مقدمه

روش­های شیمیایی برای آنالیز مواد خوراکی از ابتدای قرن 19 شروع شد تا اینکه در سال 1866 روش تجزیه تقریبی ابداع شد. در این روش اجزای مواد خوراکی در 6 گروه شامل رطوبت، پروتئین خام، چربی خام، فیبر خام، خاکستر و عصاره فاقد نیتروژن قرار داده می­شوند. شاید به همین دلیل جیره­نویسی طیور در ابتدا بر اساس پروتئین خام انجام می­شد. به موازات پیشرفت علم بیوشیمی و شناسایی اسیدهای آمینه، علم تغذیه گسترش یافت و اسیدهای آمینه در جیره­نویسی طیور مورد توجه قرار گرفتند. ترکیب اسیدهای آمینه مواد خوراکی در آزمایشگاه از طریق هضم در اسیدکلریدریک 6 نرمال در حرارت 110 درجه سانتی­گراد برای مدت 24 ساعت در شرایط خلاء انجام می­شود (1). در این روش تمام اسیدهای آمینه از رشته پروتئینی جدا می­شوند. زمانی که پروتئین توسط طیور مصرف می­شوند، تحت تاثیر این‌چنین فرآیند هضم قوی قرار نمی­گیرند. در حقیقت بخشی از اسیدهای آمینه مواد خوراکی با وجود تحت تاثیر قرار گرفتن فرآیندهای هضم مکانیکی و آنزیمی در دستگاه گوارش، مورد استفاده پرنده قرار نمی­گیرند و از طریق فضولات دفع می­شوند. بنابراین، چنانچه جیره­نویسی طیور بر اساس اسید آمینه کل انجام شود، قابلیت هضم تمام اسیدهای آمینه یکسان و 100 در نظر گرفته شده است؛ در حالیکه قابلیت هضم اسیدهای آمینه مواد خوراکی متفاوت است. برای مثال قابلیت هضم لیزین کنجاله پنبه دانه 67 درصد و کنجاله سویا 91 درصد گزارش شده است (8). به همین دلیل متخصصین علم تغذیه طیور تاکید می­کنند که کیفیت پروتئین ماده خوراکی باید در جیره­نویسی طیور مد نظر قرار گیرد. در مقاله­ای که پیشتر نویسنده نگارش کرده است؛ بر ضرورت جیره­نویسی طیور بر اساس ضرایب قابلیت هضم تاکید شده است (2) و از آن در نگارش بخش­هایی از این مقاله استفاده شده است. در عین حال، در مقاله حاضر سعی شده است تا موضوعات روز و کاربردی در مورد کیفیت پروتئین مواد خوراکی با تاکید بر قابلیت هضم اسیدهای آمینه و ضرورت جیره­نویسی بر اساس ضرایب قابلیت هضم اسیدهای آمینه مورد بحث قرار گیرد.

اسید آمینه و روش­هاي اندازه­گيري

طبق تعریف هر ترکیبی که به طور توام دارای عامل کربوکسیل (- COOH) و عامل آمین (- NH₂) باشد اسیدآمینه نامیده می­شود. اسیدهای آمینه به 3 گروه اسیدهای امینه استاندارد، اسیدهای آمینه نادر و اسیدهای آمینه غیرپروتئینی تقسیم می­شوند. در بین این 3 گروه اسیدهای آمینه استاندارد دارای کد ژنتیکی هستند و در ساختمان پروتئین­ها شرکت دارند. بدین معنی که در ساخت پروتئین­های بدن طیور تعداد 20 اسیدآمینه استاندارد وجود دارد. به همين دليل اطلاع از مقدار اين 20 اسيد آمينه استاندارد در مواد خوراکي ضروري است. روش­هاي مختلفي براي اندازه­گيري اسيدهاي آمينه مواد خوراکي وجود دارد که در ادامه مورد بحث قرار می‌گیرند.

1) روش­ کروماتوگرافي: در این روش ابتدا از طریق هیدرولیز اسیدی باید پیوندهای کووالانت و غیرکووالانت در پروتئین شکسته شود تا اسیدهای آمینه آزاد حاصل شوند و سپس از طریق روش­های کروماتوگرافی مقدار اسیدهای آمینه اندازه­گیری می­شود. برای هیدروليز پروتئین­ها ابتدا ماده خوراکی برای مدت 24 ساعت تحت شرایط خلا و بدون اکسیژن (برای تمام اسیدهای آمینه به استثنای متیونین و سیستئین) و یا در حضور اکسیژن (برای اسیدهای آمینه متیونین و سیستئین) در مجاورت اسیدکلریدریک 6 مولار به تنهايي (برای تمام اسیدهای آمینه به غیر از تریپتوفان) و يا همراه با قلیا (مختص تریپتوفان) قرار داده می­شود. سپس به کمک دستگاه­های کروماتوگرافی نظیر HPLC و یا Amino Acid Analyzer مقادیر اسیدهای آمینه مواد خوراکی اندازه­گیری می­شوند. این روش دقیق­ترین روش اندازه­گیری اسیدهای آمینه مواد خوراکی است ولی به دلیل تخصصی و هزینه­بر بودن فقط در برخی از آزمایشگاه­های مراکز آموزشی و تحقیقاتی دنیا انجام می­شود. برای اطلاع در مورد جزئیات مربوط به روش­های کروماتوگرافی و یا روند پیشرفت در جداسازی اسیدهای آمینه می­توان به فصل 2 کتاب اسیدهای آمینه در تغذیه دام (1) تحت عنوان پیشرفت­های جدید در جداسازی اسیدهای آمینه مراجعه شود.

2) استفاده از جداول ترکيبات شيميايي مواد خوراکي: مقدار اسیدهای آمینه مواد خوراکی توسط مراکز آموزشی و تحقیقاتی زیادی در سراسر دنیا تحت عنوان جداول ترکیبات شیمیایی مواد خوراکی گزارش شده­اند. برخی از گزارشات مربوط به ترکیب شیمیایی مواد خوراکی شامل انجمن ملی تحقیقات آمريكا (NRC[1])، انجمن تحقیق و توسعه صنایع روستایی استرالیا (RIRDC[2])، جداول ترکیب مواد خوراکی برزیل ([3]BTPS)، اتحادیه زنجیره خوراک هلند (FND[4])، موسسه ملی تحقیقات کشاورزی، خوراک و محیط زیست فرانسه (INRAE[5]) و موسسه تحقیقات تغذیه حیوانات اسپانیا (FEDNA[6]) هستند. در این جداول مقادیر اسیدهای آمینه هر ماده خوراکی برای سطح مشخصی از پروتئین گزارش شده است. استفاده از این جداول برای مواد خوراکی بومی آن منطقه رایج است؛ زیرا مقدار پروتئین مواد خوراکی مناطق مختلف متفاوت است و با تغییر مقدار پروتئین خام یک ماده خوراکی مقادیر اسیدهای آمینه آن هم متفاوت خواهند بود. البته برخی از این جداول عمومی هستند و در تهیه آن­ها از گزارشات مختلف در سرتاسر دنیا استفاده شده است. در کشور ما جداول مربوط به مقادیر اسیدهای آمینه مواد خوراکی که بر اساس روش کروماتوگرافی تعیین شده باشد به دلیل تخصصی و هزینه­بر بودن وجود ندارد. حتی در کتاب جداول ترکیبات شیمیایی منابع خوراک دام و طیور ایران (3) مقادیر اسیدهای آمینه مواد خوراکی گزارش نشده­اند.

3) ) استفاده از معادلات رگرسیون: با تغییر مقدار پروتئین یک ماده خوراکی مقادیر اسیدهای آمینه آن ماده خوراکی نیز تغییر خواهند کرد. این تغییر برای تمام اسیدهای آمینه به یک نسبت نیست. بدین مفهوم که اگر پروتئین یک ماده خوراکی 10 درصد افزایش یابد تمام اسیدهای آمینه استاندارد هر کدام 10 درصد افزایش نمی­یابند و ممکن است برای مثال یک اسید آمینه 5 درصد و دیگری 15 درصد افزایش یابند و مجموع 20 اسیدآمینه است که 10 درصد افزایش می­یابند. به همین دلیل استفاده از تناسب برای تعیین اسیدهای­آمینه مواد خوراکی صحیح نیست. برای رفع این مشکل محققین بر اساس مقادیر پروتئین خام و یا ترکیبات مواد مغذی مواد خوراکی که در آزمایشگاه تعیین کرده­اند معادلات رگرسیون برای برآورد اسیدهای آمینه مواد خوراکی گزارش کرده­اند. برای مثال انجمن ملی تحقیقات (8) و انجمن تحقیق و توسعه صنایع روستایی استرالیا (10) معادلات رگرسیون برای برآورد میزان اسیدهای آمینه برخی مواد خوراکی از روی مقدار پروتئین آن­ها گزارش کرده­اند (جدول 1). این معادلات به این­گونه بدست آمده­اند که برای نمونه­های مختلفی از یک ماده خوراکی نظیر کنجاله سویا که دارای مقادیر پروتئین متفاوتی بوده­اند مقادیر اسیدهای آمینه به روش کروماتوگرافی تعیین شده­اند و سپس معادله رگرسیون خطی در صورت معنی­دار بودن ترسیم و ضرایب مدل گزارش شده­اند. در این­حالت مقدار هر اسیدآمینه از معادله   بدست می­آید که y مقدار اسیدآمینه، a عرض از مبدا (اینترسپت)، b شیب خط (ضریب رگرسیون) و x میزان پروتئین خام ماده خوراکی (بر حسب درصد هوا خشک) است. برای مثال اگر مقدار پروتئین یک نمونه کنجاله سویا 44 درصد باشد مقدار اسیدآمینه متیونین آن بر اساس جداول NRC (8) با توجه به اینکه ضرایب a و b به ترتیب  127/0 و 0111/0 است برابر با 61/0 می­باشد [(44 × 0111/0) + 127/0 = مقدار لیزین].

البته اين روش محاسبه ممکن است همواره نتايج رضايت­بخشي به همراه نداشته باشد. براي مثال García-Rebollar و همکاران (7) گزارش کردند کیفیت پروتئین و ارزش تغذیه­ای کنجاله­های سویای آمریکا، برزیل و آرژانتین با یکدیگر متفاوت است و این تفاوت باید در هنگام فرمولاسیون جیره­های غذایی مورد توجه قرار گیرد. در هر سه نوع کنجاله سویا با افزايش مقدار پروتئین خام، مقدار مطلق اسیدهای آمینه ليزين، متيونين و مجموع اسيدهاي آمينه گوگرددار با درصدهاي مختلف به صورت خطی افزايش یافت. براي مثال در مورد اسيد آمينه ليزين مشاهده شد با افزايش مقدار پروتئين خام كنجاله سويا، ضريب رگرسيون براي مقدار مطلق ليزين در كنجاله سوياي آرژانتين 059/0، در كنجاله سوياي برزيل 069/0، در كنجاله سوياي آمريكا 049/0 و براي مخلوط كنجاله­هاي سويا صرف نظر از منشاء آن­ها 061/0 بود.  معادلات رگرسيون بين مقدار پروتئين كنجاله سويا و مقدار اسيدهاي آمينه بر حسب درصد پروتئين نشان داد كه بين آن­ها در برخي مواقع رابطه رگرسيون برقرار نيست. براي مثال در مورد اسيد آمينه ليزين مشاهده شد با افزايش مقدار پروتئين خام كنجاله سويا، ضريب رگرسيون براي مقدار ليزين بر حسب درصد پروتئين خام در كنجاله سوياي برزيل 015/ و در كنجاله سوياي آمريكا 023/0- بود؛ در حاليكه رابطه رگرسيون براي كنجاله سوياي آرژانتين و مخلوط كنجاله­هاي سويا صرف نظر از منشاء آن­ها وجود نداشت (شكل 1).

4) استفاده از تکنولوژی طیف­سنجی مادون قرمز نزدیک (Near Infrared Spectroscopy): دستگاه NIR نوعی طیف­سنج ارتعاشی است که به کمک انرژی فوتون در محدوده­ی طول موج 750 تا 2500 نانومتر برای شناسایی کیفی و کمی ترکیبات آلی دارای پیوندهای کربن، نیتروژن، گوگرد و اکسیژن با هیدروژن استفاده می­شود (9). سال­های متمادی است که از روش NIR در صنعت دام و طیور ایران برای سنجش اسیدهای آمینه مواد خوراکی استفاده می­شود. شرکت­هاي متعددي هستند که به طور فعال و مستمر مواد اولیه خوراک دام و طیور ایران را به کمک تکنولوژی فوق آنالیز و برای استفاده عمومی به اشتراک می­گذارند. با توجه به تنوع مواد خوراکی و تاثیر منفی آن بر زنجیره­ی تولید طیور امروزه استفاده از دستگاه NIR برای سنجش ترکیب شیمیایی ضرورتی اجتناب­ناپذیر است. البته در هنگام استفاده از اين روش براي سنجش غلظت اسيدهاي آمينه مواد خوراکي ملاحظات خاصي نظير کاليبراسيون بانک اطلاعاتي بايد در نظر داشت. براي مثال  Yabuta و Oviedo-Rondon (11) گزارش کردند که در نظر گرفتن منشای تولید کنجاله سویا و اندازه­گیری ترکیب شیمیایی آن به کمک دستگاه NIR اثرات مالی قابل توجهی بر فرمولاسیون جیره­ی مرغ گوشتی و مرغ تخم­گذار دارد.

پروتئين و کنتیک آن [7] در طیور

اسيدهاي آمينه از طريق اتصال پپتيدي که بين کربن عامل کربوکسيل و نيتروژن عامل آمين ايجاد مي­شود با يکديگر ترکيب و رشته بزرگتري به نام پپتيد بوجود مي­آورند. در يک يا چند رشته پپتيدي مي­تواند اتصالات دي­سولفيدي به همراه اتصالات غيرکوالانت هيدروژني، يوني و هيدروفوبيک شکل گيرد و ترکيبي آلي به نام پروتئين ساخته شود. کنتیک پروتئین مجموع فرآیندهای مربوط به هضم پروتئین در لومن روده­ی باریک، جذب اسیدهای آمینه توسط سلول­های مخاطی روده­ی باریک و انتقال آن­ها به جریان خون به منظور ساخت پروتئین بافتی و همچنین سرعت هر یک از فرآیندهای فوق، جایگاه هضم پروتئین و قابلیت دسترسی اسیدهای آمینه مواد خوراکی است.

هضم پروتئین ماده خوراکی در دستگاه گوارش طیور از پیش معده شروع می­شود. پروتئین­ها در پیش معده  تحت تاثیر اسید کلریدریک[8] (HCl) و آنزیم پسین قرار می­گیرند. تیجه­ی هضم پپسین ترکیبات پروتئینی حدواسط می­باشند که پروتیوس[9] و پپتون[10] نامیده می­شوند. شیرابه هضمی که حاوی پروتئین هضم نشده خوراک به همراه پلی­پپتیدهای بزرگ، پپتیدهای کوچک و اسیدهای آمینه آزاد ناشی از فعالیت هضمی آنزیم پپسین است از پیش­معده وارد سنگدان می­شود. حدود 10 تا 15 درصد پروتئین خوراک توسط آنزیم پپسین هضم می­شود که با توجه به pH و مدت ماندگاری شیرابه هضمی در پیش­معده و سنگدان مقدار هضم پروتئین در پیش­معده نمی­تواند زیاد باشد و بیشتر آن در سنگدان انجام می­شود. البته مقدار هضم به ماهیت پروتئین و ظرفیت بافری خوراک، فرآیند گرمادهی ماده خوراکی و شرایط فیزیولوژیکی دستگاه گوارش نیز بستگی دارد. ادامه هضم پروتئین پس از پیش­معده و سنگدان در روده کوچک توسط آنزیم­های مترشحه از پانکراس و روده انجام می­شود که در نهايت تري­پپتيدها، دي­پپتيدها و اسيدهاي آمينه آزاد توليد مي­شوند که از سلول­های مخاطی روده­ی باریک (انتروسیت­ها) جذب می­شوند. البته مقدار هضم آنزیمی پروتئین در دئودنوم به دلیل مدت کم ماندگاری خوراک در دئودنوم کم است. شیرابه روده از دئودنوم به سمت ژژنوم حرکت می­کند که به دلیل بزرگی طول و پی اچ بیشتر هضم آنزیمی پروتئین در آن انجام می­شود. ادامه هضم آنزیمی پروتئین در ایلئوم نيز انجام می­شود. به هر حال نكته مهم اين است كه تمام پروتئين ماده خوراكي توسط آنزيم­هاي پروتئاز دستگاه گوارش طيور به اسيد آمينه آزاد و پپتيدهاي كوچك قابل جذب هيدروليز نمي­شود و بسته به ماهيت ماده خوراكي و شرايط فيزيولوژيكي پرنده مقداري از طريق فضولات دفع مي­شود. به هيمن دليل در هنگام ارزيابي پروتئين مواد خوراكي بايد كيفيت آن در نظر گرفته شود.

اهمیت اندازه­گیری پروتئین مواد خوراکی در شرایط تجاری

این واقعیت که طیور به پروتئین خاصی نیاز ندارند و نیاز پروتئینی آن­ها در حقيقت نیاز به اسيدهای­آمينه­ ضروری و مقدار کافی نیتروژن برای ساخت اسیدهای آمیته غیرضروری است، ممکن است این ذهنیت را ایجاد کند که دلیلی برای اندازه­گیری پروتئین خام مواد خوراکی وجود ندارد. این موضوع از نظر علمی درست است و در کتاب احتیاجات غذایی طیور که توسط انجمن ملی تحقیقات منتشر شده است در بخش احتیاجات غذایی جوجه­های گوشتی ذکر شده است که مقادیر احتیاجات پروتئین خام از جیره­های ذرت – کنجاله سویا بدست آمده است و در مواقعی که از اسیدهای آمینه مصنوعی استفاده می­شود می­توان مقادیر پروتئین خام را کاهش داد. در شرایط تجاری هنگام تهیه جیره­های غذایی طیور چنانچه مقادیر اسیدهای آمینه مواد خوراکی به درستی اندازه­گیری یا برآورد شود می­توان با استفاده از اسیدهای آمینه مصنوعی سطح پروتئین خام جیره­ی غذایی را کاهش داد. مطالعات متعددی در مورد استفاده از جیره­های کم­پروتئین مکمل شده با اسیدهای آمینه مصنوعی در تغذیه طیور انجام شده است. برآیند این مطالعات نشان می­دهد زیادی پروتئین جیره سبب تولید بیشتر اسید­ اوریک می­شود که فرآیند تولید و دفع آن انرژی­خواه است و به همین دلیل بازده استفاده از انرژی کاهش می­یابد و لذا استفاده از جیره­های کم­پروتیئن بویژه از بعد اقتصادی که پروتئین گران­ترین بخش جیره غذایی را تشکیل می­دهد، سودمند است. در عین حال باید به ارتباطات اسیدهای آمینه و نقش­های بیولوژیکی و فیزیولوژیکی آن­ها، علاوه بر نقش پروتئین­سازی، نیز توجه کرد. برای مثال با کاهش سطح پروتئین جیره مقدار اسیدآمینه آرژنین کاهش می­یابد و آرژنین پیش­ساز نیتریک­اکساید است و کمبود آن در شیوع عارضه آسیت موثر می­باشد.

كيفيت پروتئين مواد خوراكي

در هنگام جیره­نویسی طیور باید علاوه بر کمیت پروتئین به کیفیت آن نیز توجه شود. به همین دلیل چندین سال است که مطالعات زیادی در مورد بررسی ارزش کیفی پروتئین مواد خوراکی انجام شده است كه در آن­هاي الگوي اسيد آمينه ماده خوراكي و ميزان هضم­پذيري و جذب اسيدهاي آمينه مدنظر قرار مي­گيرند. مطالعات در مورد ارزیابی کیفی پروتئین مواد خوراکی به دو شکل آزمایشگاهی (In – vitro) و زیست­سنجی (Bioassay) وجود دارند. مطالعات آزمایشگاهی به دلیل اینکه سریع و ارزان هستند و تکرارپذیری بالایی دارند مورد توجه می­باشند. در عین حال باید توجه شود که این روش­ها بیشتر برای مقایسات درون آزمایشگاهی و تعیین میزان صدمه حرارتی پروتئین­ها کاربرد دارند و در بیشتر حالات از آن­ها نمی­توان در جیره­نویسی تجاری استفاده کرد. براي مثال، برخی از روش­ها نظیر حلالیت پروتئین در هیدروکسید پتاسیم (KOH) که یکی از روش­های شیمیایی سنجش­هاي آزمايشگاهي است براي ارزيابي کيفيت کنجاله سويا در صنعت طيور مورد توجه است. این روش بر اساس این فرض استوار است که فرآیند حرارتی سبب می­شود تا گروه­های اپسیلون آمینی لیزین پروتئین با سایر مولکول­ها نظیر قندهای احیاء­کننده ماده خوراکی واکنش داده و پیوندهای بین و داخل مولکولی مقاوم به آنزیم ایجاد شود که سبب کاهش حلالیت و قابلیت هضم پروتئین می­شود. مقدار بهينه آن براي کنجاله سويا 75 تا 85 درصد مي­باشد. حلاليت­هاي بالاي 85 درصد ممکن است نشان­دهنده فرآوري حرارتي کم باشد که مي­تواند عوامل ضدتغذيه­اي را فعال نگه دارد و حلاليت­هاي کمتر از 75 درصد معمولا نشان­دهنده فرآوري بيش از حد و کاهش دسترسي اسيدهاي آمينه و بويژه ليزين است.

روش­هاي زيست­سنجي بر پايه سنجش مواد خوراكي در آزمايشات مزرعه­اي استوار است و عمدتا شامل روش­هاي سنجش اسيدهاي آمينه پلاسما، رشد­ سنجي و آزمايشات قابليت هضم مي­باشد. در بين اين روش­ها؛ آزمايشات قابلیت هضم بهترین تکنیک برای ارزیابی قابلیت دسترسی اسیدهای آمینه مواد خوراکی است، زیرا در این روش مقدار هضم و جذب همه اسیدهای آمینه در یک آزمایش قابل اندازه­گیری هستند و مقادیر حاصله به دلیل وابستگی به حیوان می­تواند در جیره­نویسی کاربردی استفاده شود.

قابليت هضم اسيدهاي آمينه

ارزش تغذیه­ای پروتئین مواد خوراکی به ترکیب و میزان قابلیت استفاده هر یک ار اسیدهای آمینه، به ویژه اسیدهای آمینه­ای که احتمال محدودکنندگی آن­ها بیشتر است، بستگی دارد. قابلیت هضم به صورت تفاوت بین مقدار اسید آمینه مصرف شده از طریق خوراک و دفع شده از طریق مدفوع، فضولات و یا انتهای ایلئوم تعریف می­شود. در حقیقت قابلیت هضم اسیدآمینه، مقدار اسیدآمینه­ای است که از طریق دستگاه گوارش جذب و از طریق جریان خون در دسترس سلول­ها قرار می­گیرد. روش قابلیت هضم بر این فرض استوار است که اسیدهای آمینه­ای که پیش از ایلئوم از دستگاه گوارش ناپدید می­شوند با اسیدهای آمینه­ای که برای ساخت پروتئین بدن فراهم هستند، همبستگی بالایی دارند. قابلیت هضم می­تواند به دو گروه جمع­آوری فضولات و یا نمونه­گیری از محتویات ایلئوم تقسیم شود.

اندازه­گیری قابلیت هضم از طریق فضولات، بسته به هدف هر روش می­تواند به وسیله پرندگان معمولی، پرندگان فاقد روده کور و یا پرندگان کلوستومی شده انجام شود. در این روش پس از تغذیه پرنده برای مدت معین اسید آمینه دفعی می­تواند به روش جمع­آوری کل فضولات و یا یه کمک مارکرهایی نظیر اکسید کرومیک و خاکستر نامحلول در اسید اندازه­گیری شود. در روش قابلیت هضم مدفوعی اسید آمینه باید از آلودگی فضولات با پر، فلس و موا خوراکی جلوگیری شود. در عین حال، این روش که به کمک جمع­آوری فضولات تعیین می­شود دارای دو اشکال می­باشد. اول اینکه بخشی از نیتروژن فضولات از ادرار منشاء می­گیرد که سبب بروز خطا در تعیین قابلیت هضم پروتئین مواد خوراکی می­شود. البته مدفوع و ادرار را می­توان از طریق روش­های جراحی کولوستومی و جداسازی حالب­ها به صورت جداگانه جمع­آوری کرد. در عین حال، این روش­های جراحی سخت و هزینه­بر هستند و به دلیل اینکه مقدار دفع اسیدهای آمینه از طریق ادرار ناچیز است این ایراد بر روش قابلیت هضم مدفوعی معمولا در نظر گرفته نمی­شود. دوم اینکه باکتری­های روده­های کور با تخمیر پروتئین هضم نشده و همچنین ساخت پروتئین میکروبی سبب تغییر الگوی اسیدآمینه خوراک می­شوند این تغییرات بر مقدار قابلیت هضم اسیدهای آمینه ماده خوراکی موثر است. برای رفع این مشکل می­توان از پرندگان سسکتومی استفاده کرد که در آن­ها روده­های کور به کمک جراحی از بدن خارج می­شوند. روش اندازه­گيري در اين روش بدينگونه است که اسید آمینه دفعی از اسیدآمینه مصرفی کسر و عدد حاصله بر اسیدامینه مصرفی تقسیم می­شود.

در این معادله اسیدآمینه مصرفی مقدار اسیدآمینه­ای است که از طریق خوراک در اختیار پرنده قرار می­گیرد و منشاء آن خوراک است در حالیکه اسیدامینه دفعی دو منشاء دارد یعنی بخشی از آن از خوراک و بخش دیگری از آن از حیوان است که اصطلاحا اسیدامینه با منشاء داخلی (اندوژنوس) نامیده می­شود. به همین دلیل قابلیت هضم اندازه­گیری شده بر اساس معادله 1 اصطلاحا قابلیت هضم ظاهری[11] نامیده می­شود. در صورتی که در معادله 2 اسید امینه با منشاء داخلی از اسیدامینه دفعی کسر شود برآورد دقیق­تری از قابلیت هضم بدست می­آید که آن­ را قابلیت هضم حقیقی[12] (واقعی) می­نامند (معادله 2). اسید آمینه دفعی با منشاء داخلی را مي­توان به روش­های مختلفی نظير استفاده از پرندگان گرسنه، جیره فاقد نیتروژن، اولترافيلتراسيون تغذيه پپتيد[13]، نشانگرهاي ايزتوپي و هموآرژنين اندازه­گيري کرد.

به دلیل تاثیر زیاد جمعیت میکروبی روده­های کور بر ضرایب قابلیت هضم اسیدهای آمینه مواد خوراکی به نظر می­رسد قابلیت هضم ایلئومی اسیدهای آمینه[14] شاخص بهتری برای تعیین میزان در دسترس بودن پروتئین و اسیدهای امینه باشد. قابلیت هضم ایلئومی را می­توان با ایجاد کانال[15] در ایلئوم و یا جمع­آوری محتویات ایلئوم پس از کشتار اندازه­گیری کرد. کانال­گذاری در ایلئوم برای خروس­های بالغ انجام شده است ولی این عمل جراحی برای جوجه­های گوشتی میسر نمی­باشد. به دلیل آنکه امکان جمع­آوری کمی محتویات ایلئوم میسر نیست از نشانگرهای قابلیت هضم نظیر اکسید کرومیک و یا خاکستر نامحلول در اسید استفاده می­شود. . در اینصورت می­توان قابلیت هضم را به کمک معادله 3 محاسبه کرد.

قابلیت هضم اسیدهای آمینه بر اساس معادله 3 اصطلاحا قابلیت هضم ظاهری نامیده می­شود. چنانچه معادله 3 بر اساس مقدار اسید آمینه دفعی با منشاء داخلی تصحیح شود می­توان قابلیت هضم اسیدهای امینه را دقیق­تر تخمین زد که اصطلاحا قابلیت هضم استاندارد شده ایلئومی اسیدهای آمینه[16] نامیده می­شود. در اینحالت برای اندازه­گیری اسید آمینه دفعی با منشاء داخلی معمولا از یک جیره فاقد نیتروژن استفاده می­شود.

در جدول 2 مقدار قابلیت هضم برخی مواد خوراکی که توسط منابع مختلف گزارش شده است جهت اطلاع بیشتر گزارش شده است. البته باید در نظر داشت که قابليت هضم اسيدهاي آمينه مواد خوراکي متفاوت است. به طور کلي، قابليت هضم اسيدهاي آمينه غلات به رقم، محيط رشد و مواد ضدمغذي آن بستگي دارد. ويژگي­هاي فيزيکوشيميايي پروتئين، مقدار مواد ضد­تغذيه­اي، فيبر جيره و شرايط فرآوري مهم­ترين عواملي هستند که بر قابليت هضم اسيدهاي آمينه کنجاله­هاي گياهي و پودرهاي حيواني تاثير مي­گذارند. پودرهاي حيواني و کنجاله­هاي گياهي که به عنوان منبع پروتئين در جيره طور استفاده مي­شوند تحت تاثير حرارت قرار مي­گيرند. حرارت بر قابليت هضم اسيدهاي آمينه مواد خوراکي موثر است، اما فشار و حرارت زياد احتمالا تاثير بيشتري دارند. احتمال مي­رود اين کاهش به واسطه تبديل ايزومري اسيد آمينه، اتصالات متقابل بين اسيدهاي آمينه و يا واکنش ميلارد باشد. برای اطلاع از مقادیر ضرایب قابیت­ هضم اسیدهای آمینه مواد خوراکی می­توان به جداول مربوط به ترکیبات شیمیایی مواد خوراکی که توسط مراکز تحقیقاتی گزارش شده است، مراجعه کرد. البته امروزه دستگاه NIR در برخي از بخش­هاي صنعت طيور نصب و راه­اندازی شده است که در صورت کالیبراسیون می­تواند نتایج رضایت­بخشی در مورد مقدار قابلیت هضم اسیدهای آمینه مواد خوراکی به همراه داشته باشد.

پروتئین ایده­آل

فرضیه پروتئین ایده­آل بر این فرض استوار است که پروتئین موجود در ماده خوراکی فقط برای پروتئین­سازی استفاده شود و نه برای تولید انرژی. در این حالت مقدار دفع نیتروژن در حداقل مقدار خود می­باشد. برای این منظور باید تعادل مناسبی از اسیدهای آمینه متناسب با نیاز پرنده برای پروتئین­سازی در سطح سلول در دسترس باشد. الگوی اسیدآمینه مورد نیاز می­تواند از طریق تکنیک­های کشتار که در حقیقت الگوی ساختار پروتئین بدن پرنده است تعیین شود. در این فرضیه اسید آمینه لیزین 100 در نظر گرفته می­شود و سایر اسیدهای آمینه بر اساس آن سنجیده می­شوند. بر این اساس چنانچه لیزین مورد نیاز پرنده تعیین شود می­توان به کمک فرضیه پروتئین ایده­آل سایر احتیاجات اسید آمینه را نیز مشخص کرد. از آنجائیکه اسید آمینه قابل هضم شاخص مناسبی برای تعیین کیفیت پروتئین ماده خوراکی است و می­توان از آن در جیره­نویسی کاربردی استفاده کرد، چنانچه احتیاجات طیور نیز بر اساس قابلیت هضم تعیین شود می­توان جیره­های علمی­تر و کاربردی­تری منطبق با نیاز واقعی پرنده فرموله کرد. در اینحالت تفاوت کیفیت پروتئینی مواد خوراکی نیز در جیره­نویسی در نظر گرفته می­شود.

مطالعات متعددی وجود دارد که نشان می­دهد جیره­نویسی طیور بر اساس اسید آمینه قابل هضم نتایج رضایت­بخش­تری به همراه دارد. در عین حال به نظر می­رسد جیره­نویسی بر اساس ضرایب قابلیت هضم هنگامی که از منابع پروتئینی کم کیفیت به مقدار زیاد استفاده شود سودمندتر است. شکل 2 ارتباط بین صحت و دقت جیره­نویسی بر اساس اسید آمینه قابل هضم و اسید آمینه کل را در هنگام استفاده از مقادیر اسید آمینه مواد خوراکی که به صورت جدول گزارش شده است و یا به روش­های آزمایشگاهی نظیر NIR اندازه­گیری می­شود را نشان می­دهد. مشاهده می­شود که جیره­نویسی بر اساس اسید آمینه قابل هضم و مقادیر اندازه­گیری در آزمایشگاه، صحت و دقت تهیه جیره را در مقایسه با جیره­نویسی بر اساس مقادیر اسید آمینه کل و مقادیر گزارش شده توسط سایر محققین بهبود می­بخشد.

         _­­­­­

جمع­ بندی

پروتئین مواد خوراکی در دستگاه گوارش طیور به طور کامل به اسیدهای آمینه هیدرولیز نمی­شود و هضم و جذب پروتئین 100 درصد نیست. از این رو، مقداری از اسیدهای آمینه مواد خوراکی بسته به ماهیت ماده خوراکی و شرایط فیزیولوژیکی طیور از طریق فضولات دفع می­شود و به همین دلیل قابلیت هضم مواد خوراکی متفاوت است. این تفاوت قابلیت هضم اسیدهای آمینه مواد خوراکی باید در هنگام جیره­نویسی طیور مدنظر قرار گیرد. بنابراین، جیره­نویسی بر اساس اسید آمینه قابل هضم یک ضرورت اجتناب­ناپذیر است. از طرف دیگر باید توجه شود که در شرایط تجاری ممکن است اسیدهای آمینه مواد خوراکی به درستی برآورد نشوند. به همین دلیل، با اندازه­گیری پروتئین مواد خوراکی و در نظر گرفتن آن (به عنوان یک شاخص که اندازه­­گیری آن ارزان و ممکن است) در هنگام جیره­نویسی می­توان از فرمولاسیون جیره منطبق با نیاز طیور مطمئن­تر بود.

منابع

1) دانش مسگران، م.، م. سالار معینی، م. ترکی، ب. دستار، ف. خواجه­علی، م. بوجارپور و ف. طباطبایی. 1378. اسیدهای آمینه در تغذیه دام. انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد. 444 صفحه.

2) دستار، ب. 1380. ضرورت استفاده از ضرايب قابليت هضم اسيدهاي آمينه مواد خوراكي در جيره­نويسي طيور. چكاوك. دوره 14. شماره 2. صفحات 90-75.

3) عباسی، ا.، ح. فضائلی، م. زاهدی­فر، س. ا. میرهادی، ع. گرامی، ن. تیمورنژاد و س. م. علوی. 1394. جداول ترکیبات شیمیایی منابع خوراک دام و طیور ایران. موسسه تحقیقات علوم دامی کشور. 80 صفحه.

4) Brazilian (Brazilian Tables for Poultry and Swines). 2024. Composition of Feedstuffs and National Requirements. 5^th ed. Edited by Horacio Santiago Rostagno & Luiz Fernando Teixeira Albino.

5) FEDNA (Fundación Española para el Desarrollo de la Nutrición Animal). 2021. Tables on the Composition and Nutritional Value of Raw Materials for the Production of Compound Animal Feeds. 4^th ed. Edited by de Blas, C., P. Garcia-Rebollar, M. Corrachategui, and G.G. Mateos.

6) FND (Federatie Nederlandse Diervoederketen). 2023. CVB feed table: chemical composition and nutritional values of feedstuffs. Wageningen Livestock Research and the Flamish Research Institute for Agriculture, Fisheries and Food.

7) García-Rebollar, P., L. Cámaraa, R.P. Lázaro, C. Dapoza, R. Pérez-Maldonado, & G.G. Mateos. 2016. Influence of the origin of the beans on the chemical composition and nutritive value of commercial soybean meals. Animal Feed Science and Technology. 221: 245-261.

8) NRC (National Research Council). 1994. Nutrient Requirements of Poultry. 9^th Revised ed. National Academy Press. Washington D.C. USA.

9) Pasquini, C. 2003. Near Infrared Spectroscopy: Fundamentals, Practical Aspects and Analytical Applications. Journal of the Brazilian Chemical Society. 14: 198-219.

10) RIRDC (Rural Industries Research and Development Corporation). 2009. Ileal digestible amino acid values in feedstuffs for poultry. Edited by Bryden, W.L., Li, X., Ravindran, G., Hew, L.I. & Ravinderan, V. RIRDC Pblication No. 09/071, Project No. PRJ-002827.

11) Yabuta, T.H. & E.O. Oviedo-Rondon. 2024. The value of near-infrared spectroscopy: using nutritional information of soybean meals by country of origin in feed formulation. Journal of Applied Poultry Research. 33: 100443.

[1]  National Research Council

[2] Rural Industries Research and Development Corporation

[3] Brazilian Tables for Poultry and Swine

[4] Federatie Nederlandse Diervoederketen

[5]  Institut National de Recherche pour Agriculture, l’alimentation et l’Environnement

[6]  Fundación Española para el Desarrollo de la Nutrición Animal

[7]  Protein kinetics

[8]  Hydrochloric acid

[9] Proteose

[10]  Peptone

[11]  Apparent amino acid digestibility

[12]  True amino acid digestibility

[13] Peptide alimentation ultrafiltration technique

[14]  Ileal amino acid digestibility

[15]  Cannula

[16]  Standardized ileal amino acid digestibility (SID)