Protein i ensilage och vad som händer med proteinet skulle man kunna skriva en avhandling om, men eftersom jag redan gjort det ska jag försöka beskriva det lite förenklat. Förhoppningsvis kommer detta även att leda till bättre förståelse för vad det är som står på analysrapporten.

Protein består av kedjor av aminosyror. Dessa får sedan olika egenskaper beroende på aminosyrasekvensen och hur proteinet är veckat. I en växt är de flesta proteiner enzymer i någon form, vilket innebär att de underlättar olika reaktioner i växten. I en intakt cell kommer proteinerna att vara åtskilda från varandra, eftersom de flesta sitter fast någon stans i cellen. När miljön blir syrefri, vilket bör ske för att det ska bli någon ensilering, kommer cellerna att kollapsa, och då kommer dessa proteiner att träffa på varandra och vissa proteiner kommer att börja bryta ned både sig själva och andra. Detta leder till att kedjorna av aminosyror klipps av och man får alltså kortare kedjor av aminosyror, peptider, och fria aminosyror i stället för en del av proteinet. Denna, sk enzymatiska, process påverkas främst av tre olika faktorer: Ts-halt, pH och eventuella ämnen som kan hämma nedbrytningen.

Ts-halten är en faktor som relativt lätt kan påverkas genom förtorkningen. Generellt sett leder höjd t-halt till minskad nedbrytning av proteinet. Detta beror troligen på något så enkelt som att rektionen sker i vatten. Om det finns mindre vatten kommer då reaktionen att gå långsamare. Tyvärr stämmer detta inte alltid, utan det finns studier där man antingen inte sett någon skillnad eller i några få fall sett ökad nedbrytning till följd av högre ts-halt. Troligen beror detta på skillnader i pH-sänkningen. I de försök jag gjort tycks det dock finnas ett tydligt samband mellan ts-halt och andelen lösligt kväve. Anledningen till det relativt goda sambandet mellan ts-halt och proteinnedbrytning kan vara att mina ensilage var väldigt begränsat fermenterade, beroende på den höga ts-halten och ensilering i balar, vilket bör göra att andra faktorer har haft begränsad inverkan. Det finns naturligtvis en spridning runt trendlinjen som visar att det finns ytterligare variabler som påverkar nedbrytningen.



De flesta proteolytiska enzymer har ett pH optimum runt 6,5-8. Detta är alltså det pH där enzymerna arbetar effektivast och nedbrytningen går snabbast. Om målet är att minska nedbrytningen bör man alltså sträva efter att grödan så kort tid som möjligt ska befinna sig i det pH området, förslagsvis genom att snabbast möjligt sänka pH. Det finns studier som visar att den sammanlagda proteinnedbrytande aktiviteten är som lägst vid pH 3. Troligen beror detta på att sur hydrolys bryter ned proteinet vid lägre pH. Den enklaste metoden för att åstadkomma en snabb pH-sänkning är naturligtvis att använda sig av syror. Tillsättning av syror är inte direkt någon ny idé för att minska proteinnedbrytningen, då det var den metod som A. I. Virtanen rekommenderade under första halvan av 1900-talet. Det finns dock andra alternativ, vilka främst handlar om att optimera förutsättningarna för en snabb fermentation, t ex genom användning av bakteriepreparat, optimering av hackning mm. Vad som är effektivast tycks bero på flera faktorer som t ex gröda och inte minst vilken syra som använts och i vilken dos. För att utnyttja syrorna optimalt tycks det krävas upp mot 8-10 l/ton grönmassa för att snabbt sänka pH till ca 4. De doseringar som vanligtvis rekommenderas för att undvika felfermentering, d v s 3-4 l/ton grönmassa, har inte alls samma effekt. I de få svenska studier som finns har det visats att en användning av 6-8 l myrsyra eller Proens™/ton grönmassa minskar proteinnedbrytningen jämfört med obehandlat ensilage. Teorin är att det endast är rena syror, d v s ej buffrade, som har denna effekt på proteinkvaliteten, eftersom de buffrade syrorna inte sänker pH i samma utsträckning som de icke buffrade. Bakterier kan ge liknande, eller bättre resultat, än myrsyra som används i doseringar mellan 3 och 4 l / ton. Detta beror troligen på att myrsyran då sänker pH till ca 5 och sedan håller pH på den nivån i några dagar innan mjölksyrabakterierna sänker pH ytterligare. När mjölksyrabakterier användes som tillsatsmedel sjönk pH till ca 4 på 2 dagar. Troligen är den fördröjning av pH-sänkningen som tycks ske vid användning av myrsyra, tillräcklig för att påverka proteinnedbrytningen. Min slutsats av detta är att om målet är att minimera proteinnedbrytningen under ensileringen så bör det givna valet vara att använda starkast möjlig syra i hög dos. Annars har valet av tillsatsmedel mindre betydelse.

Även grödan har viss betydelse. Det finns vissa ämnen som minskar de proteolytiska enzymernas effekt och vissa av dessa ämnen finns naturligt i en del växter. Ett känt exempel är Kärringtand, som innehåller tanniner. Tanniner har förmågan att binda till proteiner och bilda komplex. I dessa komplex är sedan proteinerna skyddade från de enzymer som bryter ned dem. Tanniner skyddar dessutom proteinerna från nedbrytning i våmmen. Detta innebär att proteinet i kärringtand kan utnyttjas bättre av djuren. En annan grupp ämnen är polyfenoloxidaser, en slags protein som finns i rödklöver. Även dessa skyddar proteinet från nedbrytning. Resultaten från diagrammet tidigare kan delas upp (se diagram nedan) i blandvall (blå fyrkanter, streckad linje) med stort inslag av rödklöver och gräsvall (röda fyrkanter, heldragen linje) utan rödklöver. Man kan då se att även om linjerna är parallella så tycks alltid proteinet i blandvallen brytas ned i mindre utsträckning än proteinet i gräsvallen.


I USA, där detta har studerats mera, har man bland annat jämfört med lucern, som har liknande proteinhalt som klövern och funnit att proteinutnyttjandet vid utfodring till producerande mjölkkor är större när rödklöver används som ensilage än om lucern används. Detsamma borde gälla vid jämförelse med vitklöver.

Vad händer med proteinet?

Efter att proteinet brutits ned till aminosyror kommer dessa i sin tur att kunna användas som energikälla av olika mikroorganismer, främst enterobakterier och klostridier. Vid denna ytterligare nedbrytning bildas ammoniak. Enterobakterier och klostridier är verksamma under helt skilda delar av ensileringen. Enterobakterier är främst aktiva under de inledande stadierna av ensileringen, innan pH sänkningen har kommit så långt. Klostridier å andra sidan är långsammare i starten och kommer främst att växa om pH-sänkningen är otillräcklig, så kallad sekundär fermentation. Ibland föreslås det att man ska kunna använda ammoniaktalet som ett mått på proteinnedbrytningen och därmed det potentiella kväveutnyttjandet. Tyvärr tycks det vara svårt, eftersom sambandet mellan lösligt kväve och ammoniak är svagt. Baserat på 254 prover från tre olika försök ser sambandet ut som i diagrammet nedanför. Det finns ett mycket svagt samband mellan ammoniaktal och lösligt kväve, men det är inte tillräckligt starkt för att kunna rekommenderas för att förutsäga proteinvärdet på fodret.


Vad innebär detta för utnyttjandet?
Olika djurslag utnyttjar proteinet på olika sätt beroende på hur mag-tarmkanalen är utformad. Eftersom hästar är enkelmagade kommer de att kunna utnyttja alla aminosyreinnehållande ämnen väl. Det kommer alltså att spela mindre roll om dessa finns som fria aminosyror, peptider eller intakta proteiner. Däremot förefaller deras förmåga att utnyttja ännu enklare kväveföreningar, som ammoniak, begränsad. Idisslare kan å andra sidan utnyttja enkla kväveföreningar som ammoniak och urea. De gör det dock inte särskilt effektivt! Här kommer nedbrytningen att kunna spela en roll för proteinutnyttjandet. Eftersom aminosyror snabbt bryts ned till ammoniak i våmmen har det mindre betydelse i vilken av dessa former som kvävet finns. Däremot kommer peptider och protein att omsättas långsammare och utnyttjas bättre än aminosyror. Detta är anledningen till att det är svårt att hävda att ammoniaktalet skulle vara en bra indikator på hur väl kvävet i ett ensilage kan utnyttjas. Det krävs troligen bättre analyser som påvisar skillnader i lösligheten och/eller längden på aminosyrakedjorna för att avgöra detta!

När man funderar över proteinutnyttjandet bör man ha i åtanke att det inte bara är kväveföreningarna som påverkar hur väl en idisslare utnyttjar utfodrat kväve. För att maximera mikrobproteinsyntesen kommer matchningen av kolhydrater och de olika kvävefraktionerna att spela stor roll. Dessutom kan eventuella skillnader i ensilagets proteinkvalitet försvinna när kraftfoder med protein av hög kvalitet används. Den största skillnaden mellan ett ensilage med hög andel nedbrutet protein och ett ensilage med låg andel nedbrutet protein är troligen vilka proteinkällor som kan användas med upprätthållen produktion, något som kan vara nog så viktigt.