Kén és szulfát az étrendben: ok az aggodalomra?

A kéntartalmú vegyületek a sertések számára nélkülözhetetlen elemek. Azonban egyre nagyobb aggodalomra ad okot a kénforrások túlzott mértékű használata a takarmányban, mivel a szulfátok szubsztrátként szolgálhatnak a szulfátredukáló baktériumok fokozott kénhidrogén-termeléséhez, ami hatással lehet a bélrendszer egészségére és a szennyvíz összetételére is.

A francia takarmány-adatbázis alapján a nyers takarmányok teljes kéntartalma 0,5 g/kg-nál kevesebbtől 10 g/kg-ig terjedhet. Ezek a különböző kénértékek magának az anyagnak az összetételétől, de a származásától és/vagy feldolgozásától is függenek. A teljes gabonafélék (búza, kukorica) kéntartalma viszonylag alacsony, általában 1,3 g/kg közelében van. A gabonafélékből készült takarmányok, például a kukoricaglutén-liszt kéntartalma azonban meghaladhatja a 10 g/kg-ot.

A táplálék kéntartalma közvetlenül kapcsolódik a kéntartalmú aminosavakhoz, a szulfáttartalmú összetevőkhöz (például nyomelemek) és a malomiparból származó, a keményítőkivonás fokozása érdekében kénsavval előkezelt melléktermékekhez.

A takarmány-összetevők teljes kéntartalmának nagymértékű eltérése befolyásolhatja a teljes kéntartalmú takarmányfelvételt – írja a pigprogress.net –, az állatok kénkiválasztását (a felvett kén 55%-a a vizelettel) és a sertéshígtrágya gáznemű kénkibocsátását az anaerob tárolás során.

A kén és a bélrendszer egészsége

A kén-aminosavak anyagcseréjének széles körű ismereteivel ellentétben a szervetlen kénigény kevés figyelmet kapott. Mivel számos takarmány és ásványi anyag megemelkedett kéntartalommal rendelkezik, a bevitel meghaladhatja a sertések számára tolerálható határértékeket, és hatással lehet a bélrendszer egészségére. Ezen túlmenően, mivel a sertésekben a teljes takarmánykén felszívódása körülbelül 65%-os, a kénkiválasztás hatással lehet a talajra, a vízre és a levegőre.

A szulfátredukáló baktériumok képesek a szulfátot kénhidrogénné redukálni. Ezek a baktériumok jelen vannak az állatok gyomor-bélrendszerében (GIT), és a kénhidrogén-termelés és a tápanyagokért folytatott verseny miatt jelentősen befolyásolhatják a bélkörnyezetet. A kénhidrogén zavarja a vastagbélsejtekben az anyagcsere-folyamatokat, és károsítja a bélnyálkahártyát. A nitrogén-oxid és a szén-monoxid után a harmadik gáz-transzmitterként tartják számon, és részt vesz a gyulladásban, a bélmotilitásban, az oxidatív stresszben, a fekélygyógyulásban, az érrendszeri tónusban és a sejtek apoptózisában.

A takarmány hatása a takarmányfelvételre

Az Iowai Állami Egyetemen 13 kg-os sertésekkel végzett 2 kísérlet során, amelyekben szervetlen ként etettek, a napi hízás lineáris csökkenését mutatták ki, és a magasabb étrendi kéntartalom megváltoztatta a gyulladásos mediátorokat és a bélbaktériumokat. Egy harmadik, az Egyesült Államokban, az Illinois állambeli Quincyben végzett kísérletben 9 kg-os sertésekkel, szintén szervetlen kénnel etetett sertésekkel, szintén a napi hízás lineáris csökkenését mutatták ki. Mindkét vizsgálatban a növekedési ütem csökkenése elsősorban a takarmánynak a takarmányfelvételre gyakorolt hatásának volt tulajdonítható.

A süldőknél a kén fokozatos adagolása a trágya savasságának, nitrogén- és kéntartalmának, valamint a szaggal kapcsolatos vegyületek, mint például a kénhidrogén, növekedését eredményezte. A szervetlen kénsók toxikus hatásai monogasztrikus fajokban általában a bélrendszer vízháztartásának rendellenességeihez kapcsolódnak, amelyek általában hasmenés formájában jelentkeznek, ami a víznek a bélnyílásba való ozmotikus vonzása miatt alakul ki.

A szennyvízkén sorsa és toxicitása

A bevitt kén nagy része szulfát formájában a vizelettel távozik. A vizelet és az ürülék anaerob körülmények között történő keveredése néhány nap alatt a szulfátok nagy mennyiségű szulfidtermeléssel járó elfogyasztásához vezet. A szulfát kimerülése és a szulfidok felhalmozódása – a szulfát-redukáló baktériumok által a szulfid előállításához szükséges illékony zsírsavak, különösen a propionát és butirát látszólagos fogyasztásának növekedésével párosulva – a szulfát-redukáló mikroorganizmusok által használt disszimilációs szulfátredukciós útvonalra utal.

Az ilyen gáz jelenléte az istállókban hatással van a légutakra és az állatok jólétére, mivel a kénhidrogén rendkívül mérgező. Belégzés után a kénhidrogén feloldódik a vérben, és szétoszlik a szervezetben (nagyfokú zsíroldékonysága miatt), kölcsönhatásba lépve egyes enzimekkel. A kén gátolhatja a citokróm C oxidáz aktivitását, ami hatással van a mitokondriális légzési láncra és ezáltal a vastagbélsejtek oxigénhasznosítására. Az is ismert, hogy a kénhidrogén korlátozza a butirát-oxidációt (amely a vastagbélsejtek energiájának mintegy 70%-áért felelős). Ez az energiahiány gyakran összefügg a fekélyes vastagbélgyulladás és a károsodott béláteresztő képesség gyakoriságával.

Az állattartó épületekben a halálos légköri kénhidrogén-tartalom megközelíti az 500 ppm-et, de a jogszabályok a dolgozók expozícióját 10 ppm-nél kevesebbre korlátozzák. Ez a korlátozás fontos a munkavállalók biztonsága érdekében, mivel a szakirodalom szerint a balesetek 33%-a a kénhidrogén-mérgezéshez köthető, ami a munkavállalók halálát okozza. A legtöbb esetben a kénhidrogénnek való maximális expozíció akkor következik be, amikor a szennyvizet összekeverik a talajba juttatás előtt, és ez a „kénhidrogén-kirobbanás-kibocsátás" néven ismert, amely a kénhidrogén-kibocsátás mértékének hirtelen (100%-os vagy nagyobb) növekedését jelenti bármely időszakban a korábbiakhoz képest.

A sertéstelepeken keletkező kén kezelése

A sertésiszapban a kénhidrogén anaerob körülmények között keletkezik (amint azt korábban említettük, a vizeletben és az ürülékben lévő szulfátot a szulfátredukáló baktériumok szulfitra, majd szulfidra redukálják), vagy a kéntartalmú szerves táplálékvegyületek mineralizációjának eredményeként. A takarmány végső soron a trágyában a kén fő forrása, ami azt jelenti, hogy a kénhidrogén-termelés és -kibocsátás csökkenthető a kénben szegény takarmányok kiválasztásával.

A keletkező kénhidrogén hozzájárulhat a szagkibocsátáshoz, és mérgezésveszélyt jelenthet a gazdák és a sertések számára egyaránt. A kénhidrogén emellett erősen maró hatású gáz. Ez azt jelenti, hogy amikor a trágyát biogázként való felhasználás céljából tárolják, a kénhidrogént el kell távolítani a motorgenerátor-készlet karbantartási költségeinek csökkentése érdekében. A kapcsolódó költségek (beleértve mind a tőke-, mind az üzemeltetési költségeket) 3,70 és 9,60 euró között mozoghatnak az eltávolított kénhidrogén normál köbméterenkénti értékétől függően. A napi 200 kg-nál kevesebb ként tartalmazó gázáramokból történő kéntelenítésre száraz kémiai módszereket alkalmaztak. A becsült kezelési költségek elérhetik az évi 23 840 dollárt.

Az összetevők kiválasztása

Az alacsony kéntartalmú takarmány-összetevők megválasztása befolyásolhatja a bélnyálkahártya károsodását, miközben csökkentheti az emberi és sertésmérgezés kockázatát az istállókban. Mivel az alacsony kéntartalmú takarmányok alacsonyabb kénkiválasztást eredményeznek, a sertéstrágya tárolása során a szulfidtermelés csökkentése érdekében figyelembe kell venni a takarmány maximális teljes kéntartalmát. A kéntartalom kezelésének kulcsfontosságú stratégiája a takarmánykészítésben részt vevő egyes összetevők (beleértve a szulfátmentes ásványi anyagokat is) helyes megválasztása.