מחשבות על אנרגיה; מה מתרחש ואיך מתקדמים…

הפרמטרים התזונתיים השכיחים בעת פורמולציה של מנת חולבות הם: חומר יבש, חלבון כללי, NDF, אפר, מיצוי אתרי (שומן), סידן וזרחן, וכן, NFC ו-NEL. הללו, פרט לשני האחרונים, נבדקים רוטינית במעבדות והתוצאות נחשבות כאמינות. מאידך, NFC מתקבל בחישוב ו-NEL שאינו ניתן לבדיקה כימית, מוערך על פי ההרכב הכימי של המזון, כל מעבדה ונוסחת החישוב/הרגרסיה שלה. ולראיה, כאשר משווים את ערכי האנרגיה של מזונות מייצגים, כפי שהתפרסמו בטבלאות ממקורות שונים (לדוגמא מהדורות ה-NRC לדורותיהן, ואחרים), רב השוני בערכי ה-NEL של מזון ספציפי בהרכב כימי דומה.

להלן כמה מונחי יסוד הקשורים באנרגיה:

היא מוגדרת כיכולת לבצע עבודה;

נמדדת ככמות החום המשתחררת בעת שריפת החומר ונמדדת בקלוריות;

סוגי האנרגיה רבים: חום, חשמלית, קינטית, פוטנציאלית, גרעינית… אולם זו הרלוונטית לתזונה והזנה היא האנרגיה הכימית, האצורה בקשרים הכימיים של המולקולות הבונות את אבות המזון, או של תרכובות “המצבר” של תאי הגוף – מולקולות ה-ATP עתירות האנרגיה הנוצרות בעת חמצון נוטריינטים בתאים.

חוק שימור האנרגיה הוא מחוקי הפיזיקה החשובים:

אנרגיה לא נוצרת ולא נעלמת אלא משנה צורה מסוג אחד לסוג שני. לכן במערכת סגורה (פרה) כמות האנרגיה שנכנסת למערכת (GE, האצורה במזון, והנמדדת כחום המשתחרר בעת שריפתו) שווה לכמות האנרגיה שניפסדה מהמערכת (כ: צואה, שתן וגזים; או כחום וכחלב) + זו הנאגרת בה (כרקמות: עובר, שומן, שריר). במידה והחשבון לא מתאזן (מה שקורה כמעט תמיד במאזן של פרה ישראלית) – לרוב הבעיה נעוצה בהערכה שגוייה של ערכי ה-input, דהיינו בהערכת יתר של האנרגיה במזונות! בתנאים אידיאליים, רק כ-35% מהאנרגיה במזון נותרת לפרה כאנרגיה נטו המשמשת לקיום גופה (כ-20%) וליצור (כ-15%), והנחת היסוד היא שיעילות הפיכת האנרגיה המטבולית (ME, זו הנותרת לאחר הפסדי הצואה השתן והגזים) לקיום וליצור חלב היא דומה – כ-62% (השאר נפסד כחום הנפלט במהלך התסיסה בכרס והמטבוליזם בתאים). הצומת המשמעותית ביותר מבחינת קביעת ערכו האנרגטי של המזון, בה הפסדי האנרגיה הם הגבוהים ביותר, היא האנרגיה האובדת בצואה; לכן ככל שנעכלות המזון גבוהה יותר, הפסדים אלו קטנים יותר והאנרגיה הנעכלת (DE) גבוהה יותר. המונח אשר מקשר בין נעכלות ל-DE הוא TDN – כלל מזינים נעכלים – והוא נקבע על ידי מכפלה של ריכוז הפרמטר התזונתי בנעכלות שלו. ההרכב הכימי נקבע במעבדה ואילו נעכלות הפרמטר הכימי נקבעה היסטורית בניסיונות עיכול בכבשים או בכרס מלאכותית – מערכת המדמה in vitro את מערכת העיכול של מע”ג, ברמת קיום, בדיוק רב. לכאורה, שגיאה היא לתת ערכי אנרגיה למזון הבודד, ולקבוע את ערכה האנרגטי של המנה כערך האדיטיבי של מרכיביה, זאת משתי סיבות עיקריות:

א – אינטראקציות בין משפחות מזונות המרכיבות את המנה הכולית (לדוגמא: פגיעה בנעכלות NDF בכרס עקב נוכחות רבה של עמילן ואו כאשר pH נמוך מ-6; פגיעה בסינטוז מיקרוביאלי בכרס ובנעכלות המנה בעת חוסר צימוד בפריקות של פחמימות וחלבון);

ב – בהרכב נתון של המנה, צריכת המזון משפיעה על נעכלותה, כך שככל שהצריכה גבוהה יותר, הנעכלות פוחתת ובמיוחד של רכיב המזון הגס (עקב קצב מעבר גבוה של המעכל ושהות נמוכה יותר של המזון במערכת העיכול).

למרות זאת, בפרקטיקה של תכנון מנות, נקבע במטריצת המזונות ערך אנרגטי למזון הבודד, ולערך זה חשיבות רבה: א – במנת חולבות, רכיב האנרגיה הוא הלוחץ ביותר במחיר. לכן במערכת תכנון לינארי, אטרקטיביות שילוב המזון במנה נקבעת ע”י מחירו אך לא פחות חשוב – ע”י ערכו האנרגטי; ב – טעות גסה בערך האנרגיה של מזון בודד עלולה לגרום לפתרון תזונתי שגוי, לפגיעה ביצור, במצב הגופני או בשניהם.

ערכו האנרגטי של המזון “משרת” דיסציפלינות רבות: מטריצת הרכב המזונות המתפרסמת ע”י מכוני התערובת לצורך בניית חליפות; זו המתפרסמת ע”י חלק ממרכזי המזון לצורך בניית בלילים; קביעת ערכו של מזון לא קונבנציונלי כמו חומר לואי או מזון גס חדש; קביעת ערכם האנרגטי של מזונות גסים שהרכבם משתנה בהתאם לתנאי הגידול ומועד הקציר, או זנים חדשים שעוברים אינטרודוקציה. כיצד קובעים את ערך ה-TDN שממנו נגזר NEL? עפ”י ועדת הזנה, עד 1995 ערך TDN בסיסי של מזונות פורסם בטבלאות סטנדרט, ותוקן על פי ריכוז האפר והתאית המצוי בפועל במזון. חישוב האנרגיה מ-TDN נעשה על פי הנוסחה של Moe & Tyrell (1972) המתאימה ל-3 רמות קיום. משנת 1995, פורסמו ערכי NEL (3 רמות קיום) של מזונות סטנדרטיים בטבלאות המבוססות על ה-89 NRC, והערך בפועל תוקן על פי ריכוז ה-ADF והאפר במזון הנבדק. כיום, חלק מהמעבדות עושות שימוש ב-2 השיטות הישנות הנ”ל, ואחרות עושים שימוש בקביעת TDN ו-NEL עפ”י ה-NRC 2001. הרוח הכללית הנושבת בקרב מנהלי המעבדות היא “חוסר נחת מהצורך לספק את דרישת הלקוחות לקבלת ערך אנרגיה למזון הנבדק”… חוסר הנחת נובע מכך שאין שיטה אחת המקובלת על כולם.

ה-NRC 2001, נקט בשיטה שונה לחישוב ה-TDN וה-NEL: הופסק השימוש בטבלאות סטנדרטיות. ערך ה-TDN מחושב ישירות מהרכבו הכימי של המזון. פקטור הקנס על הנעכלות בגין כפולות קיום אינו קבוע כמו בעבר (4 יחידות % לכל כפולת קיום, NRC 89) אלא מחושב בהתאם לצריכת המזון של הפרה, זו שבפועל, או זו המחושבת מנוסחת צריכת מזון שפותחה במהדורת 2001. כמו כן, ה-DE אינו מחושב מה-TDN אלא מההרכב הכימי של המזון, כשקנס בגין רמות הקיום מחושב מה-TDN ומוטל על ה-DE. בנוסף, יעילות הפיכת האנרגיה המטבולית לאנרגיה נטו אינה קבועה ומשתנה, למשל במשפחת המזונות השומניים, כך שחישוב ה-NEL מ-TDN אינו ישיר אלא דורש מספר מהלכי חישוב. מהם הפרמטרים הכימיים הנדרשים לצורך חישוב ה-TDN ברמת קיום, במהדורת 2001? סה”כ החומר הנעכל מתקבל מהריכוז והנעכלות של 4 פרקציות: חלבון כללי (CP) שלצורך חישוב נעכלותו (2 נוסחאות, אחת למזונות גסים ואחרת למרוכזים) נדרש גם הפרמטר ADIP (חלבון בלתי זמין הקשור ל-ADF );NDF נטו, שלצורך חישוב ריכוזו ונעכלותו נדרש גם ריכוז החלבון המהווה חלק טבעי מדופן התא הצמחי (NDFIP), וריכוז ה- ADL (ליגנין); שומן כללי (EE, ההנחה שנעכלותו %100); ו-NFC (שכאמור מחושב ואינו נקבע כימית, כמו כן ההנחה שנעכלותו 98%), שלגביו קיימת אופציה לקנוס/לצ’פר את התוצאה בהתאם למצב הפיזיקאלי/שיטת העיבוד של המזון. בחישוב סה”כ ה-TDN, השומן מקבל פקטור 2.25, כמו כן, מתבצעת הפחתה של 7 מהערך, בגין הפרשה מטבולית בצואה.

על מנת לפשט את “הליך קביעת האנרגיה של מזונות” מוצע לאמץ ממהדורת ה-2001 רק את החלק הקובע את ה-TDN מתוך ההרכב הכימי (ניתן לביצוע; כל הפרמטרים לבדיקה כימית זמינים במעבדות השירות); בהמשך מוצע לחשב את ה-NEL לא לרמות הקיום בהן הפרה נמצאת בפועל, אלא להמשיך לעבוד ב-3 רמות קיום כמו שמתבצע כיום (כשיטה הסטנדרטית המקובלת בכל המטריצות בארץ), ולחשב את הערך ל-3 רמות קיום מתוך הנוסחה של מו וטירל מ-1972: 0.12-NEL3X=0.0245*TDN. דהיינו: ה-TDN ברמת קיום יקבע מההרכב הכימי; ה-NEL ב-3 רמות קיום ייקבע בשיטה הישנה. בהרצה ראשונית של הרכב כימי של מזונות גסים מקובלים בישראל, בשיטה המוצעת, אכן מתקבלים ערכים נמוכים יותר של NEL (מה שתואם את המגמה במהדורת ה-2001), ערכים אשר בהחלט יכולים להסביר חלק מהפער הבלתי מוסבר של עודף אנרגיה מחושבת ב-input בהשוואה ל-output (כשהשאר יכול להיות מוסבר ברמת הקיום בפועל, הגבוהה מ-3 ונושקת את ה-4). במידה ותאומץ ההצעה, נדרש דיון מסודר בוועדת הזנה באשר למספר חומרי גלם אשר במהדורת 2001 מקבלים קטגורית ערכים נמוכים ממהדורת ה-89, כמו גרעיני כותנה וקליפות סויה; דיונים מסוג זה אכן החלו לאחרונה, על בסיס ההצעה.