Kalsium ja fosfori ovat välttämättömiä luustorakenteen kehityksessä ja ylläpidossa, vähärasvaisen kudoksen kertymisessä, lihasten supistumisessa ja monissa muissa fysiologisissa toiminnoissa. Kalsium ja fosfori ovat sian runsaimmat kivennäisaineet, ja noin 99 % elimistön kalsiumista ja 80 % fosforista on luustossa. Näin ollen kalsiumin ja fosforin puute johtaa heikentyneeseen luun mineralisaatioon, heikentyneeseen luun lujuuteen ja heikentyneeseen kasvuun. Puutoksen kliinisiä oireita ovat riisitauti kasvavilla sioilla ja osteoporoosi emakoilla, jotka ilmenevät ontumisena ja murtumina. Puutos pahenee laktaation aikana, kun emakot mobilisoivat kalsiumia luuvarastoista täyttääkseen maidontuotannon tarpeen, mikä voi johtaa ”downer-emakoihin” laktaation loppuvaiheessa ja vieroituksen jälkeen.
Puutoksen ehkäisemiseksi sikojen ruokavalion on täytettävä kalsiumin ja fosforin yksilölliset tarpeet, mutta sen on myös tarjottava riittävä kivennäisaineiden suhde toisiinsa. Kalsiumin ja fosforin suhde vaikuttaa suuresti molempien kivennäisaineiden imeytymiseen ja pidättymiseen. Yleisesti ottaen suuret kalsium:fosfori-suhteet tai liiallinen kalsiumin ja puutteellinen fosforin pitoisuus haittaavat fosforin imeytymistä (Reinhardt ja Mahan, 1986).
Sikojen ruokinnassa käytettävät viljat ja öljykasvit sisältävät tyypillisesti vähän kalsiumia ja suurin osa fosforista ei ole sian käytettävissä. Fytaatti on fosforin varastoitunut muoto kasviperäisissä rehuissa, ja fytaasientsyymiä tarvitaan fosforin vapauttamiseen fytaatista imeytymistä varten (Cowieson ym., 2016). Koska endogeeninen fytaasiaktiivisuus on sioilla vähäistä, eksogeenista mikrobiperäistä fytaasia käytetään yleisesti sikojen ruokinnassa tehostamaan fosforin vapautumista fytaatista. Fytaasi vapauttaa myös kalsiumia, joka voi sitoutua fytaattiin. Lisäksi sekä kalsiumia että fosforia täydennetään ruokinnassa epäorgaanisista lähteistä. Tärkeää on, että monet epäorgaaniset lähteet tuottavat sekä kalsiumia että fosforia, mikä edellyttää molempien lähteiden määrän samanaikaista säätämistä ruokavaliossa.
Kalsiumin ja fosforin sulavuus
Kalsiumin ja fosforin käytettävyydellä tarkoitetaan kivennäisaineiden määrää, jotka sulavat, imeytyvät ja ovat käytettävissä sopivassa muodossa. Kalsiumin ja fosforin saatavuutta arvioidaan perinteisesti kalsium- ja fosforisuhdemenetelmällä, jossa kalsiumin tai fosforin vakiolähteelle annetaan 100 %:n arvo ja ainesosan kalsiumin tai fosforin saatavuus arvioidaan suhteellisena prosenttimääränä vakiolähteeseen nähden. Vaikka kalsiumin ja fosforin saatavuuden arvioinnissa kaltevuus- ja fosforisuhdemenetelmä vaikuttaa tarkemmalta, on huolestuttavaa olettaa, että vakiolähteen saatavuus on 100 prosenttia. Vaihtoehtoisesti kalsiumin ja fosforin saatavuus arvioidaan sulavuuden perusteella, koska se antaa oikeudenmukaisen arvion sikaan imeytyneiden ja sian käytettävissä olevien kivennäisaineiden määrästä.
Kalsiumin ja fosforin sulavuus ilmaistaan koko traktin sulavuutena tai ileaalisena sulavuutena:
- Kokonaisuudessaan traktin kautta tapahtuva sulavuus: mitataan nautitun kalsium- tai fosforimäärän ja ulosteen mukana talteen otetun määrän erotuksena.
- Ileaalinen sulavuus: mitataan nautitun kalsiumin tai fosforin määrän ja ileumin digestasta talteen otetun määrän erotuksena.
Kokonaiskanavan sulavuus on yleisimmin käytetty menetelmä, koska paksusuolessa ei tapahdu kalsiumin tai fosforin netto-imeytymistä tai erittymistä. Kokonaistraktorin sulavuus ilmaistaan näennäisenä (ATTD), standardoituna (STTD) tai todellisena (TTTD) kokonaistraktorin sulavuutena riippuen siitä, miten endogeeniset häviöt otetaan huomioon sulavuutta mitattaessa:
Endogeeniset häviöt: edustavat sian aineenvaihduntatehtäviin syntetisoimaa kalsiumia ja fosforia, kuten ruuansulatuskanavan eritteitä ja irronneita soluja, joita ei ole imeytynyt ruoansulatuskanavaan, vaan ne ovat menetetty. Endogeeniset hävikit jaetaan perus- tai spesifisiin hävikkeihin. Perushäviöt edustavat väistämättä häviävien kivennäisaineiden määrää, kun taas erityishäviöt edustavat perushäviöitä suurempia kivennäisaineiden häviöitä, joihin vaikuttaa erityinen ruokavalion koostumus. Endogeeniset häviöt aliarvioivat kalsiumin ja fosforin sulavuutta, koska ulosteessa olevat endogeeniset kivennäisaineet otetaan huomioon ruokavalion sulamattomina kivennäisaineina.
- Näennäinen kokonaisulostuvuus (ATTD): mitataan nautitun kalsium- tai fosforimäärän ja ulosteesta talteen otetun määrän erotuksena ilman, että otetaan huomioon endogeeniset aminohappohäviöt.
- Standardoitu ruoansulatuskanavan kokonaissulavuus (STTD): mitataan nautitun kalsium- tai fosforimäärän, ulosteesta talteen otetun määrän ja endogeenisten perushappohäviöiden erotuksella.
- Todellinen sulavuus (TTTD): mitataan nautitun kalsium- tai fosforimäärän, ulosteesta talteen otetun määrän ja sekä perus- että spesifisten endogeenisten hävikkien erotuksena.
Ainesosien STTD-arvot ovat todennäköisemmin lisäaineita ruokinnassa, ja osa ATTD:n ja TTTD:n haitoista ja rajoituksista on voitettu: kun ATTD:ssä ei oteta huomioon mitään endogeenisia häviöitä, TTTD:stä ja ainesosakohtaisista vaikutuksista endogeenisiin häviöihin ei ole riittävästi tietoa.
Yleisimmin käytetyin menetelmä, jota käytetään ruokavalion muotoilussa ja fosforin sulavuuden arvioinnissa, on STTD. Kalsium ilmaistaan yleisimmin kokonaiskalsiumina, mutta on pyritty määrittämään ainesosien STTD-kalsiumarvoja ja endogeenisten kalsiumhäviöiden perusarvoja.