Piia Kaireniuksen väitöstutkimuksessa tarkasteltiin mahdollisuuksia muokata maitorasvan koostumusta ihmisravitsemuksen kannalta suotuisammaksi. Kalaöljyn lisääminen lypsylehmien rehuun yksin tai yhdessä kasviöljyjen kanssa lisäsi muun muassa terveysvaikutteisten monityydyttymättömien omega-3-rasvahappojen, kuten EPA:n, DPA:n ja DHA:n osuutta maitorasvassa. Taustalla on lehmän pötsistä ulosvirtaavien, ihmisravitsemuksen kannalta suotuisien, kerta- ja monityydyttymättömien rasvahappojen määrän lisääntyminen, jolloin näiden määrä myös maitorasvassa lisääntyy. Samalla tyydyttyneiden, ihmisen ravitsemukselle epäedullisten, rasvahappojen muodostus maitorauhasessa vähenee.
Toisaalta, kala- ja kasviöljyjen sisältämät rasvahapot muokkaantuvat pötsin aineenvaihduntaprosessissa, jolloin maitorasvaan siirtyvien pitkäketjuisten trans-rasvahappojen määrää lisääntyy. Nämä trans-rasvahapot saattavat olla ihmisen ravitsemukselle suotuisia tai epäsuotuisia; teollisten prosessien yhteydessä muodostuneiden trans-rasvahappojen tiedetään altistavan kuluttajia sydän- ja verisuonitaudeille.
– Pötsin luonnollisen rasva-aineenvaihdunnan välituotteena muodostuvien pitkäketjuisten trans-rasvahappojen ravitsemuksellisia vaikutuksia ei vielä tunneta, vaikka osalla onkin havaittu olevan jopa suotuisia vaikutuksia, Kairenius kertoo.
Kaireniuksen mukaan on tärkeää ymmärtää lypsylehmien maitorasvan koostumukseen vaikuttavia mekanismeja sekä sitä, miten maitorasvan koostumusta voidaan muuttaa esimerkiksi erilaisin ruokinnallisin keinoin.
– Maitotuotteet ovat paitsi tärkeä korkealaatuisen proteiinin ja muiden tärkeiden ravintoaineiden lähde myös merkittävä rasvanlähde kehittyneiden maiden ruokavalioissa. Tutkimuksen avulla pyrimme todentamaan maidon, maitotuotteiden ja lihan ravitsemuksellisia ominaisuuksia ja parantamaan niitä sekä siten tukemaan kuluttajien terveyttä, sanoo Kairenius.
Pötsin mikrobitoiminnan tuloksena muodostuvien pitkäketjuisten omega-3-rasvahappojen biohydrogenaation välituotteiden muodostumismekanismeja ei ollut ennen Kaireniuksen väitöskirjaan sisältyviä tutkimuksia selvitetty lisäämällä lypsylehmien rehuun kalaöljyä tai sekä kala- että kasviöljyä.
Maitorasvan muodostumisen heikentyminen voi parantaa lehmän energiatasetta
Kairenius selvitti väitöstutkimuksessaan lypsylehmien nurmisäilörehuvaltaiseen ruokintaan lisätyn kala- sekä kala- ja kasviöljylisäysten vaikutusta pötsin rasvahappojen biohydrogenaation säätelymekanismeihin. Biohydrogenaatio on ilmiö, jossa pötsin mikrobien tuottamat entsyymit muuttavat rehun sisältämän pehmeän kasvirasvan välivaiheiden kautta tyydyttyneeksi kovaksi eläinrasvaksi.
Pötsissä muodostuvien rasvahappojen muodostumismekanismeissa havaitut muutokset eivät vaikuttaneet pötsin biohydrogenaatioon osallistuvien mikrobien kokonaismääriin eikä niiden suhteellisiin osuuksiin. Ainoastaan Butyrivibrio-ryhmään kuuluvien bakteerien määrä laski, kun rehuun lisättiin isoja kalaöljyannoksia.
– Tulosten perusteella voidaan sanoa, että tutkitut pötsin mikrobit eivät yksistään selitä muutoksia, joita havaittiin pötsissä muodostuneiden rasvahappojen biohydrogenaatiomekanismeissa ja rasvahappojen muodostumismäärissä, sanoo Kairenius.
Tutkimuksessa lehmän ruuansulatuskanavasta ja maidosta tunnistettiin useita aiemmin tunnistamattomia pötsin rasva-aineenvaihdunnan välituotteita, kuten pitkäketjuisia trans-rasvahappoja, joiden havaittiin olevan yhteydessä lehmän tuottaman maitorasvan muodostumisen heikentymiseen. Maitorasvan muodostumisen heikentäminen kontrolloidusti ruokinnan avulla voi vähentää energian kulkeutumista maitoon. Se voi parantaa lehmän energiatasetta maidontuotannon alkuvaiheessa, jolloin maitorasvan tuottamiseen kuluu huomattava osa lehmän ravinnostaan saamasta energiasta.
– Maitorasvan muodostusta vähentävät ruokintaratkaisut, jotka eivät vaikuta rehun syöntiin ja maitotuotokseen, edistävät ravintoaineiden kulkeutumista muihin kudoksiin. Ne voisivat siten vähentää lypsylehmien negatiivisesta energiataseesta johtuvia terveys- ja hedelmällisyysongelmia ja näin parantaa lehmien kestävyyttä, Kairenius sanoo.
Väitös
M.Sc. Piia Kairenius väittelee 13.11.2020 kello 12 Helsingin yliopiston maatalous-metsätieteellisessä tiedekunnassa aiheesta "Role of dietary fish oil and plant oil supplements in ruminal lipid metabolism and fish oil induced milk fat depression in lactating cows" (Kala- ja kasviöljylisäysten vaikutus lypsylehmien rasva-aineenvaihduntaan pötsissä sekä kalaöljylisäyksen aiheuttama maitorasvasynteesin heikkeneminen). Väitöstilaisuus järjestetään osoitteessa Metsätieteiden talo, Raisio-Sali, LS B2, Latokartanonkaari 7, Helsinki. Väitöstilaisuus välitetään myös Zoomin kautta.
Vastaväittäjänä on professori Veerle Fievez, Ghentin yliopisto, Belgia, ja kustoksena on professori Aila Vanhatalo.
Väitöskirja julkaistaan sarjassa Natural resources and bioeconomy studies. Väitöskirja on myös elektroninen julkaisu ja luettavissa Heldassa.
Väittelijän yhteystiedot: piia.kairenius@luke.fi