Nowatorska nanotechnologia poprawia żywienie bydła
Zrównoważona i opłacalna produkcja zwierzęca jest niezbędnym elementem konkurencyjnego przemysłu spożywczego. Kluczowym wyzwaniem stojącym przed wszystkimi hodowcami jest konieczność dbania o zdrowie bydła w celu maksymalizacji zwrotu z inwestycji i odzyskania poniesionych nakładów finansowych. Kluczową rolę odgrywa odpowiednie odżywianie, które pomaga ograniczyć rozwój epidemii chorób i zapewnia zdrową produkcję zwierzęcą. Zdaniem ekspertów to właśnie niedobory składników odżywczych stanowią główną przyczynę chorób i zgonów zwierząt gospodarskich.
Kapsułkowanie aktywnych cząsteczek w paszy
Projekt NanoFEED, finansowany ze środków działania „Maria Skłodowska-Curie”, miał na celu zastosowanie nanotechnologii w celu funkcjonalizacji i zwiększania wartości odżywczej paszy dla bydła. Dzięki zamknięciu aktywnych cząsteczek w ochronnych, wrażliwych na pH nanopowłokach, zespół liczył na umożliwienie dostarczania substancji bioaktywnych bezpośrednio do jelita cienkiego zwierzęcia, co pozwoli na ich pełne wchłanianie i wykorzystywanie. „Chcieliśmy wykazać, że żywienie precyzyjne może nie tylko zwiększyć wskaźnik efektywności wykorzystania paszy, ale także ograniczyć występowanie zaburzeń wynikających z niedoborów substancji odżywczych oraz emisję amoniaku poprzez zminimalizowanie szkodliwej fermentacji u zwierząt”, wyjaśnia członek projektu NanoFEED Rajský Matúš, przedstawiciel słowackiego Narodowego Centrum Rolnictwa i Żywności. Aby osiągnąć cele projektu, badacze zbudowali sieć szkoleniową, aby umożliwić naukowcom na wczesnym etapie kariery pracę w różnych ośrodkach badawczych i jednostkach komercyjnych. Ich kluczowym celem było wypełnienie luki między środowiskiem akademickim a przemysłem i pomoc we wprowadzaniu innowacji na rynek. „Projekt pozwolił na stworzenie przestrzeni do dzielenia się wiedzą i doświadczeniami poprzez międzynarodową wymianę wiedzy naukowej’, mówi Matúš. „Jednocześnie oferował również możliwości rozwoju innowacji w technologii kapsułkowania”.
Potencjał żywieniowy nowych pasz
Zespół projektowy zamykał suplementy paszowe w polimerowych nanocząsteczkach i mikrocząsteczkach zaprojektowanych z myślą o uwalnianiu związków aktywnych w jelicie cienkim zwierzęcia. Badania obejmowały podawanie ich krowom, którym wszczepiono urządzenia przypominające porty, zapewniające badaczom bezpośredni dostęp do układu pokarmowego. Obecnie zespół dąży do zabezpieczenia praw własności intelektualnej do tych urządzeń, nazwanych kaniulami. Dzięki przeprowadzonym badaniom udało się wykazać duży potencjał nowatorskich pasz zawierających nanokapsułki, wynikający z ograniczenia degradacji składników przed dotarciem do jelita cienkiego. Badacze odkryli między innym, że w przypadku spożycia przez krowę 1 000 gramów nieprzetworzonego białka sojowego, jedynie 272 gramy są wykorzystywane w jelicie cienkim. Tymczasem krowy spożywające kapsułkowane białko sojowe były w stanie wykorzystać aż 616 gramów. „Udało nam się osiągnąć kluczowe postępy w dwóch obszarach – kapsułkowania w procesie suszenia rozpyłowego oraz w warunkach wysokiego ciśnienia i temperatury”, dodaje Matúš. W przypadku pierwszej z technologii badacze złożyli wniosek o ochronę wzoru użytkowego, który stanowi sposób ochrony własności intelektualnej zbliżony do zgłoszenia patentowego.
Funkcjonalne składniki wspomagają produkcję zwierzęcą
Dalsze działania realizowane przez badaczy obejmują zwiększenie skali technologii nanokapsułkowania – zespół liczy na rozwój instalacji pilotażowych do skali komercyjnej. Sukces projektu przełożył się na szereg innych inicjatyw, w tym projektu optymalizacji procesów produkcji pasz na poziomie krajowym realizowanego w Słowacji od lipca 2023 roku. „Dalsze badania przyczynią się do opracowania funkcjonalnych składników na potrzeby produkcji zwierzęcej na podstawie wniosków i ustaleń naukowców”, mówi Matúš. „Przyczyni się to do bezpiecznego żywienia zwierząt i zapewni zdrowszy łańcuch dostaw żywności”. Projekt pomógł również w budowaniu kompetencji naukowców na początku kariery dzięki wymianom międzynarodowym i przyczynił się do popularyzacji tej ważnej dziedziny badań, dzięki czemu pozostanie w centrum uwagi badaczy w najbliższych latach”.
Słowa kluczowe
NanoFEED, bydło, nanokapsułkowanie, zwierzęta hodowlane, choroby, żywienie, nanotechnologia
