العلاقة بين البروتين والأحماض الأمينية في العلف

يعد البروتين مكونًا أساسيًا في العلف، لكن الحيوانات تحتاج إلى الأحماض الأمينية الموجودة في هذا البروتين. عندما تكون الأحماض الأمينية في البروتين متوازنة، تكون عضلات الحيوان وجلده وريشه وأعضائه الداخلية والإنزيمات والأجسام المضادة والأنشطة الفسيولوجية الأخرى في حالتها المثالية. تصف هذه المقالة بشكل منهجي العلاقة بين بروتين العلف والأحماض الأمينية، باتباع المسار من البروتين ← الأحماض الأمينية ← الهضم ← الامتصاص ← التوازن ← تخليق البروتين ← أداء الإنتاج الحيواني.

1. ما هو البروتين؟

تتكون البروتينات من أكثر من 20 حمض أميني . الوظائف الرئيسية للبروتين في الحيوانات هي: تكوين أنسجة الجسم، والمشاركة في تنظيم التمثيل الغذائي، والحفاظ على وظيفة المناعة، وتوفير الطاقة. ومن المهم ملاحظة أن البروتين الخام الموجود في العلف ليس مثل البروتين الكامل؛ إنه مجرد مستوى بروتين تقديري، وليس بروتينًا حقيقيًا، وبالتأكيد ليس بروتينًا قابلاً للاستخدام.

2. ما هي الأحماض الأمينية؟

الأحماض الأمينية هي اللبنات الأساسية للبروتينات. بناءً على قدرة الجسم على تصنيعها، يمكن تصنيفها إلى أحماض أمينية أساسية، وأحماض أمينية غير أساسية، وأحماض أمينية أساسية مشروطة. إذا كنت ترغب في معرفة المزيد عن الأحماض الأمينية المستخدمة في العلف، يرجى قراءة هذا المقال: العناصر الأساسية للعلف: الأحماض الأمينية.

3. العلاقة بين البروتينات والأحماض الأمينية

في الجهاز الهضمي للحيوان، يتم تحلل البروتينات الموجودة في العلف تدريجيًا بواسطة البروتياز إلى عديدات الببتيد، والببتيدات الصغيرة، والأحماض الأمينية الحرة. البروتين هو المصدر الرئيسي للأحماض الأمينية. إن إضافة البروتين الخام إلى العلف الحيواني يوفر بشكل أساسي الأحماض الأمينية. ولذلك، فإن تركيبة العلف هي في الأساس تركيبة من الأحماض الأمينية، وليست تركيبة بروتينية.

يتم تحديد كمية البروتين المُصنَّع بواسطة الحمض الأميني الأكثر نقصًا: إذا لم تتم زيادة كمية الحمض الأميني الأكثر تقييدًا، فلن تتمكن أي كمية من الأحماض الأمينية الأخرى من التعويض، ولا يمكن أكسدة الفائض إلا وتبليله، مما يزيد العبء الأيضي وانبعاثات النيتروجين. جوهر عمل الصياغة هو 'العثور على النقص وملئه واحدًا تلو الآخر'.

4. خصائص الأحماض الأمينية لمكونات الأعلاف الشائعة

كما هو واضح في الصورة أعلاه:

تحتوي الذرة على 7.5-8.5% بروتين خام و0.24-0.28% ليسين . وهو يعاني من نقص شديد في اللايسين والتريبتوفان، مما يؤدي إلى ضعف جودة البروتين بشكل عام.

تحتوي وجبة فول الصويا على 43-48% بروتين خام و2.5-3.2% ليسين. إن صورة الأحماض الأمينية للبروتين النباتي متوازنة نسبيًا، لكن محتوى الميثيونين منخفض.

يحتوي مسحوق السمك على 60-67% بروتين خام و4.5-5.0% ليسين. إن الأحماض الأمينية الموجودة في دقيق السمك متوازنة بشكل جيد وسهلة الهضم للغاية.

تحتوي وجبة بذور اللفت على 33-40% بروتين خام و1.8-2.1% ليسين. محتوى اللايسين منخفض وقابلية الهضم منخفضة قليلاً، ويحتوي على عوامل مضادة للتغذية.

يحتوي DDGS على محتوى بروتين خام يبلغ حوالي 26% ومحتوى ليسين 0.9%. محتوى اللايسين والتريبتوفان غير كافٍ، ويمكن أن يؤدي التسخين المفرط أثناء عملية التجفيف إلى تفاعل ميلارد، مما يقلل من هضم اللايسين. كما أنها تحتوي على نسبة عالية من الفوسفور.

5. ما هو البروتين المثالي؟

يشير البروتين المثالي إلى تركيبة العلف التي تتوافق تمامًا مع احتياجات نمو الحيوان، دون نقص أو إفراط. تم اقتراح هذا المفهوم من قبل ميتشل حوالي عام 1950 ثم تم تطويره لاحقًا إلى نموذج حمض أميني حديث وقابل للتطبيق من قبل ARC وNRC والمنظمات الصناعية.

الحيوانات في مراحل النمو المختلفة لها متطلبات مختلفة من الأحماض الأمينية، وتختلف هذه المتطلبات أيضًا وفقًا لأهداف المزارع الإنتاجية، مثل زيادة الوزن، وإنتاج الحليب، وإنتاج البيض، ونمو الريش. سبيل المثال، تتطلب الخنازير الصغيرة مستويات أعلى من التربتوفان والليسين مقارنة بالخنازير النهائية، بينما تحتاج الدجاجات البياضة إلى مستويات أعلى من على الميثيونين والسيستين . يجب تعديل الصيغ ديناميكيًا وفقًا لمرحلة نمو الحيوان.

6. لماذا تؤكد الأعلاف الحديثة على إضافة الأحماض الأمينية؟

إن إدخال مفهوم البروتين المثالي الحديث والتغيرات في تركيبة الأعلاف يعني أن مؤشرات البروتين الخام السابقة لم تعد قادرة على تلبية الاحتياجات الغذائية المتوازنة للحيوانات. ما تحتاجه الحيوانات حقًا هو: أحماض أمينية محددة + نسب مناسبة + قابلية هضم وامتصاص كافية.

وفقًا لبيانات K-State الحالية، يتم استخدام اللايسين والميثيونين والثريونين والتربتوفان والفالين والإيسولوسين على نطاق واسع كإضافات للأعلاف، مما يقلل بشكل مستمر من انبعاثات النيتروجين مع تحقيق انخفاض البروتين + إغناء الأحماض الأمينية + توازن الأحماض الأمينية.

وبطبيعة الحال، فإن التأكيد على مكملات الأحماض الأمينية لا يعني تقليل نسبة البروتين الخام بشكل مستمر. يحتوي البروتين الخام أيضًا على بعض الأحماض الأمينية غير الأساسية والنيتروجين والمواد المغذية الأخرى المرتبطة بالبروتين. يمكن أن تساعد هذه العناصر الغذائية في تصنيع العناصر الغذائية الأخرى في الجسم. لذلك، فإن الهدف من اتباع نظام غذائي منخفض البروتين ليس تقليل البروتين إلى الحد الأدنى، بل الحفاظ على مستوى معقول من تناول البروتين الآخر مع تلبية الاحتياجات الغذائية المتوازنة للحيوان.

7. ما هو الفرق بين إجمالي الأحماض الأمينية والأحماض الأمينية القابلة للهضم؟

إن الكمية الإجمالية للبروتين في العلف ليست كل البروتين الذي يمكن للحيوانات امتصاصه. ولذلك، فإن جودة البروتين لا تعتمد فقط على محتوى الأحماض الأمينية ولكن أيضًا على قابلية الهضم. تتطلب التغذية الحيوانية الحديثة النظر في كل من هضم الأحماض الأمينية والتوافر البيولوجي.

مجموع الأحماض الأمينية ( Total AA ): إجمالي كمية الأحماض الأمينية الموجودة في المواد الخام للأعلاف.

الهضم اللفائفي الظاهر (AID): (الأحماض الأمينية المبتلعة - الأحماض الأمينية التي تتدفق من اللفائفي الطرفي) / الأحماض الأمينية المبتلعة. تتضمن طريقة الحساب هذه الأحماض الأمينية من العصارات الهضمية والخلايا المعوية المسلوخة في الجزء غير المهضوم، مما يقلل من قابلية الهضم الحقيقية للمادة الخام. علاوة على ذلك، تتأثر هذه القيمة أيضًا بتناول العلف.

الهضم اللفائفي القياسي (SID): (الأحماض الأمينية المبتلعة - (الأحماض الأمينية اللفائفية الخارجة - الأحماض الأمينية الداخلية القاعدية)) / الأحماض الأمينية المبتلعة. وهذا يحسب فقدان الأحماض الأمينية التي تفرز داخل جسم الحيوان وهو أقرب إلى الهضم الحقيقي.

في الوقت الحالي، تستخدم معظم تركيبات الأعلاف الحيوانية السائدة في السوق طريقة SID، وهي طريقة مناسبة لإجراء حساب دقيق يعتمد على مجموعة المواد الخام وتزيل التداخل من مستويات تناول العلف والخسائر الداخلية.

8. لماذا تؤثر معالجة البروتين على استخدام الأحماض الأمينية؟

أثناء المعالجة، قد تخضع بعض مكونات العلف أو الإضافات للتغييرات بسبب درجات الحرارة المرتفعة، أو التسخين لفترة طويلة، أو عمليات التجفيف غير المناسبة، أو ظروف التخزين دون المستوى المطلوب. تعتبر التغييرات في محتوى اللايسين مهمة بشكل خاص للمراقبة.

وتشير بيانات منظمة الأغذية والزراعة إلى أنه حتى لو أظهر التحليل الكيميائي وجود حمض أميني معين، فإن ذلك لا يعني بالضرورة أن له نفس التوافر البيولوجي. ولذلك، فإن محتوى البروتين، ومحتوى الأحماض الأمينية، والأحماض الأمينية القابلة للهضم، والأحماض الأمينية القابلة للاستخدام هي أربعة مفاهيم مختلفة.

ولذلك، يتم استخدام العديد من المكونات مجتمعة في تركيبات الأعلاف الحديثة، مثل دقيق الذرة وفول الصويا. كما تعلمنا من خصائص الأحماض الأمينية لمكونات العلف الشائعة أعلاه، فإن الذرة منخفضة نسبيًا في اللايسين ، بينما تحتوي وجبة فول الصويا على نسبة عالية من اللايسين. الجمع بين هذين الاثنين، إلى جانب إضافة الأحماض الأمينية البلورية، يمكن أن يزود الحيوانات بشكل أفضل بما يكفي من أحماض أمينو المتوازنة، وهي وظيفة تكامل البروتين المذكورة في التركيبة.

9. دور إضافة الأحماض الأمينية للتغذية

9.1 مكملات الحد من الأحماض الأمينية

يمكن لليسين والميثيونين والثريونين والتربتوفان في الوجبات الغذائية الرئيسية لوجبات الذرة وفول الصويا أن تمنع نقص الأحماض الأمينية في النظام الغذائي وتسمح لها بلعب دورها بشكل كامل في موازنة تغذية الحيوان.

9.2 تقليل البروتين الخام

وتشير التجارب إلى أنه مع كل نقصان بنسبة 1% في البروتين الخام، ينخفض ​​طرح النتروجين بحوالي 8% إلى 10% (تختلف هذه النسبة حسب نوع الحيوان وأنواع الأحماض الأمينية). علاوة على ذلك، بشرط أن تكون الأحماض الأمينية الأساسية كافية، فإن استبدال بعض المواد الخام عالية البروتين بأحماض أمينية بلورية يمكن أن يتجنب بشكل فعال هدر البروتين دون المساس بأداء الإنتاج.

9.3 تحسين بيئة التربية

يرتبط التخفيض الفعال لانبعاثات النيتروجين بشكل كبير بالأنظمة الغذائية منخفضة البروتين يؤدي انخفاض النيتروجين في فضلات الحيوانات إلى انخفاض تركيزات الأمونيا، مما يؤدي إلى تحسين جودة الهواء وتقليل حمل معالجة السماد، وهو أمر له أهمية معينة لحماية البيئة. .

9.4 تحسين تكاليف الأعلاف

سعر الأحماض الأمينية أقل من سعر وجبة فول الصويا أو وجبة السمك التي لها نفس مكافئ الأحماض الأمينية. حاليًا، يمكن لتركيبات الأعلاف التي تجمع بين المواد الخام منخفضة البروتين ومجموعات كاملة من الأحماض الأمينية البلورية أن تقلل بشكل فعال تكاليف الإنتاج لشركات الأعلاف.

لتحسين استخدام البروتين عن طريق موازنة الأحماض الأمينية، من الضروري ضمان توازن الطاقة. إن استهداف مستويات البروتين المثالية والتركيبة المعتمدة على SID (مستويات تناول مناسبة) تقلل من الاختلالات في الحد من الأحماض الأمينية. يمكن للأنظمة الغذائية منخفضة البروتين أن تقلل من إفراز النيتروجين وتكاليف الأعلاف دون التضحية بأداء الإنتاج أو حتى تحسينه. احصل على أفضل النتائج مقابل أموال أقل! لمزيد من المعلومات حول الأحماض الأمينية المستخدمة في التغذية، فكر في استشارة خبراء الصناعة في Polifar ؛ سوف يقدمون لك أفضل النصائح!

التعليمات

س1: هل المحتوى العالي من البروتين أفضل دائمًا؟

ج1: غير صحيح. البروتين الخام الزائد لا يساوي كمية كافية من الأحماض الأمينية. ويعني الإفراط في البروتين أن الأحماض الأمينية الزائدة يتم تحللها وإفرازها، مما يؤدي إلى إهدار النيتروجين، وزيادة العبء على الكبد والكليتين وانبعاثات الأمونيا، وزيادة تكاليف العلف. المفتاح هو نوعية وكمية الأحماض الأمينية، وليس أنه كلما زاد البروتين الخام، كلما كان ذلك أفضل.

س2: هل المحتوى الأعلى من الأحماض الأمينية هو الأفضل دائمًا؟

ج2: غير صحيح. الأحماض الأمينية المفرطة ضارة أيضًا: فهي تزيد العبء الأيضي (على سبيل المثال، سمية Met المفرطة)، وتعطل التوازن بين الأحماض الأمينية (الليو الزائد يعادي Ile/Val)، ويقلل من تناول العلف ونسبة تحويل العلف. الدقة تعني 'فقط ما يكفي'، وليس 'كلما زاد كلما كان ذلك أفضل'.

س3: هل إجمالي عدد الأحماض الأمينية يساوي عدد الأحماض الأمينية المتوفرة؟

ج3: غير صحيح. تختلف قابلية هضم المواد الخام المختلفة بشكل كبير (وحتى دفعات مختلفة من نفس المادة الخام قد تختلف)، لذلك لا يمكن أن يعكس إجمالي الأحماض الأمينية الكمية الحقيقية التي تحصل عليها الحيوانات. SID / الأحماض الأمينية القابلة للهضم هي المعيار الصحيح للصياغة والتقييم.

س 4: هل البروتين الأقل دائمًا أفضل؟

ج4: غير صحيح. يتطلب النظام الغذائي منخفض البروتين إمدادات كاملة وكافية من الأحماض الأمينية الأساسية (خاصة الأحماض الأمينية SID). بدون مكملات الأحماض الأمينية الكافية لقمع CP (نقص مغذيات البروتين)، فإن الأداء سوف ينخفض ​​حتماً. حدود النظام الغذائي منخفض البروتين هي 'توازن الأحماض الأمينية'.

س5: هل يمكن للمكملات الغذائية التي تحتوي على حمض أميني واحد فقط أن تحل جميع مشاكل البروتين؟

ج5: بعد إضافة اللايسين، قد يحدث ما يلي: لم يعد اللايسين حمضًا أمينيًا محددًا، ويصبح الثريونين هو الحمض الأميني المحدد، وبمجرد تجديد الثريونين، قد تصبح الأحماض الأمينية الأخرى هي العوامل المحددة التالية. لذلك، مكملات الأحماض الأمينية هي عملية توازن ديناميكي.

خاتمة

وباختصار، فإن العلاقة الاقتصادية بين البروتين والأحماض الأمينية هي الشغل الشاغل لشركات الأعلاف والمزارعين. يلبي مصدر البروتين المعقول ومكملات الأحماض الأمينية الدقيقة احتياجات نمو الحيوانات، مما يؤدي إلى انخفاض تكاليف العلف، وأداء أقوى للإنتاج الحيواني، وانخفاض انبعاثات النيتروجين، وزيادة الأرباح الإجمالية. فلماذا لا تستخدم هذا النهج الأكثر اقتصادا؟