Welkom bij
Moderne landbouw
!
Als onderdeel van Trouw Nutrition's wereldwijde onderzoekswebinarreeks, een download on demand webinar, "Oxiden in de veeteelt:grote risico's en huidige alternatieven voor hun volledige vervanging, ” benadrukt de belangrijkste zorgen die verband houden met het gebruik van oxidebronnen van sporenmineralen als aanvulling op het voerrantsoen - inclusief lage oplosbaarheid, hoge kwaliteit variabiliteit en beperkte biologische beschikbaarheid in het dier. Onderzoek naar de productie en het werkingsmechanisme van mineralen in het dier suggereert dat deze problemen kunnen worden aangepakt door alternatieve bronnen van sporenmineralen te gebruiken, in supplementen op basis van hydroxychloride, schrijft Davi Brito De Araujo, regionaal programmamanager sporenelementen, Trouwe voeding.
Minerale sporenbronnen leveren de noodzakelijke voedingsstoffen voor vee die anders geen deel zouden uitmaken van het basisdieet. De toevoeging van sporenelementen, zoals zink (Zn), mangaan (Mn) en koper (Cu), kunnen de prestaties van diersoorten verbeteren. Eenmaal geabsorbeerd door het dier, alle sporenmetalen worden op dezelfde manier gebruikt. Echter, mineralen in het voer geven het dier pas voedingswaarde als ze via de darmwand in de bloedbaan worden opgenomen. In dat stadium, de stofwisseling van het dier bepaalt waar en hoe het sporenmetaal wordt gebruikt. De minerale bron is belangrijk. Sommige bronnen van sporenelementen – zoals zinkoxide – worden gekenmerkt door een lage oplosbaarheid en beperkte biologische beschikbaarheid, wat betekent dat ze inconsistente hoeveelheden van het metaal aan dieren leveren.
Tekorten aan sporenmineralen kunnen ertoe leiden dat een dier zijn topprestaties niet haalt, terwijl het verstrekken van te veel van het mineraal kan leiden tot subklinische toxiciteit. Onzekerheid over de hoeveelheid mineralen die bij een dier wordt opgenomen, kan een belemmering vormen voor het formuleren van diëten die precies zijn afgestemd op de behoeften van specifieke dieren of kuddes en koppels.
aanvankelijk, Op oxide gebaseerde mineralen werden toegevoegd aan diëten om de dierlijke productie te ondersteunen. Sporenmineraalvoeding heeft een evolutie doorgemaakt. In de jaren veertig, verbeteringen in de sulfaatproductie, productieprocessen en kwaliteit, leidde ertoe dat sulfaten een voorkeursalternatief werden voor veevoer en voeding in vergelijking met oxiden. In de jaren 70 werden organische sporenmineralen geïntroduceerd om de biologische beschikbaarheid te verbeteren. homogeniteit en reactiviteit, aangezien veranderende genetica hogere niveaus van sporenmineralen nodig had. Echter, de hoge kosten van organische sporenmineralen in combinatie met hun lagere concentratie aan metalen betekende vaak dat producenten ze alleen gebruikten om in een deel van de mineralenbehoefte van hun vee te voorzien.
Halverwege de jaren negentig werden hydroxychloride-sporenmineralen ontwikkeld om de kloof te overbruggen tussen inefficiënte soorten anorganische sporenmineralen zoals oxiden en sulfaten en de onbetaalbaar dure organische sporenmineralen. De nieuwe minerale bron was bedoeld om een compleet, en kosteneffectieve vervanging voor gebruik van anorganische mineralen.
Hoewel zinkoxide een veel voorkomend sporenmineraal is dat in diervoeder wordt gebruikt, de anorganische verbinding (ZnO) zit ook in tal van andere producten zoals rubbers, kunststoffen, beton, batterijen, brandvertragers en zalven. Er is geen grote verandering geweest in de manier waarop oxiden presteren bij gebruik in diervoeders, aangezien de diervoederindustrie niet de primaire markt voor het minerale product is.
per volume, de rubberindustrie verbruikt jaarlijks het meeste zinkoxide. Meer dan 50% van het wereldwijd geproduceerde zinkoxide gaat naar de productie van rubberproducten, aangezien de verbinding onoplosbaar is in water. evenzo, betonproductie is goed voor ongeveer 30% van het geproduceerde zinkoxide. Het gebruik van diervoeder vertegenwoordigt ongeveer 8,2% van het jaarlijkse industriële gebruik van zinkoxide. Met andere woorden, diervoeder is niet de primaire markt voor zinkoxide en het product is niet ontwikkeld voor gebruik in diervoeder.
Er zijn verschillende productiemethoden die worden gebruikt om zinkoxide te genereren - twee belangrijke processen die worden gebruikt zijn het directe proces, ook bekend als het Amerikaanse proces, en het indirecte proces, of Frans proces.
Het directe productieproces maakt gebruik van een reeks zinkhoudende verbindingen, ook wel zinkertsen genoemd. Verbindingen worden verwarmd om metaaldampen te genereren die worden geoxideerd door luchtverbranding om zinkoxide te creëren. Echter, omdat het zinkgehalte, andere metalen en onzuiverheden kunnen sterk variëren, afhankelijk van het gebruikte zinkerts, het eindproduct heeft meestal een lagere kwaliteit dan zinkoxide dat via de indirecte methode wordt gegenereerd. In het indirecte proces zinkmetaal met een zuiverheid van 92-99% wordt gekookt om damp te genereren, die vervolgens wordt geoxideerd.
Variaties en aanvullende productiemethoden zijn onder meer het natchemische proces, de hydrosulfide-bijproductmethode en het Waelz-proces. Het Waelz-proces heeft de neiging om zinkoxide te genereren met een hoog gehalte aan onzuiverheden, waaronder een hoog gehalte aan zware metalen. Ondanks deze zorgen, Het Waelz-proces is de meest gebruikte methode om sporenmineralen te genereren die bedoeld zijn voor gebruik in diervoeders of premixen. De route produceert zinkoxide dat de neiging heeft om in kleur te variëren, textuur en granulometrie. Het heeft ook typisch een verlaagde relatieve biologische beschikbaarheidswaarde (RBV).
Aangezien sporenmineralen uit verschillende bronnen verschillende absorptie-efficiënties hebben, ze leveren verschillende niveaus van het mineraal bij gebruik in diervoeders. Bijvoorbeeld, volgens de NRC Zuivel 2001, wanneer deze op hetzelfde niveau wordt aangeboden, kopersulfaat heeft een absorptiecoëfficiënt van 5%, terwijl koperoxide 1% is. evenzo, zinksulfaat wordt voor 20% geabsorbeerd, terwijl zinkoxide ongeveer 10% is. Onder de verschillende soorten sporenmineralen, oxiden staan erom bekend dat ze een lagere absorptie-efficiëntie hebben, echter, Op oxide gebaseerde sporenmineralen worden waarschijnlijk nog steeds gebruikt vanwege hun lage prijs.
Terwijl voedingsrichtlijnen voor voerformulering geschatte efficiëntie van absorptiesnelheden voor sporenmineralen geven, inclusief zink en koper, de werkelijke snelheid van absorptie en biologische beschikbaarheid van op oxiden gebaseerde sporenmineralen kan variëren en kan moeilijk te voorspellen zijn. Naast verschillende resultaten op basis van product, absorptie kan worden beïnvloed door factoren zoals soort, genetica, geslacht, fysiologische toestand, en leeftijd van het dier.
Met dien verstande dat de biologische beschikbaarheid van sporenmineralen kan variëren, een team van onderzoekers van de Universiteit van Illinois ontwierp een reeks onderzoeken naar de biologische beschikbaarheid van zink uit meerdere bronnen. De studies evalueerden verschillende zinkoxiden, zinksulfaten en zinkmetaalsupplementen vergeleken met een responscurve gegenereerd met behulp van een hoogwaardige, zinksulfaat van analytische kwaliteit. Een doel van het project was om de relatieve biologische beschikbaarheid van sporenmineralen te bepalen en te begrijpen hoe laag de relatieve biologische beschikbaarheid van zinkoxiden in het dier zou kunnen zijn. Uit het onderzoek bleek dat in vergelijking met de standaardcurve van zinksulfaat voor biologische beschikbaarheid, de relatieve biologische beschikbaarheid van zinkoxide kan sterk variëren. De relatieve biologische beschikbaarheid die is gevonden voor de verschillende onderzochte zinkoxidesupplementen roept de vraag op hoe precies voedingsdeskundigen kunnen berekenen hoeveel van het metaal beschikbaar is voor dierlijk gebruik.
In dit onderzoek, drie testen keken naar de gewichtstoename van het vee en de bron van zinkoxide - opnieuw vergeleken met een analytische, of hogere rang, zink bron. De eerste test vond een reeks biologische beschikbaarheid in bronnen van zinkoxide. De RBV voor de mineralen in de proef varieerde enorm - sommige zinkoxidebronnen hadden RBV-percentages van 41%, terwijl anderen een biologische beschikbaarheid van 89% of 97% vertoonden. evenzo, tweede en derde assays stelden een standaard regressiecurve vast met betrekking tot de inname van aanvullend zink en keken naar verschillende vormen van zinkoxide, zinksulfaat en zinkmetaal. Hoewel de relatieve biologische beschikbaarheid voor sommige bronnen van zinkoxide de resultaten benaderde die met zinksulfaat werden gevonden, andere waren veel lager en kwamen in de buurt van de resultaten die werden gevonden bij het gebruik van zinkmetaal dat niet als supplement in diervoeder wordt gebruikt. De algehele variatie toonde producten met relatieve biologische beschikbaarheidswaarden van 39% tot 93%.
Hoe zinkoxide wordt gemaakt, kan van grote invloed zijn op de biologische beschikbaarheid van het sporenmetaal in het supplement in het dier. Zinkoxide geproduceerd via het Waelz-proces kan een grote variatie vertonen in relatieve biologische beschikbaarheid, waardoor het moeilijker wordt om een qua voedingswaarde volledig rantsoen te formuleren. Volgens het vorige onderzoek de ZnO-bronnen met een lagere RBV zijn afkomstig uit het Waelz-proces. Trouw Nutrition heeft samen met het PARC Institute een groot onderzoek gedaan naar het gebruik van een selectie zinkoxiden, van 18 verschillende leveranciers in verschillende landen en vervaardigd met behulp van meerdere processen. In het proces, sommige zinkbronnen hadden een RBV van minder dan 40%, terwijl anderen dichter bij 60% waren. Echter, zinkoxide van hogere kwaliteit is waarschijnlijk duurder en wordt vaker gebruikt in gebieden zoals de farmaceutische industrie dan in diervoeders.
Een onderzoeksteam van de Universiteit van Florida, onderzocht de oplosbaarheid en het gebruik van anorganische zinksporenmineralen wanneer toegepast bij herkauwers. De onderzoekers ontdekten dat zink op basis van sulfaat oplosbaar was in een reeks oplosmiddelen, zink op oxidebasis dissocieerde echter niet in water, en slechts gedeeltelijk gedissocieerd in buffers met een zeer lage pH, zoals 2% citroenzuur en 0,12 N HCl. Bij het verstrekken van sporenelementen aan vee, timing van minerale levering beïnvloedt absorptie. Als mineralen te vroeg oplosbaar zijn, wat het geval is bij sulfaatbronnen, ze bereiken de absorptieplaatsen niet volledig, vanwege talrijke interacties met andere metalen en antagonisten die in de digesta aanwezig zijn. Als ze niet voldoende oplosbaar zijn, wat het geval is met oxiden, ze zijn niet opneembaar voor een dier wanneer het metaal in vrije vorm absorptieplaatsen in de dunne darm bereikt. Na het uitvoeren van een lineaire regressie naar de hoeveelheid zink in dierlijke weefsels, onderzoekers ontdekten dat zinkoxide van voedingskwaliteit een hoge variatie in RBV had in vergelijking met sulfaten, in termen van hoeveel aanwezig was in verschillende organen en weefsels zoals de nier, alvleesklier en lever.
Aanvullend onderzoek richtte zich op de oplosbaarheid van verschillende vormen van zinksporenmineralen en of ze in het maagdarmkanaal dissociëren - waar ze zouden moeten worden geabsorbeerd om in de bloedbaan te komen. Onderzoekers van het Trouw Nutrition Masterlab in Nederland, onderzocht zinkoxide van verschillende leveranciers en geproduceerd in verschillende landen, en vergeleken de oplosbaarheidsresultaten met het hydroxychloride sporenmineraal Selko® IntelliBond® Z. Alle sporenmineralen werden blootgesteld aan een pH 2,0 zure buffer. Onderzoekers ontdekten dat 100% van het op hydroxychloride gebaseerde mineraal in de eerste 20 minuten oplosbaar was. Echter, geen van de vier zinkoxidesupplementen dissocieerde ooit volledig bij blootstelling aan een pH van 2. Twee soorten zinkoxideadditieven bereikten na ongeveer 2 uur een maximale oplosbaarheid van 80 of 90%. Aanvullende versies van het onderzochte sporenmineraal op oxidebasis hadden vier uur nodig om ongeveer 60% van het mineraal beschikbaar te maken. Dit gebrek aan oplosbaarheid heeft een enorme impact op de hoeveelheid zink die door het dier kan worden opgenomen.
In een grootschaliger voerproef in het Verenigd Koninkrijk, kijken naar gebruik en functie van sporenelementen, 1, 080 mannelijke slachtkuikens kregen gedurende 35 dagen een van de twee diëten. Het eerste dieet omvatte 15 ppm kopersulfaat en 80 ppm zinkoxide en het tweede dieet omvatte 15 ppm koper van IntelliBond C en 80 ppm zink van IntelliBond Z. De vogels werden gewogen op dag 0, 10, 21, 28 en 35. Op dag 28 werden spier- en bloedmonsters verzameld om te controleren op genexpressie en niveaus van stressresponsmarkers die aanwezig zijn in bloedplasma. Vogels die het dieet met anorganische sporenmineralen kregen, hadden een verminderde gewichtstoename, voeropname en algehele prestaties vergeleken met degenen die op hydroxychloride gebaseerde sporenmineralensupplementen krijgen. Aanvullend, vogels die de op hydroxy gebaseerde sporenmineralen kregen, hadden verminderde hoeveelheden oxidatieve stressmarkers in hun bloed.
Een tweede pluimveeonderzoek naar legkippen werd uitgevoerd aan de Texas A&M University. In het proces, 506 leghennen kregen een van de twee diëten gedurende 51 weken. De behandelingen omvatten een voeding met 80 ppm zink en 60 ppm mangaan uit oxidebronnen, en een tweede dieet met 80 ppm zink en 60 ppm mangaan, van IntelliBond Z en InteliBond M, respectievelijk. Lagen werden beoordeeld op eiproductie, eiervoederconversie, schaalsterkte en schaaldikte. Met IntelliBond behandelde lagen hadden een hogere legsnelheid, verbeterde eivoerconversie en produceerde dikkere eierschalen in vergelijking met leghennen die de op oxide gebaseerde sporenmineralen ontvingen.
Aanvullend, in een Canadees onderzoek naar de varkensproductie, 400 varkens kregen 56 dagen lang een van de twee diëten. De diëten omvatten of 125 ppm koper van IntelliBond C en 125 ppm zink van zinkoxide, of 125 ppm koper en 125 ppm zink, van IntelliBond C en Z. Aan het begin en aan het einde van de proef werden de varkens gewogen. Aan het einde van de voederperiode, varkens die op IntelliBond gebaseerde diëten kregen, waren zwaarder en hadden een iets lager sterftecijfer dan varkens aangevuld met de combinatie van IntelliBond C en ZnO. evenzo, varkens die volledige IntelliBond-supplementen kregen, ondervonden minder gewichtsvariatie in de hele groep dan die op het andere dieet.
Algemeen, uit het onderzoek van sporenmineralen is gebleken dat verschillende soorten zinkoxide van voedingskwaliteit kunnen variëren in chemische en fysische kenmerken, terwijl ze verschillende niveaus van biologische beschikbaarheid bieden. In aanvulling, de meerdere processen en methoden die worden gebruikt om zinkoxide te genereren, maken de voorspelling van hoeveel van het metaalzink beschikbaar zal zijn voor vee minder nauwkeurig en ingewikkelder. Sommige productiemethoden - zoals het veelgebruikte Waelz-proces - lijken zinkoxide te genereren met meer variatie en lagere biologische beschikbaarheid in vergelijking met zinkoxide dat op andere manieren wordt vervaardigd.
Het veranderen van de leverancier van een sporenmineraal of het type zinkoxide dat wordt gebruikt in voer of premixen kan de prestaties en resultaten van dieren sterk beïnvloeden op basis van de hoeveelheid variatie tussen sporenmineralen van zinkoxide. Het is gebleken dat het verwisselen van zinkoxide voor een hydroxychloride-zinksporenmineraal de prestaties van dieren verbetert. Hydroxychloride-zink zorgt voor een stabieler, voorspelbare en biologisch beschikbare vorm van het sporenmineraal dan zinkoxide of andere vormen van anorganisch zink. Trouw Nutrition en universitaire onderzoekspartners hebben IntelliBond-sporenmineralen geëvalueerd. Onderzoek naar IntelliBond wordt weerspiegeld in meer dan 200 onderzoeken, inclusief vleeskuikens, biggen, groei-afwerkers, kalveren, rundvee en melkkoeien.
“Verschillende bronnen van zinkoxide van voedingskwaliteit variëren nogal in kwaliteit en uiterlijk, waaronder kleur en textuur, ook oplosbaarheid, zinkgehalte, biologische beschikbaarheid, onzuiverheden en ook procesmetalen. Het onderscheidende productieproces en ook het subproces maken de voorspelling van de zinkoxideresultaten nog complexer, ” zegt Davi Brito De Araujo, globale programmamanager sporenmineralen, Trouwe voeding. "Het vervangen van de hoeveelheid zinkoxide door hydroxychloridezink kan de kwaliteitsborging en ook de prestatieresultaten van dieren ondersteunen. Onderzoek toont aan dat hydroxychloride-zink veel meer stabiliteit biedt, veiligheid, biologische beschikbaarheid, en prestatieresultaten dan zinkoxide en andere anorganische bronnen van zink.”
