In vitro-bestemmelse af energiindhold i svinefoderblandinger

SAMMENDRAG

En nyudviklet in vitro-metode til direkte bestemmelse af energiværdien i foderblandinger til svin blev sammenlignet med den nuværende metode på basis af 88 foderprøver. I den nye metode bestemmes foderets energiværdi ud fra dets bruttoenergi og in vitro-fordøjelighed af organisk stof.

Bruttoenergien i foderet kan enten bestemmes ved forbrænding i bombekalorimeter eller beregnes ud fra indholdet af råprotein, råfedt, træstof og NFE, bestemt ved en traditionel foderstofanalyse. Foderets in vitro-fordøjelighed bestemmes ved at efterligne svinenes fordøjelse i mave/tarmkanalen gennem tilsætning af enzymer og inkubering af prøverne ved 39 grader celcius

Resultaterne viste, at bruttoenergien kan bestemmes ved beregning ud fra en foderstofanalyse, hvorfor forbrænding i bombekalorimeter ikke er nødvendigt.

På det samlede materiale blev der fundet en høj korrelation mellem FEs, beregnet efter den nye og den nuværende metode. Tørfoderprøver gav en højere korrelation mellem de to FEs-udtryk end vådfoderprøver, hvilket formentlig skyldes bestemmelse på få vådfoderprøver.

Prøvernes askeindhold havde negativ effekt på det in vitro-fordøjelige organiske stof, når askeindholdet i tørstof oversteg 20-25 pct.

Denne undersøgelse bekræfter, at den nye in vitro-metode kan erstatte den nuværende metode til bestemmelse af FEs i tørfoder, forudsat, at prøverne indeholder mindre end 20-25 pct. aske i tørstof. Før metodens resultater fra analyser af vådfoder kan anvendes, må der beregnes en regressionsligning mellem in vitro og nuværende FEs-værdier på et større materiale.

BAGGRUND

Den nuværende metode til bestemmelse af indholdet af FEs i foderblandinger bygger på, at FEs-indholdet beregnes ud fra råvareindholdet og derefter korrigeres for analytisk bestemte afvigelser i indholdet af råprotein, fedt og kulhydrater i forhold til det beregnede indhold af disse næringsstoffer. Selv om der suppleres med kontrol af foderets procentiske sammensætning ved botanisk analyse, har en sådan indirekte metode til bestemmelse af energiindholdet betydelige svagheder. Den forudsætter således bl.a., at der anvendes veldefinerede råvarer med kendt og stabil fordøjelighed af næringsstofferne, og at råvarernes iblandingsprocent er oplyst.

Statens Husdyrbrugsforsøg har imidlertid udviklet en in vitro-metode til direkte bestemmelse af energiværdien i foderblandinger. I denne metode bestemmes foderets energiværdi ud fra dets bruttoenergi og in vitro-fordøjelighed af organisk stof.

De opnåede resultater viser, at energiværdien i foderblandinger bestemmes lige så godt med in vitro-metoden som med den nuværende officielle metode.

Metoden er udviklet på et bredt råvaregrundlag men testet på et relativt begrænset antal foderblandinger, som har indgået i fordøjelighedsforsøg i de senere år. Desuden har det vist sig, at visse foderstoffer har en lav korrelation mellem in vitro og beregnet FEs-indhold. Dertil kommer, at effekten af vådfoder på in vitro-fordøjeligheden er dårligt belyst.

I bestemmelsen af in vitro-energi indgår bestemmelse af bruttoenergi med bombekalorimeter. Dette udstyr regnes ikke som almindeligt laboratorieudstyr og forudsætter en relativt stor investering. Bruttoenergi kan imidlertid beregnes ud fra bruttoindhold af råprotein, råfedt og kulhydrater.

Formålet med undersøgelsen var derfor at bestemme sammenhængene mellem FEs-indhold, bestemt dels ved den nuværende metode, dels ved in vitro-metoden baseret på enten beregnet bruttoenergi eller bruttoenergi ved forbrænding.

MATERIALE OG METODE

Foderprøver blev indsamlet fra besætninger, som gennemførte afprøvninger under Den rullende Afprøvning. Det blev tilstræbt at indsamle et bredt udsnit af foderblandinger, vurderet ud fra råvaresammensætning, under hensyntagen til: dyregruppe, fremstillingssted, foderets fysiske tilstand og type. Såfremt den samme foderblanding blev anvendt i flere besætninger, indgik den som hovedregel kun i undersøgelsen én gang.

Oplysninger om de indkøbte foderblandingers næringsindhold blev indhentet fra indlægssedlerne. For det hjemmeblandede foders vedkommende forelå blanderecepter.

Foderprøverne blev indsendt til Steins Laboratorium, der udførte fuldstændige foderstofanalyser. Prøveresterne blev herefter sendt til Centrallaboratoriet, Forskningscenter Foulum, til bestemmelse af bruttoenergi ved bombekalorimetri samt bestemmelse af in vitro-fordøjeligt organisk stof.

In vitro-metoden efterligner svinenes fordøjelse i henholdsvis maven, tyndtarmen og blind- og tyktarmen, idet der foretages følgende inkubationer (ved 39 grader celcius og konstant omrøring):

1.	Cirka 1 g fint formalet prøve opslemmes i 35 ml fortyndet saltsyre. Efter justering af pH til 2,0 og tilsætning af 10 mg pepsin (oprenset fra svinemaver) inkuberes prøven i 2 timer.
2.	Efter justering af pH til 6,8 og tilsætning af 50 mg pancreatin (frysetørret bugspytkirtel fra svin) inkuberes prøven i 4 timer.
3.	Efter justering af pH til 4,8 og tilsætning af en enzymblanding indeholdende mikrobielle fiberspaltende enzymer inkuberes prøven i 18 timer.

Den ufordøjede rest isoleres ved filtrering, hvorefter den først tørres og vejes og derefter foraskes og vejes.

På grundlag af indholdet af tørstof og aske i den oprindelige prøve beregnes fordøjeligheden af såvel tørstof som organisk stof.

I undersøgelsen indgik i alt 88 foderprøver, fordelt således:

			antal			(pct.)
-	efter dyregruppe:
	slagtesvin		23			(26)
	smågrise		36			(41)
	søer		29			(33)

-	efter fremstillingssted:
	hjemmeblandet		24			(27)
	indkøbt		64			(73)

-	efter tilstand:
	vådfoder		14			(16)
	tørfoder		74			(84)

-	efter type:
	fuldfoder		74			(84)
	tilskudsfoder		12			(14)
	mineralblanding		2			(2)

-	efter alle kategorier:
				slagtesvin				smågrise			søer
				tørt	vådt		tørt		vådt	tørt		vådt
		Hjemmeblandet: fuldfoder		1	8		6		1	3		5
		Indkøbt: fuldfoder tilskudsfoder mineralfoder		10 4 -	- - -		24 4 1		- - -	16 4 1		- - -

Beregningsmetode

Bruttoenergi blev dels bestemt direkte ved kalorimetrisk bestemmelse (BEBOMBE), dels beregnet ud fra foderstofanalysen, omregnet på tørstofbasis (BEBER), efter formel I:

I:	BEBER (MJ pr. kg tørstof) = råprotein (pct. af tørstof) x 0,237 + råfedt (pct. af tørstof) x 0,389 + (træstof+NFE)(pct. af tørstof) x 0,175

I beregningen af FEs blev anvendt de samme principper som ved beregningen af energiværdien ud fra fordøjelighedsforsøg med slagtesvin (in vivo-metode):

1.	Bruttoenergien blev bestemt som anført.
2.	Fordøjelig energi blev beregnet på grundlag af bruttoenergi og energifordøjeligheden, idet sidstnævnte blev fastlagt ud fra in vitro-fordøjeligheden af organisk stof.
3.	Omsættelig energi (OE) blev beregnet på grundlag af fordøjelig energi og energitabet i urinen, idet sidstnævnte blev beregnet ud fra foderets totale indhold af kvælstof.
4.	Nettoenergi (NE) blev beregnet på grundlag af en fastlagt sammenhæng til OE efter den velkendte ligning: NE (MJ/kg tørstof) = 0,75*OE (MJ/kg tørstof) -1,88.

NE angives almindeligvis i foderenheder til svin (FEs). FEs-værdien beregnes ud fra ligningen: FEs pr. kg tørstof = NE/7,72.

FEs blev herefter beregnet på grundlag af bruttoenergi bestemt ved dels kalorimetri (FESBOMBE), dels foderstofanalyse (FESFOANA), efter formel II og III, der er udledt af ovenstående beregningsprincipper. Desuden blev FEs beregnet efter den nuværende metode, der bygger på kendskab til foderets procentiske råvareindhold (FESGLMET).

II:	FESBOMBE (FEs pr. 100 kg tørstof) = BEBOMBE x (0,1127 x DOM ¸ 1,86) ¸ 0,0264 x råprotein (g/kg tørstof) ¸ 24,35
III:		FESFOANA (FEs pr. 100 kg tørstof) = BEBER x (0,1127 x DOM ¸ 1,86) ¸ 0,0264 x råprotein (g/kg tørstof) ¸ 24,35

DOM= pct. in vitro-fordøjeligt stof.

RESULTATER OG DISKUSSION

Analysegrundlag

Prøver med meget højt askeindhold (over 35 pct. aske i tørstof) viste sig at give markante forskelle mellem de beregnede værdier for såvel bruttoenergi som FEs i forhold til de øvrige prøver. En anden undersøgelse, udført af Statens Husdyrbrugsforsøg, bekræftede, at in vitro-fordøjeligt organisk stof bestemmes med stor usikkerhed på askerige prøver såsom kødbenmel, idet mineralerne fælder den anvendte enzymblanding. Som følge heraf udgik 2 mineralprøver samt en prøve af tilskudsfoder, der alle indeholdt over 35 pct. aske i tørstof.

De statistiske analyser blev herefter foretaget med udgangspunkt i 85 prøver.

Bruttoenergi

Sammenhænge mellem bruttoenergi, bestemt ved bombekalorimeter (BEBOMBE) og bruttoenergi, beregnet ud fra foderstofanalyse (BEBER) er vist i tabel 1.

Resultaterne viser, at BEBOMBE og BEBER er meget højt korrelerede, og at såvel den relative (C.V.) som den absolutte residualspredning (RSD) er meget lille. Det gælder såvel for materialet betragtet under et som for fuldfoder- og tilskudsfoderprøver hver for sig.

Der var ingen effekt af stigende askeindhold på den procentiske afvigelse mellem BEBOMBE og BEBER. Bruttoenergien bestemmes således efter de to metoder med samme sikkerhed på fuld- og tilskudsfoderblandinger.

Ud fra en samlet vurdering må det anses for fuldt forsvarligt at beregne bruttoenergien ud fra en traditionel foderstofanalyse frem for at bestemme den direkte ved kalorimetri. Dette er af stor praktisk og økonomisk betydning for laboratorierne (og i sidste ende brugerne), idet investeringer i relativt kostbart analyseudstyr til kalorimetri derved kan undlades.

FEs

Sammenhænge mellem FEs, beregnet ud fra bruttoenergi ved forbrænding (FESBOMBE), beregnet bruttoenergi (FESFOANA) og nuværende metode (FESGLMET) er vist i tabel 2.

Resultaterne viser, at FESBOMBE og FESFOANA er meget højt korrelerede, og at residualspredningen er lille. Dette forekommer ikke overraskende i betragtning af den tilsvarende høje korrelation mellem BEBOMBE og BEBER, der indgår og vægter tungt ved beregningen af henholdsvis FESBOMBE og FESFOANA.

Ved sammenligning med den nuværende metode fås den laveste residualspredning ved at anvende FESFOANA frem for FESBOMBE. Dette skyldes antagelig, at såvel FESFOANA som FESGLMET baserer sig på en (og samme) foderstofanalyse og således har flere elementer til fælles end FESBOMBE og FESGLMET.

Tabel 1.	Sammenhænge mellem bruttoenergi bestemt ved forskellige metoder, udtrykt ved BEBOMBE = aBEBER + b.
Gruppe		a	b	r EXP 2	C.V.	RSD	n
Alle prøver		1,10	- 1,84	0,91	1,3	0,26	85
Fuldfoder		0,94	1,30	0,79	1,2	0,24	74
Tilskudsfoder		1,12	- 2,49	0,98	1,2	0,22	11

Tabel 2.	Sammenhænge mellem FEs, beregnet på forskelligt grundlag, udtrykt ved y = ax + b.
y		x	a	b	r EXP 2	C.V.	RSD	n
FESBOMBE		FESFOANA	1,01	- 0,50	0,98	1,7	2,1	85
FESBOMBE		FESGLMET	1,12	-14,19	0,84	4,3	5,5	85
FESFOANA		FESGLMET	1,12	-14,52	0,87	3,7	4,8	85

I det materiale på 36 prøver af fuldfoder, som Statens Husdyrbrugsforsøgs in vitro-metode er testet på, blev der fundet en lidt bedre sammenhæng mellem FEs, bestemt in vitro, og FEs, bestemt efter den nuværende metode end i denne undersøgelse (R EXP 2 = 0,94, C.V. = 2,8, RSD = 3,3).

For at søge at afklare årsagerne til de konstaterede forskelle mellem de to undersøgelser blev sammenhængene mellem FESFOANA og FESGLMET undersøgt statistisk på forskellige fraktioner af materialet. Resultaterne fremgår af tabel 3.

I analyserne indgik også en undersøgelse af effekten af stigende askeindhold på den procentiske afvigelse mellem FESFOANA og FESGLMET. Af de tilbageværende 85 prøver var der tre prøver med et askeindhold i tørstof, som oversteg 25 pct. I disse prøver afveg FESFOANA relativt mere fra FESGLMET end for prøver, der indeholdt mindre end 20 pct. aske i tørstof. Der var ingen prøver med et askeindhold i tørstof mellem 20 og 25 pct. I tabel 3 er derfor også vist sammenhængene mellem FESFOANA og FESGLMET, når prøver, der indeholder mere end 19,9 pct. aske, udelades.

Resultaterne viser generelt en lavere residualspredning ved at udelade særligt askerige prøver. Det ser således ud til, at prøvernes askeindhold også ved moderate askeprocenter har indflydelse på bestemmelsen af det in vitro-fordøjelige organiske stof.

Tabel 3.	Sammenhænge mellem FEs, udtrykt ved FESFOANA = aFESGLMET+ b.
Gruppe		a	b	r EXP 2	C.V.	RSD	n
Alle prøver*		0,99	1,31	0,81	3,4	4,4	82
Tørfoder		1,20	- 25,8	0,93	3,1	3,9	71
Tørfoder*		1,12	- 14,5	0,89	2,9	3,7	68
Vådfoder		0,38	81,48	0,50	2,8	3,6	14
Fuldfoder, tørt		1,10	-12,15	0,91	2,4	3,1	60
Tilskudsfoder		1,25	- 33,0	0,90	5,8	6,3	11
Tilskudsfoder*		0,87	- 12,9	0,55	5,5	6,5	8
Indkøbt foder*		1,10	- 13,1	0,88	3,0	3,8	58
Hjemmeblandet foder		0,65	48,0	0,65	3,2	4,3	24

* Prøver, hvor aske i tørstof > 19,9 pct., er udeladt.

Grænsen synes at være omkring 20-25 pct. aske i tørstof, idet de relative afvigelser mellem FESFOANA og FESGLMET er større omkring dette niveau end ved lavere niveauer, og stigende med stigende askeindhold ud over 20-25 pct. Da tilskudsfoderblandinger som oftest indeholder mellem 10 og 20 pct. aske i tørstof, kan in vitro-analysen også anvendes på disse, mens mineralblandinger samt visse askerige foderstoffer må udelukkes.

Resultaterne viser også, at FESFOANA og FESGLMET er bedre korrelerede og med lavere residualspredning på prøver af tørfoder, specielt fuldfoder, end på materialet som helhed. Da sammenhængen mellem FESFOANA og FESGLMET var ringere blandt prøver af vådfoder og tilskudsfoder end blandt øvrige prøver, blev effekten af henholdsvis valle og aske på in vitro-fordøjeligheden undersøgt.

Supplerende undersøgelser af in vitro-fordøjeligheden i valle alene, tørfoderblandinger alene samt i blandinger af tørfoder og valle viste, at den in vitro-bestemte fordøjelighed i vådfoderet svarede til den beregnede ud fra de enkelte råvarers in vitro-fordøjelighed. Nedtørring af prøverne ved 80 grader celcius forud for in vitro-analysen påvirkede ikke fordøjeligheden. Blev prøverne derimod nedtørret ved 105 grader celcius, blev fordøjeligheden reduceret med 1-2 procentenheder. Da de vådfoderprøver, som indgik i hovedundersøgelsen, alle er nedtørret ved 50 grader celcius i 2-3 døgn, må årsagen til den ringere sammenhæng mellem FEs-metoderne søges andet steds end i vådfoderets sammensætning og behandling. Der kan i den forbindelse peges på, at såvel antallet af vådfoderprøver (14) som variationen i materialet er relativt lille. Blandt vådfoderprøverne var mindste og største værdier således henholdsvis 113 og 140 FEs/kg tørstof mod henholdsvis 107 og 150 FEs/kg tørstof i materialet som helhed.

Den større residualspredning blandt tilskudsfoderprøverne synes ikke at kunne henføres til disses højere askeindhold og må ligeledes betragtes som et resultat af det beskedne antal prøver (8) samt en relativt lille variation (mindste- og størsteværdi var henholdsvis 107 og 133 FEs pr. kg tørstof).

Sammenlignes indkøbt foder med hjemmeblandet foder (vådfoder samt tørfoder) ses, at FESFOANA og FESGLMET er lidt bedre korrelerede, og at residualspredningen er lidt mindre for indkøbt foder. Da statistiske analyser af tørfoderprøver (der indeholder såvel hjemmeblandet som indkøbt tørfoder) og prøver af indkøbt foder (tørfoder) falder stort set ens ud, må forskellene med hensyn til hjemmeblandet og indkøbt foder således væsentligst tilskrives vådfoderprøverne.

Den bedste sammenhæng mellem FEs, beregnet efter den nye og den nuværende metode, fås for tørfoderprøver af fuldfoder. Residualspredning er endda lidt lavere end opnået i undersøgelsen fra Statens Husdyrbrugsforsøg. Selv når tørfoderprøver af tilskudsfoder tages med (gruppen tørfoder) opnås en korrelation og residualspredning på niveau med den, som blev fundet af Statens Husdyrbrugsforsøg. Dertil kommer, at man i samme undersøgelse fandt, at FEs bestemt ved in vitro-metoden var lige så godt korreleret til FEs bestemt ved fordøjelighedsforsøg in vivo, som FEs, bestemt ved den nuværende metode var det.

Man konkluderede med baggrund i den fundne gode overensstemmelse mellem FEs bestemt in vivo, in vitro og efter den nuværende metode, at energiværdien i foderblandinger kan bestemmes lige så sikkert med in vitro-metoden som med den nugældende officielle metode.

Denne konklusion bekræftes af resultaterne af nærværende undersøgelse. Det er dog en forudsætning, at prøverne indeholder mindre end 20-25 pct. råaske i tørstof. Denne undersøgelse har også vist, at bruttoenergien kan bestemmes ved beregning ud fra en traditionel foderstofanalyse, hvorfor forbrænding i et bombekalorimeter ikke er nødvendigt.

In vitro-metoden kan i princippet anvendes på følgende måder:

1.	Til kontrol af foderblandingers indhold af FEs, deklareret efter den nuværende metode.
2.	Til deklaration af FEs i foderblandinger samt produktionsstyring ud fra løbende in vitro-bestemmelse af FEs på råvarepartier i takt med, at de indgår i produktionen.
3.	Til deklaration af FEs i foderblandinger ud fra råvarernes gennemsnitlige indhold af in vitro-bestemte FEs.

In vitro-metoden tænkes i første række anvendt til kontrol af foderblandingers energiindhold i stedet for den nuværende officielle metode. Det er nemlig ikke i øjeblikket muligt, men kan forhåbentlig blive aktuelt på lidt længere sigt, at udføre in vitro-analyser så hurtigt, at analyseresultaterne på råvarer umiddelbart kan anvendes til produktionsstyring.

Den tredie mulighed, der forudsætter opbygning af en databank baseret på råvarers gennemsnitlige indhold af in vitro-FEs, må anses for en meget dyr løsning med stærkt begrænset nytteværdi. Ved at anvende gennemsnitsværdier udnytter man ikke variationen i råvarernes in vitro-fordøjelighed, hvorved man sandsynligvis ikke opnår større sikkerhed ved bestemmelsen af FEs in vitro end ved den nuværende metode. Man opnår kun fordele i de tilfælde, hvor der anvendes råvarer, hvor in vivo-fordøjeligheden enten ikke er kendt, eller er stærkt afvigende fra tabelværdien. Det skønnes umiddelbart muligt at anvende in vitro-metoden på prøver af tørfoder, idet in vitro-resultaterne omregnes til nuværende FEs ved hjælp af regressionsligningen for tørfoder* i tabel 3. In vitro-bestemmelse af FEs på vådfoderprøver er dog også muligt. For at kunne anvende resultaterne må der imidlertid først beregnes en regressionsligning mellem in vitro og nuværende FEs på et større materiale.

Før in vitro-analyser kan tilbydes i større omfang, skal metoden indarbejdes på interesserede laboratorier. Der gennemføres nu en ringanalyse blandt disse med henblik på at fastlægge metodens repeterbarhed og reproducerbarhed. Når metoden kan udføres med tilfredsstillende sikkerhed på autoriserede laboratorier, vil den blive søgt autoriseret som ny officiel metode til kontrol af energiindholdet i foderblandinger.

REFERENCER

Boisen S. og J.A. Fernandez, 1992. Ny metode til bestemmelse af energiværdien i foder blandinger til svin. 825. meddelelse fra Statens Husdyrbrugsforsøg.