8. ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΑΞΙΑ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ Απαραίτητα Πρωτεΐνες Αμινοξέα Ημιαπαραίτητα Ν-ούχες ουσίες Μη απαραίτητα ΜΠΦΝ Μονογαστρικά: ζώα Πρωτεΐνες τροφής Αμινοξέα Mn Ζυμωθείσα Πρωτεΐνη Τροφής Μηρυκαστικά ζώα Αμινοξέα στο 12δάκτυλο Ζυμωθείσα πρωτεΐνη ΝΗ3 ΠΟΟ Μικροβιακή πρωτεΐνη 12δάκτυλο Προστομάχους : πρωτεϊνόλυση πρωτεϊνοσύνθεση

Αξιολόγηση Ν-χων ουσιών ΟΑΟ = Νx 6,25 ή Νx 100 : 160 Μέσος συντελεστής 6,25 : παραδοχή Όλες οι Ν-ούχες ουσίες δεν είναι πρωτεΐνες

Συντελεστής μετατροπής Περιεκτικότητα πρωτεϊνών ορισμένων ζωοτροφών σε Ν και αντίστοιχος συντελεστής μετατροπής του Ν σε πρωτεΐνη Πρωτεΐνη τροφής Ν/Κg πρωτεΐνης Συντελεστής μετατροπής Βαμβακόσπορου 188,7 5,30 Σογιόσπορου 175,1 5,71 Κριθής 171,5 5,83 Αραβοσίτου 160,0 6,25 Βρώμης Σίτου Αυγού Κρέατος Γάλακτος 156,8 6,38

Πεπτές Ν-χες ουσίες ΟΑΟ x ΣΦΠ = ΠΑΟ (Πεπτές Αζωτούχες Ουσίες). Ειλεακή πεπτικότητα: εξαιρεί την πέψη στο παχύ έντερο (μέχρι και το τέλος του λεπτού εντέρου (ειλεός). Στους χοίρους έχει βρεθεί υψηλή συσχέτιση (r= 0,76) μεταξύ αύξησης ΣΒ και ειλεακής πεπτικότητας, ενώ μεταξύ αύξησης ΣΒ και κλασικής πεπτικότητας η συσχέτιση είναι πολύ χαμηλότερη (r= 0,34). Το Ν του περιεχομένου του πεπτικού σωλήνα στον ειλεό θεωρείται ότι αντιπροσωπεύει την ποσότητα του Ν που χρησιμοποιείται από τον οργανισμό. Στην κλασική πεπτικότητα (Ν τροφής – Ν κόπρου) θεωρείται ότι το Ν της κόπρου προέρχεται εξ ολοκλήρου από την τροφή.

Μέρος όμως του Ν είναι ενδογενούς προέλευσης (σίελος, χολή, γαστρικές και παγκρεατικές εκκρίσεις, επιθηλιακά κύτταρα πεπτικού σωλήνα, βακτηριακό Ν κ.ά.) Το βακτηριακό Ν δεν θεωρείται ενδογενούς προέλευσης. Ενδογενές Ν: Μη εξειδικευμένο (ΜΕΕΝ) που εξαρτάται από την ποσότητα της ΞΟ που διέρχεται από τον πεπτικό σωλήνα. Εξειδικευμένο (ΕΕΝ) που συσχετίζεται με την ποσότητα και την ποιότητα των Ν-χων ουσιών της τροφής.

Το ΜΕΕΝ είναι σταθερό για μια δεδομένη ποσότητα καταναλωθείσας ΞΟ. Διαφορετικά επίπεδα Ν-χων ουσιών δίδουν διαφορετικές τιμές ΜΕΕΝ. Στην «τυποποιημένη πεπτικότητα» (standardized digestibility) το ΜΕΕΝ δεν λαμβάνεται υπόψη. ΤΠ= Το ΜΕΕΝ υπολογίζεται με πειράματα στα οποία τα χρησιμοποιούμενα σιτηρέσια δεν έχουν Ν-χες ουσίες. Σε κάποιες περιπτώσεις η ΤΠ θεωρείται ως αληθής πεπτικότητα. Καταναλωθείσα-αποβληθείσα ποσότητα Ν-χων-ΕΕΝ Καταναλωθείσα ποσότητα Ν-χων ουσιών

Ενδογενές Ν (ΕΝ) Το ενδογενές Ν προσδιορίζεται με μέτρηση: Το ενδογενές Ν προσδιορίζεται με μέτρηση: του Ν του περιεχομένου του πεπτικού σωλήνα στον ειλεό κατόπιν χορήγησης σιτηρεσίου που δεν περιέχει Ν-χες ουσίες. Το ΕΝ όμως διαφοροποιείται με την ποσότητα και τη χημική σύσταση του σιτηρεσίου (ΙΟ). Στα μηρυκαστικά δεν διεξάγονται ζυμώσεις χωρίς Ν-χες ουσίες (μικροοργανισμοί) 2. του Ν του περιεχομένου του πεπτικού σωλήνα κατόπιν χορήγησης πλήρως ΠΑΟ.

την εκάστοτε ποσότητα Ν του περιεχομένου του πεπτικού σωλήνα, κατόπιν χορήγησης διαφορετικών επιπέδων Ν-χων ουσιών. με χρήση ισοτόπων με επεξεργασία της λυσίνης με προσδιορισμό των πεπτιδίων στον πεπτικό σωλήνα Τα αποτελέσματα παραλλάσσουν ευρέως με τις διάφορες μεθόδους

Ποιότητα Ν-χων ουσιών Καθορίζεται από δύο βασικούς παράγοντες: την περιεκτικότητα των Ν-χων ουσιών σε απαραίτητα αμινοξέα και την ικανότητα του ζωικού οργανισμού να χρησιμοποιεί το ΜΠΦΝ. Ο ρόλος των απαραίτητων αμινοξέων Νόμος του ελαχίστου αμινοξέος Βιολογική αξία (ΒΑ): εκφράζει την ποιότητα μιας πρωτεΐνης (= ΣΜΧ: συντελεστής μεταβολικής χρησιμοποίησης των Ν-χων ουσιών).

ΒΑ πρωτεΐνης Α= 50 % (2:4 αμινοξύ IV) BA πρωτεΐνης Β= 83,3 % (5:6 αμινοξύ VI) ΒΑ πρωτεΐνης Α:Β (40:60) ~97 % (5,8:6= 96,7 % και 6,8:7 = 97,1 %) Η ΒΑ(ΣΜΧ) δεν είναι σταθερή: εξαρτάται: από το είδος του ζώου από το είδος της παραγωγής ΒΑ ζωικών πρωτεϊνών > ΒΑ φυτικών

Απαραίτητα αμινοξέα: λυσίνη, μεθειονίνη, ιστιδίνη, τρυπτοφάνη, φαινυλαλανίνη, λευκίνη, ισολευκίνη, θρεονίνη, βαλίνη, αργινίνη Ιστιδίνη: μη απαραίτητο για τον άνθρωπο Κοτόπουλα: αργινίνη μη απαραίτητο γλυκίνη: απαραίτητο Μεθειονίνη: μπορεί να αντικατασταθεί μερικώς από την κυστεΐνη ή τυροσίνη από την φαινυλαλανίνη

Χρησιμοποίηση του ΜΠΦΝ Ν-χες ουσίες: πρωτεΐνες, πεπτίδια, αμινοξέα, αμίδια, βεταΐνες, αμμωνιακά άλατα κ.ά. Τα παμφάγα μπορούν να χρησιμοποιήσουν το ΜΠΦΝ χωρίς την παρεμβολή των μικροοργανισμών (αμμωνιακά άλατα > ουρία) Τα ΝΗ4- άλατα αυξάνουν τη συγκέντρωση της ΝΗ3 στα κύτταρα μείωση της απαμίνωσης μερικών απαραίτητων αμινοξέων Εναμίνωση κατάλληλων μεταβολιτών για σύνθεση μη απαραίτητων αμινοξέων.

Η χρησιμοποίηση του ΜΠΦΝ είναι περιορισμένη και επηρεάζεται από την ποσότητα των απαραίτητων και μη αμινοξέων. Αυξάνεται ( ): όταν τα απαραίτητα αμινοξέα πλεονάζουν και τα μη απαραίτητα είναι ανεπαρκή όταν το ΜΠΦΝ προέρχεται από περισσότερες πηγές όταν οι ανάγκες του ζώου σε Ν-χες ουσίες δεν υπερκαλύπτονται.

Μέθοδοι προσδιορισμού της ποιότητας των πρωτεϊνών στα Μονογαστρικά ζώα ΔW Συντελεστής απόδοσης πρωτεΐνης (ΣΑΠ) = T ΔW: αύξηση ΣΒ σε σχέση με την καταναλωθείσα ποσότητα τροφής Τ. Προσδιορίζεται σε επίμυες Καθαρή κατακράτηση πρωτεΐνης (ΚΚΠ) αύξηση ΣΒ ομάδας Α – απώλεια ΣΒ ομάδας Β ΚΚΠ= βάρος καταναλωθείσας πρωτεΐνης Α: ομάδα που πήρε την υπό αξιολόγηση πρωτεΐνη Β: ομάδα που πήρε σιτηρέσιο χωρίς καθόλου πρωτεΐνη

Συνόλη αξία πρωτεΐνης = ΣΑΠΡ ΣΑΠΡ = Αο Ομάδα Ι νεοσσών : Βασικό σιτηρέσιο με 80 g ΟΑΟ Ομάδα ΙΙ νεοσσών : Βασικό +30 g/kg της υπό αξιολόγηση πρωτεΐνης Ομάδα ΙΙΙ νεοσσών : Βασικό +30 g καζεΐνης /kg Σύγκριση αύξησης ΣΒ μεταξύ των ομάδων Α: αύξηση ΣΒ σε g/g της υπό αξιολόγηση πρωτεΐνης (Ομάδα ΙΙ) σε σχέση με την ομάδα μάρτυρα (Ι) που έλαβε το Βασικό σιτηρέσιο. Αο: αύξηση ΣΒ σε g/g καζεΐνης (ομάδα ΙΙΙ) σε σχέση πάλι με την ομάδα μάρτυρα (Ι) που έλαβε το Βασικό σιτηρέσιο.

Ισολογισμός Ν Καταναλωθείσα ποσότητα Ν (α) Αποβληθείσα ποσότητα με κόπρο, ούρα κλπ. (β) Ισοσταθμία: α = β Θετικό ισοζύγιο: α > β Αρνητικό ισοζύγιο: α < β Τα αποτελέσματα του ισολογισμού συνήθως αποκλίνουν από τα αποτελέσματα συγκριτικής σφαγής. Γενικά οι αποκλίσεις οφείλονται: στη δειγματοληψία στο χειρισμό των δειγμάτων στα πειραματόζωα κλπ.

Βιολογική αξία: άμεση μέτρηση του ποσοστού της πρωτεΐνης της τροφής που μπορεί να χρησιμοποιηθεί από το ζωικό οργανισμό για σύνθεση ιστών και κτηνοτροφικά προϊόντα. Εκφράζει το ποσοστό του απορροφηθέντος Ν το οποίο κατακρατείται από τον οργανισμό Απαιτείται πείραμα ισολογισμού καταναλωθέν Ν – (Νκόπρου – ΜΝΚ) – (Νούρων – ΕΝΟ) αληθής ΒΑ= καταναλωθέν Ν – (Ν κόπρου – ΜΝΚ)

Το μέρος των πρωτεϊνών που δεν χρησιμοποιείται λόγω ακαταλληλότητας ή λόγω πλεονασμού, καταβολίζεται και παράγει ενέργεια ή μετατρέπεται σε γλυκογόνο και λίπος. Το μέρος των πρωτεϊνών που χρησιμοποιείται αντικαθιστά τις πρωτεΐνες του σώματος που φθείρονται ή συμμετέχει στη σύνθεση νέων (π.χ. γάλακτος, αυγών κλπ.) Επομένως η ΒΑ εκφράζει το ποσοστό της απορροφηθείσας πρωτεΐνης της τροφής, μέσω του εντερικού βλεννογόνου, που χρησιμοποιήθηκε από τον οργανισμό για αποκλειστικά δομικούς σκοπούς.

Για να γίνει η μέγιστη δυνατή χρησιμοποίηση των πρωτεϊνών για δομικούς και παραγωγικούς σκοπούς πρέπει να πληρούνται οι παρακάτω προϋποθέσεις: να καλύπτονται οι ενεργειακές ανάγκες του οργανισμού (Ενέργεια : Πρωτεΐνη) η ποσότητα των πρωτεϊνών να είναι η ενδεδειγμένη (ούτε έλλειμμα, ούτε πλεόνασμα) ο ρυθμός χορήγησης να είναι συνεχής και σύμφωνος με τις δυνατότητας πέψης και απορρόφησης από το πεπτικό σύστημα.

Τιμές βιολογικής αξίας (ΒΑ) πρωτεϊνών μερικών ζωοτροφών για συντήρηση και ανάπτυξη στους χοίρους Ζωοτροφή ΒΑ Γάλα 0,95-0,97 Ιχθυάλευρο 0,74-0,89 Σογιάλευρο 0,63-0,76 Βαμβακάλευρο 0,63 Λινάλευρο 0,61 Αραβόσιτος 0,49-0,61 Κριθή 0,57-0,71 Σπέρματα ψυχανθών 0,62-0,65

Η ΒΑ των πρωτεϊνών μιας τροφής εξαρτάται από τον αριθμό και το είδος των αμινοξέων που απαρτίζουν το μόριό τους. Όσο πλησιέστερη είναι αυτή η σύνθεση με εκείνη της σωματικής πρωτεΐνης, τόσο υψηλότερη είναι η ΒΑ της. Οι δυνατότητες αποθήκευσης αμινοξέων, στην ελεύθερη μορφή τους, ενός οργανισμού είναι περιορισμένες. Αν ένα αμινοξύ δεν χρειάζεται άμεσα τότε διασπάται, μετατρεπόμενο σε μη απαραίτητο ή σε ενέργεια. Η έλλειψή τους μειώνει τη ΒΑ (βαρέλι Liebig)

Χημικός βαθμός Η αξιολόγηση γίνεται με βάση το οριακό αμινοξύ το οποίο ανάγεται επί % του ιδίου αμινοξέος μιας πρότυπης πρωτεΐνης (πρωτεΐνη αυγού ή συγκεκριμένο μίγμα αμινοξέων). Χημικός Βαθμός είναι η μικρότερη % αναλογία (οριακό αμινοξύ). Ο Χημικός Βαθμός συσχετίζεται ικανοποιητικά με τη ΒΑ στους επίμυες και τον άνθρωπο. Όχι όμως στα πτηνά.

Δείκτης απαραίτητων αμινοξέων (ΔΑΑ) ΔΑΑ= Δείκτης απαραίτητων αμινοξέων (ΔΑΑ) ΔΑΑ= Ο ΔΑΑ είναι ο γεωμετρικός μέσος όλων των χημικών βαθμών ως προς την πρωτεΐνη του αυγού ή μια πρότυπη πρωτεΐνη. Προσδιορίζεται η επίδραση της συμπλήρωσης σε συνδυασμούς πρωτεϊνών Πρωτεΐνες με πολύ διαφορετικό profil μπορεί να έχουν τον ίδιο ή πολύ παραπλήσιο δείκτη Δεν εκφράζει τη διαθεσιμότητα των αμινοξέων.

Οι παραπάνω μέθοδοι δεν λαμβάνουν υπόψη ούτε την πεπτικότητα κάθε αμινοξέος ούτε τις καθαρές ανάγκες του ζώου. Η in vitro πεπτικότητα προσδιορίζεται με τη συγκέντρωση των αμινοξέων στην τροφή και την κόπρο. Τα αμινοξέα της κόπρου δεν προέρχονται όλα από την τροφή (+μικροβιακή πρωτεΐνη που παράγεται στο παχύ έντερο). Με προσδιορισμό της ειλεακής πεπτικότητας των αμινοξέων το πρόβλημα μετριάζεται.

Βιολογική δοκιμή διαθέσιμων αμινοξέων Η περιεκτικότητα σε διαθέσιμα αμινοξέα προσδιορίζεται με μέτρηση: της αύξησης του ΣΒ της μετατρεψιμότητας της τροφής της κατακράτησης του Ν από τον ζωικό οργανισμό (έναντι στερητικού σιτηρεσίου) Πειραματόζωα: νεοσσοί Μετράται: η ανταπόκριση των νεοσσών όταν το στερητικό σιτηρέσιο συμπληρώνεται με καθαρά αμινοξέα Πρόβλημα: δύσκολη η κατάρτιση ενός σιτηρεσίου με πολύ χαμηλή περιεκτικότητα σ’ ένα αμινοξύ και επαρκή ποσότητα στα άλλα.

Μικροβιολογική δοκιμή απαραίτητων αμινοξέων Κάποιοι μικροοργανισμοί έχουν παραπλήσιες ανάγκες σε αμινοξέα με εκείνες των ζώων. Προσδιορίζεται η ανάπτυξη μικροοργανισμών με υπόστρωμα την υπό αξιολόγηση πρωτεΐνη. Οι Streptococcus zymogenes και Tetrahymera pyriformis έχουν δώσει άριστα αποτελέσματα συγκρίσιμα με δοκιμές σε κοτόπουλα.

Χημικές μέθοδοι Χημικός βαθμός Χημικές Δείκτης απαραίτητων αμινοξέων Λυσίνη της FDNB (φθόριο-2,4-δινιτροβενζόλιο) Η υπό αξιολόγηση πρωτεΐνη αφήνεται να αντιδράσει με FDNB σε αλκαλικό περιβάλλον, οπότε δίνει DNP-λυσίνη η συγκέντρωση της οποίας προσδιορίζεται χρωματομετρικά. Έχει βρεθεί υψηλή συσχέτιση σε δημητριακούς καρπούς στους οποίους η λυσίνη είναι οριακό αμινοξύ. Ζωικής προέλευση ζωοτροφές: καλή συσχέτιση. Φυτικής προέλευσης ζωοτροφές με πολύ άμυλο: χαμηλή συσχέτιση.

Αξιολόγηση των μεθόδων Η ασυμφωνία των αποτελεσμάτων που δίνουν οι διάφορες μέθοδοι εκτίμησης της ποιότητας των πρωτεϊνών οφείλονται στους παρακάτω παράγοντες: Μια αλλαγή στη συγκέντρωση ενός αμινοξέος τροποποιεί τις απαιτούμενες ποσότητες των άλλων αμινοξέων για να διατηρηθεί ο ίδιος ρυθμός ανάπτυξης. Κάποια αμινοξέα (π.χ. τρυπτοφάνη, ιστιδίνη) μπορούν να αποβούν τοξικά πάνω από μια ορισμένη συγκέντρωση. Μεταξύ των αμινοξέων αναπτύσσονται ανταγωνιστικές σχέσεις.

Κάποιοι αντιδιαιτητικοί παράγοντες (π. χ Κάποιοι αντιδιαιτητικοί παράγοντες (π.χ. παρεμποδιστές ενζύμων, πολυφαινόλες κ.ά.) μειώνουν την απορρόφηση και τη χρησιμοποίηση των αμινοξέων. Όταν μια πρωτεΐνη έχει μόνο απαραίτητα αμινοξέα (χωρίς μη απαραίτητα) δεν εκπτύσσεται πλήρως το δυναμικό των ζώων (κυρίως στα παμφάγα – μονογαστρικά). Απαιτείται όλη η γκάμα των Ν-χων ενώσεων και επιπλέον ενέργεια, ανόργανα στοιχεία και βιταμίνες στο σιτηρέσιο.

Ιδανική πρωτεΐνη Ανάλογη μέθοδος με αυτή του χημικού βαθμού. Το προφίλ της πρωτεΐνης είναι αυτό της πρωτεΐνης του χοίρου. Δεν επιτρέπεται περίσσεια κάποιου αμινοξέος σε ποσοστό> 20% της αντίστοιχης της ιδανικής πρωτεΐνης Τα αμινοξέα της τροφής δεν πέπτονται ή δεν απορροφώνται με τον ίδιο ρυθμό με εκείνα της συμπληρωματικής πρωτεΐνης.

Το προφίλ των αμινοξέων ή οι μεταξύ των αμινοξέων σχέσεις είναι διαφορετικές κατά τη συντήρηση, ανάπτυξη, κυοφορία, γαλακτοπαραγωγή κλπ. διότι αντανακλούν τις διαφορές που υπάρχουν στο προφίλ των πρωτεϊνών που συντίθενται κάθε φορά. π.χ. οι ανάγκες συντήρησης των χοιρομητέρων που βρίσκονται σε γαλουχία και των νεαρών αναπτυσσόμενων χοιριδίων είναι σχετικά μικρές σε σχέση με τις ανάγκες παραγωγής ή τις ολικές. Στην αρχή της κυοφορίας όμως οι ανάγκες συντήρησης > παραγωγής. Τα σιτηρέσια των χοίρων καταρτίζονται με βάση την πεπτή ειλεακή πρωτεΐνη και τα των πτηνών με βάση τη λυσίνη , τη μεθειονίνη και την τρυπτοφάνη.

Βελτίωση της ΒΑ των πρωτεϊνών Υ Υ: καθαρές ανάγκες ΣΜΧ = α: συντ. πεπτικότητας α β β: συντ. χρησιμοποίησης α. Με συνδυασμό περισσοτέρων ζωοτροφών β. Με προσθήκη του οριακού αμινοξέος (για τα αμινοξέα κυρίως λυσίνη και μεθειονίνη)

Προσδιορισμός της ποιότητας των πρωτεϊνών στα μηρυκαστικά ζώα ΟΑΟ ΠΑ Ισοδύναμο πρωτεΐνης =Νx6,25 Ταχύτητα και έκταση μικροβιακής διάσπασης του Ν-χου κλάσματος. Αποτελεσματικότητα της μετατροπής του ζυμωθέντος υλικού σε μικροβιακή πρωτεΐνη. Πεπτικότητα της μικροβιακής πρωτεΐνης. ΒΑ αυτής. Ικανοποίηση αναγκών των μικροοργανισμών σε Ν είναι απαραίτητη. Γι΄αυτό πρέπει ένα ποσοστό Ν-χων ουσιών να υφίσταται ζύμωση (ή ΜΠΦΝ).

Η αξιολόγηση των πρωτεϊνών στα μηρυκαστικά περιλαμβάνει: τη ζυμωτικότητα των πρωτεϊνών στη μεγάλη κοιλία την πεπτικότητα της μικροβιακής πρωτεΐνης την πεπτικότητα της μη ζυμωθείσας πρωτεΐνης (ΜΖΠ) την αποτελεσματικότητα χρησιμοποίησης των απορροφηθέντων αμινοξέων.

Ζυμωτικότητα των Ν-χων κλασμάτων της τροφής Ζυμωτικότητα: 0 – 1 (0 – 100 %) Επηρεάζεται από: τη διαθέσιμη επιφάνεια για μικροβιακή προσβολή τη φυσικοχημική δομή των πρωτεϊνών την προστατευτική δράση άλλων συστατικών την αλληλουχία των αμινοξέων στο μόριο της πρωτεΐνης Δεν υπήρξε επιτυχής η συσχέτιση Ζυμωτικότητας-διαλυτότητας Η έκταση της ζυμωτικότητας του Νχου κλάσματος εξαρτάται από τη φύση του κλάσματος και από το χρόνο παραμονής εντός της μεγάλης κοιλία (ρυθμός ροής)

ΕΝ: ενδογενές Ν ΜΝ: μικροβιακό Ν ΜΑΝ- (ΜΝ+ΕΝ) Ζ= 1- in vivo καταναλωθέν Ν τροφής ΜΑΝ: μη αμμωνιακό Ν ΕΝ: ενδογενές Ν ΜΝ: μικροβιακό Ν Το μικροβιακό Ν στο 12δάκτυλο προσδιορίζεται με ειδικούς δείκτες όπως είναι το DAPE, το ΑΕΡΑ, το ριβονουκλεϊκό οξύ και αμινοξέα με σήμανση 35S, 32P,15N. Η συγκέντρωση του δείκτη στους μικροοργανισμούς προσδιορίζεται σε δείγμα υγρού της μεγάλης κοιλίας. ΕΝ= 50 – 200 g/kg N που βρίσκεται στο 12 δάκτυλο.

Ζυμωτικότητα in sacco (ή in situ) Επώαση δείγματος τροφής σε ειδικά σακκίδια από συνθετικό ύφασμα. NT - NΣ ZN= ΝΤ ΝΤ= αρχική ποσότητα Ν στο προς επώαση δείγμα (g) NΣ= τελική ποσότητα Ν στο δείγμα μετά την επώαση (g) Μειωμένης ακρίβειας λόγω: μεγέθους του δείγματος μεγέθους του σακκιδίου διαστάσεων των πόρων του σακκιδίου χειρισμού των σακκιδίων παρουσίας βακτηρίων της μεγάλης κοιλίας στα σακκίδια.

Σχέση μεταξύ πρωτεΐνης που υφίσταται ζύμωση (διάσπαση) και χρόνου επώασης

Ζυμωτικότητα σε ρυθμιστικά διαλύματα Mc Dougall wise Burrough χαμηλή συσχέτιση με Ζ in sacco Διαλυτότητα σε διαλύματα ενζύμων ένζυμα από μύκητες και βακτήρια (πρωτεάσες) Χημική ανάλυση Ζ= (0,9 +2,4 r) (ΟΑΟ –0,059 NDF) /OAO r = ρυθμός ροής / ώρα

Μέθοδος NIRS (Near Infra Red Spectroscopy) Υψηλός βαθμός συσχέτισης Ζ μετά από κατάλληλη βαθμονόμηση του οργάνου Ρυθμός διόδου μέσω της μεγάλης κοιλίας kd Ζ = kd + kp kd: ρυθμός πέψης kp: ρυθμός ροής ή ρυθμός διόδου

μεγαλύτερου ειδικού βάρους περισσότερο ενυδατωμένα Η δίοδος είναι μεγαλύτερη όταν τα τεμαχίδια της τροφής είναι: μικρότερα μεγαλύτερου ειδικού βάρους περισσότερο ενυδατωμένα υψηλότερης πεπτικότητας Αύξηση της καταναλωθείσας ΞΟ αύξηση ρυθμού ροής

Αποτελεσματικότητα δέσμευσης Ν Εξαρτάται από την ταχύτητα και την έκταση της ζύμωσης των Ν-χων ουσιών Τη διαθέσιμη ποσότητα των ενζύμων των υδατανθράκων που πρέπει να είναι ταυτόχρονα διαθέσιμοι με το Ν για σύνθεση μικροβιακής πρωτεΐνης Ν τροφής ΝΗ3 ΠΟΟ μικροβιακή πρωτεΐνη Περίσσεια ΝΗ3 σχηματισμός ουρίας (-3 mol ATP) Μέρος της ουρίας ανακυκλώνεται (ρουμινοηπατικός κύκλος) Ανακυκλούμενο Ν: 70% του Ν του σιτηρεσίου (5 g/kg) 11% του Ν του σιτηρεσίου (20 g/kg)

Y= 121,7 – 12,01 X +0,3235X2 Υ: ανακυκλούμενο Ν ουρίας ως % ποσοστό του καταναλωθέντος Ν και Χ: η % περιεκτικότητα της ΞΟ σε Ν-χες ουσίες Το άμεσα διαλυόμενο Ν δεν χρησιμοποιείται τόσο καλά (~80%) όσο το σταδιακά απελευθερούμενο από τις πρωτεΐνες (~ 100%).

Συνήθης εξέλιξη καμπυλών παραγωγής ΝΗ3 και ενέργειας στη μεγάλη κοιλία

Παραγωγή Μικροβιακής Πρωτεΐνης Είναι συνάρτηση της ενέργειας της τροφής ΠΟΟ ΠΟΟ που πέπτεται στη Μ. κοιλία ΟΠΘΣ ολικά πεπτά ΘΣ ΚΕΓ καθαρή ενέργεια γαλακτοπαραγωγής ΖΟΟ ζυμωθείσα ΟΟ α ΖΜΕ ζυμωθείσα ΜΕ ΖΥΜΚ ζυμούμενοι υδατάνθρ. στη μ. κοιλία α: δεν περιλαμβάνονται τα λίπη και τα προϊόντα ζύμωσης που δεν αποδίδουν ενέργεια χρησιμοποιήσιμη από τους μικροοργανισμούς.

Η σχέση μεταξύ διαθέσιμης ενέργειας και παραγωγής μικροβιακής πρωτεΐνης δεν είναι ρεαλιστική διότι δεν λαμβάνει υπόψη: Τις ανάγκες συντήρησης των μικροοργανισμών 0,022 – 0,187 g υδατανθράκων /g βακτηρίων /ώρα pH 6,7 5,7 Μικρ. Πρωτ. κατά 50% Η παραγόμενη μικροβιακή πρωτεΐνη εξαρτάται από το pH των προστομάχων Τον τύπο των Ν-χων ουσιών που απαιτείται από τους διάφορους μικροοργανισμούς Μικροοργανισμοί που διασπούν ΜΔΥ μπορούν και χρησιμοποιούν Ν πεπτιδίων και ΝΗ3 Μικροοργανισμοί που διασπούν ΔΥ χρησιμοποιούν μόνο ΝΗ3 Ν

Περιοριστικός παράγων, κατ’ αρχάς, για τη σύνθεση Μικρ Περιοριστικός παράγων, κατ’ αρχάς, για τη σύνθεση Μικρ. Πρωτεΐνης είναι οι διαθέσιμες Ν-χες ουσίες – Μετά η ενέργεια. Έχουν προταθεί διάφορα μοντέλα από συσχετίσεις. Η μικροβιακή πρωτεΐνη συντίθεται από βακτήρια και πρωτόζωα, σε ποσοστά που εξαρτώνται από τις εκάστοτε επικρατούσες συνθήκες. Το χαμηλό pH μειώνει τη δραστηριότητα των πρωτοζώων και ευνοεί αυτή των βακτηρίων. Μικροβιακή πρωτεΐνη + Μη Ζυμ. Πρωτεΐνη ήνυστρο λεπτό έντερο διάσπαση σε αμινοξέα

Πεπτικότητα βακτηριακής πρωτεΐνης ~ 0,75 Πεπτικότητα πρωτεΐνης προτοζώων ~ 0,90 Πεπτικότητα πρωτεϊνών κυτ. τοιχωμάτων ~ 0 άρα πεπτικότητα Μικρ. Πρωτεΐνης : 0,85 – 0,87 Πεπτικότητα Μη Ζυμ. Πρωτεΐνης τροφής: ποικίλει αμινοξέα πεπτίδια γλοβουλίνες πέπτονται σχεδόν τέλεια αλβουμίνες γλουτελίνες Οι υπόλοιπες (προλαμίνες, μετουσιωμένες κ.ά.) ~ 0,80

Σύνθεση βακτηρίων της μεγάλης κοιλίας (σε g/Kg ΞΟ ) Ολικές Ν-χες ουσίες 625 Αληθής πρωτεΐνη 375 Πρωτεΐνη κυτταρικών τοιχωμάτων 155 Νουκλεϊνικά οξέα (Ν x 6,25) 95 Υδατάνθρακες 210 Λίπη 120 Τέφρα 45

ΠMZΠ = 0,9 (MZΠ – ΑΝΔΟ x 6,25) ΠΜΖΠ = πεπτή μη Ζυμωθείσα πρωτεΐνη ΑΝΔΟ = acid detergent insoluble protein: άπεπτο Οι πρωτεΐνες των προϊόντων της αντίδρασης Maillard και το Ν που είναι δεσμευμένο με λιγνίνη είναι τελείως άπεπτα.

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΘΕΝΤΩΝ ΑΜΙΝΟΞΕΩΝ Το συνονθύλευμα (pool) των απορροφηθέντων (τροφής και μικροβιακής πρωτεΐνης) χρησιμοποιείται για σύνθεση πρωτεΐνης (σωματικής ή κτηνοτροφικών προϊόντων). Η αποτελεσματικότητα αυτής, που εξαρτάται από τη σύνθεση του συνονθυλεύματος σε σχέση με αυτήν της πρωτεΐνης που θα συντεθεί, εκφράζεται με την αληθή βιολογική αξία. ΒΑ μικροβιακής πρωτεΐνης ~ 80 % ΒΑ πρωτεϊνών τροφής: ποικίλει και δεν σχετίζεται με τη ΒΑ των πρωτεϊνών των επιμέρους τροφών.

Συγκριτική παρουσίαση των τιμών αποτελεσματικής χρησιμοποίησης της πεπτής αληθούς πρωτεΐνης διαφόρων συστημάτων αξιολόγησης πρωτεϊνών για μηρυκαστικά ζώα (από McDonald et al., 2002). Σύστημα* Συντήρηση Γαλακτοπαραγωγή Ανάπτυξη Εριοπαραγωγή PDI - 0,64 0,28-0,68 CPFD 0,80 DVE 0,67 AAT-PBV 0,75 AP 0,65 0,50 0,15 ADPLS 0,70 0,60 CNCPS 0,41-0,75 * PDI: το Γαλλικό σύστημα “ protein digested in the intestine” CPFD: το Γερμανικό σύστημα “Crude protein flow at the duodenum” DVE: το Ολλανδικό σύστημα “ digestible protein in the intestine” AAT-PBV: το Σκανδιναβικό σύστημα ΑΡ: το Αμερικάνικο σύστημα “ absorbed true protein” ADPLS: το Αυστραλιανό σύστημα “apparently digested protein leaving the stomach” CNCPS: το σύστημα Cornell “net protein and carbohydrate system”

Η αποτελεσματικότητα χρησιμοποίησης ενός ιδανικού μίγματος αμινοξέων είναι 0,85 και η σχετική τιμή ΒΑ για: στην πράξη συντήρηση ~1,0 1,0 κυοφορία 1,0 (0,85x1) = 0,85 ανάπτυξη 0,7 (0,85x0,7)= 0,59 γαλακτοπαραγωγή 0,8 (0,85x0,3)= 0,26

Η σύνθεση της ΜΖΠ μιας τροφής ως προς τα αμινοξέα διαφέρει από αυτήν της πλήρους τροφής.

Στα μηρυκαστικά λοιπόν λαμβάνονται υπόψη: η Ζ η αποτελεσματικότητα δέσμευσης του Ν από τους μικροοργανισμούς. η παραγόμενη ποσότητα μικροβιακής πρωτεΐνης. Η πεπτικότητά της Η πεπτικότητα της ΜΖΠ της τροφής Η ΒΑ της απορροφηθείσας πρωτεΐνης ή Η περιεκτικότητά της σε απαραίτητα αμινοξέα.

Μεταβολιστέα Πρωτεΐνη (ΜΠ) Οι όροι ΜΕ και ΜΠ καθορίζουν τη χορηγητέα ποσότητα των προς απορρόφηση ΘΣ, η οποία συσχετίζεται με τις ανάγκες, χρησιμοποιώντας τους συντελεστές kl, kf κλπ. Το σύστημα των ΠΑΟ εγκαταλείφθηκε διότι: δεν γίνεται διάκριση της πέψης στη μεγάλη κοιλία και μετά από αυτήν, δε λαμβάνονται υπόψη τα αμινοξέα και οι αλληλεπιδράσεις ενέργειας /πρωτεΐνης στη μεγάλη κοιλία ή τους ιστούς και τα δύο συστήματα (ΠΑΟ και ΜΕ) συγχέουν τη βιοχημική αποτελεσματικότητα με την παραγωγική ανταπόκριση.

ΜΠ = 6,25 x AANA (αληθώς απορροφηθέν Ν αμινοξέων)

Οι ανάγκες των μικροοργανισμών σε Ν-ούχες ουσίες εκφράζονται με τη μορφή της αποτελεσματικά ζυμωθείσας στη μεγάλη κοιλία πρωτεΐνης (ΑΖΠ). ΑΖΠ = ΟΑΟ x (0,8a + ) a, b, c : παράμετροι που προσδιορίζονται από τη Ζ in sacco r : ρυθμός ροής bc b + r

Είδος και κατηγορία ζώου r -Βοοειδή και πρόβατα με χαμηλό ΕΔ 0.02 -Μοσχάρια, βοοειδή κρεοπαραγωγής, πρόβατα και αγελάδες γαλακτοπαραγωγής (με ΕΔ μέχρι 2 x συντήρηση) -Γαλακτοπαραγωγές αγελάδες με ημερήσια γαλακτοπαραγωγή >15Kg 0.05 0.08

ΖΜΕ = ΜΕ – ΜΕλ – ΜΕΖ ΜΕλ = ΜΕ λιπαρών ουσιών ΜΕΖ = ΜΕ ζύμωσης = 0,1 ΜΕ για τα ενσιρώματα 0,05 ΜΕ για τα υποπροϊόντα απόσταξης και ζυθοποίας Η ποσότητα ολικής μικροβιακής πρωτεΐνης που παράγεται (g) είναι συνάρτηση της ΖΜΕ (MJ). ήτοι ΖΜΕ x y όπου y = 9 συντήρηση y = 10 ανάπτυξη y ~ 11 γαλακτοπαραγωγή

Y = 7 + 6 (1- e-0,35ΕΔ) Η συμβολή της πεπτής μικροβιακής πρωτεΐνης (ΠΜΠ) στα αληθώς απορροφηθέντα αμινοξέα είναι ΠΜΠ (g /kg ΞΟ) = ZME (y x0,75x0,85) = 0,6375 ZMΠ Η αληθώς ΠΜΖΠ (DUP)= 0,9 [ΟΑΟ (1-a-bc /(c+r) 6,25 /ANDO] Το κλάσμα ΑΝΔΟ (αδιάλυτο Ν σε όξινο διάλυμα) είναι άπεπτο.

Η ΜΠ της τροφής που είναι διαθέσιμη για τον οργανισμό του ζώου υπολογίζεται ως εξής: ΜΠ (g/kg ΞΟ) = ΠMΠ + ΠMZΠ (πεπτή μικροβιακή πρωτεΐνη + πεπτή μη ζυμωθείσα πρωτεΐνη) Το σύστημα της ΜΠ χωρίζει τις ανάγκες των μηρυκαστικών σε δύο μέρη: σ’ αυτό που απαιτείται για την κάλυψη των αναγκών των μικροοργανισμών της μεγάλης κοιλίας και σ’ αυτό που απαιτείται για την κάλυψη των αναγκών σε επίπεδο ιστών. Εκτιμάται κατ’ αρχάς η συμβολή της μικροβιακής πρωτεΐνης στην κάλυψη των αναγκών αυτών και στη συνέχεια υπολογίζεται η απαιτούμενη ποσότητα της ΜΖΠ της τροφής.

Ζώο: γαλακτοπαραγωγός αγελάδα Μίγμα συμπυκνωμένων ζωοτροφών με : ΟΑΟ = 520 g/Kg ΞΟ ΟΛΟ = 22 g/Kg ΞΟ ΜΕ = 12,3 MJ/Kg ΞΟ a = 0,20 b = 0,65 c = 0,06 r = 0,05 y = 11 ΑΝΔΟ = 0,20 g/Kg ΞΟ οπότε: ΑΖΠΠ= 520[0,8 x 0,2 + (0,65 x 0,06 / (0,06 + 0,05)] = 267,5 g/Kg ΞΟ ZME = 12,3 – (35 x 0,022) = 11,53 MJ/Kg ΞΟ ΑΖΠΠ / ZME = 267,5/11,53 = 23,2 > y με περιοριστικό παράγοντα την ενέργεια οπότε: ΠΜΠ = 0,6375 (11,53 x 11) = 80,9 g ΜΖΠ = 0,9 { 520 [1 – 0,2 – (0,65 x 0,06/ (0,06 + 0,05)] – 6,25 x 0,20} =207,4 g/Kg ΜΠ (ΠΜΠ +MZΠ) = 80,9 + 207,4 = 288,3 g/Kg άρα ΑΖΠΠ = 267,5 g/Kg ΞΟ και ΠΜΖΠ = 207,4 g/Kg ΞΟ