ΕΙΛΕΑΚΗ ΠΕΠΤΙΚΟΤΗΤΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΖΩΤΟΥΧΩΝ ΟΥΣΙΩΝ & ΑΜΙΝΟΞΕΩΝ ΣΠΕΡΜΑΤΩΝ ΚΤΗΝΟΤΡΟΦΙΚΟΥ ΚΟΥΚΙΟΥ ΣΕ ΚΡΕΟΠΑΡΑΓΩΓΑ ΟΡΝΙΘΙΑ. ΣΤΕΡΓΙΟΣ ΚΙΑΝΑΣ Γεωπόνος

Transcript

1 r ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΚΗ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗ «ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΖΩΙΚΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ» ΕΙΛΕΑΚΗ ΠΕΠΤΙΚΟΤΗΤΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΖΩΤΟΥΧΩΝ ΟΥΣΙΩΝ & ΑΜΙΝΟΞΕΩΝ ΣΠΕΡΜΑΤΩΝ ΚΤΗΝΟΤΡΟΦΙΚΟΥ ΚΟΥΚΙΟΥ ΣΕ ΚΡΕΟΠΑΡΑΓΩΓΑ ΟΡΝΙΘΙΑ ΣΤΕΡΓΙΟΣ ΚΙΑΝΑΣ Γεωπόνος ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ Επιβλέπων Καθηγητής: Δημήτριος Ντότας Θεσσαλονίκη 2012 [0]

2 Πίνακας περιεχομένων ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ...2 ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΕΣ...3 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ...5 ΕΙΣΑΓΩΓΗ...6 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 : ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΓΕΝΙΚΑ ΕΛΛΗΝΙΚΕΣ ΠΟΙΚΙΛΙΕΣ ΚΤΗΝΟΤΡΟΦΙΚΟΥ ΚΟΥΚΙΟΥ ΑΝΤΙΔΙΑΙΤΗΤΙΚΟΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΜΕΙΩΣΗΣ ΤΩΝ ΔΥΣΜΕΝΩΝ ΕΠΙΔΡΑΣΕΩΝ ΤΩΝ ANFs ΚΑΙ ΒΕΛΤΙΩΣΗΣ ΤΗΣ ΘΡΕΠΤΙΚΗΣ ΑΞΙΑΣ ΤΩΝ ΣΠΕΡΜΑΤΩΝ ΤΟΥ ΚΤΗΝΟΤΡΟΦΙΚΟΥ ΚΟΥΚΙΟΥ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΣΠΕΡΜΑΤΩΝ ΤΩΝ ΚΤΗΝΟΤΡΟΦΙΚΩΝ ΚΟΥΚΙΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΤΡΟΦΗ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΟΥ ΚΑΙ ΤΩΝ ΑΓΡΟΤΙΚΩΝ ΖΩΩΝ ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΠΑΡΟΥΣΑΣ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 : ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 : ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 : ΣΧΟΛΙΑΣΜΟΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 : ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΠΕΡΙΛΗΨΗ ABSTRACT ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ [1]

3 ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ Δημήτριος Ντότας Αστέριος Χατζηπαναγιώτου Κωνσταντίνος Παπανικολάου Καθηγητής Γεωπονικής Σχολής Α.Π.Θ. Καθηγητής Γεωπονικής Σχολής Α.Π.Θ. Αν. Καθηγητής Γεωπονικής Σχολής Α.Π.Θ. ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ Που υποβλήθηκε στην Επιτροπή Μεταπτυχιακής Ειδίκευσης «Επιστήμη Ζωικής Παραγωγής» του Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών της Γεωπονικής Σχολής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, ως μερική εκπλήρωση των υποχρεώσεων για τη λήψη του Διπλώματος Μεταπτυχιακών Σπουδών (ΜΔΕ). [2]

4 Συντομογραφίες Μ = Μάρτυρας FB =Κτηνοτροφικό κουκί κ.μ.ό. = κατά μέσο όρο g = γραμμάριο kg = χιλιόγραμμο SPSS = Statistical Package for Social Sciences O.O. = Οργανική Ουσία Λ.Ο. = Λιπαρές Ουσίες Τ = Τέφρα Ξ.Ο. = Ξηρή Ουσία Ε.Ν.Ε.Ο. = Ελεύθερες Αζώτου Εκχυλισματικές Ουσίες Ι.Ο. = Ινώδεις Ουσίες ή Ολική ή Ακαθάριστη Κυτταρίνη SEM = Standard Error of Mean E.E = Ευρωπαϊκή Ένωση GMOs = Γενετικά τροποποιημένοι σπόροι ΟΑΟ= Ολικές Αζωτούχες Ουσίες [3]

5 ΦΜΕ= Φαινόμενη Μεταβολίσιμη Ενέργεια ΠΜΕ= Πραγματική Μεταβολίσιμη Ενέργεια ΦΠΠ= Φαινόμενη Πεπτικότητα Πρωτεΐνης ANFs=Αντιδιαιτητικοί Παράγοντες NSP= Μη αμυλούχοι πολυσακχαρίτες ΕΕΚΥΖ= Εργαστήριο Ελέγχου και Κυκλοφορίας Ζωοτροφών ΣΠ= Συντελεστής Πεπτικότητας ΟΕ= Ολική Ενέργεια TIU= Αναστολείς τρυψίνης [4]

6 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Με την ολοκλήρωση και συγγραφή της παρούσας εργασίας επιθυμώ να εκφράσω τις θερμές μου ευχαριστίες προς τον Επιβλέποντα Καθηγητή της μεταπτυχιακής μου διατριβής, κ. Δημήτριο Ντότα, για την ανάθεση του θέματος, τις πολύτιμες συμβουλές και τη συνεχή καθοδήγηση, τόσο κατά τη διάρκεια του πειράματος όσο και κατά τη συγγραφή της παρούσας διατριβής. Ευχαριστώ επίσης, τον διδάκτορα κ. Βασίλειο Ντότα για την πολύτιμη βοήθεια και τις συμβουλές του τόσο κατά τη διάρκεια του πειράματος όσο και κατά την επεξεργασία, αναλυτική και στατιστική των δεδομένων. Ακόμη, θα ήθελα να ευχαριστήσω τον υποψήφιο διδάκτορα κ. Κωνσταντίνο Ζαγοράκη για την πολύτιμη βοήθειά και τη συμβολή του κατά τη διαδικασία και των χημικών αναλύσεων, καθώς επίσης και τους συναδέλφους μου Ασημίνα Πατσή, Δημήτριο Γουρδουβέλη και Γιώργο Μαρινόπουλο για τη βοήθειά τους κατά τη διάρκεια του πειράματος αλλά και τις χρήσιμες και εποικοδομητικές συζητήσεις μαζί τους. Θερμές ευχαριστίες οφείλω στον Προϊστάμενο του Ζωοτεχνικού Τμήματος του Αγροκτήματος του Α.Π.Θ. κ. Αντώνιο Γκαϊδατζή για τη διάθεση των απαιτούμενων υποδομών και την παρασκευή των πειραματικών σιτηρεσίων και στον ζωοκόμο κ. Αθανάσιο Λιούφα για την αμέριστη βοήθειά του στη διάρκεια της έρευνας. Ευχαριστίες επίσης επιθυμώ να εκφράσω στον Αν. Καθηγητή του Τμήματος Αγροτικής Ανάπτυξης και Διοίκησης Αγροτικών Εκμεταλλεύσεων του Α.Τ.Ε.Ι. Θεσσαλονίκης κ. Σταμάτη Αγγελόπουλο για τις πολύτιμες συμβουλές του και τη στατιστική επεξεργασία των δεδομένων και τον Καθηγητή Εφαρμογών του Τμήματος Ζωικής Παραγωγής του Α.Τ.Ε.Ι. Θεσσαλονίκης κ. Ιωάννη Μητσόπουλο για τη δωρεάν εξασφάλιση του κτηνοτροφικού κουκιού και των ριζοφλοιών. Επίσης ευχαριστώ θερμά τις Εταιρείες ΑGROPAL, LA REAL και ΕΤΑΤ για την τεράστια βοήθειά τους στον προσδιορισμό των αμινοξέων. Τέλος, επιθυμώ να εκφράσω τις απέραντες ευχαριστίες μου στη μητέρα μου και στη σύζυγό μου καθώς και στα παιδιά μου Κωνσταντίνο και Νικόλαο για τη συμπαράσταση, την κατανόηση και με κάθε τρόπο στήριξη που μου παρείχαν σε όλη τη διάρκεια των μεταπτυχιακών μου σπουδών. [5]

7 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η Γεωπονική Επιστήμη και ειδικότερα η Ζωική Παραγωγή στην προσπάθειά της να καλύψει τις ολοένα αυξανόμενες ανάγκες του πληθυσμού σε υψηλής θρεπτικής και βιολογικής αξίας ζωοκομικά προϊόντα (γάλα, κρέας, αυγά κ.ά.), με τη βοήθεια της Επιστήμης της Γενετικής κατόρθωσε να δώσει ζώα υψηλού γενετικού δυναμικού, δηλαδή ζώα υψηλών αποδόσεων. Τα ζώα αυτά για να εκδηλώσουν πλήρως το υψηλό γενετικό τους δυναμικό πρέπει να διατραφούν ορθολογικά, δηλαδή αφενός να καλυφθούν πλήρως οι κανονικές θρεπτικές ανάγκες τους σε ενέργεια, πρωτεΐνη, αμινοξέα και όλα τα υπόλοιπα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά και αφετέρου να είναι οικονομικά, δηλαδή ελαχίστου κόστους. Άριστο γενετικό υλικό χωρίς κατάλληλο συνδυασμό των παραγόντων του περιβάλλοντος (στέγαση, διατροφή, υγιεινή κ.ά.) δεν μπορεί να εκδηλώσει το μέγιστο της παραγωγικότητάς του. Σήμερα, η ανταγωνιστικότητα των εκμεταλλεύσεων η ποιότητα των προϊόντων και η ασφάλεια του καταναλωτή είναι προαπαιτούμενα για την ορθολογική διαχείριση των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων. Το κόστος διατροφής είναι από τους πλέον σημαντικούς παράγοντες διαμόρφωσης του συνολικού κόστους παραγωγικότητας και συνίσταται στη κάλυψη των θρεπτικών αναγκών κάθε ζωικού οργανισμού με την κατάρτιση ορθολογικών σιτηρεσίων. Η κάλυψη όμως των αναγκών των ζώων σε ενέργεια και θρεπτικά συστατικά πρέπει να γίνει κατά τρόπο που να διασφαλίζεται πλήρως η υγεία του ζώου, να επιτυγχάνεται πλήρως η ανάπτυξη του παραγωγικού δυναμικού του ζώου, το κόστος των παραγόμενων ζωοκομικών προϊόντων να είναι το ελάχιστο δυνατό και η ποιότητα των παραγόμενων κτηνοτροφικών προϊόντων να είναι άριστη και να ανταποκρίνεται στις προσδοκίες και τις επιθυμίες του καταναλωτικού κοινού. Η ανάγκη για αυξημένη και χαμηλού κόστους παραγωγή ορνιθείου κρέατος έχει οδηγήσει στην εντατικοποίηση της εκτροφής, στον εκσυγχρονισμό των σταβλικών εγκαταστάσεων, τη χρήση τα σύγχρονων υψηλών αποδόσεων υβριδίων κρεοπαραγωγής και στη βέλτιστη διατροφή των ορνιθίων. Στην κρεοπαραγωγό πτηνοτροφία, μετά την απαγόρευση των ζωικής προέλευσης πρωτεϊνικών πηγών (όλων εκτός των ιχθυαλεύρων), η κύρια πρωτεϊνική πηγή που χρησιμοποιείται στη διατροφή των πουλερικών για την κάλυψη των αναγκών τους και την εξισορρόπηση των σιτηρεσίων τους είναι το σογιάλευρο. Το σογιάλευρο, όμως που χρησιμοποιείται στη διατροφή των κρεοπαραγωγών ορνιθίων προέρχεται κυρίως από γενετικά τροποποιημένους σπόρους (GMOs). Επιπρόσθετα, το σογιάλευρο είναι μία εισαγόμενη πρώτη ύλη [6]

8 που παράγεται εκτός Ευρωπαϊκής Ένωσης (Ε.Ε.). Συνεπώς, καθίσταται επιτακτική η ανάγκη εξεύρεσης εναλλακτικών πρωτεϊνικών πηγών, φυτικής προέλευσης, που να μπορούν να παραχθούν με χαμηλό κόστος εντός της Ε.Ε.. Εναλλακτικά έχουν προταθεί για μερική υποκατάσταση της σόγιας πλακούντες και άλευρα ελαιούχων σπόρων, όπως του βάμβακος και του ηλίναθου, που έχουν σχετικά χαμηλό κόστος. Ωστόσο είναι περιορισμένη η χρήση τους στη διατροφή των πουλερικών λόγω της υψηλής περιεκτικότητά τους σε ινώδεις ουσίες και/ή αντιδιαιτητικούς παράγοντες. Επίσης, έχει μελετηθεί και η χρήση υποπροϊόντων βιομηχανίας αμύλου ή αλευροβιομηχανίας (γλουτένη αραβοσίτου, σίτου) καθώς και άλλων σπερμάτων κτηνοτροφικών ψυχανθών. Η οικογένεια των ψυχανθών (Papilionaceae) περιλαμβάνει πολύ σημαντικά φυτά που καλλιεργούνται σε πολλές χώρες του κόσμου, με μεγαλύτερες ή μικρότερες εκτάσεις. Καλλιεργούνται για παραγωγή ξηρού χόρτου (σανός), σπόρου για την κτηνοτροφία και σπόρου για ανθρώπινη κατανάλωση (όσπρια). Τα σπουδαιότερα ψυχανθή που καλλιεργούνται για παραγωγή σανού, αλλά και για άλλες χρήσεις (χλωρή νομή, ενσίρωση, βόσκηση), είναι η μηδική, ο βίκος και τα τριφύλλια, ενώ τα πιο σημαντικά ψυχανθή που καλλιεργούνται για το σπόρο τους, που χρησιμοποιούνται στη συνέχεια από τη ζωική παραγωγή είναι το μπιζέλι, το ρεβύθι, το κουκί, το λούπινο, το λαθούρι και η σόγια, οι σπόροι (σπέρματα) της οποίας έχουν την υψηλότερη περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη (Πατσή, 2012). Τα σπέρματα των διαφόρων ειδών και ποικιλιών κτηνοτροφικών ψυχανθών αποτελούν πηγές ενέργειας, πρωτεΐνης και αμινοξέων και χρησιμοποιούνται ευρέως στην Ευρώπη στη διατροφή των πουλερικών (Gatel, 1994). Επιπλέον, τα κτηνοτροφικά ψυχανθή μπορούν να συμπεριληφθούν σε ποικίλα προγράμματα αμειψισποράς, συμβάλλοντας στην προστασία του περιβάλλοντος, την εφαρμογή των κωδίκων ορθής γεωργικής πρακτικής, τη συμμόρφωση προς τη νέα αναθεωρημένη ΚΑΠ της ΕΕ την αειφορική διαχείριση των φυσικών γενετικών πόρων και εν τέλει τη βιώσιμη ανάπτυξη. Από τα παραπάνω γίνεται φανερή η ανάγκη και για τη χώρα μας προσανατολισμού της έρευνας προς την κατεύθυνση της καλλιέργειας κτηνοτροφικών ψυχανθών και της αξιοποίησης τους στη διατροφή των αγροτικών ζώων και των πτηνών. Τα κυριότερα κτηνοτροφικά ψυχανθή που καλλιεργούνται στη χώρα μας για τα σπέρματά τους είναι το κτηνοτροφικό ρεβίθι, το κτηνοτροφικό μπιζέλι, το κτηνοτροφικό κουκί, το λούπινο, το λαθούρι, ο βίκος, η φακή κ.ά. Κατά την οκταετία οι καλλιεργούμενες με κτηνοτροφικό κουκί εκτάσεις στην Ελλάδα κυμαίνονταν ετησίως από στρέμματα και οι αντίστοιχες αποδόσεις σε σπόρο ανήλθαν κ.μ.ό. σε 480 τόνους ετησίως (FAOSTAT, 2009). Η παρούσα εργασία ασχολείται βιβλιογραφικά και ερευνητικά με τη διαιτητική αξιολόγηση των σπερμάτων κτηνοτροφικού κουκιού (Vicia faba L.) [7]

9 της ελληνικής ποικιλίας «Πολυκάρπη» και επιχειρεί με ένα πείραμα ειλεακής πεπτικότητας να εκτιμήσει τη θρεπτική τους αξία και συγκεκριμένα την ειλεακή πεπτικότητα-μεταβολισιμότητα της ενέργειας τη βιοδιαθεσιμότητα των αζωτούχων ουσιών και αμινοξέων των σπερμάτων κτηνοτροφικού κουκιού «Πολυκάπρη» καθώς και τη δυνατότητα χρήσης τους στα σιτηρέσια κρεοπαραγωγών ορνιθίων. [8]

10 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ 1.1 Γενικά Η οικογένεια των ψυχανθών (Papilionaceae) περιλαμβάνει πολυτιμότατα είδη για την παραγωγή συμπυκνωμένων τροφών, όσο και για την παραγωγή σανού. Η θρεπτική τους αξία είναι αξιόλογη. Περιέχουν σχετικά υψηλότερα ποσοστά πρωτεϊνών εξαιρετικής ποιότητας, ασβέστιο και φωσφόρο, ενώ αποτελούν την καλύτερη πηγή βιταμινών Α και D. Επιπλέον, ως καλλιέργεια συμβάλλουν σημαντικά στον εμπλουτισμό των εδαφών με άζωτο, λόγω της δέσμευσης του αζώτου της ατμόσφαιρας από τα αζωτοβακτήρια που συμβιώνουν μόνο στις ρίζες των ψυχανθών, ενώ με το πασσαλώδες ριζικό τους σύστημα συντελούν στη βελτίωση των φυσικών ιδιοτήτων του εδάφους. Για τους λόγους αυτούς τα κτηνοτροφικά ψυχανθή καταλαμβάνουν περισσότερο από το 60% των εκτάσεων της χώρας που καλλιεργούνται με κτηνοτροφικά φυτά. Γενικά, τα σπέρματα κτηνοτροφικών ψυχανθών αποτελούν μια μέτρια έως καλή πηγή πρωτεϊνών, που περιέχουν από 150 έως 400g/kg ολικές αζωτούχες ουσίες (ΟΑΟ). Το μεγαλύτερο ποσοστό των πρωτεϊνών κτηνοτροφικών ψυχανθών αποτελείται από γλοβουλίνες (60-90%), οι οποίες είναι αποθηκευτικές πρωτεΐνες πλούσιες σε αργινίνη, γλουταμινικό οξύ, ασπαρτικό οξύ και τα αμίδιά τους. Ωστόσο, τα κτηνοτροφικά ψυχανθή έχουν ανεπαρκή περιεκτικότητα σε αμινοξέα (Wang et al., 2003). H έλλειψη αυτών των αμινοξέων δεν αποτελεί σημαντικό πρόβλημα στις βιομηχανίες παρασκευής των ζωοτροφών λόγω της χρήσης και του χαμηλού κόστους διάθεσης της κρυσταλλικής μεθειονίνης. Η ανεπάρκεια της μεθειονίνης και της κυστίνης μπορεί επίσης να αντιμετωπιστεί, εν μέρει, με την ανάμιξη των σπερμάτων κτηνοτροφικών ψυχανθών με πρωτεΐνες δημητριακών καρπών (Shewry and Tatham, 1999). Η χρησιμοποίηση των σπερμάτων κτηνοτροφικών ψυχανθών στη διατροφή των πουλερικών και των χοίρων έχει αποτελέσει αντικείμενο εκτενούς έρευνας και έχουν αναφερθεί χρήσιμες πληροφορίες για τη θρεπτική τους αξία. Τα διάφορα είδη ψυχανθών μπορούν να καταταχθούν σε δύο κατηγορίες, στα χειμερινά και στα εαρινά. Στα χειμερινά ψυχανθή ανήκουν: ο βίκος (Vicia sativa), το κτηνοτροφικό μπιζέλι (Pisum sativum), το λαθούρι (Lathyrus cicera), το κτηνοτροφικό μπιζέλι (Pisum sativum), το λαθούρι (Lathyrus cicera), το κτηνοτροφικό κουκί (Vicia faba), το ρόβι (Ervun ervillia), το λούπινο (Lurinus albus), το τριφύλλι Περσίας (Trifolium resupinatum) και το πολυετές λειμώνιο τριφύλλι (Trifolium pratense). Από τα ανοιξιάτικα ψυχανθή άξια αναφοράς είναι το μονοετές Αλεξανδρινό τριφύλλι (Trifolium alexandrinum) και η πολυετής μηδική (Medicago sativa). [9]

11 Σπέρματα κτηνοτροφικών ψυχανθών Οι πρωτεΐνες των κτηνοτροφικών ψυχανθών εντοπίζονται κυρίως στις κοτυληδόνες των σπερμάτων. Η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη των σπερμάτων κτηνοτροφικών ψυχανθών παρουσιάζει πολλές ομοιότητες για τα περισσότερα είδη και αποτελείται κυρίως από γλοβουλίνες (σφαιρίνες), σε ποσοστό 60-90% και από αλβουμίνες (λευκωματίνες), σε ποσοστό 10-20%. Σε αντίθεση με τα σιτηρά, η περιεκτικότητα των σπερμάτων ψυχανθών σε προλαμίνες (διαλυτές σε υδατοαιθανολικά διαλύματα) και γλουτελίνες (διαλυτές σε αραιά διαλύματα οξέων ή βάσεων) είναι πολύ χαμηλότερη. Οι γλοβουλίνες είναι, κατά βάση, αποθηκευτικές πρωτεΐνες που εντοπίζονται στα πρωτεϊνικά σωμάτια (protein bodies) των σπερμάτων και είναι διαλυτές σε υδατικά διαλύματα αλάτων. Οι αλβουμίνες είναι λειτουργικές πρωτεΐνες του φυτού, κυρίως ένζυμα που βοηθούν σε λειτουργίες του, όπως είναι ο μεταβολισμός συστατικών που αποτίθενται στα σπέρματα (γλυκοσιδάσεις, πρωτεάσεις), η ανάπτυξη (οι 2S αλβουμίνες προσφέρουν θείο κατά την ανάπτυξη του φύτρου) ή η άμυνα (λεκτίνες και αναστολείς θρυψίνης). Οι αλβουμίνες αποτελούν υδατοδιαλυτό κλάσμα, είναι διαλυτές σε περιβάλλοντα με όξινο ph και είναι πλούσιες σε λυσίνη και θειούχα αμινοξέα (κυρίως μεθειονίνη). Κτηνοτροφικό κουκί (Vicia faba L.) Το κουκί ανήκει στην οικογένεια Papilionaceae της τάξης Leguminοsae. Οι καλλιεργούμενες ποικιλίες διακρίνονται σε τρεις βοτανικές κατηγορίες: τις μεγαλόσπερμες (Vicia faba major), τις ενδιαμέσου μεγέθους (Vicia faba equine) και τις μικρόσπερμες (Vicia faba minor) (Muratova, 1931). Οι μεγαλόσπερμες xρησιμοποιούνται κυρίως στη διατροφή του ανθρώπου, ενώ οι ενδιαμέσου μεγέθους και οι μικρόσπερμες χρησιμοποιούνται κυρίως ως ζωοτροφή. Οι ποικιλίες μικρού μεγέθους χρησιμοποιούνται κυρίως για τα σπέρματα τους που αποτελούν υψηλής πρωτεϊνικής αξίας ζωοτροφή. Ευδοκιμoύν σε δροσερό και υγρό περιβάλλον και είναι πολύ ανθεκτικές στον παγετό (έως -16 ο C). Η απόδοση της καλλιέργειας μειώνεται σε υψηλές θερμοκρασίες και χαμηλή υγρασία. Το κτηνοτροφικό κουκί έχει αξιόλογη περιεκτικότητα σε πρωτεϊνη και ενέργεια αλλά δε θεωρείται ελαιούχος σπόρος όπως η σόγια (Macgregor, 2000). Τα πλεονεκτήματα της καλλιέργειας των κτηνοτροφικών κουκιών είναι τα ακόλουθα (Πατσή 2012): Οι αποδόσειες τους σε καρπό είναι υψηλότερες από τις αντίστοιχες των άλλων ετήσιων ψυχανθών. Ο καρπός τους αποτελεί άριστη για την κτηνοτροφία ζωοτροφή, με ποσοστό πρωτεϊνών 25%-34%. [10]

12 Είναι φυτό ξηρικό που μπορεί να αναπτυχθεί και να αποδώσει σε όλα σχεδόν τα ελληνικά περιβάλλοντα, στα οποία καλλιεργούνται σιτηρά. Επειδή δεν πλαγιάζει προσφέρεται για πλήρη εκμηχάνιση όλων των φάσεων της καλλιέργειας και συνεπώς αποδίδει παραγωγή με χαμηλό κόστος. Εμπλουτίζει σε μεγάλο βαθμό το έδαφος με άζωτο. Το κτηνοτροφικό κουκί (faba beans, horse bean or tic bean) θεωρείται ως σημαντικό συστατικό στη διατροφή των μονογαστρικών αγροτικών ζώων. Κατατάσσεται στην έκτη θέση στην παγκόσμια παραγωγή από τις καλλιέργειες ψυχανθών μετά τη σόγια, το φιστίκι, τα φασόλια, τα μπιζέλια και τα ρεβίθια (Milner 1972, Thacker 1990). Ποικιλίες σπόρων κτηνοτροφικών κουκιών χωρίς ταννίνες και με χαμηλό περιεχόμενο στους γλυκοζίτες βικίνη και κονβικίνη προσφέρουν νέες προοπτικές για τη χρήση τους στις σύνθετες ζωοτροφές. Η καλλιέργεια των κουκιών Τα κουκιά αποτελούν σπουδαία πηγή πρωτεΐνης τόσο για τον άνθρωπο, όσο και τα ζώα. Η συγκέντρωση των πρωτεΐνών εξαρτάται τόσο από γενετικούς, όσο και από περιβαλλοντικούς παράγοντες (Bond et al., 1985) και ποικίλει μεταξύ διαφορετικών γενοτύπων μεταξύ 19% και 39% (Erskine et al., 2001). Ο καρπός (σπέρματα) των κουκιών περιέχει 51% έως 68% υδατάνθρακες, το μεγαλύτερο ποσοστό των οποίων βρίσκεται υπό μορφή αμύλου (41-53%), καθώς και υψηλό ποσοστό βιταμίνης Β, ινωδών ουσιών ανοργάνων στοιχείων. Τα σπέρματα κουκιού όπως και άλλων ψυχανθών, περιέχουν ορισμένα φυσικά βιοενεργά συστατικά όπως φυτάσες, ταννίνες, αλκαλοειδή, σαπωνίνες, ολιγοσακχαρίτες κ.ά., που διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην πρόληψη καρδιοαγγειακών παθήσεων, του διαβήτη, της νόσου του Parkinson και ορισμένων μορφών καρκίνου (Muzquiz et al., 2006, Muzquiz, 2005). Παρόλα αυτά τα σπέρματα κουκιών περιέχουν και κάποια αντιδιαιτητικά συστατικά, τα οποία περιορίζουν τη χρήση τους στην ανθρώπινη διατροφή (Williams et al., 1994). Ωστόσο, η επίδραση των συστατικών αυτών εξαρτάται από γενετικούς παράγοντες και αναφέρεται ότι είναι λιγότερη σημαντική από τη θρεπτική αξία του είδους (Erskine et al., 2001). Μια γνωστή ασθένεια που προκαλεί η κατανάλωση των κουκιών είναι ο φαβισμός ή κυάμωση, ο οποίος αποτελεί μία μορφή αιμολυτικής αναιμίας (Smart, 1990), η οποία προκαλείται λόγω κληρονομικής ενζυμικής ανεπάρκειας, που εκδηλώνεται ιδιαίτερα στο Μεσογειακό χώρο (Duke, 1981). Οι αποδόσεις της καλλιέργειας των κουκιών σε καρπό είναι, όπως προαναφέρθηκε, πολύ υψηλότερες, σε σχέση με άλλα ετήσια ξηρικά ψυχανθή και ορισμένοι ερευνητές υποστηρίζουν ότι θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν άλλα φυτά, όπως η σόγια (Ποδηματάς, 1988). Οι βόρειες χώρες που βρίσκονται έξω από τη ζώνη καλλιέργειας της σόγιας και οι οποίες εισάγουν τις φυτικές πρωτεΐνες που χρειάζονται (Αγγλία, Γερμανία, Καναδάς κτλ.) επιδεικνύουν τεράστιο ενδιαφέρον για τα κουκιά, κυρίως για τη χρήση τους ως πρωτεϊνικής [11]

13 ζωοτροφής. Ανάλογο ενδιαφέρον δείχνουν φτωχές αφρικάνικες χώρες (Αίγυπτος, Αιθιοπία, Σουδάν, Μαρόκο κ.ά.) για την ανθρώπινη διατροφή και επιβίωση (Duc, 1997) καθώς και κοινωνίες που η διατροφή τους δε στηρίζεται στην κατανάλωση κρέατος (Κίνα). Τα κουκιά είναι φυτά ξηρικά και παρουσιάζουν μεγάλη αντοχή και προσαρμοστικότητα σε περιοχές χαμηλού βροχομετρικού ύψους μέχρι 400mm (Walton and Trent, 1988, ICARDA, 1994), ώστε να μπορούν να θεωρηθούν ανταγωνιστικά ακόμα και του σιταριού (Λαζάρου και Ρουπακιάς, 2000). Ωστόσο το βέλτιστο ύψος βροχόπτωσης για την ανάπτυξή τους κυμαίνεται από 650 έως 1000mm (Kay, 1979). Οι Siddique et al., (1993) σε πειράματα στην Αυστραλία, υπολόγισαν ότι μέση απόδοση καρπού 120kg/στρέμμα είναι δυνατό να επιτευχθεί, ακόμη και σε περιοχές με μέσο ετήσιο ύψος βροχόπτωσης περίπου 350mm. Ο ρόλος που θα μπορούσαν να διαδραματίσουν τα κουκιά ιδιαίτερα στις περιοχές της Μεσογείου είναι ιδιαίτερα σημαντικός, αφού μπορούν να αναπτυχθούν και να αποδώσουν ακόμα και σε άγονα ή εξαντλημένα από θρεπτική αξία εδάφη. Επίσης τα κουκιά παρουσιάζουν μεγάλη αντοχή σε χαμηλές θερμοκρασίες. Οι Robertson et al., (1996) αναφέρουν ότι οι ανθεκτικότερες ποικιλίες στη Μεσογειακή ζώνη αντέχουν σε θερμοκρασίες κάτω από -10 ο C, χωρίς σοβαρές αλλοιώσεις, ενώ στη Β. Ευρώπη οι πιο ανθεκτικές μπορούν να ανεχθούν θερμοκρασίες κάτω και από -15 ο C. Η καλλιέργεια των κουκιών είναι εφικτή σε μεγάλη ποικιλία εδαφών, όπου λόγω της έντονης ανάπτυξης αζωτοβακτηρίων τους, λειτουργούν ως έμμεσοι παραγωγοί θρεπτικών στοιχείων, καλύπτοντας τις ανάγκες του σε άζωτο. Η καλλιέργεια του κουκιού θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί επιτυχώς, σε ορεινές περιοχές και μειονεκτικές εκτάσεις, που έχουν εγκαταλειφθεί από τους αγρότες, λόγω χαμηλής γονιμότητας των εδαφών (Terzopoulos et al., 2003). Η γονιμότητα των εδαφών, υφίσταται ιδιαίτερη βελτίωση, όταν σε συστήματα αμειψισποράς συμπεριλαμβάνονται κουκιά. Η αζωτοδευσμευτική τους ικανότητα είναι πολύ υψηλότερη, σε σχέση με άλλα ψυχανθή, όπως τα μπιζέλια και τα ρεβύθια, ακόμα και υπό συνθήκες έντονης ξηρασίας (Lopez-Bellido et al., 2003). Ως ενδιάμεση καλλιέργεια στη μονοκαλλιέργεια σιτηρών, εμποδίζουν την εξασθένιση της παραγωγής και βελτιώνουν την παραγωγικότητα των αγροτικών συστημάτων (Ladd, 1986) O Carter (1978) υποστηρίζει ότι γύρω στα 30 εκατομμύρια εκτάρια εδάφους που βρίσκονται σε αγρανάπαυση στη Βόρεια Αφρική και στην Ανατολική Ασία θα μπορούσαν να σπαρθούν με ψυχανθή και εκτίμησε ότι η αύξηση του αζώτου θα ήταν ίση με 1,4 εκατομμύρια τόνους κάθε χρόνο, ποσό που θα ήταν υψηλότερο κατά 65% από τα αζωτούχα λιπάσματα που χρησιμοποιούν οι γύρω χώρες. [12]

14 1.2 ΕΛΛΗΝΙΚΕΣ ΠΟΙΚΙΛΙΕΣ ΚΤΗΝΟΤΡΟΦΙΚΟΥ ΚΟΥΚΙΟΥ Το Ινστιτούτο Κτηνοτροφικών Φυτών και Βοσκών Λάρισας του ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε., έχει δημιουργήσει δύο πολύ καλές ποικιλίες κτηνοτροφικών κουκιών την «Πολύκαρπη» και την «Τανάγρα». Και οι δύο είναι οι πρώιμες ποικιλίες, κατάλληλες για φθινοπωρινή σπορά και παραγωγικές. Ο σπόρος της πρώτης ποικιλίας είναι μικρός, χρώματος μαύρου και της δεύτερης είναι μετρίου μεγέθους χρώματος μπεζ. Στην Ελλάδα καλλιεργούνται οι ποικιλίες κτηνοτροφικού κουκιού (Vicia faba L.) Carola, Vesuvio, Tanagra, Merkur και Polykarpi. Παράγονται συνολικά τόνοι κτηνοτροφικού κουκιού με τους από αυτούς να είναι της ποικιλίας Πολυκάρπη (Γουρδουβέλης, Δ., 2010). Ποικιλία Πολυκάρπη Ο σπόρος της ποικιλίας αυτής είναι μικρού μεγέθους, μαύρος (βάρος 1000 σπόρων γραμμάρια). Σπέρνεται με τις συνηθισμένες σπαρτικές, το Χειμώνα και είναι πρώιμη και παραγωγική. Έχει μεγάλη αντοχή στο ψύχος (έως - 16 ο C) και ικανοποιητική στη σκλερωτίνια. Η απόδοσή της κυμαίνεται στα κιλά/στρέμμα. Ως προς το έδαφος τα κουκιά ποικιλίας «Πολυκάρπη» προσαρμόζονται σε μεγάλη ποικιλία τύπων, από τα πιο φτωχά ως προς τα πιο γόνιμα. Αναπτύσσονται όμως καλύτερα σε σχετικά βαριά πηλώδη ασβεστούχα εδάφη που συγκρατούν το νερό της βροχής αλλά παρουσιάζουν καλή αποστράγγιση. Είναι ευαίσθητα σε όξινα εδάφη αλλά πιο ανθεκτικά από άλλο ψυχανθή. Οι υπερβολικές βροχοπτώσεις κατά το Χειμώνα δεν είναι επιθυμητές γιατί είναι αυξημένος ο κίνδυνος γενίκευσης των προσβολών από σκληρωτινίαση. Επίσης, η πολύ ζεστή και ξερή Άνοιξη περιορίζει την ανάπτυξη των φυτών και συνοδεύεται από επιδημία μαύρων αφίδων που μπορούν να μειώσουν σημαντικά την παραγωγή. Περιεκτικότητα σε θρεπτικά συστατικά Η μεγάλη διακύμανση στη θρεπτική αξία του κτηνοτροφικού κουκιού πιθανώς να οφείλεται σε διαφορές στην ποικιλία, στο περιβάλλον, στις συνθήκες ανάπτυξης και στη χρονιά συγκομιδής (Rubio et al., 1992, Hughes and Choct, 1999). Οι Chavan et al., (1989) και Muehlbauer και Tullu (1997) ανέφεραν ότι το περιεχόμενο σε αζωτούχες ουσίες στο κτηνοτροφικό κουκί μπορεί να ποικίλλει από 200 έως 410 g/kg. Οι πρωτεΐνες του αποτελούνται κατά το μεγαλύτερο μέρος από γλοβουλίνες (600g/kg), αλβουμίνες (200 g/kg), γλουτελίνες (150 g/kg), και προλαμίνες (Larralde, 1991). Η λεγκουμίνη είναι η κυρίαρχη γλοβουλίνη και αποτελείται κατά φθίνουσα σειρά από αργινίνη, θρεονίνη και τρυποφάνη (Hulse, 1994). [13]

15 Η περιεκτικότητα σε άμυλο του κτηνοτροφικού κουκιού είναι σχετικά υψηλή και κυμαίνεται μεταξύ 413 και 420 g/kg. Οι Cerning et al., (1975) υπολογίζεται ότι οι σπόροι του κτηνοτροφικού κουκιού περιέχουν από 510 έως 680g/kg συνολικών υδατανθράκων το μεγαλύτερο μέρος των οποίων είναι άμυλο ( g/kg). Τα κύρια διαλυτά σάκχαρα του κτηνοτροφικού κουκιού είναι οι α-γαλακτοζίτες, που περιλαμβάνουν τη ραφιζόνη, τη σταχτυόζη και τη βερμπασκόζη (Sosulski and Cadden, 1982). Οι προαναφερόμενοι ολιγοσακχαρίτες όταν ζυμώνονται οδηγούν σε παραγωγή αερίων και κατά συνέπεια η παρουσία αυτών των σακχάρων στο κουκί περιορίζει την χρήση της στην ανθρώπινη διατροφή αλλά και στη διατροφή των αγροτικών ζώων (Christofaro et al., 1972, Price et al., 1988). Η περιεκτικότητα ανοργάνων στοιχείων στο κτηνοτροφικό κουκί παραλλάσσει ανάλογα με την ποικιλία. Ποικιλία με ανοιχτό χρώμα τείνουν να έχουν μικρότερο περιεχόμενο σε ινώδεις ουσίες και ανόργανα στοιχεία από ποικιλίεςπου έχουν σκούρο χρώμα. Και στις δύο περιπτώσεις το νάτριο βρέθηκε κυρίως στο περίβλημα ενώ τα άλλα μακροστοιχεία καθώς και ιχνοστοιχεία ήταν πιο συγκεντρωμένα στις κοτυλήδονες (Rubio et al., 1992). Oι Chavan et al., (1989) αναφέρουν ότι η διακύμανση στην περιεκτικότητα νατρίου είναι από g/kg ΞO και ότι 40-60% του φωσφόρου βρίσκεται διασπασμένο υπό μορφή φυτίνης ή φυτικού οξέως. Οι τιμές αυτές είναι μικρότερες από εκείνες που αναφέρθηκαν από τους Rubio et al., (1992) για ανοιχτόχρωμες (3,65 g/kg FO) και σκουρόχρωμες (4,00 g/kg FO) ποικιλίες. Στον Πίνακα 1.1 φαίνεται η περιεκτικότητα τριων ξένων ποικιλιών κτηνοτροφικού κουκιού καθώς και ο μέσος όρος τους σε αμινοξέα. Από τα δεδομένα του πίνακα προκύπτει ότι το κτηνοτροφικό κουκί είναι πλούσιο σε γλουταμινικό οξύ και σε αργινίνη. Η μεθειονίνη και η κυστίνη είναι τα περιοριστικά αμινοξέα. Στον Πίνακα 1.2 φαίνεται μια σύγκριση μεταξύ σπερμάτων κτηνοτροφικού κουκιού και ενός σογιάλευρου ως προς την περιεκτικότητά τους σε αζωτούχες ουσίες και αμινοξέα. [14]

16 Πίνακας 1.1: Περιεκτικότητα σπερμάτων τριών ξένων ποικιλιών κτηνοτροφικού κουκιού σε αμινοξέα (g/kg). Αμινοξέα ΜΟ Απαραίτητα Αργινίνη 23,1 25,1 25,0 24,4 Ιστιδίνη 6,3 8,1 6,3 6,9 Ισολευκίνη 11,1 12,4 10,2 11,2 Λευκίνη 18,8 21,4 18,1 19,4 Λυσίνη 15,9 18,2 13,6 15,9 Μεθειονίνη 12,1 2,2 1,6 2,3 Φαινυλαλανίνη 10,9 11,8 10,7 11,1 Θρεονίνη 9,0 9,8 8,9 9,2 Βαλίνη 12,2 13,7 11,4 12,4 Τρυπτοφάνη 2,3 2,0 1,8 2,0 Μη απαραίτητα Αλανίνη 10,6 11,6 10,3 10,8 Κυστίνη 3,3 3,5 2,8 3,2 Γλυκίνη 10,6 12,1 10,4 11,0 Γλουταμινικό οξύ 42,9 53,1 38,4 44,8 Προλίνη 11,8 11,3 10,6 11,3 Σερίνη 13,2 13,6 12,0 12,9 Τυροσίνη 7,5 8,4 7,4 7,8 [15]

17 (1)Diaz et al., (2006) (2) Marscal-Landin et al (2002) (3) Perez-Maldonado (1997) & Farindran et al., (2005) Πίνακας 1.2: Σύγκριση αζωτούχων ουσιών και αμινοξέων (g/kg) σπερμάτων κτηνοτροφικού κουκιού και ενός σογιαλεύρου (Mihailovic et al., 2007, Viveros et al., 2007) Σπέρματα κτηνοτροφικού κουκιού Σογιάλευρο Αζωτούχες ουσίες 274,0 533,0 Αλανίνη 3,3 30,2 Αργινίνη 13,2 40,2 Ασπαρτικό οξύ 33,1 76,0 Κυστίνη Γλουταμινικό οξύ 28,7 35,8 Γλυκίνη 11,0 23,5 Ιστιδίνη 7,7 12,3 Ισολευκίνη 11,0 29,1 Λευκίνη 18,7 44,7 Λυσίνη 16,5 36,9 Μεθειονίνη 3,3 7,8 Φαινυλαλανίνη 14,3 31,3 Προλίνη 4,4 8,9 Σερίνη 28,7 64,8 Θρεονίνη 7,7 17,9 Τρυπτοφάνη Τυροσίνη 8,8 20,1 [16]

18 Βαλίνη 15,4 33,5 Ενεργειακό περιεχόμενο σπερμάτων κτηνοτροφικού κουκιού. Οι Hughes et al., (2002) ανέφεραν ότι οι τιμές της φαινομένης μεταβολίσιμης ενέργειας (ΦΜΕ) στο κτηνοτροφικό κουκί κυμαίνονται για κρεοπαραγωγά ορνίθια μεταξύ 10,6 και 13,7 MJ/kg και απέδωσαν τη διακύμανση αυτή (~15% κ.μ.ο.) στις διαφορές μεταξύ των ποικιλιών και των πειραματικών συνθηκών. Σπέρματα ποικιλών κτηνοτροφικού κουκιού χωρίς ταννίνη, τείνουν να έχουν υψηλότερες τιμές Φ.Μ.Ε. από εκείνες που περιέχουν ταννίνη. Ο Marquart (1993) ομοίως διαπίστωσε ότι οι ταννίνες στα σπέρματα κτηνοτροφικού κουκιού μειώνουν τη φαινομένη μεταβολίσιμη ενέργεια και τη φαινομένη πεπτικότητα της πρωτεΐνης κατά 7-19%. Σε τρεις ποικιλίες κτηνοτροφικού κουκιού (Gloria, Devine και EE0T0V) οι τιμές μεταβολίσιμης ενέργειας διορθωμένη ως προς το μεταβολικό άζωτο (δηλαδή πραγματικής μεταβολίσιμης ενέργειας, ΠΜΕ) κυμαίνονταν μεταξύ 11,94-12,70 MJ/kg για κρεοπαραγωγά ορνίθια (Metayer et al.,2002). Πεπτικότητα διαθεριμότητα πρωτεΐνης και αμινοξέων σπερμάτων κτηνοτροφικού κουκιού Οι Igbasan et al., (1997), προσδιόρισαν τη διαθεσιμότητα των αμινοξέων ποικιλιών κτηνοτροφικού μπιζελιού με κίτρινο, πράσινο και σκουρόχρωμο χρωματισμό των σπερμάτων. Η διαθεσιμότητα των αμινοξέων κυμαινόταν από 78,3% για το σύνολο των θειούχων αμινοξέων έως 90,5% για το γλουταμινικό οξύ. Οι ποικιλίες με σκουρόχρωμα σπέρματα εμφάνιζαν μια μέση διαθεσιμότητα λυσίνης, θρεονίνης και συνολικών θειούχων αμινοξέων 71,9, 72,4 και 64%, αντίστοιχα, δείχνοντας ότι τα υψηλά επίπεδα ταννίνης που περιέχουν οι ποικιλίες αυτές, πιθανόν εμποδίζουν σημαντικά την πεπτικότητα των αμινοξέων τους. Η Φαινόμενη Πεπτικότητα της Πρωτεΐνης (ΦΠΠ) διαφέρει σημαντικά μεταξύ των ποικιλιών με κίτρινο, πράσινο και σκούρο χρώμα σπερμάτων (76,7, 71,5 και 60,1%, αντίστοιχα) (Igbasan & Guenter, 1996a), όταν προσδιορίζεται στο σιτηρέσιο αρσενικών ορνιθίων κρεοπαραγωγής ηλικίας 10 ημερών. Η φαινόμενη αυτή πεπτικότητα της πρωτεΐνης μιας συγκεκριμένης ποικιλίας κτηνοτροφικού κουκιού υπολογίσθηκε στο σιτηρέσιο ορνιθίων κρεοπαραγωγής [17]

19 ηλικίας 17 ημερών σε 81% (Brenes et al., 1993). Οι τιμές ΦΠΠ προσεγγίζουν εκείνες της φαινόμενης πεπτικότητας των αμινοξέων για ορνίθια κρεοπαραγωγής ηλικίας 4 εβδομάδων. Η ΦΠΠ για ενήλικες όρνιθες αυγοπαραγωγής υπολογίσθηκε 78,5% (Gruhn & Zander, 1990). Στην Ευρώπη είναι αρκετά διαδεδομένη η χρησιμοποίηση των σπερμάτων κτηνοτροφικών ψυχανθών για τη διατροφή των ορνίθων (Gatel, 1994). Ορισμένες ποικιλίες έχουν υψηλότερο επίπεδο ΟΑΟ σε σύγκριση με άλλες, αλλά σε αρκετές περιπτώσεις οι ποικιλίες που υστερούν σε ΟΑΟ έχουν μεγαλύτερες στρεμματικές αποδόσεις, έτσι ώστε τελικά η συνολική απόδοση μεταξύ των ποικιλιών σε ΟΑΟ να διατηρείται σε παρόμοιο επίπεδο (Monti, 1983). Σε σύγκριση με τις εαρινές ποικιλίες, οι χειμερινές περιέχουν υψηλότερα επίπεδα αναστολέων τρυψίνης (Conan & Carré, 1989), αλλά γενικά έχουν χαμηλότερη ΦΜΕ και ΦΠΠ (Carré et al., 1991). 1.3 ΑΝΤΙΔΙΑΙΤΗΤΙΚΟΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ Τα σπέρματα ψυχανθών αποτελούν μια σημαντική πηγή θρεπτικών συστατικών με ελλιπή, ωστόσο, ισορροπία αμινοξέων ιδιαίτερα στη διατροφή των χορτοφάγων (Ghadge et al., 2008a). Η θρεπτική αξία των σπερμάτων ψυχανθών εξαρτάται από τις μεθόδους επεξεργασίας, την παρουσία ή μη αντιδιαιτητικών ή τοξικών παραγόντων και την πιθανή αλληλεπίδραση με άλλα θρεπτικά συστατικά των τροφών (Ghadge et al., 2008b). Για τη βελτίωση της διατροφικής αξίας και την αποτελεσματική αξιοποίηση των σπερμάτων ψυχανθών από τα παραγωγικά πτηνά είναι απαραίτητο να αδραναποιηθούν ή να μειωθούν οι αντιδιαιτητικοί παράγοντες. Οι περισσότερες αν όχι όλες φυτικές πρωτεΐνες, περιέχουν αντιδιαιτητικούς παράγοντες ή αλλιώς ANFs (Antinutritional factors). Οι παράγοντες αυτοί επηρεάζουν τη διαθεσιμότητα των θρεπτικών συστατικών ή έχουν επιβλαβή επίδραση στο ζώο. Κάθε φυτικό είδος περιέχει διαφορετικούς αντιδιαιτητικούς παράγοντες και σε διαφορετικές ποσότητες (Gatel, 1994). Έτσι, η πρωτεΐνη των δημητριακών είναι χαμηλής περιεκτικότητας σε τοξικούς παράγοντες και η πρωτεΐνη των μπιζελιών ακόμη χαμηλότερη. Αντίθετα τα ακατέργαστα σπέρματα σόγιας είναι πλούσιος σε αναστολείς πρωτεασών. Η τοξικότητα και η δραστικότητα των τοξικών επιδράσεων του κάθε αντιδιαιτητικού παράγοντα συχνά περιορίζεται σε ένα συγκεκριμένο είδος ζώου. [18]

20 Οι κυριότεροι ANFs στα ψυχανθή είναι οι παρεμποδιστές πρωτεαστών, οι λεκτίνες και οι τανίνες (Wiseman & Cole, 1988). Ένας άλλος ANF, που μειώνει αρκετά τη θρεπτική αξία των ψυχανθών είναι οι μη διαθέσιμοι υδατάνθρακες (Chang & Satterlie, 1981, Brilluet & Carre, 1983, Semino et al., 1985). Οι ANFs επηρεάζουν περισσότερο τα μονογαστρικά σε σύγκριση με τα μηρυκαστικά ζώα. Αυτό συμβαίνει γιατί ο μικροβιακός πληθυσμός που υπάρχει στη μεγάλη κοιλία των μηρυκαστικών εξουδετερώνει ή περιορίζει τη δράση των ANFs. Οι αντιδιαιτητικοί παράγοντες στο κτηνοτροφικό κουκί Μεταξύ των δευτερογενών προϊόντων του μεταβολισμού των φυτών, οι ταννίνες στα κτηνοτροφικά φυτά έχουν προσελκύσει το ενδιαφέρον για δύο αντιφατικούς λόγους, για την αρνητική επίδραση στη θρεπτική αξία των προϊόντων που παράγονται, καθώς και το ρόλο τους σε ορισμένους αμυντικούς μηχανισμούς ενάντια σε παθογόνους μικροοργανισμούς και σε εχθρούς (Α. Μartin et al., 1991). Οι κύριοι αντιδιαιτητικοί παράγοντες που υπάρχουν στο κτηνοτροφικό κουκί είναι οι ταννίνες. Όπως και στο μπιζέλι, υπάρχει μια ισχυρή θετική συσχέτιση μεταξύ του άσπρου χρώματος των λουλουδιών και της μείωσης των ταννινών, που ελέγχεται τουλάχιστον από δύο υποτελή γονίδια (Duc, 1997). Οι ποικιλίες χωρίς ταννίνες κοινώς γνωστές ως μηδενικές ταννίνες (zero-tannins) ή κτηνοτροφικό κουκί χωρίς ταννίνες (tannin-free faba bean) έχουν βρει καλή εφαρμογή τόσο για ανθρώπινη κατανάλωση όσο και για ζωοτροφή. Μεταξύ των δηλητηριωδών ουσιών που κάνουν το ακατέργαστο κτηνοτροφικό κουκί ακατάλληλο για τη διατροφή των μονογαστρικών ζώων αλλά και τον άνθρωπο, είναι η γ-γλουταμυλική-β-κυανοαλανίνη, που παρεμποδίζει το μεταβολισμό των θειούχων αμινιξέων, η βικίνη και η κονβικίνη οι οποίες προκαλούν την ασθένεια του λεγόμενου φαβισμού ή κυάμωση (Mihailović et al., 2005). Η συμμετοχή σπερμάτων κτηνοτροφικών ψυχανθών σε χαμηλά έως μέτρια ποσοστά στα σιτηρέσια των μονογαστρικών ζώων μπορεί να αυξήσει την παραγωγή και να βελτιώσει την αποτελεσματικότητα του σιτηρεσίου. Η χρήση των σπερμάτων κτηνοτροφικών ψυχανθών στη διατροφή των παραγωγικών πτηνών συγκρατείται σε χαμηλά επίπεδα από την αβεβαιότητα ως προς την περιεκτικότητα αλλά και το μέγεθος των επιδράσεων των αντιδιαιτητικών παραγόντων που μπορεί να περιέχουν (Wiryawan and Dingle, 1999). Ο Flaeh et [19]

21 al., (1998) επεσήμανε πολλούς αντιδιαιτητικούς παράγοντες στο κτηνοτροφικό κουκί (παρεμποδιστές πρωτεασών,ταννίνες, λεκτίνες ή αιμογλουτινίνες, σαπωνίτες, βικίνη και κονβικίνη). Η θερμική επεξεργασία αποτελεί ένα από τα πιο σημαντικά μέσα για την αντιμετώπιση των αντιδιαιτητικών παραγόντων στα σπέρματα κτηνοτροφικών ψυχανθών. Ο Al-Nouri (1979) διαπίστωσε ότι σπέρματα κτηνοτροφικού κουκιού που επεξεργάζονταν θερμικά είχαν πρωτεΐνες που αξιοποιούνταν πιο αποτελεσματικά από εκείνες που προέρχονται από άλλες μεθόδους επεξεργασίας. α) Ταννίνες Οι ταννίνες είναι ενώσεις φαινολικού χαρακτήρα (Deshpande et al., 1983) και μπορούν να διαιρεθούν σε δύο ομάδες: α) στις υδρολυόμενες ταννίνες και β) στις συμπυκνωμένες ταννίνες (Zucker, 1983). Οι ταννίνες προκαλούν διαταραχές στην πέψη, μειώνουν την πεπτικότητα των ζωοτροφών και σχηματίζουν δεσμούς με διάφορες ενώσεις, όπως είναι τα ένζυμα και οι υδατάνθρακες. Οι συμπυκνωμένες ταννίνες, πιο συγκεκριμένα, σχηματίζουν σύμπλοκα με πρωτεΐνες της τροφής (Griffiths, 1980), με υδατάνθρακες και άλλα μακρομόρια (Gwain, 1960, Haslam, 1979) και με διατομικά μεταλλικά ιόντα (Skikantia, 1976). Παρεμποδίζουν την ενεργότητα δοαφόρων ενζύμων ( Griffiths, 1980, Huisman & van der Poel, 1987) και διαβρώνουν τα επιθηλιακά κύτταρα (Bernays, Cooper, Driver & Bilgeuer, 1989). Τα σύμπλοκα που σχηματίζουν οι ταννίνες με τις πρωτεΐνες είναι ιδιαίτερα υδροφοβικά (Mitaru, 1984) κι ευθύνονται, εν μέρει, για τη χαμηλή πεπτικότητα των πρωτεϊνών και την αυξημένη αποβολή αζώτου με τα κόπρανα, που παρατηρείται σε ποντικούς (Μοseley & Griffiths, 1980), σε χοίρους (Hlodversson, 1987) και σε όρνιθες (Ortiz et al., 1993). Οι περισσότερες μελέτες που έχουν γίνει για τις ταννίνες έχουν γίνει στο φυτό Vicia faba, λόγω της έντονης δράσης που παρουσιάζουν οι ταννίνες σε σχέση με τους άλλους αντιδιατροφικούς παράγοντες που υπάρχουν στο φυτό αυτό (Griffiths, 1981). Οι ταννίνες προστατεύουν το σπόρο από επιβλαβείς μικροοργανισμούς και τον καρπό από τα διάφορα ζώα, μια και προσδίδουν σ αυτόν δυσάρεστη γεύση. β) Βικίνη και κονβικίνη Στα σπέρματα κτηνοτροφικών κουκιών υπάρχουν δύο γλυκοζίτες η βικίνη και η κονβικίνη. Αυτοί οι δύο γλυκοζίτες εμποδίζουν τη διάδοση του [20]

22 κτηνοτροφικού κουκιού ως τρόφιμο για ανθρώπινη κατανάλωση και ως ζωοτροφή παγκοσμίως γιατί προκαλούν την ασθένεια που λέγεται φαβισμός ή κυάμωση (Favism) και που εμφανίζεται σε άτομα που έχουν έλλειψη του ενζύμου γλυκόσο-6-φωσφορική δεϋδρογενάση στα ερυθρά αιμοσφαίρια. Σιτηρέσια πουλερικών πλούσια σε βικίνη και κονβικίνη έχει αποδειχθεί ότι προκαλούν μείωση της γονιμότητας και της εκκολαπτικότητας των αυγών, μείωση του βάρους του αυγού και συγκεκριμένα της λεκίθου του αυγού, μείωση του ποσοστού της αυγοπαραγωγής, αύξηση του ποσοστού λιπιδίων και των υπεροξειδίων στο πλάσμα του αίματος, διόγκωση του ήπατος κ.ά. (Πατσή, 2012). γ) Λεκτίνες (αιμογλουτινίνες) Οι λεκτίνες ή αιμογλουτίνες (van Heugten, 2001) είναι γλυκοπρωτεΐνες και βρίσκονται στα περισσότερα ψυχανθή σε διάφορες συγκεντρώσεις. Πιο συγκεκριμένα, οι λεκτίνες συγκεντρώνονται κυρίως στις κοτυληδόνες των σπερμάτων των ψυχανθών (Marquardt et al., 1975). Ο ρόλος των λεκτινών των ψυχανθών είναι αμφιλεγόμενος (Grant and Driessche, 1993., Beric et al., 1997). Αυτές οι γλυκοπρωτεΐνες εμφανίζονται σε μικρές ποσότητες στα σπέρματα των ψυχανθών και συγκεκριμένα στους σπόρους σόγιας, στο κτηνοτροφικό κουκί, στο μπιζέλι, αλλά δεν εμφανίζονται στα λούπινα. Οι λεκτίνες δεσμεύουν μοριακούς υδατάνθρακες χωρίς να μεταβάλλουν την ομοιοπολική τους δομή (Pustzai, 1989a, Pustzai et al., 1990), προκαλούν συγκόλληση των ερυθρών αιμοσφαιρίων in vitro, δυσλειτουργία στο εντερικό επιθήλιο και εξασθενούν την απορρόφηση των θρεπτικών συστατικών (Baintner et al., 1993, Gatel, 1994). Ακόμα αυξάνουν τον πληθυσμό του Escherichia coli στο έντερο (Pustzai et al., 1993). Σε πειράματα που έγιναν βρέθηκε ότι οι λεκτίνες που περιέχονται στα σπέρματα σόγιας και σε διάφορες ποικιλίες του Phaseolus vulgaris και λαμβάνονται από τα ζώα με το σιτηρέσιο, παρεμποδίζουν την ανάπτυξη, ενώ είναι τοξικές όταν χορηγηθούν σε ενέσιμη μορφή. Οι λεκτίνες προστατεύουν το φυτό από τα έντομα και υπάρχουν ενδείξεις ότι βοηθούν στην ωρίμανση και το φύτρωμα του σπόρου (Bond,et al, 1985). Οι αιμογλουτίνες ή λεκτίνες είναι συνήθως γλυκοπρωτεΐνες που δεσμεύονται από την επιφάνεια των ερυθρών αιμοσφαιρίων, προκαλώντας τη συγκόλλησή τους, με αποτέλεσμα τη μειωμένη σωματική ανάπτυξη ή την αναιμία. Στον πίνακα 1.3 [21]

23 φαίνεται η περιεκτικότητα σπερμάτων διαφόρων ποικιλιών κτηνοτροφικού κουκιού σε αντιδιαιτητικούς παράγοντες. Πίνακας 1.3: Περιεκτικότητα σπερμάτων διαφόρων ποικιλιών κτηνοτροφικού κουκιού σε αντιδιαιτητικούς παράγοντες (g/kg) Έγχρωμα άνθη [22] Λευκά άνθη Αιμογλουτινίνες 27,7 27,2 Συνολικές φαινόλες 20,1 4,5 Ταννίνες 14,1 0,14 Συνολικές ταννίνες 26,2 Αναστολείς τρυψίνης 1,85 3,05 Σαπωνίτες 3,17 1,83 Φυτίνη ή φυτικό οξύ 16,6 5,0 δ) Παρεμποδιστές πρωτεασών Πηγή: (Adel & Römer, 1996) Οι παρεμποδιστές πρωτεασών, σύμφωνα με τους Huisman και van der Poel (1987), είναι πεπτίδια που σχηματίζουν σταθερά αδρανή σύμπλοκα με τα πρωτεολυτικά ένζυμα του παγκρεάτος. Παρεμποδίζουν κυρίως την τρυψίνη και τη χυμοτρυψίνη καθώς και άλλες σερίνες πρωτεϊνάσες (Norton, Bliss & Bressani, 1985). Δεσμεύουν, επίσης, την κυστεΐνη, η οποία υπάρχει σε μικρή ποσότητα στον οργανισμό (Kakade et al., 1969). Κάποιοι παρεμποδιστές παρουσιαάζουν μεγάλη εξειδίκευση και εμποδίζουν τη δράση ενός μόνο ενζύμου, ενώ άλλοι παρεμποδίζουν ταυτόχρονα δυο ένζυμα και ονομάζονται πολυδύναμοι. Οι αναστολείς των πρωτεασών μειώνουν την πεπτικότητα των πρωτεϊνών στο επίπεδο του εντέρου και αυξάνουν την παγκρεατική ενζυμική έκκριση με συνέπεια τη διόγκωση (υπερτροφία) του παγκρέατος στις όρνιθες. Οι παρεμποδιστές πρωτεασών δε δρουν μόνο στις τροφές που τους περιέχουν, αλλά σε όλες τις τροφές που υπάρχουν στο έντερο. Η παρεμπόδιση

24 των ενδογενών πρωτεασών στο επίπεδο του λεπτού εντέρου, θα δώσει ώθηση στην έκκριση των παγκρεατικών ενζύμων (Liener, 1989). Δεδομένο ότι τα παγκρεατικά ένζυμα έχουν μεγάλη περιεκτικότητα σε θειούχα αμινοξέα, αυτή η έκκριση θα προκαλέσει απώλεια της μεθειονίνης και της κυστίνης από τη σύνθεση των ιστών του σώματος. Όταν η δράση της τρυψίνης παρεμποδίζεται από τους ομώνυμους αναστολείς πρωτεασών, οι πρωτεΐνες δύσκολα πέπτονται και η διαθεσιμότητα των αμινοξέων μειώνεται (Wang et al., 1998, Kakade et al., 1969). ε) Μη-αμυλούχοι πολυσακχαρίτες, (Non starch polysaccharides, NSP) Οι πολυσακχαρίτες των φυτών, είναι πολύπλοκες ετερογενείς ενώσεις και ταξινομούνται με διάφορους τρόπους, ανάλογα με τα ενδιαφέροντα των ερευνητών (Englyst and Hudson, 1996). Οι Englyst and Hudson (1996) ομαδοποίησαν όλα τα πολυσακχαρικά συστατικά εκτός του αμύλου ως μη-αμυλούχους πολυσακχαρίτες. Οι μηαμυλούχοι πολυσακχαρίτες ταξινομούνται περαιτέρω σε κυτταρίνη και μηκυταρινούχους πολυσακχαρίτες. Οι τελευταίοι περιέχουν ημικυτταρίνες, β- γλυκάνες, πηκτίνες κ.ά.,σε αντίθεση με τους αποθηκευτικούς πολυσακχαρίτες όπως είναι η ινσουλίνη. Οι μη-αμυλούχοι πολυσακχαρίτες είναι μη-διαθέσιμοι υδατάνθρακες. Τα σπέρματα ψυχανθών περιέχουν μεγάλες συγκεντρώσεις μη-αμυλούχων πολυσακχαριτών (Smits & Annison, 1996, Chot, 1997). Οι μη αμυλούχοι πολυσακχαρίτες των ψυχανθών έχουν πιο πολύπλοκη δομή από εκείνους των δημητριακών διότι περιέχουν ένα μίγμα από κολλοειδείς πολυσακχαρίτες τις λεγόμενες πηκτίνες (Chot, 2006). Οι πηκτίνες εντοπίζονται κυρίως στις κοτυληδόνες, ενώ η κυτταρίνη και οι ξυλάνες βρίσκονται κυρίως στο περίβλημα ή στη μεμβράνη των σπερμάτων των ψυχανθών. Οι NSP είναι υπεύθυνοι για τη μικρή παραμονή της τροφής στον πεπτικό σωλήνα (Roberfroid, 1993) και για τη μειωμένη πεπτικότητα του αμύλου (Knudsen et al., 1993), των πρωτεϊνών και των λιπών (Chot & Annison, 1992). Αυξάνουν επίσης το ιξώδες του στομάχου (Burnett, 1966, Antoniou & Marguardt, 1983) με αποτέλεσμα να μειώνεται η διαθεσιμότητα των θρεπτικών συστατικών, η πρόσληψη της τροφής και οι αποδόσεις των ζώων. Στις όρνιθες αυγοπαραγωγής η πρόσληψη NSP έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή αυγών με στίγματα στο κέλυφος (Classen & Bedford, 1991). στ) Σαπωνίτες [23]

25 Οι σαπωνίτες (γλυκοζίτες πεντακυκλικών τριτερπενίων) σχηματίζουν σύμπλοκα μέσω υδρόφοβων δεσμών με τους υποδοχείς της γεύσης, προκαλώντας την αίσθηση της πικράδας. 1.4 ΜΕΘΟΔΟΙ ΜΕΙΩΣΗΣ ΤΩΝ ΔΥΣΜΕΝΩΝ ΕΠΙΔΡΑΣΕΩΝ ΤΩΝ ANFs ΚΑΙ ΒΕΛΤΙΩΣΗΣ ΤΗΣ ΘΡΕΠΤΙΚΗΣ ΑΞΙΑΣ ΤΩΝ ΣΠΕΡΜΑΤΩΝ ΤΟΥ ΚΤΗΝΟΤΡΟΦΙΚΟΥ ΚΟΥΚΙΟΥ Γενετική Βελτίωση των ποικιλιών κτηνοτροφικού κουκιού Πειράματα που έχουν γίνει με στόχο την εξάλειψη των αντιδιαιτητικών παραγόντων από τα φυτά, έχουν δώσει πολύ καλά αποτελέσματα (Bond & Duc, 1993). Η δημιουργία όμως βελτιωμένων φυτών με τη βοήθεια της γενετικής είναι μια διαδικασία που απαιτεί πολύ χρόνο και δε δίνει πάντα σταθερά αποτελέσματα. Ωστόσο, υπάρχουν θετικά αποτελέσματα τουλάχιστον σε ότι αφορά την απομάκρυνση των αναστολέων τρυψίνης στα κτηνοτροφικά ψυχανθή. Σπέρματα ορισμένων ποικιλιών ψυχανθών έχουν μεγαλύτερη δραστικότητα αναστολέων τρυψίνης ενώ άλλων όχι. Η διασταύρωση των δύο ποικιλιών έδειξε ότι υπάρχουν διαφορετικές δραστικότητες των αναστολέων τρυψίνης, πράγμα που υποδηλώνει ότι η κληρονομική μετάδοση δεν είναι συστηματική (Leterme et al., 1992). H μείωση της περιεκτικότητας σε συμπυκνωμένες ταννίνες μέσω της γενετικής χειραγώγησης στο κτηνοτροφικό κουκί είχε ως αποτέλεσμα την αυξημένη πεπτικότητα της ξηράς ουσίας και του αζώτου στα παραγωγικά πτηνά (Van der Poel et al., 1992). Φυσικές μέθοδοι επεξεργασίας Η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος για τη μείωση των αρνητικών επιπτώσεων που προκαλούνται από τους ANFs είναι η φυσική επεξεργασία. Η αποφλοίωση είναι μια αποτελεσματική διαδικασία για τη μείωση του ποσοστού των ταννινών στα σπέρματα των κτηνοτροφικών ψυχανθών, δεδομένου ότι οι περισσότερες ταννίνες ανιχνεύονται στο φλοιό των σπερμάτων. (Dashpande et al., 1982, Rao & Prabavati, 1982; Singh 1993). Το σωματικό βάρος, η εκμετάλλευση της τροφής, η πεπτικότητα του αζωτούχων ουσιών και η φαινομένη ματαβολίσιμη ενέργεια βελτιώθηκαν κατά 5,7, 7,0, 16,4 και 13,9% αντίστοιχα, όταν κρεοπαραγωγά ορνίθια διατράφηκαν με αποφλοιωμένα σπέρματα κτηνοτροφικού μπιζελιού υψηλής περιεκτικότητας σε ταννίνες, σε [24]

26 σύγκριση με εκείνα που διατράφηκαν με την ίδια ποικιλία χωρίς επεξεργασία ( Brenes et al., 1993). Παραδοσιακά για την αποφλοίωση των ψυχανθών έχουν δοκιμαστεί αποφλοιωτές τριβής, κυλινδρόμυλοι και αποφλοιωτές απόξεσης (Melcion and Van der Poel, 1993). Άλεση ή αλευροποίηση Θεωρείται η επεξεργασία, η οποία ασκεί τη μεγαλύτερη επίδραση στη θρεπτική αξία του κτηνοτροφικού κουκιού. Για τα πλήρη σπέρματα του κτηνοτροφικού κουκιού, η αλευροποίηση με ψιλό κόσκινο (διάμετρος <1mm), αυξάνει σημαντικά την πεπτικότητα του αμύλου, την περιεχόμενη ΜΕ για ενήλικες όρνιθες, αλλά η βελτίωση αυτή δεν είναι εμφανής όταν τα σπέρματα κτηνοτροφικού κουκιού υφίστανται οποιαδήποτε θερμική κατεργασία ή και αποφλοίωση πριν την αλευροποίηση (Longstaff & McNab, 1987). Θερμική επεξεργασία Η θερμική επεξεργασία μπορεί να χωριστεί σε δύο κατηγορίες, την ξηρά θέρμανση και την υγρή θέρμανση. Η θερμική επεξεργασία βασίζεται στη θερμική μετουσίωση των αναστολέων πρωτεασών. Είναι μια καλή μέθοδος μείωσης της ενεργότητας των λεκτινών, των αναστολέων τρυψίνης και χυμοτρυψίνης και γενικότερα στη βελτίωση της θρεπτικής αξίας των σπερμάτων των κτηνοτροφικών ψυχανθών (Kadam et al., 1987, Van der Poel 1990). Εξώθηση (Extrusion) Η εξώθηση είναι μία διαδικασία κατά την οποία η ζωοτροφή υποβάλλεται σε ανάμιξη, άλεση, θέρμανση υπό υψηλή πίεση πριν εξωθηθεί μέσα από μία μήτρα (Sorensen et al., 2002). Σύμφωνα με τη μέθοδο αυτή η πρώτη ύλη υφίσταται άλεση και θερμική επεξεργασία στους ο C και μετά πίεση. Ο Van der Poel (1992) βρήκε ότι η εξώθηση μειώνει το επίπεδο των ταννινών κατά 30-40% στα σπέρματα κτηνοτροφικών ψυχανθών και βελτιώνει τη διαιτητική αξία τους μέσω της μείωσης των αντιδιαιτητικών παραγόντων πτωτεϊνικής προέλευσης. Συγκεκριμένα, στο κτηνοτροφικό κουκί, υπάρχει μείωση κατά 10-45% ανάλογα με τη μέθοδο εξώθησης που εφαρμόζεται. Χημικές μέθοδοι επεξεργασίας [25]

27 Τα τελευταία χρόνια έχουν αναπτυχθεί ορισμένες χημικές τεχνικές επεξεργασίας, οι οποίες καταστρέφουν τους αντιδιαιτητικούς παράγοντες χωρίς όμως να επηρεάζουν τη συγκέντρωση των υπολοίπων θρεπτικών συστατικών. Μία από αυτές τις μεθόδους είναι τα ένζυμα (Ντότας Δ., 2005). Τα ένζυμα χρησιμοποιούνται στην επιστήμη της διατροφής εδώ και 30 χρόνια. Ένας από τους πολλούς λόγους για τους οποίους χρησιμοποιούνται είναι η βελτίωση της πεπτικότητας ορισμένων τροφών. Σύμφωνα με τον McCleary (2001), τα ένζυμα χρησιμοποιούνται στη διατροφή των παραγωγικών πτηνών για τους παραπάνω λόγους: (i) μείωση ή καταστροφή των αντιδιαιτητικών παραγόντων, (ii) αύξηση της διαθεσιμότητας των θρεπτικών συστατικών, όπως του αμύλου και των πρωτεϊνών που υπάρχουν στα κυτταρικά τοιχώματα και δεν είναι προσβάσιμα από τα ενδογενή πεπτικά ένζυμα, (iii) διάσπαση ειδικών χημικών δεσμών ακατέργαστων υλικών που δεν διασπώνται από τα πεπτικά ένζυμα του ζωικού οργανισμού, (iv) συμπλήρωση ενζύμων που παράγει το ανώριμο πεπτικό σύστημα του νεαρού ζωικού οργανισμού, (v) μείωση της παραλλακτικότητας της θρεπτικής αξίας μεταξύ δειγμάτων της ίδιας ζωοτροφής, (vi) βελτίωση της υγείας του εντερικού βλενογόννου και (vii) μείωση της απώλειας των θρεπτικών στοιχείων με την κόπρο. Οι μη-αμυλούχοι πολυσακχαρίτες που υπάρχουν στα φυτά μειώνουν τις αποδόσεις των ζώων. Όπως προαναφέρθηκε, στις όρνιθες αυγοπαραγωγής η πρόσληψη NSP έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή αυγών με στίγματα (Classen & Bedford, 1991). Η προσθήκη ενζύμων όπως η ξυλανάση, η γλυκανάση, η αμυλάση και τα μίγματά τους στα σιτηρέσια που περιέχουν τροφές με υψηλή περιεκτικότητα σε NSP βελτιώνει την αποτελεσματικότητα χρησιμοποίησης των θρεπτικών ουσιών. Το σύμπλοκο της φυτίνης ή του φυτικού οξέως είναι ένας ακόμη αντιδιαιτητικός παράγοντας που επηρεάζει αρνητικά τις αποδόσεις των ζώων., ιδιαίτερα των μη μηρυκαστικών. Η χρήση του ενζύμου φυτάση αυξάνει την αποτελεσματικότητα χρησιμοποίησης του φωσφόρου, των πρωτεϊνών και σύμφωνα με τις πρόσφατες μελέτες τη χρησιμοποίηση και άλλων θρεπτικών στοιχείων (Namkung & Leeson, 1999). [26]

28 ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΣΠΕΡΜΑΤΩΝ ΤΩΝ ΚΤΗΝΟΤΡΟΦΙΚΩΝ ΚΟΥΚΙΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΤΡΟΦΗ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΟΥ ΚΑΙ ΤΩΝ ΑΓΡΟΤΙΚΩΝ ΖΩΩΝ Τα κουκιά στη διατροφή του ανθρώπου Τα κουκιά αποτέλεσαν βασικό τρόφιμο επί χιλιετίες. Η καλλιέργειά και η χρήση τους είναι διαδεδομένη στις περιοχές της Μεσογείου, αλλά και σε ηπειρωτικές περιοχές όπως το Ιράκ, το Ιράν καθώς και η ΒΔ Ινδία και η Ν. Κίνα. Η σχετικά υχηλή περιεκτικότητά τους σε εύπεπτες πρωτεΐνες και άμυλο δικαιολογεί αυτή την εκτεταμένη χρήση του ως τρόφιμο. Πρόσφατες έρευνες (Ofuya and Akhidue, 2005, Champ, 2002) υποδεικνύουν τα οφέλη της χρήσης των κουκιών στη διατροφή και γενικότερα την υγεία του ανθρώπου, γιατί όπως και άλλα όσπρια είναι καλή πηγή διαιτητικών ινών, βιταμινών και ανοργάνων μετάλλων. Ωστόσο, η βικίνη και η κονβικίνη μπορούν να προκαλέσουν προβλήματα στην υγεία του ανθρώπου σε συγκεκριμένες καταστάσεις. Κυάμωνη ή φαβισμός Η κυάμωση είναι μία οξεία αιμόλυση που προκαλείται σε ανθρώπους που καταναλώνουν κουκιά και έχουν έλλειψη στο ένζυμο G6PD (Arese, 1982, Arese and De Flora, 1990). Η αιμόλυση σημαίνει ότι τα ερυθρά αιμοσφαίρια καταστρέφονται εντός ωρών μετά την κατανάλωση των κουκιών. Ένα μικρό ποσοστό των κατεστραμμένων ερυθρών αιμοσφαιρίων κατανέμεται στο αίμα, ενώ το μεγαλύτερο ποσοστό των ερυθρών αιμοσφαιρίων απομακρύνεται από τα μακροφάγα. Η κυάμωση μπορεί να προκαλέσει ταχεία καταστροφή μέχρι και του 80% των κυκλοφορούντων ερυθρών αιμοσφαιρίων και είναι ενδεχομένως θανατηφόρα. Συνήθως δεν απαιτεί μετάγγιση αίματος. Δεν υπάρχει θεραπεία, εκτός από την άμεση μετάγγιση ερυθρών αιμοσφαιρίων. Το κτηνοτροφικό κουκί στη διατροφή των ορνιθίων κρεοπαραγωγής Οι Perez-Maldonado (1997) αξιολογώντας τη θρεπτική αξία σπερμάτων κτηνοτροφικού κουκιού, μπιζελιού και λούπινου στη διατροφή κρεοπαραγωγών ορνιθίων, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η συμμετοχή σπερμάτων κτηνοτροφικού κουκιού στα σιτηρέσια κρεοπαραγωγών ορνιθίων μέχρι ποσοστου 150g/kg σεν [27]

29 υστερεί σε σύγκριση με τους μάρτυρες και έχει καλύτερες αποδόσεις ως προς την αύξηση του βάρους των ορνιθίων και την εκμετάλλευση της τροφής, σε σύγκριση με τα σιτηρέσια που περιείχαν σπέρματα μπιζελιού ή λούπινου. Συμμετοχή σπερμάτων κτηνοτροφικού κουκιού σε σιτηρέσια κρεοπαραγωγών ορνιθίων μέχρι ποσοστού 30% και με ισοστασθισμένα, από πλευράς ενέργειας, πρωτεΐνης και αμινοξέων σιτηρέσια, δεν επηρέασε σημαντικά την υγρασία των περιττωμάτων, το βάρος του παγκρέατος και του ήπατος και το κοιλιακό λίπος (Turtuero et al., 1988). Χρήση σπερμάτων κτηνοτροφικού κουκιού στα σιτηρέσια κρεοπαραγωγών ορνιθίων συχνά οδηγεί σε χειροτέρευση του συντελεστή εκμετάλλευσης τροφής (Lucbert, 1986), η οποία ωστόσο αίρεται όταν τα σιτηρέσια που περιέχουν κουκιά συμπληρώνονται με μεθειονίνη (Marquadt & Fröhlich, 1981). Από τα αποτελέσματα πρόσφατης έρευνας (Γουρδουβέλης, 2011) στην οποία χρησιμοποιήθηκαν σιτηρέσια που περιείχαν σπέρματα κτηνοτροφικού κουκιού μέχρι ποσοστού 30%, διαπιστώθηκε ότι ο ρυθμός αύξησης των ορνιθίων μειώθηκε σημαντικά μόνο στην επέμβαση που περιείχε το μεγαλύτερο ποσοστό σπερμάτων (30%). Ακόμη, η φαινομένη και η πραγματική πεπτικότηταμεταβολισιμότητα των αζωτούχων ουσιών των σιτηρεσίων, παρά κάποια τάση μείωσης που παρουσίασαν, δεν επηρεάστηκαν σημαντικά από τη συμμετοχή του κτηνοτροφικού κουκιού σε επίπεδα μέχρι 30%. Η φαινομένη και η πραγματική βιοδιαθεσιμότητα των αζωτούχων ουσιών του κτηνοτροφικού κουκιού είχαν σημαντική (Ρ<0,05) μείωση στο επίπεδο συμμετοχής 30%. Η ΦΜΕ και η ΠΜΕn του κτηνοτροφικού κουκιού εκτιμήθηκαν κ.μ.ό. σε 11,2 & 11,5 ΜJ ΜΕ/kg, αντίστοιχα. Το κτηνοτροφικό κουκί στη διατροφή των ορνίθων αυγοπαραγωγής Έχει προταθεί ότι στις όρνιθες αυγοπαραγωγής η μείωση του μεγέθους των αυγών από τη βικίνη και την κονβικίνη (Olaboro et al., 1981) μπορεί να σχετίζεται με την παραγωγή προ-οξειδωτικών παραγώγων, που προκαλούν λιπιδική υπεροξείδωση, αιμόλυση και παρεμβαίνουν στον καθημερινό μεταβολισμό των λιπιδίων των ορνίθων (Muduuli et al., 1981). Όταν τα σπέρματα κτηνοτροφικού κουκιού ενσωματωθούν στη διατροφή ορνίθων αυγοπαραγωγής σε ποσοστό μεγαλύτερο ή ίσο του 7% προκαλείται σημαντική μείωση του βάρους των αυγών, και αυτό δε μπορεί να αποκατασταθεί με τη χρήση τρυπτοφάνης, μεθειονίνης ή λινελαϊκού οξέος (Lacassagne, 1988). Σε σχετικά πρόσταση έρευνα (Lessire et al., 2005) χρησιμοποιήθηκαν δύο σιτηρέσια που περιείχαν 20% [28]