W nowoczesnej hodowli trzody chlewnej wartość energetyczna paszy jest jednym z kluczowych czynników decydujących o efektywności produkcji wieprzowiny. To właśnie energia stanowi główny czynnik ograniczający wzrost, rozwój i produktywność zwierząt, ponieważ zapewnia przebieg wszystkich procesów fizjologicznych i metabolicznych w organizmie. Niedobór lub nadmiar energii w diecie prowadzi do zahamowania wzrostu, pogorszenia wykorzystania paszy, nieracjonalnego wykorzystania składników odżywczych, a w konsekwencji do strat ekonomicznych.
Kwestia dokładnego określenia wartości energetycznej paszy staje się szczególnie istotna z uwagi na fakt, że pasza stanowi główną część kosztów produkcji wieprzowiny – według różnych szacunków od 60 do 75%. W takich warunkach nawet drobne błędy w ocenie wartości energetycznej mogą prowadzić do znacznego przeinwestowania zasobów paszowych lub do niedostatecznej wydajności zwierząt.
Racjonalne zbilansowanie dawek pokarmowych i mieszanek paszowych pod względem energetycznym pozwala w pełni wykorzystać potencjał genetyczny świń, zwiększyć efektywność wykorzystania składników odżywczych i obniżyć koszty paszy na jednostkę produkcji. Dlatego dokładne i naukowo uzasadnione metody określania energetycznej wartości odżywczej pasz są niezbędnym warunkiem optymalizacji żywienia w nowoczesnych warunkach intensywnej hodowli trzody chlewnej.
Szczególnej uwagi wymaga ocena energetycznej wartości odżywczej nowych składników paszowych oraz niestandardowych źródeł białka i energii, które są coraz częściej wykorzystywane w produkcji mieszanek paszowych. Aby prawidłowo uwzględnić te składniki w dawkach pokarmowych, konieczne jest obiektywne określenie ich wartości energetycznej oraz stopnia wykorzystania przez organizm zwierzęcia. We współczesnej praktyce naukowej metody określania energetycznej wartości odżywczej pasz dla trzody chlewnej można umownie podzielić na kilka głównych grup.

1. Fizykokalorymetryczne metody oznaczania energii.
Ta grupa metod opiera się na bezpośrednim pomiarze energii cieplnej zawartej w paszy lub uwalnianej podczas jej metabolizmu. Najpowszechniejszą metodą jest oznaczanie energii brutto paszy poprzez całkowite spalenie próbki w bombie kalorymetrycznej. Wynikiem jest ilość ciepła uwalnianego podczas utleniania materii organicznej paszy.
Do tej samej grupy należą metody kalorymetrii bezpośredniej i pośredniej, które są stosowane w eksperymentach na zwierzętach. Kalorymetria bezpośrednia polega na pomiarze ciepła wydzielanego przez organizm zwierzęcia w specjalnych komorach kalorymetrycznych, natomiast kalorymetria pośrednia opiera się na określeniu wymiany gazowej (zużycia tlenu i emisji dwutlenku węgla) oraz obliczeniu wydzielanego ciepła. Metody te pozwalają na ocenę wykorzystania energii paszy na poziomie metabolicznym oraz wyznaczenie wskaźników energetycznych netto. W ramach tej grupy metod możliwe jest zatem określenie różnorodnych charakterystyk energetycznych – od energii paszy brutto po straty ciepła organizmu podczas przyswajania składników odżywczych.

2. Metody bilansowe i wskaźnikowe badań na zwierzętach.
Ta grupa metod opiera się na ocenie wykorzystania energii paszy bezpośrednio w organizmie zwierzęcia poprzez przeprowadzanie specjalistycznych eksperymentów fizjologicznych. Klasycznym podejściem jest metoda bilansowa, która uwzględnia ilość spożytej paszy oraz straty energii z kałem, moczem i gazami. Na podstawie takich badań wyznacza się wskaźniki energii strawnej i metabolizowalnej paszy.
W ramach tej grupy szeroko stosowane są również eksperymenty mające na celu określenie strawności składników odżywczych, co pozwala na wyznaczenie współczynników ich przyswajalności i na tej podstawie obliczenie wartości energetycznej paszy.
Odrębną odmianą są metody wskaźnikowe (markerowe), w których do paszy dodaje się substancje obojętne – na przykład tlenek chromu lub dwutlenek tytanu. Stosunek stężenia markerów w paszy i odchodach określa współczynniki strawności energetycznej bez konieczności całkowitego pobrania kału, co znacznie upraszcza prowadzenie eksperymentów.
W ramach tej grupy wyróżnia się zatem kilka podejść – klasyczne eksperymenty bilansowe, badania strawności składników odżywczych oraz metody wskaźnikowe, które różnią się złożonością realizacji, dokładnością i ilością uzyskanych informacji.

3. Metody obliczeniowe oceny wartości energetycznej pasz.
Metody te opierają się na wykorzystaniu wyników analizy chemicznej pasz. Na podstawie zawartości podstawowych składników odżywczych (białka surowego, tłuszczu, włókna, ekstraktów bezazotowych itp.) za pomocą specjalnych równań empirycznych oblicza się wartość energetyczną paszy.
W praktyce światowej stosuje się w tym celu różne systemy i modele, w szczególności NRC, Noblet czy INRA. W zależności od zastosowanego modelu można wyznaczyć wskaźniki energii strawnej, metabolicznej lub netto.
Zaletą metod obliczeniowych jest ich efektywność i możliwość szybkiej oceny dużej liczby składników pasz, jednak dokładność takich obliczeń w dużej mierze zależy od jakości danych źródłowych i poprawności zastosowanych modeli.
Aby zwiększyć efektywność wykorzystania krajowych zasobów paszowych, istotne jest zbadanie nowych składników wysokobiałkowych, w szczególności koncentratu słonecznikowego K2. Głównym celem niniejszej pracy jest określenie jego wartości energetycznej i ocena perspektyw wykorzystania w żywieniu trzody chlewnej.

Koncentrat słonecznikowy K2 charakteryzuje się wysoką wartością odżywczą: zawartość suchej masy wynosi 91,1%, białka ogólnego – 44,4%, tłuszczu surowego – 1,4%, popiołu – 6,9%, a włókna surowego – zaledwie 9,8%.
W porównaniu z tradycyjną śrutą słonecznikową, która zazwyczaj zawiera 30–36% białka surowego i 16–22% włókna surowego, koncentrat K2 charakteryzuje się znacznie obniżonym poziomem włókna i znacznie wyższym stężeniem białka. Taki stosunek składników odżywczych uzyskuje się poprzez usunięcie łupin nasion, które są głównym źródłem węglowodanów strukturalnych.

Obniżenie zawartości włókna surowego z ~18–20% do 9,8% przy jednoczesnym zwiększeniu zawartości białka do 44,4% stwarza warunki do poprawy strawności składników odżywczych. Mniejsza ilość włókna zmniejsza ograniczenie dostępu enzymów do składników odżywczych, co prawdopodobnie przyczynia się do efektywniejszego przyswajania paszy oraz wzrostu poziomu energii metabolizowalnej i netto.
Ponadto koncentrat charakteryzuje się odpowiednio wysoką zawartością aminokwasów, w szczególności lizyny – 1,82% (SID – 1,53%), metioniny – 1,0% i treoniny – 1,81%, co dodatkowo zwiększa jego wartość paszową.

W związku z tym, biorąc pod uwagę ulepszony skład chemiczny, obniżony poziom węglowodanów strukturalnych i zwiększoną koncentrację składników odżywczych, można założyć, że koncentrat słonecznikowy K2 charakteryzuje się wyższą wartością energetyczną w porównaniu z tradycyjną śrutą słonecznikową. Uzasadnia to potrzebę eksperymentalnego określenia jego wartości energetycznej i efektywności wykorzystania w dietach dla świń.
Biorąc pod uwagę dostępne dane dotyczące składu chemicznego koncentratu słonecznikowego K2, a także złożoność i faktyczną niemożność przeprowadzenia pełnowartościowych badań bilansowych, szczególnie u świń w nowoczesnych warunkach, w celu rozwiązania problemu wskazane jest zastosowanie metod obliczeniowych do oceny żywienia energetycznego.
Podejścia takie opierają się na wykorzystaniu wskaźników składu chemicznego paszy (zawartości białka surowego, tłuszczu, włókna i innych składników) i pozwalają, za pomocą sprawdzonych równań (w szczególności systemów NRC, Noblet, INRA), określić poziom energii strawnej (DE), metabolizowalnej (ME) i netto (NE) dla świń.
Z uwagi na charakterystykę badanego produktu i cel, w niniejszej pracy wskazane jest zastosowanie podejścia Noblet. System ten został opracowany specjalnie dla świń i zapewnia dokładniejszą ocenę żywienia energetycznego poprzez określenie energii netto (NE) z uwzględnieniem efektywności wykorzystania poszczególnych składników odżywczych.

Istotną zaletą metody Nobleta jest jej wysoka wrażliwość na zawartość włókna i węglowodanów strukturalnych, co ma fundamentalne znaczenie przy ocenie koncentratu słonecznikowego K2 o obniżonej zawartości włókna surowego. Pozwala to na bardziej obiektywną ocenę wpływu zmian składu chemicznego na wartość energetyczną paszy. Metoda Nobleta opiera się na wynikach szeroko zakrojonych badań eksperymentalnych, w których wartość energetyczną pasz dla świń określano za pomocą komór oddechowych. W szczególności w badaniu oceniono 61 diet dla świń o masie ciała około 45 kg, dla których wyznaczono wskaźniki strawności (DE), metabolicznej (ME) i energii netto (NE). Uzyskane wyniki stały się podstawą opracowania równań do prognozowania energii netto pasz dla świń na podstawie ich składu chemicznego, które stały się podstawą współczesnego systemu Nobleta. Oznaczanie energii strawnej (DE)

Energię strawną obliczono zgodnie z równaniem Nobleta i Pereza (1993):
DE = 4151 – 122 × Ash – 52 × CF + 23 × CP + 38 × EE
Podstawiając wartości składu chemicznego, otrzymano:
DE = 4151 – 122 × 6,9 – 52 × 9,8 + 23 × 44,4 + 38 × 1,4
DE = 3874 kcal/kg
Oznaczanie energii metabolicznej (ME)
Energię metaboliczną zdefiniowano jako 96% energii strawnej:
ME = 0,96 × DE = 0,96 × 3874 kcal/kg
Oznaczanie energii netto (NE)

Energię netto obliczono zgodnie z równaniem regresji zaproponowanym przez Nobleta i in. (1994), która uwzględnia różną efektywność wykorzystania energii ze składników odżywczych:

NE = 0,700 × DE + 1,61 × EE – 0,91 × CP – 0,87 × ADFgdzie ADF = 14,8%.
NE = 0,700 × 3874 + 1,61 × 1,4 – 0,91 × 44,4 – 0,87 × 14,8
NE = 2661 kcal/kg

Podsumowanie wyników
W wyniku obliczeń ustalono, że wartość energetyczna koncentratu słonecznikowego K2 wynosi:
energia strawna (DE) — 3874 kcal/kg,
energia metaboliczna (ME) — 3719 kcal/kg,
energia netto (NE) — 2661 kcal/kg.

Uzyskane wyniki wskazują na wysoką wartość energetyczną badanego produktu. Zwiększona wartość NE w porównaniu z tradycyjną śrutą słonecznikową może być związana z obniżoną zawartością włókna surowego i wyższym stężeniem składników odżywczych, co przyczynia się do bardziej efektywnego wykorzystania energii przez organizm świni.
Jednak obliczone wartości mogą nieznacznie różnić się od rzeczywistych wskaźników, co wynika z zastosowania równań uogólnionych oraz braku danych eksperymentalnych dotyczących rzeczywistej strawności składników odżywczych tego produktu.
Obliczanie wartości energetycznej pasz wyłącznie na podstawie ich składu chemicznego ma ograniczoną dokładność, ponieważ nie uwzględnia rzeczywistej dostępności składników odżywczych dla organizmu zwierzęcia. W tym kontekście, aby określić wartość energetyczną koncentratu słonecznikowego K2, wykorzystano dane eksperymentalne z Bangkok Animal Research Center (Tajlandia), które określiły współczynniki strawności składników odżywczych dla podobnego koncentratu słonecznikowego o wysokiej zawartości białka.
Badanie wykazało, że współczynnik strawności białka surowego wynosi 95,72%, tłuszczu surowego – 94,59%, włókna surowego – 63,40%, a skrobi – 95,72%.
W celu prawidłowego obliczenia określono zawartość ekstraktów bezazotowych (BER), która wyniosła 37,5%. Biorąc pod uwagę współczynniki strawności, stwierdzono, że zawartość białka strawnego wynosi 42,49%, tłuszczu strawnego 1,32%, włókna strawnego 6,21%, a BER strawnego 35,90%.
Na podstawie ekwiwalentów energetycznych składników odżywczych (białko – 5,65 kcal/g, tłuszcz – 9,40 kcal/g, węglowodany – 4,10 kcal/g) ustalono, że strawna energia (DE) koncentratu słonecznikowego K2 wynosi 4251 kcal/kg. Energię metaboliczną (ME) określono zgodnie z podejściem przyjętym w systemie Nobleta jako 96% DE:
ME = 0,96 × DE = 0,96 × 4251 = 4081 kcal/kg

Energię netto (NE) obliczono zgodnie z koncepcją Nobleta, uwzględniając średni współczynnik wykorzystania energii metabolicznej:
NE = 0,74 × ME = 0,74 × 4081 = 3020 kcal/kg

W rezultacie stwierdzono, że wartość energetyczna koncentratu słonecznikowego K2 wynosi:
DE — 4251 kcal/kg,
ME — 4081 kcal/kg,
NE — 3020 kcal/kg.
Uzyskane wartości wskazują na znacznie wyższą wartość odżywczą energii w porównaniu z obliczeniami z wykorzystaniem równań Nobleta opartych na składzie chemicznym. Wynika to z uwzględnienia wysokich współczynników strawności składników odżywczych, w szczególności białka i węglowodanów. Jednocześnie należy zauważyć, że zastosowanie uogólnionych współczynników strawności może prowadzić do pewnego przeszacowania wskaźników energii netto, ponieważ nie uwzględnia się indywidualnych cech metabolizmu i strat energii na produkcję ciepła.
W celu dodatkowej oceny wartości odżywczej energii koncentratu słonecznikowego K2 zastosowano metodę regresji krajowej w celu określenia energii metabolicznej na podstawie zawartości strawnych składników odżywczych. Obliczenia przeprowadzono za pomocą równania uwzględniającego udział białka strawnego, tłuszczu, włókna i ekstraktów bezazotowych w kształtowaniu wartości energetycznej paszy.
Biorąc pod uwagę wcześniej wyznaczone wartości przyswajalnych składników odżywczych (białko przyswajalne – 424,9 g/kg, tłuszcz – 13,2 g/kg, błonnik – 62,1 g/kg, BER – 359,0 g/kg), ustalono, że energia metaboliczna wynosi 16313 kJ/kg, czyli 3897 kcal/kg.
Dalsze obliczenia energii netto przeprowadzono zgodnie z metodą Nobleta, wykorzystując średni współczynnik wykorzystania energii metabolicznej (0,74). W rezultacie ustalono, że energia netto koncentratu słonecznikowego K2 wynosi 2884 kcal/kg.
Porównawcza ocena wartości energetycznej i odżywczej koncentratu słonecznikowego K2 różnymi metodami

W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że wartość energetyczna koncentratu słonecznikowego K2 istotnie zależy od wybranej metody oceny.
Wnioski
Najbliższa rzeczywistemu oszacowaniu jest wartość energetyczna koncentratu słonecznikowego K2 uzyskana za pomocą równań Nobleta (≈2660 kcal/kg NE), lub nieco wyższa, biorąc pod uwagę ulepszony skład chemiczny produktu (≈2700–2850 kcal/kg). Wynika to z faktu, że system Nobleta opiera się na dużej liczbie bezpośrednich eksperymentów na świniach i uwzględnia fizjologiczne straty energii, w szczególności efekt termiczny składników odżywczych, co ma fundamentalne znaczenie w przypadku pasz wysokobiałkowych.
Metoda oparta na wykorzystaniu współczynników strawności (3020 kcal/kg) prawdopodobnie przecenia wartość energetyczną, ponieważ wykorzystuje uogólnione i zbyt wysokie współczynniki strawności i nie uwzględnia w wystarczającym stopniu strat energii w metabolizmie. Jednocześnie krajowe podejście regresyjne daje szacunki pośrednie, które częściowo zbliżają się do wartości rzeczywistych, ale zależą również od dokładności oznaczenia strawnych składników odżywczych.
Dlatego najbardziej rozsądny zakres energii netto koncentratu słonecznikowego K2 wynosi około 2700–2850 kcal/kg, a wartości te są prawdopodobnie bliższe dolnej granicy tego zakresu. Wartości powyżej 3000 kcal/kg należy uznać za mało prawdopodobne bez potwierdzenia w bezpośrednich badaniach eksperymentalnych na świniach.
Perspektywy dalszych badań
Obiecującym kierunkiem dalszych badań jest eksperymentalne określenie wartości energetycznej koncentratu słonecznikowego K2 bezpośrednio u świń, z wykorzystaniem metod bilansowych lub wskaźnikowych.
Należy zwrócić szczególną uwagę na:
• określenie energii strawnej i metabolicznej w doświadczeniach fizjologicznych;
• oszacowanie energii netto za pomocą kalorymetrii pośredniej;
• wyznaczenie współczynników strawności aminokwasów (SID);
• badanie wpływu produktu na wydajność i wykorzystanie paszy.
Uzyskane wyniki pozwolą na udoskonalenie istniejących modeli oceny wartości energetycznej i zwiększenie dokładności formułowania dawek pokarmowych.

Źródła:
Noblet, J. i Perez, J. M. (1993). Prognozowanie strawności składników odżywczych i wartości energetycznej diet dla świń na podstawie analizy chemicznej. Journal of Animal Science, 71(12), 3389–3398.
Noblet, J., Fortune, H., Shi, X. S. i Dubois, S. (1994). Prognozowanie wartości energetycznej netto pasz dla rosnących świń. Journal of Animal Science, 72(2), 344–354.

Mykhailo SYCHOV
Doktor nauk rolniczych, profesor,
Kierownik Katedry Żywienia Zwierząt i Technologii Pasz im. P.D. Pshenichnego
Narodowy Uniwersytet Zasobów Żywieniowych i Zarządzania Środowiskiem Ukrainy.