Elengedhetetlen az aquafeedekben az enzimkiegészítés jobb megértése
Az emésztés, egy összetett fiziológiai folyamat, függ a molekulák felismerésétől és aktivációjától, valamint az élelmiszer meghatározott körülmények között történő hidrolízisétől. A folyamat során emésztési enzimek zajlanak, amelyek a polimer makromolekulákat kisebb építőelemekre bontják, megkönnyítve ezzel a tápanyagok felszívódását.
A rákféléknél az életszakasz, az életkor, a molting stádium, a cirkadián ciklus, az étel összetétele és a környezeti viszonyok mind befolyásolják az emésztőrendszer enzimjeinek termelését. Ezen enzimek közül a proteázok a legfontosabbak az étrendi fehérjék hidrolizálásáért és kisebb peptidekre és szabad aminosavakra bontásáért. Az állatok emésztőrendszerében a proteáz aktivitását táplálék indukálja, és általában az egyén, az életkor, az életszakasz és a tenyésztési környezet genetikai jellemzői befolyásolják.
A környezet és az étrend hatása az emésztőenzimekre
Úgy tűnt, hogy a környezet, az étrend és kölcsönhatásaik minden állatban befolyásolják az enzimtermelést. A vízi állatok proteolitikus enzimjeinek optimális pH- és hőmérséklet-tartományának fajspecifikus különbségei az élőhelyük, táplálékuk, valamint genotípusos és fenotípusos különbségeiknek tulajdoníthatók. Például a rákfélék optimális pH-tartománya a tripszin típusú enzimek esetében 7,0 és 8,0, a kimotripszin típusú enzimek esetében a São Paulo garnélarák (Farfantepenaeus paulensis) esetében 7,5 és 8,0 között mozog. Az ehető tengeri rákban (Cancer pagurus) pedig 8,0 és 10,0 között mozog.
A proteolitikus aktivitás különbségei jelentősek lehetnek a kultúrkörnyezetben tenyésztett garnélarákok esetében, ahol a természetes táplálék mennyisége és minősége nagy mértékben eltér. Például Moss és mtsai. (2001) szignifikánsan magasabb aktivitásról számolt be a szerin proteázról (71 648 egység versus 30 200 egység/mg oldható fehérje), a kollagenázról (653 egység versus 312 egység/mg oldható fehérje) és savas foszfatázról (189 versus 83 egység/mg oldható fehérje) tó vizében termesztett csendes-óceáni fehér garnélarák, mint a kútvízben neveltek. A garnélarák magasabb enzimatikus aktivitása a tó vizében a természetes élelmiszerek jelenlétét jelzi a rendszerben. Érdekes, hogy az emésztőenzimek közül csak a kitináz aktivitás volt magasabb a tiszta vízben nevelt garnélákban, ami azt jelzi, hogy az állatok olvadt kagylóval táplálkoznak, magas a kitin tartalma.
Diétás proteáz, megoldás a kezében
A halliszt és más kiegyensúlyozott fehérjeforrások magas költsége és korlátozott hozzáférhetősége sok régióban gyakran arra kényszeríti az aquafeed-gyártókat, hogy olcsó, de rosszul emészthető alternatívákra támaszkodjanak. Ugyanakkor egyre nagyobb nyomás nehezedik a környezeti és gazdasági költségek csökkentésére, ami komoly felelősséget ró a takarmánygyártókra az aquafeed tápanyagok emészthetőségének javítása mellett, miközben csökkenti az előállítási költségeket.
Jobb tápanyag emészthetőség
Davis és mtsai. (1998) a látszólagos szárazanyag emészthetőséget (ADCDM) és a nyersfehérjét (ADCCP) tesztelte a csendes-óceáni fehér garnélarákban (Litopenaeus vannamei) táplált étrendben, amelyet proteáz fokozatos szintjeivel (0, 0,2 vagy 0,4 százalék) egészítettek ki, és arról számolt be, hogy a CP ADC (74,3%) a garnélarákban táplált 0,4% proteáz-étrendben magasabb volt, mint azoknál az állatoknál, akiket kontroll (65,3%) vagy más táplálékkal etettek. Egy későbbi vizsgálatban ezek a szerzők gyenge növekedési teljesítményről (súlygyarapodás, takarmány-hatékonyság és fehérje-hatékonysági arány) számoltak be a garnélával táplált proteáz-diétákban.
Jobb teljesítmény és immunválasz
Nemrégiben Li et al. (2015) jelentette a súlygyarapodás (288 százalék) és a takarmány-átalakítás (1,29) jelentős növekedését a csendes-óceáni fehér garnéla táplált étrendekben, amelyekben kevés a halliszt (38 százalék PC, 22 százalék halliszt), kiegészítve 175 mg/kg többkomponensű kereskedelmi proteázzal (Jefo Nutrition Inc., Kanada) összehasonlítva azokkal az állatokkal, akiket ugyanazt az étrendet táplálták kiegészítés nélkül (275, illetve 1,42). A szerzők a proteáz lehetséges alkalmazását javasolták a vízi táplálékban a drága fehérjeforrások csökkentésére vagy helyettesítésére olcsóbb és rosszul emészthető összetevőkkel anélkül, hogy befolyásolnák a haszonállatok teljesítményét (1. táblázat).
Chowdhury, 1. táblázat
| FBW, g | 12,9 +/- 0,6b | 11,5 +/- 0,5a | 12,4 +/- 0,2b |
| FCR | 1,14 +/- 0,05a | 1,28 +/- 0,05b | 1,16 +/- 0,04a |
| HP_PROT, U/g szövet | 3665 +/- 203b | 3257 +/- 192a | 3788 +/- 167b |
| IN_PROT, U/g szövet | 520 +/- 57b | 499 +/- 30a | 527 +/- 37b |
Song és mtsai. (2016) szintén szignifikánsan jobb súlygyarapodásról és FCR-ről számolt be a garnélával táplált étrendekben, amelyekben alacsony a halliszt (LFM, 10 százalék) proteázzal kiegészítve, összehasonlítva ugyanezzel az étrenddel kiegészítés nélkül. Jelentősen magasabb szérum fenoloxidáz-koncentrációról és alacsonyabb malondealdehid koncentrációról számoltak be a szérumban és a hepatopancreasban a proteázzal kiegészített étrendet tápláló garnélákból. A szerzők egy betegség-provokációs tesztet is elvégeztek a Vibrio parahaemolyticus kórokozó törzsével, és beszámoltak a kumulatív mortalitás lineáris csökkenéséről 96 óra garnélarákban, amelyek 0, 125, 150 és 175 ppm proteázzal táplálták az étrendet (2. táblázat).
Chowdhury, 2. táblázat
Perspektívák
Az összetevők, az étrend, az életkor, a méret, az olvadási szakasz és a tenyésztési környezet (például a pH, a hőmérséklet és az oldott oxigénszint) jelentősen befolyásolhatják a rákok és más állatok emésztési enzimtermelését. Az étrend és a környezet összetett jellege, valamint az emésztőrendszeri enzimtermelésre gyakorolt hatása megköveteli ezen enzimek jobb megértését. Körülbelül 14 különböző típusú emésztési proteolitikus enzimről számoltak be a garnélarákban, változó hőmérsékletű és optimális pH-értékkel. Ezen enzimek összetétele, valamint a környezettel és az étrenddel való kölcsönhatás jelentősen befolyásolhatja a garnélarák emésztési képességét és immunválaszát.
Az étkezési enzimek fontos alternatívát jelentenek az élelmiszerek minőségének javításához és a tápanyagok jobb emészthetőségéhez, valamint a szerves hulladék csökkentéséhez. Ezenkívül az enzim kiegészítés javíthatja a bél egészségét, kompenzálhatja az emésztési enzimeket, ha szükséges, és fokozhatja az immunválaszokat is.
Az érdekelt felek nagy többsége azonban továbbra is szkeptikus a hőstabilitás, a más enzimekkel való kölcsönhatások, az ajánlott dózisok biztonsága és az enzimek megfelelő szubsztrátjaival kapcsolatos ismeretek miatt. A megfelelő szubsztrátokkal kapcsolatos megértésünk hiánya gyakran egyes enzimek felesleges vagy nem megfelelő használatához vezet többféle enzim komplex különböző márkái alatt, ahol proteázok, karbohidrazák, fitáz és néha még lipázok is kombinálódnak.
Fontos megérteni, hogy minden egyes enzim normálisan megtámadja a komplex molekula specifikus aktív helyeit. Például egy proteáz enzimet tartalmazó enzim csak meghatározott szubsztrátokhoz vagy alkotórészekhez használható. Másrészt egy enzim, amely több proteázaktivitást tartalmaz, alkalmas lehet több szubsztrátumra, és pozitívan reagálhat a nyersanyagok széles skálájával. A minőségi nyersanyagok mindig jelen lévő válsága miatt elengedhetetlen az enzim étrendi alkalmazásának az egész iparra kiterjedő megértése, nemcsak a garnélarák-akvakultúrák, hanem általában az akvakultúrák esetében is.
További kutatásokra van szükség annak megértéséhez, hogy a különféle étrendi proteázok milyen hatással vannak az élelmiszerek fehérje minőségére, milyen kölcsönhatásokkal járnak a különféle összetevőkkel, a bél egészségével és a tápanyagok felhasználásával. A kereskedelemben kapható diétás proteázok megfelelő alkalmazása szintén problémát jelent a termikus stabilitással kapcsolatos aggályok és a gyártás során bekövetkező pusztulástól való félelem miatt. Néhány jobb hőstabil enzim száraz por alakban kapható, az aquafeed gyártása során könnyen hozzáadhatók a keverőhöz, és tevékenységük nagy részét érintetlenül tarthatják. Más enzimek vagy bevonattal vannak ellátva, vagy pelletezés után folyékony formában kaphatók, és drága szerszámgépet igényelnek.
Az enzim kiválasztásakor jobban meg kell értenünk a különféle alkalmazási módszerek előnyeit és hátrányait is. Az enzimek közvetlenül a keverőre történő alkalmazásának számos előnye lehet. A könnyű kezelhetőség mellett a proteáz megváltoztathatja a takarmány fehérje minőségét főzés vagy kondicionálás közben, és jobb minőségű aquafeedet eredményez. És egy részleges réteg vagy bevonat jobb megoldást nyújthat a hőstabilitás javítására.
Mivel a minőségi fehérjeforrások költsége és elérhetősége egyre inkább kérdéssé válik, az étrendi proteázok használata jobb megoldást kínálhat az akvakultúra-ipar fenntarthatóságára. A proteázok világának bonyolultságáról azonban még mindig gyerekcipőben járunk. Nyomatékosan javasoljuk, hogy a kutatási menetrendünkre összpontosítsunk, hogy teljes mértékben használják ki a proteáz enzimek potenciálját.
Minden referencia elérhető a szerzőtől.
Szerző
M.A. Kabir Chowdhury, Ph.D.
Jefo Nutrition Inc.
Saint-Hyacinthe, Quebec, Kanada
- Természetes méregtelenítő görögdinnye fogyáshoz ⋆ Táplálkozás
- Új előkódolt élelmiszer-nyilvántartás hitelesítése Rodríguez Revista Española de Nutrición
- Mit kell enni egy Crossfit Murphért - Táplálkozás a CrossFit számára
- Variacion XXI Táplálkozási és egészségtudatosabb társadalom
- A szuperélelmiszerek felfedezik táplálékának erejét