Лімітуючі амінокислоти.
Що таке повноцінний білок? Чому необхідно додавати амінокислоти в натуральні корми при годуванні економно? Навіщо потрібна ця «хімія», якщо не хочеться витрачати гроші даремно?
Уявіть, що білок — це конструктор Lego, зібраний з амінокислот. Їх всього 22. Але вони неоднакові за важливістю, з тієї причини, що деякі з них організм може синтезувати сам, це так звані несуттєві амінокислоти. Інші не виробляються організмом і повинні надходити з їжею, це незамінні амінокислоти. Розглянемо основні з них.
Незамінні:
Для більшості тварин і людини незамінними амінокислотами є: валін, ізолейцин, лейцин, треонін, метіонін, лізин, фенілаланін, триптофан.
Замінні:
Для більшості тварин і людини несуттєвими амінокислотами є: гліцин, аланін, пролін, серин, цистеїн, аспартат, аспарагін, глутамат, глутамін, тирозин.
В організмі тварини існує безліч різних білків, які виконують величезну кількість функцій. Ці білки різні за складом. Ви ж розумієте , що колагеновий білок, з якого будуються пір’я, волосся, нігті і копита, має різну структуру з прозорим білком склер ока і білком м’язової тканини.
Але в сільському господарстві важливе значення має склад основних масових білків, білка сполучної тканини, м’язового білка і білка шкіри. Також неабияка кількість харчування йде на колаген — білок, який утворює хутро і пір’я. У кожному періоді віку організму кількість синтезованого білка в їх типах різна. Але якийсь середній, ідеальний білок виводиться для кожної тварини, кожної породи, в кожному віці. Цей білок має певний амінокислотний склад.
Далі буде трохи арифметики, але не складної, якщо ви вмієте читати гроші то всі наступні пояснення не складніше, ніж здійснювати покупки на базарі без зайвих платежів.
Візьмемо для пояснення показовий нереально спрощений випадок. Білок «А» складається з рівних кількостей треоніна, метіоніна, лізину нехай 10 молекул кожної амінокислоти. А на харчування надходить білок «Б»
«Б», який на ті ж 30 структурних одиниць має 6 треоніну і 17 метіоніну і 17 лізину. Зрозуміло, що з однієї молекули «Б» не можна побудувати молекулу білка «А», треонін малий, метіоніну і лізину багато. Але з двох молекул «А» можна побудувати одну молекулу «Б» і у нас буде дві молекули треоніну і 24 молекули лізину і метіоніну після такого синтезу у нас буде дві молекули треоніну і 24 молекули лізину і метіоніну.
(Це як якщо купити продукти на одну страву, а потім вирішити робити іншу, хочеться зробити 3 літри борщу, а вистачає на 2 літри, зате скажемо буряків залишилося стільки що і на 15 літрів борщу вистачить.)
Або щоб не залишалося треоніну візьмемо шість молекул «Б», ми маємо 30 молекул треоніну, і по 85 лізину і метіоніну. З яких вийде три молекули «А» і залишиться по 55 молекул лізину та метіоніну.
Якби білок «А» це був білок м’язової тканини бройлера, який ми хочемо отримати, а годували б цього бройлера білком «Б» те, щоб весь корм «Б» пішов на будівництво м’яза, то нам треба додати ще треоніну.
У реальних випадках складання рецептів комбікормів в порядку зменшення частоти додається лізин, метіонін, треонін і триптофан, ними і перекривається основний дефіцит амінокислот. Для цілком «ідеального» корму цих амінокислот могло бути й більше найменувань, але збільшення засвоюваності вже невелике. Їх не додають не тому, що шкода, а тому що для повного розуміння які амінокислоти необхідно точно додати, потрібно на вході та на виході точно розуміти з чого робимо і кому робимо.
Здається все просто, на вході пшениця, соняшниковий шрот, соєвий шрот і далі за списком, на виході скажімо бройлер Кобб500 гровер. Насправді це надто неточні дані, щоб «виловлювати» останні до ідеалу відсотки ефективності.
На вході ми повинні знати повний кількісний амінокислотний склад усієї сировини. Повний аналіз на амінокислоти тривалий і дорогий, не входить у перелік обов’язкових аналізів під час постачання сировини, тому одержати його в постачальника неможливо особливо якщо сировина береться у багатьох різних постачальників. Хоча і в одного постачальника ми стикалися, коли вміст протеїну в сої одного сорту, але з різних полів різнилося на 5%, це багато. Тому частіше береться якийсь усереднений амінокислотний склад сировини.
Тобто вже на вході є область невизначеності, що робить безглуздим доповнення невеликих кількостей неосновних лімітуючих амінокислот.
Але це ще не все.
Сам корм, вимоги до нього усереднені, якщо, скажімо, в кормі птиці вказаний термін використання, скажімо, 4-12 тижнів, то ви розумієте, що в 4 тижні і в 12 тижнів птах не змінюється різко, від пташеня до підлітка в 4 тижні і в 12 від підліткової до дорослої птиці. Зміни поступові і в разі ідеального годування рецепт корму повинен змінюватися щодня. Відповідно до поточного стану птиці і вимогам її організму. Тобто в «повному ідеалі» птахи повинні харчуватися як професійні бодібілдери, кожен за індивідуальною схемою. Використання корму в якийсь тривалий період годування призводить до того, що він дійсно «ідеально оптимальний» на якійсь ділянці в середині.
(Чимось нагадує аналогію про те, що стоячий годинник двічі на день показує абсолютно точний час)
Візьмемо для прикладу курчати бройлера, якщо корм оптимальний для нього в 4 тижні то вже в 5 тижнів він буде для нього кілька надмірним по поживності, а до 12 і поготів, якась частина неперетравленого корму піде в природні відходи, тобто конверсія впаде, можна збалансувати корм приблизно в середині кормового діапазону, тоді перший період з 4 по 8 тиждень конверсія буде чудовою, але зростання нижче, ніж очікувалося, а з 9 по 12 тиждень навпаки, зростання може бути навіть вище, ніж очікувалося, особливо до кінця терміну, до 12 тижня, але конверсія буде постійно падати. Але це для однієї курки, і у великій посадці птахів одні трохи відстають у розвитку, інші попереду, тому це нівелюється. А так як виробник кормів орієнтується на певні середні показники, так як корм випускається рівномірно для всіх покупців, то облік невеликих відсотків ефективності кормів стає безглуздим з огляду на вищесказаного.
Що стосується поняття «лімітуюча амінокислота», то це та амінокислота, якої найбільше не вистачає для збірки, ті запчастини, шестерні, які при складанні закінчуються першою зупинкою збірки.
Якщо вам потрібно 100 деталей кожного типу, щоб зібрати 100 виробів, а одної тільки 20, другої 30, третьої 40 то та, що має всього 20 і обмежує, буде зібрано 20 збірок і процес стане, якщо додати 80 деталей такого типу, то їх буде 100, але ви не отримаєте 100 виробів, тому що після додавання ліміту стає той, який дорівнює 30, якщо у вас немає додавання частин типу яких 30 шт. замість 100 тоді і тих, з яких було 20 немає сенсу складати до 100 досить скласти до 30, а про ті, про які 40 можна взагалі не турбуватися, до того моменту, коли їх не вистачить і зовсім не дійде.
У цьому наближенні реальна проблема може звучати так, нам потрібно будувати вироби, в яких кількість кожної деталі становить від 90 до 100 приблизно, а частин у нас від 85 до 110 приблизно. І ви починаєте шукати оптимум, намагаючись зробити їжу і поживною, і дешевшою.
Також є цікава форма представлення граничної амінокислоти у вигляді бочки з клепками різної висоти. Де довжина кожної клепки — відносна кількість амінокислоти до оптимальної, тобто якщо ідеальна, то клепка як слід, якщо менше, то коротше, якщо більше ідеального, то стирчить над бочкою, а поживність корму — рівень води, яку можна заливати в цю бочку. Зрозуміло, що цей рівень визначається довжиною найкоротшої клепки. Але також потрібно розуміти, що для отримання вхідних даних необхідна задача «довжина заклепок» не завжди тривіальна і чим дорожче, тим точніше хочеться дізнатися цю довжину. Цю ідею вперше дав хімік Лібіх, її називають «бочкою Лібіха» Саме так вона звучить в загальноприйнятому вигляді.
Про «Бочці Лібіха» в канонічній формі
Німецький хімік Юстус Лібіх в 1840 році сформулював такий принцип: «Зростання організму обмежений ресурсом, якого найбільше не вистачає (лімітуючий ресурс)». Цей принцип називається законом Лібіха, або «бочками Лібіха» (за аналогією з бочкою, рівень води в якій не може бути вище висоти найнижчої дошки). Закон Лібіха допомагає розрахувати оптимальну кількість добрив або підгодівлі, які необхідно вносити під ту чи іншу культуру або в раціон тварин.
Амінокислота, яка в цьому випадку першою припинить синтез білка, називається першою граничної амінокислотою раціону. Це визначення наочно демонструє так званий Лібіх Бочка.
Кожній дошці в ньому відповідає незамінна амінокислота. Найкоротша дошка (перша гранична амінокислота) визначає ємність бочки, або рівень, при якому тварина може використовувати білок раціону для синтезу білка. За рахунок подовження короткої дошки (або рівня відповідної амінокислоти в раціоні) синтез білка можна підвищити до рівня другої лімітуючої амінокислоти і т.д. Таким чином, додавання навіть невеликої кількості граничної амінокислоти посприяє значному поліпшенню якості корму. У зернових раціонах для свиней першою лімітуючою амінокислотою зазвичай є лізин, в той час як для птиці — метіонін.
Для свиней такою «найкоротшою дошкою» є лізин. «Довша дошка» — треонін. На третьому місці знаходиться метіонін, потім триптофан і валін.
І ще одне.
«Амінокислотний скор» — це показник співвідношення певної незамінної амінокислоти в білку до тієї ж амінокислоти в ідеальному білку. Ідеальний білок — це співвідношення незамінних амінокислот, що дозволяє організму без проблем оновлювати певні внутрішні структури.
І ще трохи перефразувати його.
«Амінокислотний скор» — це метод визначення якості білка шляхом порівняння амінокислот в досліджуваному продукті з «ідеальним» білком. Під ідеальним білком розуміють гіпотетичний білок з ідеально збалансованим амінокислотним складом, що важливо зовсім не ідеально, а для цих цілей.
Якщо в такому порівнянні з’ясується, що цінність будь-якої амінокислоти менше 100 відсотків, це буде свідчити про знижену біологічну цінність білка і призведе до необхідності використання великої кількості його в їжу для заповнення потреби організму в тих чи інших амінокислотах. Амінокислоти, які при розрахунку норми амінокислот менше 100 відсотків, називаються граничними, так як обмежують (визначають) кількість продукту, який необхідно з’їсти.
Значення оцінки амінокислот для деяких продуктів:
пшениця: лізин (56%), треонін (77%),
рис: лізин (69%), треонін (77%),
кукурудза: лізин (44%), треонін (60%),
ячмінь, перлова крупа: треонін (62%), лізин (64%),
пшоно: лізин (49%), валін (79%),
бобові: метіонін + цистеїн (боби — 59%, соя — 88%),
коров’яче молоко (в порівнянні з жіночим): метіонін + + цистеїн (78%), триптофан (82%).
Так, для білка пшениці, рису, проса, кукурудзи першою граничною амінокислотою є лізин, а для ячної і перлової крупи — треонін, для бобових — метіонін.
