. مقدمه

هدف از تغذیه پروتئین در طیور تغذیه اسید های آمینه هست.  والین (Valine) از خانواده اسیدهای آمینه شاخه‌دار (BCAA[1]) است و یکی از اسیدهای آمینه مورد نیاز پرندگان بوده که در بدن  ساخته نمی‌شود و لذا یک اسید آمینه  ضروری برای  پرندگان محسوب می شود. اهمیت والین در طیور تنها به رشد و ساخت پروتئین محدود نمی‌شود، بلکه در بهبود مصرف خوراک، سلامت سیستم ایمنی، مینرالیزاسیون استخوان در جوجه های گوشتی و تعادل سایر اسیدهای آمینه شاخه‌دار نقش کلیدی دارد. در جیره‌های غذایی بر پایه ذرت- کنجاله‌سویا برای جوجه‌های گوشتی، نیاز والین در حد ۷0  تا ۸۵ درصد تأمین می‌شود و لازم است ما بقی نیاز از طریق مکمل-Lوالین تأمین گردد. این رقم در جیره های بر پایه گندم- کنجاله‌سویا در حد  65 تا 75 درصد می‌باشد. بسته به تغییرات ضرایب قابلیت هضم اسیدهای آمینه، نوع واریته‌های دانه ذرت و گندم و سویا، شرایط نگهدری و زراعی این دانه‌ها و نیز  عوامل فیزیکی و شیمیایی و حرارتی در فرآیند روغن کشی از دانه سویا، این دامنه تغییر نموده و نیاز به  مطالعه دقیق دارد. به نظر می رسد L- والین در حد مرزی چهارمین اسید آمینه محدود کننده در جوجه‌های گوشتی باشد. در مقاله حاضر، تلاش خواهد شد آخرین یافته‌های پژوهشی در مورد ضرورت افزودن والین به جیره های جوجه های گوشتی  سویه های تجاری جهت استفاده از پتانسیل ژنتیکی آنها در حد بهینه و  به عنوان راهنمایی برای تولید کنندگان خوراک های آماده و نیز کنسانتره های جوجه های گوشتی ارایه شود.

 ۲.  کشف و ساختمان شیمیایی والین

والین(Valine) از دو کلمه سه حرفی  val، مربوط به گیاه valerian (سنبل الطیب) و ine پسوندی است که در نامگذاری اسید های امینه استفاده می شود، تشکیل شده است. به هنگامیکه این اسید امینه کشف شد ساختمان شیمیایی شبیه ترکیبات استخراجی از گیاه  سنبل الطیب بود و لذا به آن والین گفته شد.  والین نخستین بار توسط شیمیدان آلمانی به نام هرمان امیل فیشر (Hermann Emil Fischer)  در سال 1901 میلادی کشف و شناسایی شد. فیشر که روی اسیدهای آمینه و ساختار پروتئین‌ها کار می‌کرد، والین را از پروتئین‌های گیاهی (به‌ویژه از گلوتن گندم و کازئین شیر) جداسازی کرد. پژوهش های بعدی وی در این حوزه منجر به اخذ جایزه نوبل شیمی در سال 1902 شد. والین از نخستین اسیدهای آمینه‌ای بود که سنتز شیمیایی آن انجام شد. فیشر در ادامه کارهای خود، توانست والین را به روش سنتز آزمایشگاهی از طریق مشتقات آلکیل‌مالونیک اسید و‌ واکنش‌های آلکیلاسیون تهیه کند. بعدها در اواسط قرن بیستم، مسیرهای بیوسنتزی والین در میکروارگانیسم‌ها (مانند E. coli) کشف شد.

والین دارای فرمول شیمیایی C₅H₁₁NO₂  بوده و به دلیل وجود زنجیره جانبی(ایزوپروپیل–CH(CH₃)₂  ) در گروه اسیدهای آمینه شاخه‌دار قرار می‌گیرد. این اسیدآمینه غیرقطبی و آب‌گریز است و در محیط آبی تمایل به قرارگیری در بخش‌های داخلی پروتئین دارد. والین در دو فرم D و L یافت می‌شود که تنها فرمL – والین در سیستم‌های زیستی فعال و مورد استفاده است.  فرمول شیمیایی گسترده  آن به به شرح زیر است:

شکل 1. ال- والین

3. ساخت والین

در بدن پرندگان و سایر حیوانات والین ساخته نمی‌شود و باید از طریق جیره غذایی تأمین گردد. اما در گیاهان و میکروارگانیسم‌ها از پیروات ساخته می‌شود.  فرایند ساخت شامل چند مرحله آنزیمی است که در نهایت به تشکیل والین منجر می‌شود.

4. تولید صنعتی

برای تأمین نیازهای گسترده صنعت دام و طیور، والین به‌صورت صنعتی تولید می‌شود. رایج‌ترین روش، تخمیر میکروبی توسط گونه‌هایی از Corynebacterium glutamicum و Escherichia coli مهندسی‌شده است. در این روش با استفاده از منابع کربنی ارزان مانند گلوکز یا ملاس، باکتری‌ها در شرایط کنترل‌شده والین را تولید و در محیط آزاد می‌سازند. سپس این محصول استخراج و به شکل L-والین کریستالی خالص در اختیار صنعت خوراک دام و طیور قرار می‌گیرد.روش‌های شیمیایی کلاسیک نیز وجود دارند، اما به دلیل پیچیدگی و هزینه بالا، کاربرد کمتری نسبت به تخمیر میکروبی دارند.

5. ضرورت استفاده از والین در تغذیه طیور

والین به عنوان یک اسیدآمینه ضروری نقش‌های کلیدی در تغذیه طیور دارد که برخی از مهم‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از:

• رشد وساخت پروتئین و معدنی‌شدن استخوان :والین همراه با لوسین و ایزولوسین در ساخت بافت‌های عضلانی و معدنی‌شدن استخوان ها نقش مستقیم دارد.
• تعادل اسیدهای آمینه شاخه‌دار: عدم تعادل میان والین، لوسین و ایزولوسین می‌تواند مصرف خوراک و رشد  طیور را کاهش دهد.
• کارایی خوراک : وجود مقادیر کافی والین در جیره به بهبود ضریب تبدیل غذایی کمک می‌کند.
• سلامت سیستم ایمنی: والین در تشکیل آنتی‌بادی‌ها و افزایش مقاومت در برابر بیماری‌ها نقش دارد.
• عملکرد تولید مثلی: در مرغ‌های تخم‌گذار، کمبود والین منجر به کاهش کیفیت تخم‌مرغ می‌شود.

در صورت عدم تامین والین به مقدار کافی، کاهش مصرف خوراک، کندی رشد، پرریزی غیرطبیعی، ضعف عمومی، و افزایش حساسیت به بیماری‌ها مشاهده می‌شود.

6. منابع تأمین والین در جیره های غذایی جوجه های گوشتی

منابع مختلفی برای تأمین والین در جیره جوجه های گوشتی وجود دارد که می‌توان آن‌ها را در سه گروه دسته‌بندی کرد:

• منابع گیاهی: کنجاله سویا، کنجاله کلزا، کنجاله آفتابگردان، غلاتی چون ذرت، گندم، جو و سورگوم.
• منابع حیوانی: پودر ماهی، پودر گوشت و استخوان، پودر خون.
• مکمل‌های سنتتیک : ال – والین به صورت کریستال های سفید رنگ به روش تخمیر میکروبی که به ‌ویژه برای تنظیم دقیق جیره های غذایی ضروری است، تولید می شود.

7. شرکت‌های تولید و تأمین‌کننده والین خوراکی

والین با درجه دارویی و خوراکی از طریق واکنش های شیمیایی و تخمیر میکروبی توسط تعدادی از  شرکت های بین المللی تولید و عرضه می شود.  تعدادی از شرکت هایی که والین با درجه خوراکی را سنتز و به بازار خوراک دام عرضه می کنند و در صنعت خوراک دام ایران شناخته شده هستند به شرح زیر می باشد :

Evonik Industries AG –  تولیدکننده محصولی به نام ValAMINO^® است که شامل L‑Valine  خوراکی تولید می کند.

Ajinomoto Co., Inc. –  تولیدکننده بزرگ آمینواسیدها از جمله والین با تکنولوژی تخمیر است.

CJ CheilJedang Corporation –   یک شرکت چینی است که یکی از تولیدکننده های بزرگ آمینواسیدها، از جمله والین می باشد.

اسید آمینه والین تولیدی این شرکت ها از نظر خواص فیزیکو شیمیایی و بویژه کارایی تغذیه ای شان در تامین احتیاجات جوجه های گوشتی یکسان نمی باشد که لازم است در هنگام خرید و استفاده از  آن در خوراک های کامل و یا کنسانتره های جوجه های گوشتی مورد توجه قرار گیرد.

8. اسید های آمینه محدودکننده در جیره های غذایی جوجه های گوشتی

اگرچه ترکیب اسید های آمینه  بافتی جوجه های گوشتی در طول زمان تغییرات چندانی نداشته است ولی بدلیل افزایش رشد سریع بواسطه پیشرفت ژنتیکی و در‌نتیجه کشتار در سنین پایینتر، احتیاجات اسید های آمینه بر حسب درصد جیره غذایی افزایش یافته است. افزایش تقاضای اسید های آمینه و عرضه ثابت آنها در مواد غذایی اصلی جیره های غذایی طیور؛ ذرت و کنجاله سویا،  موجب توجه به اهمیت به درجه محدودکنندگی اسید های آمینه ضروری در جوجه های گوشتی شده است. اسید های آمینه متیونین و لایزین به ترتیب اولین و دومین اسید امینه محدود کننده در جیره های غذایی بر پایه ذرت و سویا می باشد. تامین آنها در جیره های غذایی بصورت اسید های آمینه سنتتیک امکان رفع محدودکنندگی این اسید آمینه را فراهم کرده و سبب شده است بتوان از پتانسیل رشد ژنتیکی سویه ای جدید جوجه های گوشتی استفاد کرد. با توسعه روش‌های دقیق تعیین احتیاجات اسید امینه و نیز تعیین قابلیت هضم اسید های امینه در مواد غذایی طیور در دهه 1980 معلوم شده که ترئونین سومین اسید امینه محدود کننده در جیره های غذایی  بر پایه ذرت – سویا درجوحه های گوشتی است و نهایتاً در NRC (1994) اسید آمینه ترئونین مشخصاً به عنوان سومین اسید آمینه محدود کننده معرفی نمود. از آن زمان به بعد، ترئونین به عنوان سومین اسید امینه محدود کننده، به جیره های غذایی تجاری و یا تحقیقاتی جوجه گوشتی اضافه می‌شود. هر چند در ایران با تاخیر حداقل دو دهه ای از اسید امینه ترئونین به عنوان سومین اسید آمینه محدود کننده در تولید خوراک طیور از جمله جوجه های گوشتی استفاده شده است.

9. والین و محدود کنندگی آن در جیره های غذایی جوجه های گوشتی

اجزای خوراکی معمول جیره های غذایی جوجه های گوشتی حاوی 3/0 الی 4/0 درصد والین هستند. با پیشرفت ژنتیکی جوجه های گوشتی و تاکید بر رشد عضله سینه، از سال 2000 میلادی والین به  عنوان چهارمین اسیدآمینه محدودکننده در طیور مطرح شد و امروزه در راهنمای پرورش سویه های با رشد سریع جوجه های گوشتی (راس، هوبارد و کاب) به عنوان چهارمین اسید آمینه کننده مشخص شده است. نتایج آزمایشی  که در کشور های اروپایی صورت گرفته نشان می دهد که 92 درصد از خوراک تولیدی در این کشور ها از نظر  اسید امینه والین کمبود دارند که منجر به افت عملکرد جوجه های گوشتی می شود (شکل 1).

 در این شکل خط نقطه چین احتیاجات والین کل به لایزین را نشان می دهد.

10. نقش اسید های امینه سنتتیک خوراکی در کاهش پروتئین جیره های غذایی در جیره های غذایی جوجه های گوشتی

امروزه با وجود اسید های آمینه سنتتیک با درجه خوراکی در بازار، امکان تنظیم جیره های غذایی براساس تعادل اسید های امینه فراهم شده است و دیگر صرف تامین حداقل پروتئین خام مطرح نیست. چنین راه‌کاری در جیره نویسی جوجه های گوشتی، نیازهای اقتصادی، زیست محیطی و مطالبات اجتماعی مرتبط با کشاورزی پایدار را برطرف می‌کند ( شکل 1).

• اقتصادی: کیفیت گوشت سینه بهبود یافته و کاهش استفاده از کنجاله سویا منجر به کاهش نوسانات قیمت جیره جوحه های گوشتی می شود
• زیست محیطی: کاهش دفع نیتروژن و انتشار آمونیاک توسط جوجه های گوشتی منجر به کاهش اسیدزایی و یوتروفیکاسیون می شود. همچنین اثرات پرورش جوجه های گوشتی را روی تغییرات اقلیمی محدود می کند.
• مطالبات اجتماعی: بهبود کیفیت بستر منجر به کاهش شدت و بروز زخم کف پا در جوجه ها می شود . بعلاوه کاهش سوبسترا های مناسب برای رشد باکتری‌ها در دستگاه گوارش، موجب بهبود سلامت عمومی دستگاه گوارش جوجه های گوشتی می شود.

تامین اسید امینه والین به عنوان چهارمین اسید امینه محدود کننده در جیره های غذایی طیور در کنار سایر اسید آمینه سنتیک امکان افزایش غلات و جایگزینی آنها به‌جای کنجاله سویا و نهایتاً کاهش استفاده از کنجاله سویا را در جیره های غذایی طیور فراهم می کند ( شکل 2) . عمده  تامین کنجاله سویا در ایران برای مصرف دام و طیور، وارداتی بوده و این موضوع در سال های اخیر برای سیاست‌گذران بخش کشاورزی و تولیدکنندگان محصولات دامی مشکلات فراوانی را ایجاد کرده است.

 شکل  2.  امکان کاهش پروتئین خام جیره های جوجه های گوشتی با استفاده از غلات بیشتر بجای کنجاله سویا و اسید های آمینه سنتتیک خوراکی

در آزمایشی که توسط انستیتوی تحقیقاتی فرانسه در سال 2015 صورت گرفته است نشان داده شده است افزودن اسید آمینه والین به عنوان چهارمین اسید امینه محدود کننده در کنار سایر اسید های محدود کننده و برخی از اسید های ضروری مانند ایزولوسین و آرژنین می تواند سطح پروتئین خام جیره های غذایی را به 16 درصد، بدون اینکه آثار منفی بر عملکرد پرنده داشته باشد، کاهش دهد. همچنین کاهش قابل توجهی به میزان 12 درصد در سطح کنجاله سویا در جیره های غذایی جوجه های گوشتی  بدست می آید ( جدول 2).

مقاله دیگری در شماره بعدی همین نشریه در رابطه با احتیاجات اسیدهای آمینه جوجه های گوشتی سویه های مختلف  در دوره های متفاوت رشدی و نیز محتوی والین کل و قابل هضم ایلئومی منابع خوراکی به منظور تنظیم جیره های غذایی متوازن در جوجه های گوشتی ارایه خواهد شد.

تشکر و قدردانی

نویسندگان از شرکت زنجیره تامین بین المللی سبلان نماینده رسمی کمپانی Ajinomoto که در تامین والین مساعدت داشتند، تشکر و قدردانی می‌کنند.

منابع مورد استفاده

امیردهری. س،  ح.جانمحمدی، ا.تقی زاده، ا. اسدی صومعه وم. علیایی. “پاسخ جوجه‌های گوشتی ماده سویه کاب 500 به نسبت‌های مختلف والین به لایزین قابل هضم در دوره آغازین. پژوهش های علوم دامی. 1400.  دوره 35 ، شماره 2 صفحات 29-38 .

پارسائی مهر خسرو، م. دانشیار, پ. فرهومند, ح. جانمحمدی وم. علیایی. “تأثیر مقادیر مختلف اسیدآمینه والین در جیره های کم پروتئین، بر ایمنی سلولی و همورال جوجه های گوشتی.1400. آسیب شناسی درمانگاهی دامپزشکی تبریز. دوره 15.شماره 2. صفحات :141-129

پارسایی مهر، دانشیار, فرهومند, جانمحمدی و علیایی. “تأثیر سطوح مختلف اسیدآمینه‌های والین و تریپتوفان در جیره‌های کم پروتئین بر خصوصیات لاشه و پاسخ سیستم ایمنی جوجه‌های گوشتی. پژوهش های علوم دامی (دانش کشاورزی). 1401 .دوره 32، شماره 1، خرداد .صفحات 14-1 .

پارسایی مهر. خ، م. دانشیار، پ. فرهومند، ح. جانمحمدی، م. علیایی وآ. جوانمرد. تأثیر افزودن سطوح مختلف اسیدآمینه والین در جیره های غذایی کم پروتئین بر عملکرد، شاخص های بیوشیمیایی خون و خصوصیات استخوان درشت نی جوجه های گوشتی سویه راس-308 در دوره رشد. پژوهش های تولیدات دامی،‎ 1400.دوره 37 شماره 13 ، صفحات: 39-32

حسن زاد سیدی, جانمحمدی, میرقلنج و قشلاق. تعیین احتیاجات اسیدآمینه والین قابل هضم جوجه خروس‌گوشتی سویه راس 308 در دوره‏ رشد با استفاده از مدل خطوط شکسته درجه2‏. پژوهش های علوم دامی. 1398. دوره  31 شماره 1 صفحات :  18-3.

Abbas, R. “Valine in Broiler Diets: A Review.” International Journal of Scientific Research 3.4 (2024): 11-40.

Abou-Elkhair, Reham, et al. “Supplementation of a low-protein diet with tryptophan, threonine, and valine and its impact on growth performance, blood biochemical constituents, immune parameters, and carcass traits in broiler chickens.” Veterinary World 13.6 (2020): 1234.

Awad, Elmutaz Atta, et al. “Amino acids fortification of low-protein diet for broilers under tropical climate: ideal essential amino acids profile.” Italian Journal of Animal Science 13.2 (2014): 3166.

Badawi, M. E. S., et al. “Influence of low crude protein diets on broiler chickens performance.” Adv. Anim. Vet. Sci 7.s2 (2019): 26-33.

Miranda, D. J. A., et al. “Performance and meat production of broiler chickens fed diets formulated at different crude protein levels supplemented or not with L-valine and L-isoleucine.” Animal Feed Science and Technology 206 (2015): 39-47.

Nascimento, G. R., et al. “Digestible valine requirements in low-protein diets for broilers chicks.” Revista Brasileira de Ciência Avícola 18.03 (2016): 381-386.

Pesti, G. M. “Impact of dietary amino acid and crude protein levels in broiler feeds on biological performance.” Journal of Applied Poultry Research 18.3 (2009): 477-486.

[1] Branch chained Amino Acids