Rypsivalkuaisen aineenvaihdunta ja hyväksikäyttö lypsylehmien ruuansulatuksessa

29.9.2020
Luonnonvarakeskuksen (Luke) tutkija Tomasz Stefanski selvitti väitöstutkimuksessaan rypsivalkuaisen aineenvaihduntaa ja hyväksikäyttöä lypsylehmien ruuansulatuksessa. Tutkimuksen taustalla on lisääntynyt kiinnostus korvata soijarouhetta rypsivalkuaisella lypsylehmien ruokinnassa.

Väitöskirja perustuu kolmeen kokeelliseen tutkimukseen, joista kahdessa käytettiin in vitro -menetelmiä ja yhdessä in vivo -menetelmiä. Kahden ensimmäisen tutkimuksen tavoitteena oli kehittää in vitro -menetelmiä rehuvalkuaisen pötsiaineenvaihdunnan tutkimiseksi. Kolmannen tutkimuksen tavoitteena oli selvittää ammoniumtypen sekä rypsin liukoisen valkuaistypen aineenvaihduntaa pötsissä. Lisäksi samassa tutkimuksessa selvitettiin ammoniumtypen ja rypsin valkuaistypen hyväksikäyttöä lypsylehmän maitovalkuaisen synteesissä.

Rypsivalkuaisen pötsiaineenvaihdunnan tutkimiseen kehitetty ensimmäinen in vitro -menetelmä perustuu typen 14N- ja 15N-isotooppien virtauksien havainnointiin ammonium- ja ei-ammoniumtyppipoolien välillä. Tulosten perusteella in vitro -menetelmän arvioitiin soveltuvan mikrobisynteesin määrittämiseen, kun typpilähteenä on ammoniumtyppi, mutta menetelmän arvioitiin olevan riittämätön rehuvalkuaisen tai kokonaisten aminohappojen pötsiaineenvaihdunnan tutkimiseen.

Toinen in vitro -menetelmä rypsivalkuaisen liukoisen fraktion pötsiaineenvaihdunnan tutkimiseksi perustuu 15N-leimatun ja leimaamattoman rypsin liukoisen valkuaisfraktion inkubointiin pötsinesteessä, puskuriliuoksessa ja hiilihydraattien seoksessa. Havaintoaineistoon sovitettiin dynaaminen malli, jonka avulla rypsin liukoisen valkuaisen hajotusnopeus pötsissä estimoitiin. Tulokset osoittivat, että lypsylehmän pötsistä virtaa hajoamatonta liukoista valkuaista alempaan ruuansulatuskanavaan.

In vivo -tutkimuksen tulokset 15N-leimatun ammoniumtypen ja rypsin liukoisen valkuaisfraktion aineenvaihdunnasta lypsylehmän pötsissä osoittivat että ensin yli puolet liukoisesta ei-ammoniumtypestä sitoutuu lähes välittömästi pötsibakteereihin ja sen jälkeen jäljelle jäänyt solujen ulkoinen rypsin liukoinen valkuainen metaboloituu hitaammin. Tulokset osoittivat lisäksi että 8% rypsin liukoisesta valkuaisesta poistui pötsistä hajoamattomana rehuvalkuaisena. Väitöstyön viimeisessä vaiheessa tutkittiin ammoniumtypen sekä liukoisen ja liukenemattoman rypsivalkuaistypen hyväksikäyttöä lypsylehmien maitovalkuaisen synteesissä. Tutkimuksessa valkuaistypen hyväksikäyttö oli keskimäärin 32 %. Erot typpifraktioiden välillä olivat pienempiä kuin nykyisten valkuaisen arviointijärjestelmien perusteella voitiin ennakoida.

M.Sc. Tomasz Stefanski väittelee 1.10.2020 kello 12 Helsingin yliopiston maatalous-metsätieteellisessä tiedekunnassa aiheesta "Ruminal Metabolism of Soluble Nitrogen in Dairy Cows". Väitöstilaisuus järjestetään osoitteessa sali 1041, Biokeskus 2 (Viikinkaari 5). Vastaväittäjänä on professori Martin Riis Weisbjerg Aarhusin yliopistosta Tanskasta ja kustoksena on professori Aila Vanhatalo. Väitöstilaisuutta voi seurata myös etäyhteydellä https://helsinki.zoom.us/j/61652401610?pwd=V2xMV2JjZjJFSXhGZmhDT0FLdSs5Zz09 (kokouksen numero: 61 652 401 610, salasana: 400400).

Väitöskirja on myös elektroninen julkaisu ja luettavissa E-thesis -palvelussa.

Väittelijän yhteystiedot: Tomasz Stefanski, tomasz.stefanski@luke.fi