Лимитирующие аминокислоты.
Что такое полноценный белок? Почему при экономном кормлении к натуральным кормам необходимо добавлять аминокислоты? Почему эта «химия» необходима если не хотите пускать деньги на ветер.
Представьте себе, что белок — это конструктор Лего, собранный из аминокислот. Их всего 22 штуки. Но они неравноценны по важности, по той причине, что некоторые из них организм может синтезировать сам, это так называемые заменимые аминокислоты. Другие организмом не вырабатываются и должны поступать с пищей, это незаменимые аминокислоты. Рассмотрим основные.
Незаменимые:
Для большинства животных и человека незаменимыми аминокислотами являются: валин, изолейцин, лейцин, треонин, метионин, лизин, фенилаланин, триптофан.
Заменимые:
Для большинства животных и человека заменимыми аминокислотами являются: глицин, аланин, пролин, серин, цистеин, аспартат, аспарагин, глутамат, глутамин, тирозин.
В организме животного множество различных белков выполняющие огромное количество функций. Эти белки разные по составу. Вы понимаете что белок коллагена, из которого построены перья, волосы, ногти и копыта имеет разное строение с прозрачным белком склеры глаза и белком мышечной ткани.
Но в сельском хозяйстве важен состав основных по массе белков, белок соединительной ткани, белок мышц и белок кожи. Так же изрядное количество питание уходит на коллаген, белок образующий мех и перья. В каждый период возраста организма количество синтезируемого белка во их типам различно. Но выведен некий средний, идеальный белок для каждого животного, каждой породы, в каждом возрасте. Этот белок имеет определённый аминокислотный состав.
Дальше будет немного арифметики, но несложной, если вы способны читать деньги то все нижеследующие пояснения не сложнее чем сделать покупки на базаре не платя лишнего.
Возьмём для объяснения показательный нереально упрощённый случай. Белок «А» состоит из равных количеств треонина, метионина, лизина пусть по 10 молекул каждой аминокислоты. А на питание поступает белок «Б» который на те же 30 структурных единиц имеет 6 треонина и по 17 метионина и 17 лизина. Понятно, что из одной молекулы «Б» не построишь молекулу белка «А», треонина мало, метионина и лизина много. А вот из двух молекул «А» можно построить одну молекулу «Б» и у нас останется после такого синтеза две молекулы треонина и по 24 молекулы лизина и метионина.
(Это как если купить продукты на одно блюда а потом решить делать другое, хочется сделать 3 литра борща, а хватает на 2 литра, зато скажем свёклы осталось столько что и на 15 литров борща хватит.)
Или чтобы не оставалось треонина возьмём шесть молекул «Б» мы имеем 30 молекул треонина, и по 85 лизина и метионина. Из которых получится три молекулы «А» и останется по 55 молекул лизина и метионина.
Если бы белок «А» это был белок мышечной ткани бройлера, который мы хотим получить, а кормили бы мы этого бройлера белком «Б» то, чтобы весь корм «Б» пошёл на строительство мышцы то нам надо добавить ещё треонина.
В реальных случаях составления рецептов комбикормов в порядке убывания частоты добавляется лизин, метионин, треонин и триптофан, ими и перекрывается основной дефицит недостающих аминокислот. Для полностью «идеального» корма этих аминокислот могло быть и больше наименований, но увеличение усвояемости уже будет невелико. Их не добавляют не потому, что жалко, а потому что для полного понимания какие аминокислоты необходимо точно добавить, нужно на входе и на выходе точно понимать из чего делаем и кому делаем.
Кажется всё просто, на входе пшеница, подсолнечный шрот, соевый шрот и далее по списку, на выходе скажем бройлер Кобб500 гровер. В действительности это слишком неточные данные чтобы «вылавливать» последние до идеала проценты эффективности.
На входе мы должны знать полный количественный аминокислотный состав всего сырья. Полный анализ на аминокислоты длителен и дорог, он не входит в перечень обязательных анализов при поставке сырья, поэтому получить его у поставщика нереально особенно если сырьё берётся у множества разных поставщиков. Хотя и у одного поставщика мы сталкивались, когда содержание протеина в сое одного сорта, но с разных полей различалось на 5% это много. Поэтому чаще берётся некий усреднённый аминокислотный состав входящего сырья.
То есть уже на входе появляется область неопределённости, которая делает бессмысленным добавки малых количеств не основных лимитирующих аминокислот.
Но это не всё.
Сам комбикорм, требования к нему усреднены, если скажем в корме гровере для птицы указан период использования скажем 4-12 недель, то вы же понимаете что в 4 недели и в 12 недель птица не изменяется скачкообразно, от птенца к подростку в 4 недели и в 12 от подростка к взрослой птице. Изменения идут постепенно и в случае идеального кормления рецептура корма должна изменяться ежедневно. Согласно нынешнему состоянию птицы и требованиям её организма. То есть в «полном идеале» птицы должны питаться как бодибилдеры профессионалы, каждая по индивидуальной схеме. Применение корма в каком-то длительном сроке кормления приводит к тому, что он действительно «идеально оптимален» на каком-то участке в середине.
(чем то напоминает аналогию что стоящие часы два раза в сутки показывают абсолютно точное время)
Возьмём для примера курицу бройлера, если корм оптимален для него в 4 недели то уже в 5 недель он будет для него несколько избыточен по питательности, а к 12 тем более, какая-то часть неусвоенного корма уйдёт в естественные отходы, то есть конверсия будет падать, можно корм сбалансировать приблизительно по середине диапазона кормления, тогда первый период с 4 до 8 недель конверсия будет замечательная, но прирост ниже ожидаемого, а с 9 по 12 неделю наоборот, прирост может быть даже выше ожидаемого, особенно к концу срока, к 12 неделе, но конверсия будет постоянно падать. Но это для одного цыплёнка, а в крупной посадке птиц одни несколько отстают в развитии, другие опережают, поэтому это нивелируется. А поскольку производитель корма ориентируется на некие средние показатели так как корм выпускается единый для всех покупателей то учёт малых процентов эффективности корма становится бессмысленным с учётом вышесказанного.
Насчёт понятия «лимитирующая аминокислота» это та аминокислота, которой больше всего не хватает для сборки, те запчасти, шестерёнки, которые при сборке кончаются первыми останавливая сборку.
Если у вас для сборки 100 изделий необходимо по 100 деталей каждого типа , а одной только 20 другой, 30, третей 40 то та которой всего 20 и есть лимитирующая, будет собрано 20 сборок и процесс станет, если вы добавите 80 деталей этого типа то их станет 100, но 100 изделий вы не получите, потому что после добавки лимитирующей становится та которой 30, если у вас нет добавки деталей того типа которых 30 шт. вместо 100 то и тех которых было 20 нет смысла добавлять до 100 достаточно добавить до 30, а про те которых 40 можно вообще не волноваться, до того момента когда будет не хватать их и не дойдёт вовсе.
В этом приближении реальная задача может звучать так, нам надо построить изделия, в которых количество каждой детали от 90 до 100 приблизительно, а деталей у нас каждой от 85 до 110 приблизительно. И вы начинаете искать оптимум стараясь корм сделать и питательней и дешевле.
Ещё есть интересная форма представления лимитирующей аминокислоты в виде бочки с клёпками разной высоты. Где длина каждой клёпки — это относительное количество аминокислоты до оптимума, то есть если идеал, то клёпка как надо, если меньше, то короче, если больше идеала, то торчит выше бочки, а питательная ценность корма — это уровень воды, который можно налить в эту бочку. Понятно, что этот уровень определяется длиной самой короткой клёпки. Но также нужно понимать, что получить входные данные, необходимые «длины клёпок» задача не всегда тривиальная и тем более дорогостоящая чем точнее вы хотите узнать эту длину. Это представление первым дал химик Либих, его так и называют «бочка Либиха» Вот как это звучит в общепринятом виде.
О «Бочке Либиха» в каноническом виде
Немецкий химик Юстус Либих в 1840 году сформулировал следующий принцип: «Рост организма ограничивается тем ресурсом, которого недостает в наибольшей мере (лимитирующий ресурс)». Этот принцип получил название закона Либиха, или «бочки Либиха» (по аналогии с бочкой, уровень воды в которой не может быть выше, чем высота самой низкой доски). Закон Либиха помогает рассчитать оптимальное количество удобрений или кормов, которые нужно вносить под ту или иную сельскохозяйственную культуру или в рацион животных.
Та аминокислота, которая в этом случае первой остановит синтез белка, носит название первой лимитирующей аминокислоты рациона. Наглядно это определение демонстрирует так называемая Бочка Либиха.
Каждая доска в ней соответствует незаменимой аминокислоте. Самая короткая доска (первая лимитирующая аминокислота) определяет емкость бочки, или тот уровень, на котором животное может использовать протеин рациона для синтеза белка. При удлинении короткой доски (или уровня соответствующей аминокислоты в рационе) синтез белка может быть повышен до уровня второй лимитирующей аминокислоты и т.д. Таким образом, добавление даже небольшого количества лимитирующей аминокислоты будет способствовать значительному улучшению качества корма. В зерновых рационах для свиней первой лимитирующей аминокислотой обычно является лизин, в то время как для птицы — метионин.
Для свиней такой «самой короткой доской» является лизин. Более «длинная доска» — треонин. На третьем месте метионин, затем — триптофан и валин.
Ещё одно понятие.
Аминокислотный скор – это показатель отношения определенной незаменимой аминокислоты в белке к такой же аминокислоте в идеальном белке. Идеальный белок представляет собой такое соотношение незаменимых аминокислот, которое позволяет организму без проблем обновлять те или иные внутренние структуры.
И ещё раз несколько перефразируя.
«Аминокислотный скор» — это метод определения качества протеина, путём сравнения аминокислот в исследуемом продукте с «идеальным» белком. Под идеальным белком понимают гипотетический белок с идеально сбалансированным аминокислотным составом, что немаловажно не вообще идеальным, а для данных целей.
Если при таком сравнении получится, что значение какой-либо аминокислоты меньше 100 процентов, это будет говорить о сниженной биологической ценности белка и приведёт к необходимости употребления больших его количеств в пищу для восполнения потребности организма в определённых аминокислотах. Аминокислоты, которых при расчёте аминокислотного скора оказывается меньше 100 процентов, называются лимитирующими, так как именно они лимитируют (определяют) количество продукта, которое необходимо употребить в пищу.
Значения аминокислотного скора для некоторых продуктов:
пшеница: лизин (56 %), треонин (77 %),
рис: лизин (69 %), треонин (77 %),
кукуруза: лизин (44 %), треонин (60 %),
ячневая, перловая крупы: треонин (62 %), лизин (64 %),
пшено: лизин (49 %), валин (79 %),
бобовые: метионин + цистеин (фасоль — 59 %, соя — 88 %),
коровье молоко (по сравнению с женским): метионин + + цистеин (78 %), триптофан (82 %).
Таким образом, для белка пшеницы, риса, пшена, кукурузы первой лимитирующей аминокислотой является лизин, а для ячневой и перловой круп — треонин, для бобовых — метионин.
