top of page

Vegetabilske proteinkilder

Mælkeerstatninger er som regel primært baseret på mælkeprotein (både skummetmælk og valle), men en del mælkeerstatninger indeholder også vegetabilske proteinkilder. I Danmark bruges primært hvedeprotein (gluten) eller sojaprotein, men andre vegetabilske proteinkilder kan også forekomme.

 

Vegetabilske proteinkilder (hverken sojaprotein eller hvedeprotein) udnyttes lige så godt af kalven, som mælkeproteiner – og det er mest udtalt for de mindste kalve under tre uger, som har en markant lavere fordøjelighed af vegetabilske proteinkilder.

 

NRC (2001) anbefaler udelukkende at anvende mælkeerstatninger med 100 % mælkeproteiner til kalve under 3 uger, fordi fordøjelseskanalen endnu ikke har enzymatisk proteolytisk aktivitet til at nedbryde andre proteiner end mælkeproteiner. 

Ældre kalve har en bedre udnyttelse af protein fra hvede og soja (forudsat den rette forarbejdning af proteinet). I det følgende gennemgås evidensen for brug af non-mælkeproteiner i mælkeerstatninger til kalve.

Når man taler om vegetabilske proteinkilder er det også vigtigt at huske på, at selvom der ”kun” indgår 6 % vegetabilsk protein i en mælkeerstatning, kan det hurtigt udgøre en stor andel af det samlede proteinindhold. Hvedeproteinkoncentrat indeholder omkring 80 % protein og har man en mælkeerstatning som indeholder 6 % hvedeproteinkoncentrat med et samlet indhold af protein på 22 %, vil andelen af vegetabilsk protein udgøre 21,8 % - så det er altså ikke helt lige meget om 6 % af den samlede mælkeerstatning er vegetabilsk protein.

af dyrlæge Trine Fredslund Matthiesen.

Revideret af agronom og ph.d Mogens Vestergaard

21. august 2021

Hvedegluten i mælkeerstatninger

Hvedeprotein kaldes også hvedegluten. Hvedeprotein indeholder ikke antinutritionelle faktorer (dvs. faktorer som direkte skader fordøjelsen hos kalvene) sådan som soja. Forarbejdningen af hvedeproteinet har alligevel stor betydning for, hvor godt kalven er i stand til at udnytte det. Hvedeprotein kan enten hydrolyseres med syre eller med enzymer (Tomkins et al., 1994). Forarbejdningsmetoden er imidlertid ikke noget, som oplyses af de enkelte studier, ligesom det heller ikke er information, man kan læse af varedeklarationen på de forskellige mælkeerstatninger. Der er så vidt vides ikke en standardiseret metode til at forarbejde hvedeprotein på, og det kan derfor variere fra det ene produkt til det andet. I praksis kan vi derfor ikke differentiere mellem hvedeprotein med høj og lav fordøjelighed, og derfor skæres al hvedeprotein her over en kam.

 

Tomkins et al. (1994) angiver i et konference referat, at hydrolyseret hvedeprotein giver tilfredsstillende produktionsresultater, når det erstatter en del af mælkeproteinerne i mælkeerstatninger til kalve. Dette er imidlertid i modsætning til de konklusioner, som bliver draget i den videnskabelige litteratur, hvor hvedeprotein ikke opnår samme tilvækstresultater som mælkeerstatninger med rent mælkeprotein.

 

I det følgende refereres fem studier, som undersøger effekten af at tilsætte hvedegluten til mælkeerstatninger til kalve på tilvækst. Det har ikke været muligt at finde flere studier. Studierne er enige om, at tilsætning af hvedeprotein ikke giver anledning til diarré, men at der ses en lavere tilvækst:

 

Hill et al. (2008) studerede effekten af at erstatte mælkeproteiner med hydrolyseret hvedegluten og fandt en lineær reduktion i foderudnyttelse og tilvæksten med øget indhold af hvedegluten i mælkeerstatningen (op til 38 % af proteinandelen svarende til at mælkeerstatningerne indeholdte 0, 6 eller 12 % hvedegluten). Der blev tilsat ekstra aminosyrer for at tilpasse aminosyresammensætningen til kalvens behov. Der var 16 kalve i hver gruppe, og kalvene i studiet var 2 til 4 dage gamle ved forsøgets start og fik mellem 454 og 681 g mælkepulver pr dag. Der var ikke en øget forekomst af diarré blandt kalve, som fik hvedegluten i mælken. Der var en tilvækstreduktion på mellem 12 og 21 %, når hvedegluten erstattede mellem 15 og 38 % af proteinet i mælkeerstatningen.  

 

Et kinesisk forskerteam (Huang et al., 2015) erstattede 70 % af proteinet i en 22% protein mælkeerstatning med hydrolyseret hvede-protein og soja-proteinkoncentrat (og sørgede for at tilpasse aminosyre-sammensætningen ved at tilsætte ekstra aminosyrer). Der indgik 10 kalve på 21 dage i hver fodringsgruppe i studiet. Kalvene fik en restriktiv mælkefodring på 10 % af deres kropsvægt og ad libitum adgang til kraftfoder. Sammenlignet med en tilsvarende mælkeerstatning baseret på rent mælkeprotein, hvor kalvene havde en tilvækst på 776 g pr dag fra dag 22 til 63, havde kalvene, som fik sojaproteinkoncentrat en lavere tilvækst (698 g pr dag), og kalvene som fik hydrolyseret hvedeprotein en endnu lavere tilvækst (627 g pr dag) fra dag 22 til 63. Forskellen i tilvækst var kun statistisk signifikant fra dag 29 til 63 og ikke fra dag 22 til 28.    

 

Castro et al. (2016) undersøgte effekten af at tilsætte 4,5 % hydrolyseret hvedeprotein i en mælkeproteinbaseret mælkeerstatning ved at erstatte 50 % af valleproteinkoncentratet med hydrolyseret hvedeprotein. Der var 28 % protein og 16 % fedt i mælkeerstatningerne. Der indgik mellem 18 og 20 kalve i hver fodringsgruppe, og kalvene indgik i en alder af 2 dage til de var 8 uger. Kalvene fik dagligt 600 g mælkeerstatning (tørstof) pr dag i uge 1, 800 g pr dag i uge 2, 1200 g pr dag i uge 3 til 5, 800 g i uge 6 og 600 g pr dag i uge 7 opblandet til 15 % tørstof. Kalvene fik først tilbudt kraftfoder fra dag 28. Kalvene havde en daglig tilvækst på 550 g pr dag, og der var ikke forskel mellem grupperne. Tilvæksten var markant lavere, end hvad man ville forvente i forhold til den mængde mælkeerstatning, som kalvene indtog. Dette er det eneste forsøg, som studerer effekten af vegetabilsk protein til kalve fodret på et højt mælkefodringsniveau. Desværre fremgår det ikke af studiet, hvad tilvæksten var i de enkelte uger, da tilvæksten kun er angivet som gennemsnit af alle ugerne. Det er sandsynligt, at tilvæksten i dette studie ikke er begrænset af proteinforsyningen, eftersom kalvene har en lav tilvækst (550 g pr dag). Dette studium kan ikke tillægges stor betydning, fordi der ikke er redegjort for, hvorfor kalvene har så lav en tilvækst på trods af rigelig tildeling af mælkeerstatning.

 

Terui et al. (1996) studerede effekten af at erstattet mellem 30 og 50 % af mælkeproteinet med opløselig, enzymmodificeret hvedegluten i en mælkeerstatning med 18-20 % fedt og protein. Der indgik 120 Holstein tyrekalve i forsøget fra 3 dage til 6 uger. Kalvene fik tilbudt kalvestarter i uge 4 til 6. Kalvene fik 540 g mælkeerstatning pr dag og havde en daglig tilvækst på 250 til 280 g pr dag. Mælkeerstatningerne var sammensat som følgende, hvor det første tal henfører til råprotein-indholdet, WG står for wheat gluten og det sidste tal angiver, hvor stor en del af mælkeprotein der var udskiftet med hvedegluten:

 

20WG0

20WG30

20WG50

18WG0

18WG33

Kalvenes tilvækst i de to første uger var ikke forskellig og lå omkring 200-250 g pr dag. I uge 2-4 varierede tilvæksten mellem 320 og 380 g pr dag. I uge 4-6 var tilvæksten igen meget forskellig og lå mellem 86 g pr dag og 250 g pr dag. Det er svært at drage en endelig konklusion på baggrund af studiets resultater. Der er ikke en klar dosis-respons tendens i tilvæksten, når en del af mælkeproteinet blev erstattet af hvedegluten eller det modsatte. Hertil kommer, at kalvenes tilvækstniveau er anderledes end forventet, fordi kalvene har en lavere tilvækst i uge 4-6 end i uge 2-4 (normalt havde man forventet en højere tilvækst hos ældre kalve). Dette er især iøjnefaldende, fordi kalvene får tilbudt kraftfoder fra uge 4 og æder mere end 4 kg kraftfoder i løbet af studiet. Hvis man ser på tilvæksten over hele studie-perioden fra uge 0-6, havde kalvene som fik 20WG50, den højeste tilvækst (11,2 kg), kalvene, som fik 20WG0, 20WG30 og 18WG33, havde ens tilvækst (10,1-10,8 kg), og kalvene, som fik 18WG0, havde den laveste tilvækst (7,8 kg). Den mangelfulde afrapportering af resultaterne i dette studie gør det svært at drage klare konklusioner.   

 

Raeth et al. (2016) har undersøgt effekten af at erstatte valleprotein koncentrat og en del af det afsukret valle med hydrolyseret hvedegluten (WG) og/eller sojaproteinkoncentrat (SPC) hos unge kviekalve på et lavt fodringsniveau (570 g mælketørstof pr dag). Der indgik 126 kviekalve i studiet (2-5 dage gamle ved studiets start) som fik én af hver af følgende mælkeerstatninger (med 21 % protein og 20 % fedt):

Kontrol: 100 % mælkeprotein (valleproteiner)

30WG: 30 % af protein kommer fra WG

50 WG: 50 % af protein kommer fra WG

50 SPC: 50 % af protein kommer fra SPC

50 WGSPC: 25 % af protein kommer fra WG og 25 % fra SPC

 

Fra dag 36 til 42 fik kalvene 285 g mælkeerstatning pr dag og de blev fravænnet dag 43. Kalvene fik kraftfoder og vand ad libitum. Studiet viste, at kontrolkalvene havde den højeste tilvækst fra 15 til 28 dage (850 g pr dag) mod 690 til 710 g pr dag for de øvrige grupper. Før fravænning (dag 0 til 42) havde kontrolkalvene en 15 % højere tilvækst end de øvrige grupper (700 g pr dag mod 600 g pr dag). Der var ikke forskel i sygdomsforekomst mellem grupperne. Studiets resultater bør vurderes med det forbehold, at kalvene i studiet indtog 530 til 620 gram kraftfoder pr dag og en større del af deres tilvækst må tilskrives kraftfoderet. Der er fortsat behov for studier, som viser tilvæksten hos kalve, der bliver fodret på et højere mælkefodringsniveau.

Sojaprotein i mælkeerstatninger

Sojaprotein er isoleret fra sojabønner, og nedenstående figur viser den forarbejdning, der går forud for produktion af de forskellige soja-protein produkter:

soja.PNG

Figuren stammer fra Tomkins et al. (1994).

 

Antinutritionelle stoffer i soja 

Sojabønner indeholder stoffer, som (uforarbejdet) hæmmer kalvens fordøjelse. For eksempel indeholder sojabønner enzymet ’trypsin inhibitor’, som inaktiverer bovin trypsin (Dawson et al., 1988) og derved begrænser kalvenes evne til at fordøje protein. Der er også specifikke proteiner i soja (glycinin og β-conglycinin), som er allergene for kalve, hvilket negativt påvirker tilvækst og trivsel (Dawson et al., 1998). Det er derfor essentielt, at sojaprotein forarbejdes på en sådan måde, at de antinutritionelle faktorer og allergene egenskaber elimineres (Lalles et al., 1995).

Den følgende gennemgang af studier, der har brugt forskellige sojaproteinprodukter i mælkeerstatninger til kalve, opnår følgende resultater:

 

  1. Kalve under 3 uger har en meget lav fordøjelighed af sojaproteiner (omkring 55 %) sammenlignet med mælkeproteiner (ca. 80 %).

  2. Sojaproteiner giver anledning til en reduceret tilvækst sammenlignet med mælkeerstatninger, som indeholder rent mælkeprotein.

  3. Med den rette forarbejdning KAN soja være et billigere alternativ til protein i mælkeerstatninger til kalve over tre uger og give en fordøjelighed af protein på ca. 65 %, hvilket er lavt i forhold til fordøjeligheden af mælkeprotein, som for denne aldersgruppe ligger omkring 85 %. Man må derfor forvente en lavere tilvækst.

 

Dawson et al. (1998) undersøgte fordøjelighed, tilvækst og de allergene egenskaber af sojaproteinkoncentrat, kommercielt opvarmet sojamel og eksperimentelt opvarmet sojamel med lav forekomst af trypsin inhibitor sammenlignet med fordøjeligheden af en vallebaseret mælkeerstatning til kalve (n = 8 pr behandling) i alderen 4 dage til 6 uger. Mælkeerstatningerne indeholdte enten 100 % vallebaserede protein eller 25 % valleproteiner og 75 % sojaprotein og havde et proteinindhold på 22,5-24 % og et fedtindhold på 17 %. Kalvene fik 1,25 kg mælkeerstatning tørstof pr 100 kg dagligt og ingen kraftfoder.

Studiet viste, at kalve fra uge 0 til 2 var dårlige til at udnytte sojaprotein. Kalvene som fik den vallebaserede mælkeerstatning voksede markant bedre end de kalve, hvor 75 % af proteinet stammede fra soja. De kalve som fik sojaproteinkoncentrat tog på i vægt fra uge 0 til 2, mens de kalve som fik sojamel (enten kommercielt eller eksperimentelt varmebehandlet) tabte sig.

 

Fordøjeligheden af sojaproteinet i uge 3 var på 58,7 % (sojaproteinkoncentrat), 41,8 % (kommercielt varmebehandlet sojamel) og 54,8 % (eksperimentelt varmebehandlet sojamel), hvilket for alle tre sojaprodukter var markant lavere end fordøjeligheden af valleproteinerne (82,8 %).

Som kalvene blev ældre end 3 uger og udviklede deres mave-tarmkanal, havde kalvene nogenlunde den samme tilvækst pr dag uafhængig af, om der var soja i mælkeerstatningerne eller ej. Fordøjeligheden af protein var hos de 6 uger gamle kalve også markant forbedret og lå nu på 64,9 % for sojaproteinkoncentratet, 50,8 % for det kommercielt varmebehandlet sojamel og 65,2 % for det eksperimentelt varmebehandlede sojamel – dog var fordøjeligheden af proteinet fra valle fortsat markant højere (87,5%).

Dawson et al. (1988) undersøgte sojaproteinets antigene egenskaber. Mikroskopisk undersøgelse af tarmcellerne fandt villusatrofi hos de kalve, som fik soja i mælkeerstatningen. Kalvene som fik soja i mælken havde også markant højere soja-specifikke antistoffer i blodet end de kalve, som ikke fik soja i mælkeerstatningen, hvilket indikerer, at de havde udviklet en allergisk reaktion på sojaproteinerne. Ved at indgive sojaproteiner subkutant til kalvene, blev det undersøgt, om kalvene udviklede en hypersensitivitetsreaktion. Kun en enkelt kalv udviklede en hævelse på injektionsstedet for sojaprotein inden for 4 timer efter injektionen, men denne kalv var også fjernet fra forsøget, fordi den udviklede kraftig diarré. Den blev udsat for hypersensitivitetsreaktionstesten 1 uge efter, at den var skiftet tilbage til den vallebaserede mælkeerstatning og diarréen var forsvundet. Dawson et al. (1988) angiver, at denne kalv sandsynligvis har udviklet en kraftig allergi mod sojaproteinerne og refererer til et andet studium, som angiver, at enkelte kalve reagerer kraftigt mod sojaprotein og derfor ikke tåler sojaprotein.

Drackley et al. (2006) undersøgte i et studie af kalve i alderen 3 til 28 dage betydningen af at erstatte 60 % af valleproteinet med sojaproteinkoncentrat. Der indgik 10 kalve i hver forsøgsgruppe. Kalvene fik tildelt mælkeerstatning i en mængde svarende til 10 % af deres kropsvægt fra dag 3 til 9 og 12 % af kropsvægten fra dag 10 til 28. Mælkeerstatningerne havde et fedtindhold på 15 % og et protein-indhold på 20 %. Studiet viste, at tilvæksten blev reduceret med 18 % hos de kalve, som fik sojaproteinkoncentrat i mælkeerstatningen sammenlignet med de kalve, som fik ren vallebaseret mælkeerstatning (281 g pr dag vs. 344 g pr dag). Drackley et al. (2006) anfører, at sojaprotein medfører et øget endogent proteintab, hvilket er en af årsagerne til den reducerede tilvækst. Villushøjden i ileum og jejunum var reduceret hos de kalve, som fik sojaproteinkoncentrat i deres mælkeerstatning sammenlignet med de kalve, som fik den vallebaserede mælkeerstatning.

Lalles et al. (1995) sammenlignede fodereffektiviteten og tilvæksten hos 1 mdr. gamle kalve (n=21) som blev fodret med en mælkeerstatning, som enten indeholdte rent mælkeprotein (60 % skummetmælk) eller som var baseret på valleproteiner og enten 19,7 % eksperimentelt hydrolyseret sojaproteinisolat eller 31 % varmebehandlet sojamel. Mælkeerstatningerne med soja-protein var formuleret, så 72 % af proteinet kom fra soja. Mælkeerstatningerne havde et proteinindhold på 20,5 % og et fedtindhold på 20 %. Kalvene fik stigende mængder mælkeerstatning gennem studiet fra 1090 til 2700 g pr dag. Kalvene blev slagtet 97-104 dage efter studiets start (dvs. da de var ca. 130 dage gamle). Studiet viste, at kalvene, som fik varmebehandlet sojamel, havde en markant lavere tilvækst end de to andre grupper af kalve. Kalvene som fik eksperimentelt hydrolyseret sojaprotein koncentrat vejede 8,7 kg mindre end kontrolkalvene ved slagt og de havde en lavere daglig tilvækst på ca. 100 g pr dag, om end sidstnævnte ikke var statistisk signifikant. Lalles et al. (1995) viser således, at såfremt sojaprotein forarbejdes på den rette måde (i dette studium eksemplificeret ved den eksperimentelt hydrolyseret sojaproteinisolat), kan de antinutritionelle faktorer fjernes, og der kan opnås produktionsresultater, som næsten er på niveau med mælkeerstatninger, som indeholder rent mælkeprotein (vel at mærke hos kalve som er mere end 3 uger). 

Kildehenvisninger

 

Castro JJ, Hwang GH, Saito A, Vermeire DA, Drackley JK. 2016. Assessment of the effect of methionine supplementation and inclusion of hydrolyzed wheat protein in milk protein-based milk replacers on the performance of intensively fed Holstein calves. J Dairy Sci. Aug;99(8):6324-6333.

 

Dawson, D. P., Morrill, J. L., Reddy, P. G., Minocha, H. C., & Ramsey, H. A. 1988. Soy protein concentrate and heated soy flours as protein sources in milk replacer for preruminant calves. Journal of Dairy Science, 71(5), 1301-1309.

 

Drackley, J. K., Blome, R. M., Bartlett, K. S., & Bailey, K. L. 2006. Supplementation of 1% L-glutamine to milk replacer does not overcome the growth depression in calves caused by soy protein concentrate. Journal of dairy science, 89(5), 1688-1693.

 

Drackley JK. 2008. Calf nutrition from birth to breeding. Vet Clin North Am Food Anim Pract. 2008. Mar;24(1):55-86. doi: 10.1016/j.cvfa.2008.01.001. PMID: 18299032.

 

Hill, T. M., Bateman II, H. G., Aldrich, J. M., & Schlotterbeck, R. L. 2008. Effects of using wheat gluten and rice protein concentrate in dairy calf milk replacers. The Professional Animal Scientist, 24(5), 465-472.

 

Huang, K., Tu, Y., Si, B., Xu, G., Guo, J., Guo, F., ... & Diao, Q. 2015. Effects of protein sources for milk replacers on growth performance and serum biochemical indexes of suckling calves. Animal Nutrition, 1(4), 349-355.

 

Lalles JP, Toullec R, Pardal PB, Sissons JW. 1995. Hydrolyzed soy protein isolate sustains high nutritional performance in veal calves. J Dairy Sci. Jan;78(1):194-204. 

 

National Research Council. 2001. Nutrient requirements of dairy cattle. 7th edition. Washington,

DC: National Academy Press. Kapitel 10. Nutrient requirements of the young calf.

 

Terui, H., Morrill, J. L., & Higgins, J. J. 1996. Evaluation of wheat gluten in milk replacers and calf starters. Journal of dairy science, 79(7), 1261-1266.

 

Tomkins T., Sowinski J. og Drackley J. 1994. New development in milk replacers for pre-ruminants. Side 71-90 I Proc. 55th Minnesota nutr. Conf. univ. Minnesota, St. Paul.

bottom of page