Fosforany paszowe
Nieorganiczne fosforany paszowe (IFP) to nieorganiczne sole kwasu fosforowego . Stosowanie nieorganicznych fosforanów paszowych jest niezbędne do zaspokojenia fosfor w produkcji zwierzęcej : zapewnienia optymalnego wzrostu, płodności i rozwoju kości .
Znaczenie
O znaczeniu fosforu (PO 4 3− ) świadczy liczba funkcji metabolicznych, w których bierze udział ten pierwiastek. Zdecydowanie największa część fosforu jest przeznaczona na utrzymanie i utrzymanie szkieletu . Znajduje się tu około 80% fosforu zwierząt, współwytrącanego z wapniem (Ca) w postaci kompleksu hydroksyapatytu (Ca 10 (PO 4 )6(OH) 2 ), gdzie pełni on nie tylko rolę układu podporowego ale także jako rezerwuar fosforu. W tkankach miękkich fosfor jest głównym składnikiem komórek , błon i płynów ustrojowych . Ale odgrywa również ważną rolę w zaopatrzeniu w energię. Ponadto fosfor pełni rolę bufora, bierze udział w fosfolipidów i kwasów tłuszczowych , w tworzeniu aminokwasów oraz wchodzi w skład DNA i RNA . Dlatego fosfor jest niezbędny do życia, a zwierzęta nie mogą bez niego żyć.
Produkcja IFP
Fosforany występują powszechnie w przyrodzie głównie jako fosforyty lub fluoroapatyt . Duże złoża występują w Rosji , USA , Afryce Północnej , Chinach , gdzie wydobywa się je głównie metodą odkrywkową . Ponad 85% zużywa się do nawozów , a tylko niecałe 7% do produkcji fosforanów paszowych. Istnieją dwa rodzaje depozytów; pochodzenia wulkanicznego i osadowego .
Te surowe fosforany nie mogą być bezpośrednio wykorzystywane przez zwierzęta, ale muszą zostać przekształcone w postać, która może być strawiona przez zwierzę. Ponadto niepożądane zanieczyszczenia muszą zostać usunięte lub obniżone do akceptowalnego poziomu. Punktem wyjścia do przemysłowej produkcji fosforanów paszowych jest technicznie czysty kwas (orto)fosforowy (H3PO4), który otrzymuje się z apatytu w mokrym procesie chemicznym.
|
Przykład produkcji kwasu fosforowego
Kwas fosforowy w procesie mokrym jest przygotowywany przez dodanie kwasu siarkowego (H 2 SO 4 ) do apatytu lub fosforanu trójwapniowego, co prowadzi do następującej reakcji: 3 H 2 SO 4 + Ca 3 (PO 4 ) 2 + 6 H 2 O ↔ 2 H 3 PO 4 + 3 CaSO 4 •2H 2 O Kwas z procesu mokrego musi zostać oczyszczony poprzez usunięcie fluoru i innych niepożądanych pierwiastków w celu wytworzenia kwasu fosforowego o jakości paszowej. |
Różne rodzaje nieorganicznych fosforanów paszowych
W zależności od procesu i innych użytych źródeł mineralnych można wytwarzać różne rodzaje nieorganicznych fosforanów paszowych. Większość nieorganicznych fosforanów paszowych stosowanych w UE i na świecie to fosforany wapnia w różnych postaciach (fosforany mono-, di- i monodiwapniowe), ale w żywieniu zwierząt stosuje się również fosforany magnezu , fosforany sodu , a nawet fosforany amonu . Jakość produktu końcowego zależy od procesu obróbki i produkcji. Ze względu na różne składy chemiczne różnych źródeł fosforanów paszowych istnieją duże różnice w ich dostępności fosforu dla różnych gatunków zwierząt . Jednak fosforany z tego samego źródła, wytwarzane w tym samym procesie, przy użyciu tych samych surowców, wykazują stałą dostępność fosforu, którą można zmierzyć w testach biologicznych .
|
Przykład produkcji fosforanu paszy wapniowej
Kwas fosforowy neutralizuje się za pomocą tlenku lub – węglanu wapnia lub ich mieszaniny. Fosforan dwuwapniowy: H 3 PO 4 + CaO + H 2 O ↔ CaHPO 4 + 2 H 2 O Fosforan monowapniowy: 2H 3 PO 4 + CaO + H 2 O ↔ Ca(H 2 PO 4 ) 2 .H 2 O + H 2 O Lub : Na bazie fosforanu dwuwapniowego Fosforan monowapniowy: H 3 PO 4 + CaHPO 4 + 2H 2 O ↔ Ca(H 2 PO 4 ) 2 .H 2 O + H 2 O W zależności od zastosowanych właściwości, otrzymanym produktem są mniej lub bardziej czyste fosforany di- lub monowapniowe. |
Jakość
Stała dostępność fosforu zależy od ścisłej kontroli jakości podczas procesu, aby uniknąć degradacji ortofosforanu do innych niedostępnych form fosforanu. Należy również wziąć pod uwagę zanieczyszczenia, które naturalnie występują w używanych surowcach. na wszystkich etapach należy również przestrzegać higieny pasz i dobrych praktyk produkcyjnych .
Zapotrzebowanie na fosfor
Wszystkie zwierzęta wymagają fosforu iw przypadku większości zwierząt produkcyjnych wymagania te są dobrze ugruntowane. Zwykle bierze się pod uwagę wiele zmiennych czynników, takich jak poziom wydajności i różnice między rasami. Ponadto dodaje się do tego margines bezpieczeństwa, aby uwzględnić różnice w obrębie jednego stada lub stada. Diety końcowe uwzględniają dostępność fosforu w diecie i zaspokajają zapotrzebowanie poprzez suplementację nieorganicznymi fosforanami paszowymi.
Ponadto należy zoptymalizować poziom wapnia i witaminy D , ponieważ metabolizm fosforu jest z nimi ściśle powiązany, a objawy niedoboru mogą się nasilić, jeśli nie zostaną odpowiednio uwzględnione.
Zapobieganie niedoborom
Ze względu na możliwe niedobory fosforu u zwierząt gospodarskich fosfor dostarczany jest w postaci nieorganicznych fosforanów paszowych. Konsekwencje braków są znane i dobrze udokumentowane. Początkowym efektem jest spadek stężenia w osoczu krwi , a następnie wycofanie wapnia i fosforu z kośćca. Utrata apetytu i zmniejszona produktywność są powszechne u wszystkich gatunków zwierząt. Słaba efektywność wykorzystania paszy i obniżony przyrost żywej wagi to dobrze znane wskaźniki związane z produkcją. Inne niedobory to obniżona płodność u bydła, ale także zmniejszona wydajność mleczna (mleko zawiera średnio 1 g P na kg), sztywność, aw skrajnych przypadkach nawet powiększone stawy lub zdeformowane kości i kulawizny. Inne dobrze znane objawy to u niosek zmniejszona wydajność jaj, aw przypadku piskląt zmniejszona wylęgowość wraz z zespołem zmęczenia niosek. Również u wszystkich gatunków możliwa jest osteomalacja i obniżona płodność. Wszystkie te symptomy są mniej lub bardziej nieodwracalne, powodując straty ekonomiczne dla rolnika.
Metabolizm fosforu
Mechanizmy trawienia i metabolizmu fosforu różnią się zasadniczo między gatunkami przeżuwaczy i innych niż przeżuwacze ( monogastryczne ). U świń większość fosforu jest wchłaniana z jelita cienkiego – jelita czczego , dwunastnicy – w postaci ortofosforanów, gdzie jego rozpuszczalność jest największa. Fosfor jest następnie transportowany przez ścianę jelita . Nerki odgrywają główną rolę regulacyjną w kontrolowaniu poziomu fosforu, jego nadmiar jest wydalany głównie z moczem . U drobiu dostępny fosfor rozpuszcza się w żołądku , gdzie staje się dostępny do wchłaniania także w dwunastnicy i jelicie czczym.
Przeżuwacze mają system trawienia, dzięki któremu mikroorganizmy w żwaczu wytwarzają enzymy rozkładające i tym samym udostępniające fosfor z materiału roślinnego . Fosfor ze źródeł roślinnych jest zatem bardziej odpowiedni dla przeżuwaczy, ale nadal jest wykorzystywany w mniejszym stopniu niż fosfor dostarczany ze źródeł nieorganicznych. Zapotrzebowanie przeżuwaczy na fosfor jest podyktowane potrzebami populacji drobnoustrojów żyjących w żwaczu, przy czym fosfor jest niezbędny do trawienia celulozy i syntezy białek . Głównym źródłem jest fosfor przetwarzany przez ślinę , co jest cechą charakterystyczną przeżuwaczy. Fosfor jest wchłaniany głównie w jelicie cienkim, a homeostazę uzyskuje się poprzez wydalanie fosforu z kałem .
Fosfor z innych źródeł
Większość fosforu w paszach dla zwierząt pochodzi z roślinnych materiałów paszowych, z których składają się te pasze. Jednak do 80% fosforu obecnego w roślinnych materiałach paszowych ma postać fitynianów . Niestety, w przeciwieństwie do przeżuwaczy, drób i świnie nie mają enzymu niezbędnego do rozkładu fitynianu-fosforu. W związku z tym strawność fosforu roślinnego waha się od 6% do 50% i przyjmuje się, że co najmniej dwie trzecie fosforu organicznego w diecie jest niedostępne dla trzody chlewnej i drobiu. Dlatego zwykle fosfor w postaci wysokiej jakości nieorganicznych fosforanów paszowych musi być uzupełniany w dietach wysokowydajnych zwierząt gospodarskich.
Dokładne odżywianie
Kluczem do rozwiązania problemu fosforanów w żywieniu zwierząt jest sformułowanie diety bliższej zapotrzebowaniu. Można to osiągnąć, między innymi, stosując wysokostrawne materiały paszowe, w tym wysokiej jakości nieorganiczne fosforany paszowe. Wysokiej jakości nieorganiczne fosforany paszowe są uzupełniane w celu uzupełnienia deficytu między wymaganiami a dodatkami.