 2016).


Однак не всі добавки жирних кислот є однаковими. У цій статті ми коротко розглянемо особливості різних жирних кислот, їх засвоюваність та їх вплив на продуктивність тварин. Зокрема, акцентуючи увагу на останніх дослідженнях пальмітинової (C16:0), стеаринової (C18:0), олеїнової (cis-9 C18:1), омега-3 та омега-6 жирних кислот на споживання корму, засвоєння поживних речовин та виробництва молока (табл. 1).


ТАБЛИЦЯ 1. КЛЮЧОВІ ФУНКЦІЇ РІХНИХ ЖИРНИХ КИСЛОТ

 

ЖИРНА КИСЛОТА (ЖК) ФУНКЦІЇ
C16:0 (пальмітинова к-та) Підвищує продуктивність стада Підвищує жирність молока Позитивно впливає на перетравність клітковини
С18:0 (стеаринова к-та) Утворюється в рубці з С18:1, С18:2, С18:3 в процесі біо-гідронізації Низька засвоюваність Негативно впливає на засвоюваність інших ЖК
С18:1 (олеїнова к-та)

Висока перетравність та засвоюваність Попереджує втрату вгодованості Позитивно впливає на відтворення

Позитивно впливає на засвоюваність інших ЖК

С18:2 (лінолева к-та) Omega 6 Стимулюють синтез простагландину (PGF2α) і допомагають інволюції матки (після отелення)
С18:3 (ліноленова к-та) Omega 3 Поліпшення життєздатності ембріона за допомогою інгібування простагландину. Покращує приживлення ембріона

ВПЛИВ РІЗНИХ ЖИРНИХ КИСЛОТ НА ПЕРЕТРАВНІСТЬ ТА ЗАСВОЄННЯ ПОЖИВНИХ РЕЧОВИН

Захищені жири чинять як позитивний, так і негативний вплив не тільки на споживання сухої речовини (СР) та перетравність поживних речовин, таких як НДК, а й на засвоюваність інших жирних кислот (ЖК). Так, Weld та Armentano (2017) провели мета-аналіз для оцінки впливу добавки ЖК на споживання СР та перетравність НДК. Було визначено, що згодовування добавок із високим вмістом середньоланцюгових ЖК (12 і 14-атомами вуглецю) знижувало споживання СР та перетравність НДК. Згодовування рідкої рослинної олії зменшило перетравність НДК на 2,1 %, але не вплинуло на споживання СР. Отже, при виборі жирової добавки остерігайтесь тих, які мають у своєму складі високий вміст середньоланцюгових ЖК (12 і 14-атомами вуглецю).

 

За своїми фізичними та метаболічними якостями насичені ЖК (C16:0 та C18:0) не впливають на споживання СР, щоправда мають вплив на перетравність НДК. Було визначено, що згодовування С16:0 збільшило перетравність НДК на 0,22 % порівняно з контрольною групою з раціоном без додавання насичених жирів. В цілому науковці дійшли висновку, що додавання жирової добавки, в якій ЖК мають довжину 16 атомів вуглецю або більше, має мінімальний вплив на засвоюваність НДК (de Souza et al., 2016).

Проте, порівнюючи комбінації жирних кислот C16:0, C18:0 та C18:1 в жировій добавці для корів, було відзначено, що кормові добавки, які містять C16:0 або C16:0 з C18:1, підвищують засвоюваність НДК порівняно з добавкою з комбінацією C16:0 та C18:0 (de Souza et al., 2018). Треба зазначити, що, згідно з великою кількістю досліджень С18:0 негативно впливає на засвоєння інших ЖК, які споживає корова.

 

Давно відомо, що потреба тварини в жирних кислотах має забезпечуватися з її раціону, адже в організмі вони НЕ синтезуються. Слід розуміти, що так само, як не всі джерела білка однакові — так само відрізняються і добавки та джерела жирних кислот. Головне, потрібно знати, який профіль жирних кислот у добавці.

 

Насичені жирні кислоти мають зазвичай високу температуру плавлення, тому не потребують захисту від ферментації у рубці, чого не скажеш про ненасичені. Не захищені ненасичені жирні кислоти в рубці легко, так би мовити, «насичуються» та переходять до насичених. Так, С18:1, С18:2 та С18:3 в рубці перетворюються на С18:0. Тому C18.1, С18:2, С18:3 необхідно використовувати ЗАХИЩЕНИМИ, щоб забезпечити доставку в сичуг та кишечник без змін, для подальшого засвоєння.

ОСОБЛИВОСТІ ЗГОДОВУВАННЯ ЖИРОВИХ ДОБАВОК У РАЦІОНАХ ДІЙНИХ КОРІВ У РІЗНІ ПЕРІОДИ ЛАКТАЦІЇ

У ранніх періодах лактації нашою метою є попередити втрату вгодованості та вийти на бажаний рівень продуктивності, а також не зашкодити репродуктивному здоров’ю корів для ефективного осіменіння. Для збільшення енергії в раціоні застосовують різні підходи, зокрема — підвищення вмісту крохмалю в раціоні та згодовування захищених жирних кислот. Однак годівля корів протягом раннього періоду лактації раціоном з високим вмістом крохмалю, який сприяє збільшенню виробництва пропіонату та підвищенню температури в рубці — не найкращий шлях. Таким чином ми знижуємо споживання корму та збільшуємо ризик розвитку ацидозу рубця та зміщення сичуга (Allen and Piantoni, 2013). Тому самев даному періоді лактації надають перевагу жировим добавкам.

 

Для більш ефективного застосування різних жирних кислот у годівлі корів потрібно підібрати найкращий їх профіль (склад) для лактації. Дослідження використання окремих жирних кислот та їх комбінацій у різні періоди лактації показали, що протягом новотільного періоду (перші три тижні лактації) комбінація C16:0 60% та С18:1 40% показала найкращі результати щодо споживання СР на 2,02 кг (малюнок 1а), попередження вгодованості (малюнок 1в) та продуктивності на 3-й тиждень лактації на +4,33 кг порівняно з контрольною групою (малюнок 1б) (80:10, 70:20).

Щодо особливості впливу олеїнової жирної кислоти (С18:1), то дослідження твердять, що C18:1 має більшу засвоюваність, ніж C16:0 та C18:0, та позитивно впливає навіть на засвоюваність С18:0 (Boerman et al., 2015). При згодовуванні жирової добавки, що містить C16:0 та C18:1, підвищується засвоюваність ЖК порівняно з добавкою, що містить C16:0 або суміш C16:0 та C18:0 (de Souza et al., 2018).


МАЛЮНОК 1. Вплив зміни співвідношення пальмітинової С16:0 до олеїнової С18:1 кислот в продукті в новотільний період на споживання СР, продуктивність та вгодованість.

Мал 1а
МАЛЮНОК 1А
МАЛЮНОК 1Б
МАЛЮНОК 1Б
МАЛЮНОК 1В
МАЛЮНОК 1В

Читайте продовження статті в наступній публікації “ЖИРОВІ ДОБАВКИ В РАЦІОНАХ КОРІВ: ПРАВИЛА ЗАСТОСУВАННЯ (ЧАСТИНА 2)”

202 (1)

IS THE FATTY ACID PROFILE IN YOUR COWS’ DIETS CORRECT?

Авторка: Ольга Лоза
Team Lead Ruminant

Жир є важливою поживною речовиною в кожному раціоні, і важливо пам’ятати, що високопродуктивне стадо не може без нього обійтись.

Суть у тому, що жир — це необхідна поживна речовина, яка підтримує всі види біологічних функцій: від запліднення до виробництва молока.

Базові раціони зазвичай забезпечують близько 3-3,5% жиру в сухій речовині. Однак цього недостатньо для дійних корів. Потреба високопродуктивних корів сягає понад 6% жиру в сухій речовині – особливо на початку лактації.

Ключовими жирними кислотами в годівлі дійних корів є C16:0 (пальмітинова к-та), C18:1 (олеїнова к-та) та C18:3 (ліноленова к-та) Omega 3. Кожна з них має свої унікальні функції:

  • C16:0 (пальмітинова к-та) — підвищує продуктивність та вміст жиру в молоці, позитивно впливає на перетравність клітковини.
  • С18:1 (олеїнова к-та) — характеризується високою перетравністю та засвоюваністю, не тільки попереджує втрату вгодованості, а й позитивно впливає на відтворення (життєздатність яйцеклітини, виділення прогестерону), що робить її ідеальною для новотільного періоду. Також С18:1 позитивно впливає на засвоюваність інших жирних кислот ЖК.
  • С18:2 (лінолева к-та) — Omega 6, стимулює синтез простагландину (PGF2α) і допомагає інволюції матки після отелення.
  • С18:3 (ліноленова к-та) — Omega 3, має позитивний вплив на життєздатність ембріона та покращує його приживлення.
  • С18:0 (стеаринова к-та) — теж завжди присутнья в профілі жирних кислот кормових жирів, проте згодовування даної жирної кислоти слід мінімізувати. Під час процесу біогідронізації в рубці С18:1, С18:2, С18:3 перетворюються до С18:0, тим самим збільшуючи її концентрацію. С18:0 характеризується низькою засвоюваністю та негативно впливає на засвоюваність інших ЖК.

Тому жирові добавки слід вибирати, виходячи зі складу жирних кислот, та залежно від стадії лактації, індивідуальних проблем ферми та вимог, щоб максимізувати віддачу продуктивності.

ПОКРАЩЕННЯ ВІДТВОРЕННЯ

Чи знали ви, що з кожною втратою вгодованості на 0,5 балу знижується заплідненість корів приблизно на 10%? Концентрація енергії в раціоні на 1 кг спожитої сухої речовини є ключовим фактором, що допомагає попередити втрату вгодованості. Протягом раннього періоду лактації С18:1 (олеїнова кислота) є ключовою жирною кислотою, яка, згідно з останніми дослідженнями (Kuhla et al., 2016) впливає на статус інсуліну, збільшуючи розподіл енергії та поживних речовин для покращення вгодованості. Також C18:1 безпосередньо впливає на розвиток ембріону та покращує засвоюваність інших жирів. При використанні в раціоні новотільних корів жирової добавки з високим вмістом С18:1, С18:2, С18:3 слід розуміти, що дані кислоти повинні бути захищеними від ферментації в рубці. Дослідження в Національному університеті Сінгапуру та дослідження в штаті Флорида показують, що надійніше джерело — це кальциновані солі жирних кислот, такі як Megalac (табл. 1).

ТАБЛИЦЯ 1. ВПЛИВ ПРОДУКТУ MEGALAC НА ВІДТВОРЕННЯ

 РАЦІОН КОНТРОЛЬНОЇ ГРУПИРАЦІОН З ДОДАВАННЯМ MEGALAC
Відсоток запліднення при 1-му осіменінні (%)33,745,5
Відсоток запліднення при 2-му осіменінні (%)28,875
Відсоток заплідненості (%)52,386,4
Університет Флориди (USA) 

ПІДВИЩЕННЯ ПРОДУКТИВНОСТІ

Для корів у період піку лактації найефективнішим є жир, що містить високий рівень С16:0 (пальмітинова к-та). Він збільшує не тільки надої, але й вміст молочного жиру. Для досягнення цієї мети варто використовувати кормові жири, такі як Mega-Fat, з ідеальним співвідношенням ЖК – близько 88% C16:0 і 8% C18:0, що є ефективним способом для задоволення потреб усього стада на піку лактації без негативного впливу на функції рубця.

Зазвичай важко орієнтуватись на усі потреби в жирних кислотах протягом усієї лактації. Та вихід завжди є. Кормові добавки жирів можна (а якщо це початок лактації — то і потрібно) комбінувати. Розглянемо вплив співвідношення різних жирних кислот (С16:0 С18:0 та С18:1) на продуктивність корів протягом лактації (табл. 2)

ТАБЛИЦЯ 2. ВПЛИВ СПІВВІДНОШЕННЯ РІЗНИХ ЖИРНИХ КИСЛОТ (С16:0 С18:0 ТА С18:1) НА ПРОДУКТИВНІСТЬ КОРІВ ПРОТЯГОМ ЛАКТАЦІЇ

РАЦІОНКОНТРОЛЬ (без жирової добавки)ВИСОКИЙ ВМІСТ C16:0МІКС C16:0 та C18:0МІКС C16:0 та C18:1
% C16:0, C18:0, C18:1 відповідно80, 6, 940, 40, 1046, 9, 34
Надій (кг/добу)44,646,946,346,4
Вміст жиру (%)3,613,693,543,53
Молочний жир (кг/д)1,611,731,641,64
Прирости (кг/д)0,820,840,701,05

Аналізи демонструють, що усі ЖК певною мірою покращують продуктивність, проте на вміст жиру найкраще впливає С16:0.

Мікс пальмітинової (С16:0) та олеїнової (С18:1) кислот сприяє збалансованому регулюванню продуктивності та підтримці вгодованості, що є виграшним в новотільний період та на початку лактації.

Асортимент захищених жирів компанії Volac&Willmar, офіційним дистриб’ютором в Україні є AVA Group, дозволяє підібрати та зміксувати максимально ефективний профіль жирних кислот для усього періоду лактації.

Продукт кальцинованих солей жирних кислот Megalac має ідеальний баланс насичених та ненасичених жирних кислот (48% C16:0, 36% C18:1 та 9% С18:2), для новотільного періоду та першої половини лактації. Кормовий жир MegaFat 88, який має високий вміст пальмітинової кислоти (С16:0 88%), найкраще підходить для високопродуктивних корів та корів пікового та післяпікового періоду лактації.

ВИСНОВОК

Розуміння основної функції окремої жирної кислоти та правильно підібраний їх профіль в жировій добавці дозволяє досягти цілої низки цілей: від попередження втрати вгодованості та покращення відтворення до збільшення продуктивності та якості молока.

Новотільний період та початок лактації потребують середнього співвідношення пальмітинової та олеїнової кислот (60% С16:0, 30% С18:1) в профілі жирних кислот раціону, що забезпечить баланс розподілу поживних речовин між продуктивністю та резервами тіла – попередження надмірної втрати вгодованості, збільшення продуктивності.

Пік, середина та друга частина лактації потребують вищої концентрації пальмітинової кислоти (70% С16:0, 20% С18:1), яка є джерелом для збільшення продуктивності та збільшення вмісту жиру в молоці, а нижчий вміст С18:1 попередить ожиріння корів.

Профіль жирних кислот у раціоні корів можна балансувати не тільки за рахунок додавання однієї жирової добавки, але й міксуючи різні. 

Таким чином, правильно підібраний профіль жирних кислот у відповідному періоді лактації забезпечить додатковий прибуток.

Джерела:

https://www.megalac.com/about/news/

https://www.dairyherd.com/article

https://www.journalofdairyscience.org/

ВСІ Жуйні Птиця Свині Сечовина в раціоні корів ЗАХИЩЕНА СЧОВИНА VICTUREA, ЯК ЕФЕКТИВНЕ РІШЕННЯ ДЛЯ ПІДТРИМКИ ВИРОБНИЦТВА ВИСОКОЯКІСНОГО МІКРОБІАЛЬНОГО ПРОТЕЇНУ

VICTUREA®: SLOW RELEASE UREA FOR RUMINANTS

The excessive breakdown of dietary protein in the rumen results in the production of urea. Ruminants have evolved the ability to recycle this urea in the rumen though, where it is used by certain rumen microbes as a building block for microbial protein synthesis. Harnessing this natural recycling mechanism, the feeding of urea can be used to directly support the production of high-quality rumen microbial protein.

In the rumen, urea is highly soluble and is rapidly broken down to ammonia (NH3) which is utilized by rumen microbes. However, high concentrations of NH3 are toxic to ruminants and as a consequence are quickly removed from the rumen. This means that only a small amount of feed grade urea is directly used by the rumen microbes, with the remainder either recycled via the animal back to the rumen or converted to nitrogenous waste. Both of these latter processes represent an additional energy demand for the animal.

Схематичне зображення гранул VICTUREA
FIGURE 1: SCHEMATIC REPRESENTATION OF VICTUREA® SHOWING ITS UREA CORE, AND THE SUBSEQUENT SLOW RELEASE OF UREA THROUGH ITS OUTER COATING

Victurea® is a protected urea product that slows down the release of urea in the rumen using a unique encapsulation technology (Figure 1). Due to the more gradual release of urea, with Victurea® up to 100% of the urea can be directly utilized by the rumen microbes. Relative to unprotected feed grade urea, this results in a decreased ammonia toxicity risk as well as minimizing the chance of ammonia deficiency occurring (Figure 2).

РИСУНОК 2: КОНЦЕНТРАЦІЯ АМІАКУ В РУБЦІ З ЧАСОМ У ВИПАДКУ СПОЖИВАННЯ НЕЗАХИЩЕНОЇ СЕЧОВИНИ ТА VICTUREA®
FIGURE 2: RUMEN AMMONIA CONCENTRATIONS OVER TIME FOLLOWING INGESTION OF UNPROTECTED UREA AND VICTUREA®

Use of Victurea® in ruminant rations also has a wide range of additional benefits:

  • DECREASES FEED COST

Due to its high nitrogen content, Victurea® is equivalent to a protein content of 254%. This means Victurea® has a high replacement rate for protein-rich feed ingredients. For example, 100 g of Victurea® can replace 600 g of soybean meal with a protein content of 42%. This results in a substantial cost saving for ruminant rations.

  • IMPROVED FORMULATION FLEXIBILITY

Due to the high replacement rate of Victurea® for protein rich ingredients, space is created in the ration. This increases formulation flexibility by enabling the use of other important or more cost-effective feed ingredients. For example with dairy cows the space can be filled with additional energy for high performing animals, or with byproducts that are less nutrient dense in order to decrease ration cost and footprint.

  • LOWERS FEED FOOTPRINT

Victurea® is produced in Palital’s own production facilities in the Netherlands with raw materials sourced in an environmentally responsible manner. The carbon footprint of Victurea® has been calculated, and is always significantly lower than that of any of the protein-rich feed ingredients it replaces. As such, Victurea® can be directly used as a tool to decrease the environmental footprint of ruminant rations.

  • INCREASES CONFIDENCE

The steady rumen ammonia level generated by Victurea® enables optimal rumen microbial protein synthesis and sustained ammonia provision. The latter is particularly important for rumen fiber degrading microbes which have an essential requirement for ammonia. This means farmers can be confident even when feeding right up to the maximum dosage level.

  • ENHANCES ADAPTABILITY

Victurea® is approved as a complementary feed in the EU which eliminates the need for farm safety documentation. This means it can be flexibly used on farm, including ad-hoc use to top up the protein content of rations when needed. For example when the protein content of fresh pasture or silage is unexpectedly low for a limited period of time.

In conclusion, use of Victurea® is a safe and reliable way to optimize rumen microbial protein synthesis as well as a tool to improve ration cost, footprint and adaptability without compromising animal health or performance.

ENTEROBACTERIACEAE, CLOSTRIDIUM AND FEED HYGIENE:TAKING THE NEXT STEP

Frequently, when we talk about high quality forages and TMR, we focus on the nutritional aspects: digestibility, crude protein, starch, etc. However, an aspect that is often overlooked, and is just as important as the nutrient content of a diet, is the anti-nutritional components and their potential impact on health and productivity. Anti-nutritional factors are substances that, when present in animal feed or water, either directly or indirectly through their metabolic products reduce the availability of one or more nutrients (Yacout, 2016). When focusing on hygiene of forage or TMR, the anti-nutritional factors that would draw the most intense scrutiny would be the pathogenic microorganisms and toxins. The most common pathogenic microorganisms found in poorly fermented silage are Escherichia coli, specifically E. coli 0157:H7, Listeria monocytogenes, Bacillus spp., Salmonella and Clostridium spp. (Wilkinson, 1999). Forages can be contaminated with pathogens during one of four points: prior to harvest (manure/compost application to fields), during harvest (contaminated with soil-borne pathogens), silage fermentation (inadequate or sub-optimal) and during feed-out (poor aerobic stability leading to opportunistic pathogen growth). The impact of contamination at any of these times, can be detrimental to animal health, productivity and overall profitability. Presence of pathogenic microorganisms in silage may lead to digestive upset, enteric disease, poor animal performance and potentially death.

 

ENTEROBACTERIACEAE—WHAT ARE THEY?

 

Enterobacteriaceae is the family of Gram-negative bacteria, that includes over 51 genera and 238 species encompassing beneficial commensal microbiota and opportunistic pathogens (Octavia and Lan, 2014).Members of the Enterobacteriaceae family include Salmonella, E. coli, Listeria, Shigella and Klebsiella, to name a few. These bacteria are widely distributed in nature, and many species live in the G.I. tract of humans and animals. Unfortunately, some of these bacteria, specifically Salmonella and E.coli are pathogenic and can cause acute enteric disease in both cattle and humans.

SALMONELLA

There are two recognized species within the Salmonella genus: Salmonella enterica and Salmonella bongori. Salmonella enterica can be further divided into 6 subspecies, with Salmonella enterica subspecies enterica being the most relevant in dairy cattle (Smith, 2009). More than 2,500 serovars or serotypes, differentiated by their antigenic composition, have been identified. Serovars are based on the somatic (O), flagellar (H), and capsular (Vi) antigens
(Bopp et al., 2003). Clinical bovine isolates have been divided by their O antigens, and serovars are further grouped into serogroups assigned to a letter of the alphabet (A, B, C, D, and E; Peek et al., 2017). Salmonella isolates are referred to by their serovar/serogroup classification (ex, Salmonella enterica subspecies enterica serovar Typhimurium, is abbreviated to Salmonella Typhimurium).

 

Despite the diversity of serovars, relatively few are of clinical importance in cattle, these include: Salmonella Typhimurium, S. Newport, S. Cerro and S. Dublin. The majority of cattle isolates are Salmonella of Types B, C, and E, which are non–host specific, or Salmonella Dublin (Type D), which is the host-adapted serovar in cattle (Peek et al., 2017). Salmonella is most commonly transmitted by fecal-oral contamination from other livestock, rodents, birds or contaminated feed (Smith, 2009). Factors that determine the pathogenicity include virulence of serotype, dose of inoculum, degree of immunity, previous exposure and other stressors currently affecting the host (Mohler et al., 2009). Once ingested, Salmonella attach to mucosal cells and are capable of destroying enterocytes. Attachment is increased if gastrointestinal stasis is present or normal flora has been disturbed or is not yet established (Smith, 2009).

 

 

Enteric, septicemic and reproductive diseases are all possible manifestations of Salmonella infections (Holschback and Peek, 2018). During the early stages of the acute enteric disease, affected animals develop fever, dullness, loss of appetite, depressed milk yield and adult pregnant animals may abort. Pneumonia is an increasingly common manifestation of Salmonella Dublin in calves (Pecorara et al., 2017). 

 

 

Dairy cows may serve as asymptomatic carriers of Salmonella, thus allowing Salmonella to go undetected until there is an outbreak. The potential for herd carrier status increases with herd size, and Salmonella shedding may be triggered by stress placed on the animals. Salmonella is commonly isolated from the feces of animals that do not show symptoms of salmonellosis. In one study (Van Kessel et al., 2008), Salmonella was isolated from 8% of asymptomatic cattle. In another study in the US, 27–31% of dairy farms were found to have cows that shed Salmonella; on these farms between 5.4 to 7.3% of the cattle were found to shed Salmonella (USDA/APHIS, 2003). Detecting the presence of Salmonella in a herd, prior to an outbreak, allows the producer to manage mitigation of the pathogen, and reduce the risk of a future outbreak.

 

ESCHERICHIA COLI

 

Escherichia coli, more commonly known as E. coli, is a well-known, organism and ubiquitous in nature. While some E. coli is non-pathogenic and part of the normal intestinal microbiota of many animals, Shiga-toxin-producing E. colii (STEC) is pathogenic and a human health concern, primarily as a food-borne pathogen. The majority of cases of STEC infection in humans have been associated with serotype O157:H7, but STEC serogroups O26, O103, O111, and O145 are also significant causes of human diseases (Gould et al., 2013). Although STEC does not cause enteric disease in cattle—because cattle do not possess Shigatoxin receptors — it’s important to monitor in cattle due to the food safety and human health concerns.

Clostridium

 

Clostridia, members of the Clostridiaceae family, are an important component when talking about feed hygiene and GI health. Clostridium are gram-positive, anaerobic, spore-forming bacteria that are often found in the soil and manure or in feedstuffs that have been contaminated. Clostridium perfringens can cause a range of diseases with the main concern in lactating cattle being enteric diseases that affect the GI tract. C. perfringens is classified into five Types, A to E, depending on the production of four major toxins (alpha, beta, epsilon, and iota; Fohler et al., 2016). C. perfringens becomes pathogenic when stressors increase (feed change, too much starch, pen changes, etc.), and the GI tract creates favorable conditions for proliferation. When elevated levels of the toxins released by C. perfringens enter the bloodstream animals can experience inflammation, shock, cardiac arrest and even death.

WHY WORRY ABOUT ENTEROBACTERIACEAE AND CLOSTRIDIUM IN TMR, MANURE OR WATER? 

 

 

Evaluating TMR and manure for Enterobacteriaceae and Clostridium provide us with valuable information to have a conversation around both forage inoculants as well as probiotics. Initial efforts by the Chr. Hansen team to quantify and describe hygiene metrics on-farm focused on forages and their impacts on the overall TMR quality and aerobic stability in the feed bunk. Sample analyses and subsequent discussions with dairy owners and managers resulted in adoption of, and stricter adherence to, the Critical Control Points (CCP) for harvest, storage and feed-out, and increased use of SILOSOLVE® silage inoculants. 

 

Subsequently, this effort extended beyond ensiled forages and the Chr. Hansen inoculant portfolio. A comprehensive hygiene analysis on-farm can be conducted for TMR and water samples, and for quantification of pathogen load in composite manure samples. The TMR and water samples provide a perspective of what the cows may be consuming, while the composite manure samples serve as an indication of the overall GI tract health of cows. Composite manure samples are more sensitive than individual or pooled samples due to the number of cattle being indirectly sampled (Lombard et al., 2012). This extension of hygiene analysis and resulting metrics has enhanced the conversation around forage quality and inoculants, but at the same time, elevated the importance of feeding a science-based, research-proven probiotic to every animal, every day. The discussion ultimately culminates with how maintaining a normal GI tract, and normal microbiota significantly reduces the risk of enteric disease and clinical outbreaks. These analyses and, more importantly, the presentation of the resulting metrics, allow Chr. Hansen team members to have discussions with not only the herd owner or manager, but also the nutritionist and consulting veterinarian.

 

Комплексна гігієна - ПМР, Гній, Вода
FIGURE 1A. COMPREHENSIVE HYGIENE - TMR, MANURE, WATER

Initial samples (TMR, water and composite manure) should be collected 1 to 7 days prior to feeding a Chr. Hansen probiotic, with follow-up sampling (composite manure) occurring between 30 to 45 days. Additional samples can also be collected at 90 and 180 days but are not required. Results are entered into a visual metric that easily highlights where the sample falls within the excellent, good, average, fair or poor classifications. The TMR metric includes yeast, mold, C. perfringens Type A, Enterobacteria, Vomitoxin, Zearalenone, Aflatoxin and T-2 (Fig. 1a). The water metric includes enumeration of coliforms and E. coli (Fig. 1b), while the composite manure metric includes E. coli STEC, Salmonella sp., Clostridium perfringens, and Clostridium perfringens Type A (Fig 1c).

FIGURE 1B. COMPREHENSIVE HYGIENE - TMR, MANURE, WATER
РИСУНОК 1С. КОМПЛЕКСНА ГІГІЄНА - ПМР, ГНІЙ, ВОДА
FIGURE 1C. COMPREHENSIVE HYGIENE - TMR, MANURE, WATER

  Results from subsequent manure samples can be compared to previously obtained samples to evaluate if shedding rates have decreased while on the probiotic. Decreases in E. coli STEC, Salmonella sp., Clostridium perfringens and Clostridium perfringens Type A are indicative of improved GI health due to feeding the probiotic. For answers to your questions and to see how Composite Hygiene Metrics could benefit your dairy, reach out to your regional Chr. Hansen Technical Service Specialist for more information.

 

 REFERENCES 

 

Bopp CA, Brenner FW, Fields PI, et al. Escherichia, shigella, and salmonella. In: Murray PR, Baron EJ, Jorgensen JH, et al, editors. Manual of clinical microbiology, vol. 1, 8th edition. Washington, DC: ASM Press; 2003. p. 654–71. 

 

Callaway TR, Keen JE, Edrington TS, Baumgard LH, Spicer L, Fonda ES, Griswold KE, Overton TR, VanAmburgh ME, Anderson RC, Genovese KJ, Poole TL, Harvey RB, Nisbet DJ. Fecal prevalence and diversity of Salmonella species in lactating dairy cattle in four states. J Dairy Sci. 2005 Oct;88(10):3603-8. 

 

Fohler S, Klein G, Hoedemaker M, et al. 2016. Diversity of Clostridium perfringens toxin-genotypes from dairy farms. BMC Microbiol. 2016;16(1):199. doi:10.1186/s12866-016- 0812-6 

 

Gould, L. H., R. K. Mody, K. L. Ong, P. Clogher, A. B. Cronquist, K. N. Garman, S. Lathrop, C. Medus, N. L. Spina, T. H. Webb, P. L. White, K. Wymore, R. E. Gierke, B. E. Mahon, and P. M. Griffin. 2013. Emerging Infections Program Foodnet Working Group. Increased recognition of non-O157 Shiga toxin–producing Escherichia coli infections in the United States during 2000–2010: Epidemiologic features and comparison with E. coli O157 infections. 10:453–460. 

 

Hoschback, C.L. and S.F. Peek. 2018. Salmonella in dairy cattle. Vet. Clin. Food Anim. 34:133–154 https://doi. org/10.1016/j.cvfa.2017.10.005 

 

Lombard JE, Beam AL, Nifong EM, et al. Comparison of individual, pooled, and composite fecal sampling methods for detection of Salmonella on U.S. dairy operations. J Food Prot 2012;75(9):1562–71. 

 

Mohler VL, Izzo MM, House JK. Salmonella in calves. Vet Clin North Am Food Anim Pract 2009;25(1):37–54. 

 

Octavia S., Lan R. (2014) The Family Enterobacteriaceae. In: Rosenberg E., DeLong E.F., Lory S., Stackebrandt E., Thompson F. (eds) The Prokaryotes. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-38922- 1_167 

 

Pecoraro HL, Thompson B, Duhamel GE. Histopathology case definition of naturally acquired Salmonella enterica serovar Dublin infection in young Holstein cattle in the northeastern United States. J Vet Diagn Invest 2017. 

 

Peek SF, Cummings KJ, McGuirk SM, et al. Infectious diseases of the gastrointestinal tract. In: Peek SF, Divers TJ, editors. Diseases of dairy cattle. 3rd edition. St. Louis(MO): Elsevier; 2017.  

 

Smith BP. Salmonellosis in ruminants. In: Smith BP, editor. Large animal internal medicine. 4th edition. St. Louis(MO): Mosby; 2009. p. 877–81. 

 

U.S. Department of Agriculture. 2003. Part III: Reference of dairy cattle health and health management practices in the United States, 2002. National Animal Health Monitoring System, U.S. Department of Agriculture, Animal and Plant 

 

Health Inspection Service, Veterinary Services, Centers for Epidemiology and Animal Health, Washington, D.C. 

 

Van Kessel, J.S., Karns, J.S., Wolfgang, D.R., Hovingh, E., Jayarao, B.M., Van Tassell, C.P., Schukken, Y.H. 2008. Environmental sampling to predict fecal prevalence of Salmonella in an intensively monitored dairy herd. J. of Food Prot. 71(10):1967-1973. 

 

Wilkinson, J. M. 1999. Silage and health. Pages 67–81 in Silage production in relation to animal performance, animal health, meat and milk quality. Proceedings of the 12th International Silage Conference, July 5–7, Uppsala, Sweden. T. Pauly, ed. Swedish University of Agricultural Sciences, Uppsala, Sweden.

 

 Yacout M.H.M. 2016. Anti-nutritional factors & its roles in animal nutrition. J, Dairy Vet, Anim, Res. 4(1):237-239. DOI: 10.15406/jdvar.2016.04.00107.