Επίδραση του υποσιτισμού και υπερσιτισμού στη σύνθεση των λιπαρών οξέων του γάλακτος και το ορμονικό προφίλ γαλακτοπαραγωγών αιγών

Abstract

Το γάλα είναι μια πολυσύνθετη βιολογική έκκριση των θηλαστικών που προορίζεται για τη διατροφή των νεογέννητων ζώων και θεωρείται η πληρέστερη απλή τροφή που υπάρχει στη φύση. Η υψηλή διατροφική του αξία αποδίδεται κυρίως στις πρωτεΐνες, τους υδατάνθρακες, τις βιταμίνες αλλά και τα ανόργανα στοιχεία που περιέχει. Πρόσφατα όμως, και μετά από σειρά ερευνών, η επιστημονική κοινότητα άρχισε να ασχολείται πολύ και με το λίπος του γάλακτος καθώς αποδεικνύεται ότι περιέχει συστατικά, όπως για παράδειγμα τα ακόρεστα λιπαρά οξέα, που δρουν θετικά στην υγεία του ανθρώπινου σώματος. Παρόλα αυτά το λίπος του γάλακτος περιέχει και υψηλό ποσοστό κορεσμένων λιπαρών οξέων τα οποία έχουν συνδεθεί με αρνητικές επιδράσεις στην υγεία του ανθρώπου. Το λίπος, ωστόσο, είναι το πιο ευμετάβλητο συστατικό του γάλακτος και επηρεάζεται από αλλαγές στη διατροφή των ζώων, τόσο όσον αφορά τη συγκέντρωσή του στο γάλα, όσο και τη σύστασή του σε λιπαρά οξέα. Ακριβώς γι’ αυτό το λόγο η έρευνα στρέφεται γύρω από την προσπάθεια αλλαγής του προφίλ των λιπαρών οξέων του λίπους του γάλακτος των μηρυκαστικών, ώστε αυτό να καθίσταται πιο υγιεινό από διατροφικής άποψης με διάφορες επεμβάσεις στο σιτηρέσιο των ζώων. Σκοπός, λοιπόν, της παρούσας εργασίας ήταν να διερευνηθεί η επίδραση του υποσιτισμού και υπερσιτισμού στη χημική σύσταση του γάλακτος, στο προφίλ των λιπαρών οξέων του γάλακτος και του πλάσματος του αίματος και το ορμονικό προφίλ γαλακτοπαραγωγών αιγών. Για τη διενέργεια αυτής της εργασίας χρησιμοποιήθηκαν 24 αίγες εγχώριας φυλής, οι οποίες χωρίστηκαν σε τρεις ομοιόμορφες ομάδες λαμβάνοντας υπόψη το σωματικό βάρος και τη γαλακτοπαραγωγή. Κάθε ομάδα διατρέφονταν με το ίδιο σιτηρέσιο, αλλά σε ποσότητα που κάλυπτε το 70% (ομάδα Α: υποσιτισμού), το 100% (ομάδα Β: μάρτυρας) και το 130% (ομάδα Γ: υπερσιτισμού) των αναγκών τους σε ενέργεια και αζωτούχες ουσίες. Όλα τα ζώα αμέλγονταν δύο φορές την ημέρα και το γάλα ανά ομάδα ζυγιζόταν καθημερινά Ατομικά δείγματα γάλακτος λαμβάνονταν από τα ζώα ανά τακτά χρονικά διαστήματα τα οποία αναλύονταν με Milkoscan 133 όσον αφορά τη χημική τους σύσταση. Κατά τη διάρκεια του πειράματος πραγματοποιήθηκαν και δύο ατομικές δειγματοληψίες γάλακτος από τα ζώα για προσδιορισμό των λιπαρών οξέων του γάλακτος. Επιπλέον, γινόταν μέτρηση του σωματικού βάρους των αιγών. Τέλος, πραγματοποιήθηκαν δύο δειγματοληψίες αίματος από τη σφαγίτιδα φλέβα έκαστου ζώου για τον προσδιορισμό των λιπαρών οξέων του πλάσματος του αίματος και έξι δειγματοληψίες αίματος για τον προσδιορισμό των ορμονών λεπτίνης και ινσουλίνης. Η στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων πραγματοποιήθηκε με το στατιστικό πακέτο SPSS έκδοσης 17.0. Τα αποτελέσματα του πειράματος έδειξαν ότι το σωματικό βάρος των αιγών της ομάδας Α (υποσιτισμός) μειώνονταν σταδιακά, ενώ αυτό των αιγών της ομάδας Γ (υπερισιτισμός) αυξάνονταν συγκριτικά με το σωματικό βάρος των αιγών της ομάδας Β (μάρτυρας). Η μέση ημερήσια ποσότητα γάλακτος και των τριών ομάδων παρουσίασε σταδιακή πτώση λόγω της εξέλιξης της γαλακτικής περιόδου, αλλά η μείωση αυτή ήταν μικρότερη στην ομάδα Γ, ακολουθούμενη από την ομάδα Β και τέλος από την ομάδα Α. Όσον αφορά τη χημική σύσταση του γάλακτος, η συγκέντρωση της λακτόζης ήταν χαμηλότερη στο γάλα των αιγών της ομάδας Α σε σχέση με αυτήν των ομάδων Β και Γ. Η περιεκτικότητα του γάλακτος των αιγών σε πρωτεΐνη δεν παρουσίασε διαφορές μεταξύ των ομάδων, αλλά λόγω της διαφορετικής ποσότητας παραγόμενου γάλακτος η μέση παραγόμενη ημερήσια ποσότητα πρωτεΐνης ήταν υψηλότερη στην ομάδα Γ ακολουθούμενη από την ομάδα Β και αυτή από την ομάδα Α. Το αυτό ισχύει και για την μέση παραγόμενη ποσότητα λίπους παρά το γεγονός ότι η εκατοστιαία λιποπεριεκτικότητα ήταν υψηλότερη στο γάλα της ομάδας Α (υποσιτισμού). Όσον αφορά τα επιμέρους λιπαρά οξέα τα αποτελέσματα της παρούσας έρευνας έδειξαν ότι τα ζώα που υποσιτίζονταν είχαν χαμηλότερη συγκέντρωση στα λιπαρά οξέα του λίπους του γάλακτος : C10:0,C12:0,C13:0,C14:0,C14:1, VA,LA,CLA,EPA, C24:0 σε σχέση με τις αίγες που υπερσιτίζονταν, αλλά τα αποτελέσματα ήταν στατιστικώς σημαντικά μόνο για τα: C12:0,C13:0,C14:0,C14:1 και VA. Υψηλότερες συγκεντρώσεις παρουσίασαν οι αίγες που υποσιτίζονταν στα λιπαρά οξέα: C4:0,C6:0,C8:0, C11:0, C15:0,C15:1, C16:0, C18:0,C18:1, α LNA, LNA, C20:0 και C20:3 σε σχέση με τις αίγες που υπερσιτίζονταν, αλλά τα αποτελέσματα ήταν στατιστικώς σημαντικά μόνο για τα: C4:0 και C20:3. Στα ομαδοποιημένα λιπαρά οξέα και στις τιμές του λόγου κορεσμένα/ ακόρεστα και του αθηρωματικού δείκτη, οι αίγες που υποσιτίζονταν παρουσίασαν χαμηλότερες συγκεντρώσεις στα: ΜΕΑ, Κ, ΠΟΛΑ, Κ/Α, ΑΔ σε σχέση με τις αίγες που υπερσιτίζονταν, αλλά τα αποτελέσματα ήταν στατιστικώς σημαντικά μόνο για τα ΜΕΑ. Επιπρόσθετα, οι αίγες που υποσιτίζονταν παρουσίασαν υψηλότερες συγκεντρώσεις στα: ΜΙΑ, ΜΑ και ΜΟΝΑ σε σχέση με τις αίγες που υπερσιτίζονταν, αλλά τα αποτελέσματα δεν ήταν στατιστικώς σημαντικά για κανένα από αυτά. Η τάση που παρατηρήθηκε μεταξύ υποσιτισμού και υπερσιτισμού για τους λόγους της ενεργότητας της Δ-9 αφυδρογονάσης ήταν αύξηση των λόγων C14:1/C14:0, C16:1/C16:0 και μείωση των λόγων C18:1/C18:0, cis-9, trans-11CLA/VA με πολύ μικρές όμως διαφορές. Η μόνη στατιστικώς σημαντική διαφορά προέκυψε στο λόγο C18:1/C18:0 όπου στον υπερσιτισμό υπήρχε χαμηλότερη τιμή σε σχέση με το μάρτυρα. Στα λιπαρά οξέα που μετρήθηκαν στο πλάσμα του αίματος των αιγών, τις χαμηλότερες συγκεντρώσεις στα ζώα που υποσιτίζονταν παρουσίασαν τα λιπαρά οξέα: C8:0,C14:0, C17:0,VA,LA, α-LNA, LNA, EPA, σε σχέση με τις αίγες που υπερσιτίζονταν, αλλά τα αποτελέσματα ήταν στατιστικώς σημαντικά μόνο για τα LA και α-LNA. Επιπρόσθετα, οι αίγες που υποσιτίζονταν παρουσίασαν υψηλότερες συγκεντρώσεις στα ΛΟ: C4:0,C6:0, C15:0, C16:0, C18:0,C18:1, C20:3 και C24:0 σε σχέση με τις αίγες που υπερσιτίζονταν, αλλά τα αποτελέσματα ήταν στατιστικώς σημαντικά μόνο για τo C18:1. Στο πλάσμα του αίματος των αιγών δεν ανιχνεύτηκε cis-9, trans-11 CLA ανεξαρτήτως πειραματικής φάσης. Τέλος, η τάση της ινσουλίνης ήταν να αυξάνεται καθώς αυξάνονταν η ποσότητα της τροφής, με αποτέλεσμα να παρατηρηθεί η υψηλότερη τιμή της όταν οι αίγες διατρέφονταν στο 130% των αναγκών τους. Σε αντίθεση με την ινσουλίνη, η λεπτίνη δεν παρουσίασε στατιστικώς σημαντική διαφορά ανάμεσα στις τρεις διαφορετικές διατροφικές επεμβάσεις. Συμπερασματικά, το επίπεδο διατροφής (υπό- και υπερ-σιτισμός) επηρέασε το σωματικό βάρος των αιγών, τη μέση παραγόμενη ποσότητα και χημική σύσταση του γάλακτος και το προφίλ των λιπαρών οξέων του γάλακτος και του αίματος. Επιπλέον, η συγκέντρωση του C18:0 λιπαρού οξέος θα μπορούσε να αποτελέσει έναν καλό δείκτη του επιπέδου διατροφής των αιγών.

Milk is a multifold biological excretion from mammals that intends to be used by newborns and it is considered as the most complete and simple food that exists in the nature. Milk’s high nutritional value is mainly attributed to its proteins, carbohydrates, vitamins but also minerals which contains. Recently, after a long period of research, scientific community started to deal with milk’s fat, as it is proved that consists components, like unsaturated fatty acids, which act positively on the health of human body. However, milk’s fat contains a high proportion of saturated fatty acids which have been associated with adverse effects on human’s health. Fat, however, is the most volatile component of milk and it is affected by changes in animal’s nutrition, both in terms of its concentration in milk, and its recommendation to fatty acids. Precisely, for this reason the investigation is focused on trying to change the profile of fatty acids in milk fat of ruminants, so that it becomes nutritionally healthier by various interventions in animal feeds.

Therefore, the purpose of the present study was to investigate the effects of under-and over-feeding on the chemical composition of milk, on the fatty acid profile of milk and blood plasma and hormonal profile of diary goats. To carry out this work, twenty-four diary goats of native breed were used. The goats were divided into three homogenous sub-groups (n=8) balanced by body weight and milk yield. Each group were fed the same ration but in quantities which covered 70% (under-feeding), 100% (control) and 130% (over-feeding) of their respective energy and crude protein requirements. All animals were milked twice a day and their milk balanced for each group separately every day. Individual milk samples were collected from the goats in regular intervals, which were analyzed with Milkoscan 133 for chemical composition. During the experiment two individual samples of milk from the animals took place for determination of fatty acids in milk. Furthermore, body weight of goats was measured. Finally, two samples of blood, from the jugular vein of each animal were collected for determination of fatty acids in blood plasma and six blood samples for the determination of the hormones, leptin and insulin. Statistical analysis of results were accomplished by the statistical package SPSS, version17.0. The results from the experiment showed that the weight of the goats that belong to the group A (under-feeding) was gradually reduced, whereas, the weight from the goats of group C (over-feeding) increased compared with the weight of the goats of group B (control). The average daily quantity of milk for the three groups showed a gradual decline due to the evolution of lactation, but the decrease was smaller in group C, followed by Group B and finally by group A. Concerning the chemical composition of the milk, lactose concentration was lower in the milk of goats in Group A compared with that of groups B and C. The content of milk protein of goats showed no differences between groups, but due to different amounts of milk produced, the average daily amount of protein was higher in group C, followed by Group B and that of group A. The same applies to the average quantity of fat despite the fact that the percentage fat content in milk was higher in group A (under-feeding). As it concerns the results of individual fatty acids of this study showed that animals under-feeding had lower concentrations in fatty acids of milk fat: C10: 0, C12: 0, C13: 0, C14: 0, C14: 1, VA, LA, CLA, EPA, C24: 0 compared with goats over-feeding, but the results were statistically significant only for: C12: 0, C13: 0, C14: 0, C14: 1 and VA. Higher concentrations showed in goats underfeeding, in fatty acids: C4: 0, C6: 0, C8: 0, C11: 0, C15: 0, C15: 1, C16: 0, C18: 0, C18: 1, a LNA, LNA, C20: 0 and C20: 3 compare with goats over-feeding, but the results were statistically significant only for: C4: 0 and C20: 3. In aggregated fatty acids and in the ratios of saturated / unsaturated and atherogenic index, under-feeding goats showed lower concentrations in : MCFA, S, PUFA, S/U, AI compared with goats over-feeding, but the results were statistically significant only for MCFA. In addition, under-feeding goats exhibited higher concentrations in: SCFA, LCFA and MUFA compare with goats which were over-fed, but the results were not statistically significant for any of them. The trend that observed between under-feeding and over-feeding for the ratio of activity of D-9 dehydrogenase was an increased in ratios of C14: 1/C14: 0, C16: 1/C16: 0 and lower ratios of C18: 1/C18: 0, cis -9, trans-11CLA/VA with very small differences. The only statistically significant difference emerged on the ratio C18: 1/C18: 0 where over-feeding had a lower price than control. In fatty acids measured in plasma of goats, the lowest concentrations in under-feeding animals showed in fatty acids: C8: 0, C14: 0, C17: 0, VA, LA, a-LNA, LNA, EPA, in relation with goat over-feeding, but the results were statistically significant only for LA and a-LNA. In addition, under-feeding goats exhibited higher concentrations in fatty acids: C4: 0, C6: 0, C15: 0, C16: 0, C18: 0, C18: 1, C20: 3 and C24: 0 compared with goats overfeeding but the results were statistically significant only for the C18: 1. In blood plasma of goats was not detected cis-9, trans-11 CLA regardless experimental phase. Finally, the tendency of insulin was to increase as the quantity of food was increased and as a result the highest value was observed when the goats were fed at 130% of their needs. In contrast to insulin, leptin showed no statistically significant difference among the three different dietary interventions. In conclusion, the level of nutrition (under-and over-feeding) affected the weight of goats, the average quantity and chemical composition of milk and the fatty acid profile of milk and blood. Furthermore, the concentration of C18: 0 fatty acid could be a good indicator of the nutrition level of goats.