Бланк Супровідної

Опубліковано: 17.03.2018

Автор: М.М. Долгая, к.б.н., с.н.с., керівник з якості ТОВ «СмартБіоЛаб»

Корм для тварин

Біологічна цінність (БЦ) білків характеризує їх якість, здатність забезпечити пластичні процеси та синтез метаболічно-активних субстанцій, та обумовлена наявністю у них незамінних амінокислот, їх співвідношенням із замінними та засвоюваністю у шлунково-кишковому тракті.

У цілому можна стверджувати, що БЦ білка визначається його першою лімітуючою амінокис лотою. Якщо організм потребує, на приклад, 1 г фенілаланіну щоденно, а з харчовими продуктами надходить 500 г білка і при цьому лише 0,5 г фе нілаланіну, БЦ білка є дуже низькою, оскільки для анаболічних цілей буде використана лише частина білка, а ре шта – виведена з організму.

Низька БЦ білка має бути компенсована іншими білками. Наприклад, коли білок містить мало лейцину, його БЦ є низькою. Комбінування такого білка з білком, що має високий рівень лейцину, дасть змогу отримати білок з більш високою БЦ, ніж БЦ вихідного білка. Слід врахувати, що у комбінованому білку лімітуючої амінокислотою може виявитися інша амінокислота, яка і визначить БЦ результату комбінування.

Стан білкового обміну цілісного організму залежить не тільки від кількості прийнятого з їжею білка, але і від якісного його складу. У дослідах на тваринах було показано, що отримання однакової кількості різних харчових білків призводить в ряді випадків до розвитку негативного азотистого балансу. Так, згодовування одних і тих же кількостей казеїну та желатину щурам призводило до позитивного азотистого балансу в першому випадку і до негативного - у другому. Вся справа полягає в різному амінокислотному складі білків, що послужило підставою для припущення про існування в природі нібито «неповноцінних» білків. Виявляється, з 20 амінокислот в желатині майже відсутні (або містяться в малих кількостях) валін, тирозин, метіонін і цистеїн, крім того, желатин характеризується іншим, відмінним від казеїну відсотковим вмістом окремих амінокислот. Цим можна пояснити, що заміна в харчуванні щурів казеїну на желатин призводить до розвитку негативного азотистого балансу. Ці дані свідчать про те, що різні білки володіють неоднаковою харчовою цінністю. Тому для задоволення пластичних потреб організму потрібні достатні кількості різних білків їжі. Мабуть, справедливо положення, що чим ближче амінокислотний склад прийнятого харчового білка до амінокислотного складу білків тіла, тим вище його біологічна цінність. Слід, однак, відзначити, що ступінь засвоєння харчового білка залежить також від ефективності його розпаду під впливом ферментів шлунково-кишкового тракту. Ряд білкових речовин (наприклад, шерсть, волосся, пір’я тощо), незважаючи на їх близький амінокислотний склад до білків тіла людини, майже не використовуються в якості харчового білка, оскільки вони не гідролізуються протеіназами кишечника людини і більшості тварин.

Для оцінки біологічної цінності харчового білка важливе значення має знання його амінокислотного складу. Так, згодовування щурам казеїну (білок молока) і білка зеїну, виділеного з кукурудзи, який не містить у своєму складі лізину і практично триптофану, показало, що при отриманні казеїну ріст тварин не порушувався. Заміна казеїну зеїном приводила до поступового відставання в рості і зниження маси тіла тварин. Додавання до зеїну тільки триптофану запобігало зниженню маси тіла, але не збільшувало зростання; при додаванні до раціону ще й лізину маса тіла прогресивно наростала. Таким чином, згодовування виділеного з кукурудзяного зерна білка зеїну, що не містить двох незамінних амінокислот, призводить до зупинки росту, зменшенню маси тіла тварин і розвитку негативного азотистого балансу.

Однак людина і тварини харчуються не штучно виділеними, а натуральними білками, що входять до складу змішаної їжі, в якій зазвичай міститься весь набір незамінних амінокислот. Так, наприклад, незбиране кукурудзяне зерно містить 2,5% лізину, 0,7% триптофану, в той час як зеїн не містить лізину взагалі, а триптофану всього 0,1%. Цей приклад зайвий раз свідчить про те, що в природі неповноцінних білків майже не існує і що слід, очевидно, лише розрізняти біологічно більш цінні і менш цінні (в живильному відношенні) білки.

Відмінності у засвоюваності впливають на утилізацію білків, у зв’язку з чим уводять поправки на засвоюваність при перерахунку потреби в еталонних білках у відповідні безпечні рівні споживання звичайних сумішей харчових білків. Оскільки оцінка безпечних рівнів споживання заснована на даних, отриманих при використанні білків молока, яєць, м’яса і риби, засвоюваність інших білків виражають у зіставленні із засвоюваністю білків перерахованих вище продуктів.

Біологічну цінність білків оцінюють хімічними, біохімічними та біологічними методами (див. Таблицю 1).

Потрібно відзначити, що хімічна оцінка біологічної цінності білків пасивна, оскільки відображає лише потенційну можливість білка в задоволенні потреб людини і тварин. Кінцевий же результат залежить від особливостей структури білка і дією на нього з боку травних протеїназ (пепсин, хімотрипсин, трипсин та ін.).

Показник якості протеїну залежить від того, який саме з даних методів використовувався. Наприклад, при використанні однієї методики оцінки яєчний білок може мати найвищий показник якості, при використанні іншої таким білком буде казеїн.

Ще одним, і, мабуть, більш важливим фактором є те, що отриманий показник якості протеїну буде прямо залежати від фізіологічних потреб об’єкта дослідження.

Таким чином, перше питання, яке потребує відповіді: яка з методик оцінки якості протеїнів є ідеальною і оптимальною?

Відповідь жодна, оскільки всі вони використовують при розрахунках допущення або ґрунтуються на моделях, достовірність яких не безперечна.

Незважаючи на існування великої кількості різних методик оцінки якості протеїнів, лише деякі з них реально використовуються. Серед них: хімічний скоринг, оцінка біологічної цінності, оцінка коефіцієнта ефективності, а також скоригована за амінокислотам оцінка засвоюваності протеїну.

 

Таблиця 1. - Показники біологічної цінності білків
Хімічні Біохімічні Біологічні

Хімічний гідроліз білків

Визначення амінокислотного складу білків

Порівняння амінокислотного складу білків за стандартною амінокислотною шкалою

Ферментативний гідроліз білків у моделях in vitro

Визначення швидкості та глибини розщеплення досліджуваного білка порівняно із стандартним білком

Дослідження засвоєння та використання білків у метаболізмі людей, тварин, мікроорганізмів

Хімічні методи

Для розрахунку біологічної цінності білка використовують наступні методи:

Метод оцінки за «хімічним числом», де кожна незамінна амінокислота продукту, що досліджується, виражається у відсотковому відношенні до вмісту цієї амінокислоти в білку цільного курячого яйця. Отримані відсотки всіх незамінних амінокислот підсумовуються та діляться на кількість взятих для розрахунку амінокислот, що приймається за показник біологічної цінності.

Формула

Розрахунок «хімічного числа» проводять за формулою:

Метод «амінокислотного скора». В якості ідеальної шкали замість амінокислот білка курячого яйця використовується амінокислотна шкала ФАО/ВОЗ.

Формула

Розрахунок «амінокислотного скора» проводять за формулою:

Метод «індекс Осера» - представляє собою середнє геометричне співвідношення вмісту окремих амінокислот у досліджуваному білку(р) до таких же показників у білку цільного курячого яйця(s).

Розрахунок «індекса Осера» проводять за формулою:

Формула

де, In. Osera – індекс Осера;
а – відношення кількості кожної НЗАК у досліджуваному білку до її ж кількості до білка цільного курячого яйця;
n – кількість НЗАК; де n- число амінокислот, які ураховуються.

Даний метод розрахунку має свої недоліки, так як в цій методиці, як і в інших, що описані вище, не враховуються замінні амінокислоти, які також відіграють важливу роль у білковому живленні тварин.

Метод Карпаці – Ліндера - Варга, що заснований на порівнянні амінокислотного складу білка, що досліджується, зі стандартом, в якості якого використовується амінокислотний склад білка курячого яйця. При цьому в розрахунку враховуються і замінні амінокислоти.

Розрахунок за 10-ма незамінними проводять за формулою:

Формула

де, ax1 – вміст НЗАК у досліджуваному білку, кількість якого меньша, ніж у білку яйця, %;
aя1 – вміст цих же амінокислот у білку яйця, %;
бя1 – вміст НЗАК, кількість яких у білку яйця менш, ніж у досліджуваному білку, %;
бx1 – вміст цих же амінокислот у досліджуваному білку, %;
Рx – сума замінних АК у досліджуваному білку, %;
Ря – сума замінних АК у білку яйця, %;

Модифікований метод Карпаці – Ліндера - Варга, де в якості стандарту взятий амінокислотний склад білка сої (за довідковими даними), тому що соя – зернобобова культура, яка найбільш широко використовується у світовому кормовиробництві.

Формула

де, ax1 – вміст НЗАК у досліджуваному білку, кількість якого меньша, ніж у білку сої, %;
aя1 – вміст цих же амінокислот у білку сої, %;
бя1 – вміст НЗАК, кількість яких у білку сої менш, ніж у досліджуваному білку, %;
бx1 – вміст цих же амінокислот у досліджуваному білку, %;
Рx – сума замінних АК у досліджуваному білку, %;
Ря – сума замінних АК у білку сої, %.

Метод «комплетного білка», що заснований на методі «амінокислотного скора» для окремих амінокислот. Розрахунок проводять за формулою:

Формула

КБ – вміст комплетного білка, %;
СБ – вміст сирого білка у дослідному зразку, %.

Для злакових культур КБ визначають за амінокислотним скором лімітуючої амінокислоти. Для інших кормових культур – за амінокислотним скором для лізину.

КБ = 10% - є стандартом;
КБ = 11,0-9,0% - повноцінний продукт;
КБ = 9,0-7,5 % - задовільний;
КБ = 7,5- 5,5% - низькоякісний;
КБ < 5,5% - неякісний;
КБ > 11,0% - білкова добавка.

У російській науковій школі при оцінці БЦ білків використовують коефіцієнт відмінності АК досліджуваного білка (КРАС), який розраховують за формулою

Формула

де, ΔРАС – різниця амінокислотного скора амінокислот, що розраховується за формулою:

Формула

де, Сі – надлишок скора першої лімітуючої незамінної амінокислоти, %;
Сmin – мінімальний зі скорів незамінної амінокислоти білка, що досліджується, за відношенням до еталону, %;
n - кількість незамінних амінокислот.

Величину біологічної цінності визначають за формулою:

Формула

При цьому, чим меншою є величина КРАС, тим вище якість білка.

Показником, що характеризує білок за ступенем його засвоєння, використання з користю, є коефіцієнт утилітарності (U або Ку), який враховує збалансованість АК складу не тільки за лімітуючими амінокислотами, але і за їх надлишком (по відношенням до потреби).

Для оцінки коефіцієнта утилізації аі кожної АК використовують формулу:

Формула

де, АКС min – мінімальний амінокислотний скор;
АКС і НЗАК – амінокислотний скор і-ї незамінної амінокислоти.

Коеффіціент утилітарности білка (Ку) розраховується за формулою:

Формула

де, вміст iНЗАК – вміст кожної незамінної амінокислоти у досліджуваному білку;
АКС iНЗАК – амінокислотний скор кожної незамінної амінокислоти у досліджуваному білку;
аiНЗАК, % - коэфіціент утилізації кожної кожної незамінної амінокислоти у досліджуваному білку.

Якість кормів SmartBioLab

Метод визначення БЦ білка за скорегованим амінокислотним скором з урахуванням лімітуючої амінокислоти та «видимої» перетравності білка – PDCAAS запропоновано ФАО/ WHO у 1991 р. згідно формули G.Schaafsma, 2000.

Формула

де, КП – коефіцієнт «видимої» перетравності білка продукту.

DIAAS – відносно новий метод, що рекомендовано ФАО/ВОЗ і використовується як основний при оцінці білкової цінності білка. Він оцінює біологічну цінність за амінокислотним скором, скорегованим за засвоюваністю незамінних амінокислот у клубовій кишці, заснований на вимірюванні засвоюваності кожної окремої есенціальної амінокислоти у тонкому кишківнику, а саме у його відділі – клубовій кишці – протиставляється традиційно прийнятому методу визначення засвоюваності протеїну, що вимірюється у фекаліях.

Формула

Метод рекомендовано ФАО/ВОЗ і використовується як основний при оцінці БЦ білка. Продовольча та сільськогосподарська організація Об’єднаних Націй (ФАО) у 2013 році опублікувала доповідь з рекомендаціями щодо застосування нового, удосконаленого методу для оцінки якості білків.

Метод отримав назву DIAAS, та його запропоновано використовувати замість PDCAAS. Застосування методу DIAAS дозволяє забезпечити більш точне вимірювання кількості амінокислот, що засвоюються організмом, диференціювати джерела білка за їх здатністю постачати амінокислоти для використання.

У таблиці 2 наведено розраховані дані щодо оцінки біологічної цінності білків різними запропонованими методами, показано, що найбільший розрахунковий коефіцієнт для дріжджів максимальний за Хімічним числом, співвідношенням НЗАК/ЗАК та АКС, проте за КРАС, Коефіцієнтом утилітарності Ку та комплектним білком він 12-й, 5-й та 2-й відповідно. Не найвищому рівні вони і при розрахунку при використанні у якості еталонів білка сої.

Тобто оцінка біологічної цінності - достатньо умовний показник, і має коректно використовуватись для оцінки якості білка в годівлі тварин.

 

Таблиця 2. Біологічна цінність білка кормів для сільськогосподарських тварин за різними методичними підходами, %

Таблиця - Біологічна цінність білка

ТОВ "СмартБіоЛаб" ©