Pasza spod wody

Poszukiwanie nowych rodzajów pasz prowadzi do wykorzystywania do tej pory nie eksploatowanych jeszcze źródeł. Jednym z nich są glony.

Mogą one być spożywane (np. brunatnice i krasnorosty), stosowane do produkcji leków (chlorella – do produkcji antybiotyków, substancji bakteriobójczych, witamin z grupy B) i kosmetyków (brunatnice – do wytwarzania waty alginowej, krasnorosty – do produkcji agaru), można z nich pozyskiwać substancje czynne, są źródłem witamin, pierwiastków np. jodu, boru, miedzi, soli potasowych i sodowych, antyoksydantów (związków polifenolowych także o właściwościach bakteriobójczych), można z nich produkować biomasę na różne cele, np. energetyczne (do produkcji biopaliw). Obecnie trwają badania nad dobraniem odpowiednich sposobów ich rozmnażania, które zachodzi zarówno na drodze płciowej, jak i bezpłciowej. Istnieje około 10 tys. zidentyfikowanych gatunków glonów, z czego około 5% jest wykorzystywane jako żywność dla ludzi lub pasza dla zwierząt.

Czym są glony?

Algi są organizmami samożywnymi (autotroficznymi) żyjącymi w wodzie lub w środowisku bardzo wilgotnym. Wyróżnia się dwie ich grupy: mikroalgi i makroalgi, czyli wodorosty, które różnią się wartością odżywczą i metodami pozyskania. Mikroalgi to prokariota (w większości organizmy jednokomórkowe, u których komórki nie mają jądra) i eukariota, których komórki mają jądra, a do makroalg zalicza się zielenice, brunatnice i krasnorosty.

Nie mają budowy tkankowej, lecz plechową (beztkankową), są jedno- lub wielokomórkowe. Zawierają karoteny i chlorofil, a więc prowadzą proces fotosyntezy do tworzenia składników zapasowych – cukrów (węglowodanów). Pobierają ze środowiska dwutlenek węgla, a wydzielają tlen. W chlorofilu dwutlenek węgla łączy się z wodą dając węglowodan, ale przy obecności energii pochodzącej z promieniowania słonecznego, czyli powstaje energia chemiczna przetworzona z energii tegoż promieniowania. Równanie chemiczne tego procesu przedstawia się następująco: dwutlenek węgla + woda + energia słoneczna → tlen + glukoza (CO2 + 6H2O + energia słoneczna → 6O2 + C6H12O6). Sto ton alg potrzebuje do życia 180 t dwutlenku węgla. Wykorzystanie przez nie promieniowania słonecznego jest bardziej efektywne niż przez rośliny uprawne.

Specyficzne właściwości glonów wynikają z naturalnych stresogennych warunków, w których żyją. W ciągu swojego życia ciągle są narażone na działanie fal i pływów, przez co jednym z ich przystosowań jest szybki przyrost.

Do produkcji biomasy glonów potrzeba wody, światła, dwutlenku węgla i soli mineralnych zawierających zwłaszcza azot, fosfor i żelazo. Około 50% suchej biomasy glonów to węgiel pochodzący z dwutlenku węgla, co wskazuje na przydatność ich w ochronie wód i powietrza. Optymalna temperatura wzrostu glonów wynosi od 20 do 30°C, a wydajność cyklu trwającego od 1 do 10 dni można zwiększyć poprzez dodanie pożywki i zapewnienie optymalnych warunków rozwoju.

Obecnie algi hoduje się w stawach hodowlanych – otwartych kanałach o głębokości 0,3 m z cyrkulacją wody za pomocą turbin, co zapobiega sedymentacji (opadaniu) glonów lub w fotobioreaktorach – zamkniętych urządzeniach zbudowanych z transparentnego (przezroczystego) materiału, w których monitoruje się warunki środowiska. Najlepszymi lokalizacjami hodowli alg są pobliża elektrowni konwencjonalnych, oczyszczalni ścieków (ścieki komunalne są bogate w azot azotanowy, amonowy i fosforany), zakładów przemysłowych, a także chlewni i kurników.

Rola w przyrodzie i gospodarce

Znaczenie przyrodnicze i gospodarcze glonów jest ogromne. Są składnikiem planktonu, produkują w wodzie materię organiczną, wzbogacają ją w tlen, biorą udział w jego krążeniu w przyrodzie oraz w krążeniu węgla, regulują dostęp światła słonecznego dla innych organizmów wodnych i są ich pokarmem (np. listownica i morszczyn dla ryb), biorą udział w procesach skałotwórczych i wietrzenia biologicznego skał (rozpadu skał). Algi można wykorzystywać jako nawóz wzbogacających glebę w próchnicę i polepszający jej strukturę oraz poprawiający skład chemiczny roślin. Około 86% składników nawozowych może być tracone, gdyż nie są przyswajane przez rośliny. W badaniach wykazano, że dodanie spiruliny bogatej w białko (hodowanej na pożywce, którą był mocz bogaty w azot i fosfor) do nawozu z odpadów, spowodowało u pomidorów wzrost zawartości w nich cukrów o 30% i o 70% naturalnych barwników w porównaniu z pomidorami uprawianymi tradycyjnie.

Niektóre algi morskie wytwarzają różne metabolity wtórne będące dla nich ochroną przed zwierzętami roślinożernymi, np. akutitol odstraszający ryby tropikalne i strefy umiarkowanej.

Ponadto glony, np. chlorella są doskonałym wskaźnikiem zanieczyszczenia wód. Algi są także materiałem paszowym, a nie dodatkiem paszowym.

Glony jako pasza

W Polsce glony zostały uznane za pasze w Rozporządzeniu Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 13 stycznia 2005 roku w sprawie kategorii materiałów paszowych. Ponadto są wymienione w Rozporządzeniu Komisji (UE) 2017/1017 z dnia 15 czerwca 2017 r. zmieniającym Rozporządzenie Komisji (UE) nr 68/2013 w sprawie katalogu materiałów paszowych. Glony są wpisane w dziale 7. Inne rośliny, algi i ich produkty uboczne (poz. 7.1.1. do 7.1.6.).

Za materiały paszowe uznaje się algi żywe lub przetworzone – świeże, chłodzone lub mrożone, algi suszone (produkt suszenia glonów, płukany  w celu zmniejszenia ilości jodu, glony są w nim inaktywowane), mączkę z alg (powstającą w procesie wytwarzania oleju z glonów, algi są w tym produkcie inaktywowane), olej z alg oraz ekstrakt z alg (wodny lub alkoholowy, zawierający przede wszystkim węglowodany) i mączkę z wodorostów morskich (produkt uzyskiwany poprzez suszenie i rozdrabnianie makroalg, zwłaszcza brunatnic, płukany w celu zmniejszenia zawartości jodu). Producenci tych materiałów paszowych (oprócz oleju z alg – nie ma wymogów obowiązkowej deklaracji) powinni zadeklarować na etykiecie zawartość w nich popiołu surowego, białka ogólnego i tłuszczu surowego, a w przypadku mączki z wodorostów morskich – zawartość popiołu surowego.

Z szacunków wynika, że około 30% światowej produkcji glonów jest przeznaczane na pasze.

Glony dla zwierząt

Zawarte w algach minerały, takie jak cynk, jod, fluor, fosfor, mangan, miedź, potas, wapń i żelazo są w wysoko przyswajalnych formach metaloorganicznych. Te wodne organizmy zawierają dużo witamin i aminokwasów, a więc są wartościowym źródłem białka. Ponadto są bogate w różne biostymulatory o zróżnicowanym mechanizmie działania. Preparaty zawierające algi stymulują korzystnie zwierzęta pod kątem stanu zdrowia, gdyż poprawiają status immunologiczny zwierząt, co polepsza ich produkcyjność i efektywność ekonomiczną chowu.

U świń homogenizowane algi w paszach mineralnych stabilizują mikroflorę żołądka, a nawet ograniczają agresję i kanibalizm. U krów stymulują mikroorganizmy żwacza, zwiększają ilość produkowanego mleka, a ograniczają liczbę komórek somatycznych (LKS), zapobiegają gorączce mlecznej i ułatwiają kolejne zacielenie. W badaniach udowodniono, że produkty bogate w kwasy tłuszczowe omega-3 i omega-6 w odpowiednim stosunku pochodzące z alg jadalnych, zastosowane w żywieniu krów mlecznych hamowały produkcję metanu.

Organizmy z rodzaju Lithotamme, o budowie podobnej do plastra miodu, sprzyjają rozwojowi bakterii w żwaczu. Pobierane z dna morskiego ich formy zwapniałe zawierają wapń lepiej przyswajalny niż z kredy pastewnej. Makroalgi słodkowodne z rodzaju Ulva i Cladophora gromadzą wapń i magnez i mogą być suplementami tych pierwiastków w żywieniu zwierząt.

U kóz odnotowano rozkład żwaczowy materii organicznej makroalg na poziomie 85%, a jej wartość energetyczna była podobna do wartości energetycznej siana średniej jakości. U drobiu dodatek mikroalg zwiększył zawartość nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT) i karotenoidów w żółtkach jaj.

W hodowli ryb w akwakulturach stosowanie alg sprawiło, że ich mięso zawierało więcej białka i cennych składników pokarmowych, takich jak tauryna (aminokwas biogenny), pigmenty (luteina i zeaksantyna), tłuszcze bogate w kwasy omega-3 i omega-6. W takich hodowlach produkuje się łososie, pstrągi, tuńczyki, karpie, krewetki i ostrygi. Algi skarmiane w stadiach larwalnych ryb obniżały śmiertelność o 30%.

Algi zawarte w produktach do utrzymywania higieny w budynkach inwentarskich sprawiają, że preparaty te łatwo wiążą wilgoć z podłoża i obniżają ilość amoniaku. Bezpieczeństwo produkcji żywności pochodzenia zwierzęcego jest zachowane przy stosowaniu glonów jako komponentów pasz.

Algi a wymię

Glony powodują trudne do wyleczenia zapalenia wymion. Są to algi obecne np. w wodzie stawów, kałuż itp. Chodzi głównie o bezchlorofilowe ich rodzaje, np. Prototheca, a wśród nich Prototheca zopfii i Prototheca wickerhmanii. Choć są to patogeny środowiskowe, to mogą przenosić się z krowy na krowę tak samo, jak patogeny zakaźne, np. poprzez niedostateczną higienę udojową, choć ich infekcyjność waha się między 4 a 40%, tzn. w stadzie może schorzeniem być objętych tyle krów. Wskaźniki diagnostyczne, np. liczba komórek somatycznych (LKS), są niskie, bo odpowiedź immunologiczna jest niewielka. Zazwyczaj nie ma objawów klinicznych zapalenia. Leczenie jest bardzo trudne ze względu na brak stosownych medykamentów. Antybiotyki są nieskuteczne w eliminacji alg, choć mogą zmniejszać ich populację w mleku. Nieskuteczne są także autoszczepionki, ale roztwory zawierające jod skutecznie eliminują algi.

Postępowanie profilaktyczne powinno obejmować: ograniczenie pastwiskowania krów i wypędzania ich na niezadaszone okólniki, zapobieganie tworzeniu się mokrych miejsc, w których chętnie leżą krowy w gorące dni, latem w oborze ograniczyć pracę zraszaczy, w przypadku stwierdzenia liczby komórek somatycznych (LKS) powyżej 400 tys. w 1 mi-

lilitrze mleka zbadać je pod kątem obecności glonów, krowy, u których wykryto glony powinny być oznakowane i dojone na końcu, a urządzenia udojowe należy starannie umyć i zdezynfekować. Chore krowy o wydajności znacznie niższej niż średnia stada powinny być wybrakowane. Zaleca się także zasuszenie trwałe chorej ćwiartki pod kontrolą lekarza weterynarii, ale może i tak pojawiać się z niej wydzielina zawierająca glony.

Algi nie są niebezpieczne, tak jak patogeny zakaźne, np. gronkowiec złocisty lub paciorkowiec bezmleczności, więc nie trzeba działać natychmiast, ale wymagane jest podjęcie skutecznych działań profilaktycznych, a w razie konieczności wybrakowanie chorych sztuk ze stada.

Zagospodarowanie alg na cele rolnicze jest niewystarczające przede wszystkim z powodu braku systemu ich wykorzystania. Produkcja alg wymaga niewielkiej powierzchni, ale jest energochłonna, co również na razie nie sprzyja wykorzystaniu biomasy glonów w rolnictwie. Jednak w polskich placówkach badawczych trwają prace nad jak najbezpieczniejszą i najefektywniejszą produkcją glonów. Biomasa glonów, zwłaszcza zawierających dużo azotu, może być jedną z możliwości suplementacji białkowej pasz dla zwierząt gospodarskich.

dr hab. Piotr Dorszewski
Kujawsko-Pomorski Ośrodek Doradztwa Rolniczego 
Fot. L. Piechocki