Archiwum

Marika Kowalska, Adam Ambroziak, Marek Aljewicz, Grażyna Cichosz
Katedra Mleczarstwa i Zarządzania Jakością, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski

Poziom sprzężonych dienów kwasu linolowego – CLA, unikalnego składnika w tłuszczu mlekowym zależy przede wszystkim od żywienia krów. Konsekwencją żywienia pastwiskowego jest 3-4-krotnie większa zawartość CLA w tłuszczu mlekowym w porównaniu do mleka pozyskiwanego od krów żywionych przy zastosowaniu technologii TMR (Total Mixed Rations).

Ze względu na powszechne stosowanie żywienia krów w technologii TMR, a także niskie spożycie produktów mleczarskich i wołowiny w Polsce, na ogół nie ma możliwości zapewnienia w diecie człowieka niezbędnej ilości CLA, wykazującej istotne działanie prozdrowotne.
Źródłem sprzężonych dienów kwasu linolowego (CLA) w diecie człowieka jest mięso przeżuwaczy oraz mleko tych zwierząt. W licznych badaniach stwierdzono, że sprzężone dieny kwasu linolowego (CLA) wykazują szereg prozdrowotnych właściwości, wpływając na zwiększenie odporności, działając antynowotworowo oraz antymiażdżycowo, a także zapobiegając otyłości i cukrzycy typu 2. Z powyższych względów zainteresowanie sprzężonymi dienami kwasu linolowego w diecie człowieka w ostatnich latach wzrasta.

W niemal wszystkich naturalnych tłuszczach, nienasycone kwasy tłuszczowe występują w formie geometrycznej cis. Jedynie w tłuszczu zwierząt przeżuwających (bydło, owce, kozy) wyróżnia się naturalne izomery trans, które stanowią 4-7% wszystkich kwasów tłuszczowych. Sprzężone dieny kwasu linolowego CLA to grupa pozycyjnych i geometrycznych izomerów kwasu linolowego, posiadających sprzężony układ wiązań podwójnych. Dotychczas scharakteryzowano aż 28 pozycyjnych i geometrycznych izomerów CLA. Jednak ze względu na wysoką aktywność biologiczną, zainteresowanie skupia się wokół dwóch izomerów: dominującego w mleku oraz wołowinie izomeru – cis-9, trans-11, zwanego kwasem żwaczowym oraz izomeru trans-10, cis-12.

Należy podkreślić, że naturalnie występujące izomery trans kwasów tłuszczowych nie mogą być utożsamiane z powstającymi podczas uwodornienia olejów roślinnych (np. w produkcji margaryn). Te ostatnie wykazują, bowiem wyjątkowo szkodliwe działanie na organizm człowieka. Działają miażdżyco- i rakotwórczo, zwiększają zagrożenie otyłością i cukrzycą typu 2. Szczególnie niekorzystny wpływ wywierają na organizm małych dzieci.
Izomeryzacja kwasów tłuszczowych o konfiguracji cis w formę trans to proces enzymatyczny, możliwy dzięki obecności bakterii w żwaczu (Butyrivibrio fibrisolvens, Clostridium lochheadi i Cellobioparum), syntetyzujących niezbędne enzymy (izomerazy oraz hydratazy). Kwasy tłuszczowe ulegające biouwodornieniu w żwaczu (m.in. kwasu linolowego, α-linolenowego i oleinowego) pochodzą z tłuszczu dostarczanego z paszą.
Ponadto sprzężone izomery kwasu linolowego powstają także z kwasu wakcenowego pod wpływem Δ9-desaturazy poprzez wprowadzenie w pozycję 9 wiązania nienasyconego o konfiguracji cis.
Udział sprzężonych dienów kwasu linolowego w mleku oraz produktach mleczarskich zależny jest przede wszystkim od sposobu żywienia krów, a także pory roku. Żywienie krów odgrywa kluczową rolę w kształtowaniu wydajności krów oraz jakości mleka. Modyfikacja składu kwasów tłuszczowych mleka jest konsekwencją stosowania dodatków, będących źródłem tłuszczów roślinnych bądź zwierzęcych lub ich pochodnych (sole kwasów tłuszczowych) w żywieniu krów. Takie zabiegi jak m.in. dodatek olejów roślinnych, nasion roślin oleistych, olejów rybich czy też tłuszczów chronionych są stosowane w praktyce żywienia krów wysokowydajnych. Żywienie w systemie TMR (Total Mixed Rations) oraz PMR (Partly Mixed Rations) umożliwia włączenie różnych form tłuszczu do dawki krów w celu energetycznego jej dowartościowania oraz modyfikacji profilu kwasów tłuszczowych tłuszczu mlekowego. Wysoką zawartość CLA stwierdza się w mleku zwierząt, otrzymujących paszę suplementowaną olejami roślinnymi bądź rybimi. Ukierunkowana suplementacja dawki pokarmowej, poprzez dodatek oleju słonecznikowego i lnianego, powoduje wzrost zawartości CLA w mleku. Również dodatek do paszy oleju sojowego w ilości 2% skutkuje wzrostem udziału CLA w mleku nawet ponad 200%. Dodatek surowych nasion oleistych jest mniej efektywny niż dodatek olejów. Po wytłoczeniu z nasion olej staje się bardziej dostępny dla bakterii żwaczowych, odpowiedzialnych za proces biouwodornienia WNKT n-6 i n-3. Nasiona roślin oleistych stają się bardziej przydatne jako suplementy dawki (powodujący wzrost CLA w mleku) w wyniku procesu mielenia, płatkowania, prażenia lub ekstruzji. Jednym ze sposobów zwiększania udziału CLA w mleku jest również dodatek do paszy treściwej niewielkiej ilości oleju rybiego. Należy podkreślić, że olej ten nie jest bogatym źródłem kwasu linolowego. Jednak zawarte w nim kwasy EPA i DHA odpowiedzialne są za hamowanie redukcji kwasu wakcenowego do kwasu stearynowego, czego skutkiem jest zwiększony poziom kwasu wakcenowego w żwaczu. Dodatek oleju rybiego do paszy w ilości 2% skutkuje prawie 4-krotnym wzrostem zawartości CLA w mleku (22 mg/g tłuszczu w porównaniu do 6 mg/g tłuszczu).
Nadmierny dodatek tłuszczów niechronionych (tłuszcze roślinne oraz makuchy) jest jednak niepożądany ze względu na hamowanie aktywności mikroflory, w tym szczególnie bakterii celulolitycznych. Może on również prowadzić do występowania kwasicy metabolicznej oraz wyraźnego zmniejszenia pobrania suchej masy. W wyniku zwiększenia koncentracji wolnych kwasów tłuszczowych, ograniczona zostaje aktywność celulolityczna mikroflory żwacza i w konsekwencji występuje obniżenie strawności włókna NDF (Neutral Detergent Fiber).
W związku z powyższym wzrasta zainteresowaniem tłuszczem zawartym w paszach objętościowych, które stanowią podstawę dawki pokarmowej. Pasze objętościowe, mimo niskiej zawartości tłuszczu (3-5%) są jednak jego głównym źródłem ze względu na wysokie pobranie. Szczególnie interesujący jest wpływ żywienia krów wykorzystujących pastwisko w okresie letnim, od których mleko charakteryzuje się dużo korzystniejszym profilem kwasów tłuszczowych oraz wyższą zawartością innych bioaktywnych składników. Dhiman i wsp. (2000) stwierdzili, że w wyniku żywienia krów zielonką pastwiskową, występuje wyraźny wzrost zawartości CLA w mleku (prawie o 500% do 2,21% tłuszczu) w porównaniu do mleka od krów żywionych paszami konserwowanymi (kiszonkami z lucerny i kukurydzy). Prawdopodobnie wynika to z wyższej podaży prekursorów CLA tj. kwasu linolowego oraz linolenowego, w które zasobna jest świeża zielonka pastwiskowa. Należy przy tym nadmienić, że istnieje dodatnia korelacja między pobraniem kwasu linolowego i α-linolenowego w paszy a zawartością CLA w mleku. Ponadto, w wyniku żywienia pastwiskowego wzrasta aktywność Δ9-desaturazy, co dodatkowo intensyfikuje syntezę CLA.
Istotnym czynnikiem, który ma wpływ na zawartość CLA w mleku ma również stadium wegetacji roślin w runi pastwiskowej i łąkowej. Mleko krów żywionych świeżą zielonką charakteryzuje się 2-5-krotnie wyższą koncentracją CLA aniżeli mleko krów, otrzymujących zielonkę z traw w późnej fazie wegetacji (porost pastwiskowy przestały). Jest to wynikiem wysokiej zawartości prekursora CLA – kwasu α-linolenowego oraz niskiego udziału włókna w młodej zielonce pastwiskowej. Należy zaznaczyć, że ilość CLA w świeżej zielonce jest zdecydowanie wyższa niż w sianie lub sianokiszonce.
O zawartości CLA w mleku decyduje nie tylko ilość jego prekursorów w paszy. Mleko krów żywionych na pastwisku charakteryzuje się wyższym udziałem CLA (2,21% tłuszczu) mimo niższej podaży kwasu linolenowego (102 g/dzień) w porównaniu do mleka krów otrzymujących paszę suplementowaną olejem lnianym (aż 575 g/dzień kwasu linolenowego), które zawiera CLA w ilości 1,67% tłuszczu. Ma to jednak związek z mniejszą wydajnością mleczną krów żywionych na pastwisku, co skutkuje wyższą, nawet o 300-400% koncentracją CLA w uzyskiwanym mleku w okresie żywienia pastwiskowego.
Na produkcję CLA w żwaczu wpływa również rodzaj oraz źródło pobieranych węglowodanów z diety, które mogą wpływać na tempo fermentacji. Świeża, wiosenna trawa zawiera stosunkowo wysoką koncentrację łatwo ulegających fermentacji węglowodanów m.in. skrobi, cukrów i rozpuszczalnego włókna (NDF), które stwarzają odpowiednie warunki w żwaczu, korzystne dla syntezy CLA.
W badaniach zrealizowanych przez Nałęcz-Tarwacką (2009) określono wpływ zróżnicowanych dawek pokarmowych (letniej opartej o żywienie ziolonką pastwiskową oraz zimowej, której podstawą były kiszonki) na zawartość składników frakcji lipidowej mleka.
W okresie letnim, w mleku stwierdzono istotnie wyższą vs. do żywienia zimowego zawartość nienasyconych kwasów tłuszczowych: linolenowego (o 23%), EPA (o 26,1%) oraz DHA (o 15%). Stwierdzono także większą zawartość naturalnych izomerów trans: kwasu wakcenowego (o 88%) oraz CLA (o 46,1%). Podobne zróżnicowanie zawartości CLA w mleku stwierdzono w badaniach brytyjskich. Najwyższą zawartość CLA stwierdzono w mleku pozyskanym w lipcu oraz sierpniu (2.81 i 2.37 mg/g tłuszczu), najniższą zaś w mleku pochodzącym z listopada i grudnia (0.91 i 1.22 mg/g tłuszczu). Wystąpiła również wyraźna tendencja spadkowa zawartości CLA w mleku w okresie od lipca do marca. Z badań meksykańskich wynika (), że średnia zawartość izomeru cis-9, trans-11 CLA była wysoka i wynosiła 9,81mg/g tłuszczu, przy czym najniższą zawartość tego składnika stwierdzono w lipcu (8,50 ± 0.37). W badanym mleku nie stwierdzono natomiast obecności izomeru trans-10, cis-12 CLA. Wysoka zawartość CLA była spowodowana m.in. żywieniem krów zielonką z lucerny, która jest bogatym źródłem prekursorów CLA (kwasu linolowego i linolenowego).
Badania prowadzone w krajach skandynawskich wskazują również wpływ pory roku na zawartość CLA w mleku. W okresie lata zawartość CLA w tłuszczu mlekowym była o 41% wyższa w porównaniu do okresu żywienia zimowego. Ponadto w mleku produkowanym w krajach nordyckich stwierdzono niższe zawartości CLA (średnia zawartość 0,58%) aniżeli w 11 innych krajach Europy (średnia zawartość 0,89%). Może to wynikać z dłuższego okresu żywienia zimowego w północnej części Europy.
Ekologiczna produkcja mleka w UE charakteryzuje się określonymi wymaganiami unijnymi ujętymi w Rozporządzaniu UE nr 2092/91. Jednym z wymogów rozporządzenia jest fakt, że pasza objętościowa powinna stanowić nie mniej niż 60% sm dawki pokarmowej.
W szwajcarskich regionach górskich pasza objętościowa stanowi znacznie powyżej 80% sm dawki pokarmowej. Natomiast w gospodarstwach ekologicznych, co najmniej 90% składu sm dawki dla krów mlecznych powinna stanowić pasza objętościowa, który składa się ze świeżego lub kiszonego, względnie suszonego porostu łakowo-pastwiskowego oraz kiszonki z kukurydzy. Ponadto w Szwajcarii od kilku lat zaleca się odchodzenie od żywienia krów mlecznych w systemie TMR, w związku z tym mleko ze szwajcarskich Alp nie bez przyczyny uznawane jest za najlepsze na świecie. Górskie pastwiska i łąki to źródło wielu cennych składników, w tym nienasyconych kwasów tłuszczowych, które są prekursorami bioaktywnej frakcji tłuszczu mlekowego. Szwajcarskie mleko charakteryzuje się wysoką zawartością CLA (10,22 mg/g tłuszczu mleka z gospodarstwach konwencjonalnych oraz 11,78 mg/g tłuszczu w mleku z gospodarstw ekologicznych).
Przyjmuje się, że mleko owcze średnio zawiera 2-krotnie więcej CLA niż mleko krowie. Jednak w mleku od krów wypasanych w Alpach zawartość CLA była podobna jak mleku owczym pozyskanym od owiec utrzymywanych na pastwiskach w innych rejonach i krajach.
W mleku od krów żywionych paszami konserwowanymi zawartość izomerów kwasu linolowego wahała się od 0,28 mg/100 mg metylowanych estrów kwasów tłuszczowych (FAME). Natomiast tłuszcz mlekowy krów żywionych zielonką pastwiskową zawierał niemalże 10-krotnie ich więcej (1,34-2,67 mg/100 mg FAME). Należy nadmienić, iż badania prowadzone były w latach 2003-2004, kiedy w Szwajcarii szeroko stosowano żywienia bydła mlecznego w systemie TMR.
Również w badaniach Dhiman i wsp. (1999) stwierdzono, że żywienie krów ma znaczący wpływ na zawartość CLA w mleku. W eksperymencie, gdzie 1/3, 2/3 lub całkowite pokrycie zapotrzebowania pokarmowego krów zapewniało żywienie pastwiskowe, obserwowano odpowiednio: 2,34-; 3,76-; oraz 5,8-krotny wzrost zawartości CLA w mleku w porównaniu od mleka pozyskiwanego od krów żywionych paszą treściwą i PMR (50: 50).
Należy zaznaczyć, że zróżnicowanie zawartości CLA w mleku jest zależne od wielu czynników m.in. rasy krów, pory roku oraz sposobu żywienia oraz okresu laktacji i stanu fizjologicznego. Rasa krów wpływa na poziom CLA w większym stopniu niż okres laktacji. Kelsey i wsp. (2003) podaje, iż mleko krów rasy holsztyńsko-fryzyjskiej (hf) zawiera więcej CLA aniżeli mleko rasy jersey oraz brązowej szwajcarskiej. Najprawdopodobniej jest to wynikiem większej aktywności Δ9-desaturazy u krów rasy hf. Wśród krajowych ras krów mlecznych najwyższą zawartość izomerów CLA stwierdza się w mleku polskiej czerwonej oraz simentalskiej (odpowiednio 0,92% i 0,69% całkowitej zawartości KT). Mniej korzystnym udziałem sprzężonych dienów kwasu linolowego charakteryzuje się mleko pozyskiwane od krów rasy hf, odmiany biało-czarnej (0,39% całkowitej zawartości KT). Występują również jednak różnice osobnicze w zawartości CLA, które obserwuje się w mleku od krów w obrębie tej samej rasy, a nawet pochodzących z jednego stada, otrzymujących tę samą paszą (od 2,3 do 7,2 mg/g tłuszczu). W tabeli 1 przedstawiono wyniki badań dotyczące zawartości CLA w mleku w zależności od sposobu żywienia oraz rasy krów.
Źródłem sprzężonych dienów kwasu linolowego (CLA) w diecie człowieka są przede wszystkim produkty mleczarskie, które dostarczają ich w ok. 70%, podczas gdy wołowina zapewnia ok. 25% całkowitego zaopatrzenia. Najwięcej CLA, nawet 2-krotnie więcej w porównaniu do mleka krowiego, zawiera mleko owcze. Natomiast mleko klaczy charakteryzuje się ok. 4-krotnie niższą zawartością CLA w porównaniu do krowiego. Również mleko kozie jest gorszym źródłem CLA aniżeli mleko pozyskiwane od krów żywionych zielonką pastwiskową.
Ważnym źródłem CLA jest mięso wołowe (1,2-10,0 mg CLA/g tłuszczu), a przede wszystkim jagnięcina (4,3-11,0 mg CLA/g tłuszczu). Nieznaczne ilości CLA (< 1 mg/g tłuszczu) zawiera także mięso wieprzowe oraz drób.
Zawartość CLA w mleku krowim jest bardzo zróżnicowana: od 2 nawet do 37 mg/g tłuszczu przy stosowaniu suplementacji paszy olejami roślinnymi. Dominującym (85-90%) jest izomer cis-9, trans-11 CLA, zwany kwasem żwaczowym. Izomery trans-7, cis-9 oraz trans-10, cis-12 CLA stanowią odpowiednio ok. 10 i 3-5%, natomiast pozostałe izomery stanowią ok. 1% ogółu CLA. Należy przy tym nadmienić, że izomer trans-10, cis-12 skutecznie hamuje wewnątrzustrojową syntezę tłuszczu oraz jego zawartość w mleku. Suplementacja diety wysokowydajnych krów preparatami CLA powoduje obniżenie zawartości tłuszczu, w mleku a tym sprzyja ograniczeniu ujemnego bilansu energetycznego w początkowym okresie laktacji w wyniku zmniejszenia zapotrzebowania krów na energię produkcyjną. Zapobiega to nadmiernym ubytkom masy ciała zwierząt w okresie rozwijającej się laktacji po wycieleniu. Jednocześnie korzystnie wpływa na profil kwasów tłuszczowych w tłuszczu mleka, powodując wzrost wielonienasyconych kwasów tłuszczowych.


Prozdrowotne właściwości CLA

Sprzężone izomery kwasu linolowego (cis-9, trans-11 oraz trans-10, cis-12) charakteryzują się wszechstronnym prozdrowotnym działaniem. Do najważniejszych funkcji CLA należy działanie immunostymulujące (wzrost produkcji ciał odpornościowych), zapobieganie otyłości oraz cukrzycy typu 2, poprawa profilu lipidowego krwi (odpowiedzialne są za istotne obniżenie stężenia cholesterolu całkowitego, frakcji LDL cholesterolu oraz trójglicerydów w osoczu krwi).
CLA to bardzo efektywne antyoksydanty, chroniące strukturalne lipidy przed działaniem wolnych rodników (reakcjami rodnikowymi). Nawet w niskich stężeniach są do 10-krotnie bardziej efektywne aniżeli α-tokoferol, a ich aktywność antyoksydacyjna zbliżona jest do aktywności stosowanego w żywności syntetycznego antyoksydanta – butylohydroksytoluenu (BHT), zapobiegającego jełczeniu tłuszczów. Wynikiem wysokiej aktywności antyoksydacyjnej jest zapobieganie miażdżycy, której podłożem są wolnorodnikowe reakcje prowadzące do stanów zapalnych.
Przeciwzapalne działanie CLA skutkuje także zapobieganiem powstawaniu nowotworów. Pierwsze doniesienia na temat antykancerogennych właściwości CLA, obecnych w smażonej wołowinie, pojawiły się już na przełomie lat 70. i 80. ubiegłego stulecia. CLA hamują rozwój nowotworów na różnych etapach: inicjacji, promocji i progresji; są bardziej skuteczne niż stosowane równocześnie tokoferole i WNKT n-3 z tłuszczu ryb i ssaków morskich. Jednak wyniki eksperymentów prowadzonych na zwierzętach świadczą o tym, że dzienna efektywna w profilaktyce nowotworów dawka CLA dla człowieka wynosi ok. 3,5 g, czyli znacznie więcej niż przeciętnie spożywamy z żywnością (0,5- 1,5 g/ dzień).

Zawartość CLA w produktach mleczarskich

Najlepszym źródłem CLA są wysokotłuszczowe produkty mleczarskie. W przeliczeniu na 1 g tłuszczu najwięcej CLA (12,40-14,00 mg) zawierają sery dojrzewające, znacznie mniej (8,09-9,48 mg) masło.
Na podstawie badań przeprowadzonych we Włoszech wynika, że sery Grana Padano, produkowane z mleka od krów wypasanych w górach charakteryzują się lepszym profilem kwasów KT – zawierają większe ilości kwasu żwaczowego (cis-9, trans-11 CLA), wakcenowego, linolenowego oraz długołańcuchowych wielonienasyconych KT – niż sery produkowane z mleka krów wypasanych na terenach nizinnych. Najwyższy udział CLA stwierdzono w serach z mleka od stad z rejonów górskich z okresu letniego (9,47 mg/g tłuszczu) oraz wiosennego (6,52 mg/g tłuszczu). Najniższy natomiast w serach wyprodukowanych z mleka z rejonu nizinnego w okresie wiosennym (5,29 mg/g tłuszczu). Sery produkowane z mleka od krów żywionych na pastwiskach nizinnych w okresie letnim charakteryzowały się tylko nieznacznie większą zawartością CLA (5,75 mg/g tłuszczu). W badaniach tych wykazano liniową zależność zawartości CLA w tłuszczu mlekowym a podażą β-karotenu w paszy (wysoka zawartość β-karotenu w zielonce pastwiskowej).
W produktach mleczarskich produkcji krajowej zawartość CLA jest na ogół znacznie mniejsza w porównaniu do wyrobów mleczarskich z Portugalii i Włoch. Dostępne na rynku polskim masło (różnych producentów) w okresie zimy i wiosny charakteryzuje się prawie dwukrotnie mniejszą zawartością CLA (1,51 mg/g tłuszczu) niż w okresie lata i jesieni (2,65mg/g tłuszczu). Podobnie sery z okresu letniego zawierały ponad 2-krotnie więcej CLA niż sery z okresu zimowego, odpowiednio: 1,21 – 2,40 w porównaniu do 0,51 – 1,1 mg/g produktu. Również w innych krajowych produktach mleczarskich zawartość CLA była niewielka i wynosiła średnio: 2,4 mg/g tłuszczu w serach dojrzewających, 1,91 mg/g tłuszczu w serach z przerostem pleśni oraz 3,0 mg/g tłuszczu w twarogu domowym. Najniższą zawartością CLA (1,68 mg/g tłuszczu) charakteryzował się serek typu oscypek.
Niska zawartość CLA w produktach mleczarskich produkcji krajowej jest konsekwencją ograniczania żywienia pastwiskowego krów oraz niezadawalającego udziału w dawkach pasz pochodzących z użytków zieolnych. Około 90% surowca mlecznego produkowane jest w fermach towarowych stosujących w żywieniu krów wyłącznie technologię TMR. W mleku od krów żywionych alkierzowo w ciągu całego roku, zawartość biologicznie aktywnych składników jest 3- a nawet 5-krotnie mniejsza.


Podsumowanie

W konsekwencji coraz częstszego stosowania alkierzowego żywienia krów, w tym również TMR, zawartość CLA w produktach mleczarskich produkcji krajowej jest znacznie niższa w porównaniu do analogicznych wyrobów, pochodzących z Portugalii, Włoch i Meksyku, Nowej Zelandii i Autralii. Z tego powodu a także ze względu na niskie spożycie produktów mleczarskich w Polsce (41% dziennego zalecanego spożycia wśród kobiet oraz 51% wśród mężczyzn) nie ma możliwości na zapewnienie w diecie minimalnej dawki CLA, wykazującej działanie prozdrowotne: przeciwnowotworowe, przeciwmiażdżycowe, immunomodulacyjne oraz przeciwcukrzycowe.