A glicin szerepe a brojlercsirkék takarmányozásában csökkentett fehérjetartalmú tápok etetésekor

A hús és egyéb állati termékek iránti növekvő kereslet, továbbá a termőterületek korlátozottsága miatt a jövőben hiányra számíthatunk a fehérjében gazdag takarmányokból. A megnövekedett terményárak különösképpen a fejlődő országokban befolyásolják az élelmiszerek megfizethetőségét.

A nitrogéntartalmú vegyületek kiválasztása negatív hatással lehet a környezetre, mivel a kiválasztott nitrogén (N) a vízbe, a talajba és a levegőbe kerülhet. Az ammónia kibocsátás számos káros környezeti hatással hozható összefüggésbe, ide sorolhatjuk a talajok elsavanyodását, az eutrofizációt, a finom szálló por képződését és a dinitrogén-oxid másodlagos kibocsátását. Az istállók magas ammóniaszintje az emberek és az állatok egészségére is káros lehet. A környezeti hőmérséklet és trágya tulajdonságai, mint a pH- és a nedvességtartalom mind hatnak az ammónia kibocsátásra, a meghatározó viszont az állatok által kiválasztott összes N mennyisége.

Az N-kiválasztás hatékonyan csökkenthető a takarmányok nyersfehérje tartalmának csökkentésével, ezen tápok etetése azonban kedvezőtlen hatással lehet az állatok teljesítményére és a vágott test minőségére, még akkor is, ha az esszenciális AS-ak iránti igényük teljesül. A kedvezőtlen hatásra több magyarázat is lehetséges. Az egyik legfontosabb tényező az alacsony nyersfehérje tartalmú takarmányok nem elégséges glicin-tartalma lehet.

A nyersfehérje csökkentése a tápokban

Gyakran felmerül, hogy a standard és az alacsony nyersfehérje tartalmú takarmányok esetében nem egyforma az esszenciális ASak optimális mennyisége, és ez lehet az egyik lehetséges oka a csökkenő állati teljesítménynek. Kizárólag az esszenciális AS-ak szintjének emelése azonban nem megoldás a problémára.

Ha a nem esszenciális AS-akat egyszerűen az összes nem esszenciális AS összegeként határozzuk meg, az valószínűleg nem jó megközelítés, hiszen a nem esszenciális AS-ak között korlátlan mértékű átalakulás feltételezhető. Az ebben a kérdéskörben végzett kutatások szerint a specifikus nem esszenciális AS-ak megfelelő bevitele fontos az alacsony nyersfehérje tartalmú tápokkal etetett brojlerek esetében.

A brojler termelésben a takarmányértékesítés évről évre javul. Emiatt a nem esszenciális AS-ak jelentősége nőtt. Ez részben azzal magyarázható, hogy növekszik annak valószínűsége, hogy nem áll rendelkezésre elegendő anyagcsere-prekurzor adott AS előállításához, illetve azzal, hogy az endogén anyagcserefolyamatok túl lassúak. Évtizedek óta ismert tény, hogy a glicin képes javítani a növekedést. Dean és mtsai (2006) tanulmányának közzététele óta általánosan elfogadott, hogy a takarmányban található glicinhiány az egyik tényező, amely korlátozza a brojlertápok fehérjetartalmának csökkentését. A glicint tartják az elsődlegesen limitáló nem esszenciális ASnak. Egyes vizsgálatok a negyedik limitáló ASnak írják le a metionin, lizin és treonin után, mások a valinnal egyformán limitálónak találták az első három hétben.

A glicin visszafordítható egylépcsős reakció során képződhet a szerinből. Baromfi esetében általánosságban feltételezhető, hogy ez az átalakulás korlátlan mértékű. Mindkét AS koncentrációja a takarmányban ugyanolyan hatással van a növekedésre, mindaddig míg ugyanazt a molekulasúlyt veszik figyelembe, ezért a glicint és a szerint általában együtt értékelik. A jelenlegi gyakorlat szerint a legtöbb szerző a glicin és szerin hasonló hatását a mennyiségük összegeként számítja ki (Gly + Ser), figyelmen kívül hagyva, hogy a szerinnek csak ekvimoláris alapon van ugyanolyan hatása. Dean és mtsai (2006) szerint az élettani értéket a glicin ekvivalens (Gly_equi) kiszámításával kellene megadni, ami a glicin koncentráció és a szerin moláris glicin ekvivalensének összege: Gly_equi (g/kg) = glicin (g/kg) + [0.7143 × szerin (g/kg)] ahol 0.7143 a glicin és a szerin molekulasúlyának hányadosa. A Gly_equi érték sokkal alkalmasabbnak tűnik, mint a jelenleg szokásosan használt Gly+Ser érték.

A glicerin és a szerin élettani szerepe

Mint minden egyéb fehérjeképző AS, a glicin és a szerin is fehérjékbe épül be. A glicinben leggazdagabb fehérjék a kollagén és az elasztin. A leginkább a tollban és a körömben megtalálható keratin mindkettőben gazdag. A mucin fehérje szerinben dús. Ez lehet a magyarázat arra, hogy a glicin és a szerin hiánya csökkenti a bőr erősségét a kevesebb kollagén tartalom miatt, rontja a tollképződést és csökkenti a mucin kiválasztást. Így a nem megfelelő Gly_equi ellátás a teljesítményromlás mellett további következményekkel is járhat. A baromfi fajok az ammóniát húgysav formájában semlegesítik és ürítik. Minden molekula húgysav képződéséhez egy molekula glicinre van szükség, emiatt a glicin szerepe a baromfifajok esetében jóval nagyobb, mint a többi haszonállatfajnál. A glicin az argininnel együtt a kreatinnak is szerves része. Ahhoz pedig, hogy a metioninból cisztein képződjön, szerinre van szükség.

A szerinre és a glicerinre adott válasz

Az alacsony nyersfehérje tartalom mellett a Gly_equi-re adott reakciót befolyásoló tényezők a következők lehetnek. A glicin és a szerin fajlagra gyakorolt hatása részben azzal magyarázható, hogy a metionin ciszteinné alakul át, amihez szerin szükséges. A takarmány cisztein szintje befolyásolja a Gly_equi igényt.

Számos anyagból keletkezhet glicin vagy szerin, ezek közül a treonin és a kolin a legfontosabbak. A treonin közvetlenül alakulhat át glicinné, a kolin pedig betainon és dimetil-glicinen át, amennyiben rendelkezésre áll homocisztein. A treonin szint emelkedése csökkentheti a szükséges glicin és treonin mennyiségét. A treonin Gly_equi helyettesítő értékét az endogén konverzión túl más egyéb tényezők is befolyásolják. A kolin helyettesítő hatása a Gly_equi esetében alacsonyabb, mint a treonin helyettesítő hatása. A kolin hatása a Gly_equi és a treonin koncentrációjától is függ. Az egyik tápanyagra adott válasz tehát a többi tápanyag koncentrációjától függ, ezért a takarmányok összeállításakor együttesen figyelembe kell venni a Gly_equi, a treonin és a kolin koncentrációját.

Az arginin és a glicin a guanidino-ecetsav prekurzorai, amelyekre a kreatin képződéséhez van szükség. Számos tanulmányban számoltak be a kreatin, guanidinoecetsav és arginin kombinációinak szignifikáns kölcsönhatásairól, de csak kevés információ áll rendelkezésre a glicin és a fent említett táplálóanyagok közötti kapcsolatról. A kreatin prekurzorok hatását a Gly_equi-igényre vizsgálni kell. Ahogy tehát fentebb említettük, a Gly_equi-re adott válasz a cisztein, treonin és kolin koncentrációjától függ, és fordítva. A takarmány arginin szintje szintén befolyásoló tényező. Valószínűnek tűnik, hogy mikor egyes vizsgálatokban az alacsony fehérje tartalmú tápokat sikerrel egészítették ki esszenciális AS-akkal, az a Gly_equi-sel való kölcsönhatások miatt növelte a teljesítményt.

A glyequi tartalom változtatása a tápban

A különböző takarmány alapanyagok Gly_equi szintje nagyon eltérő (1. táblázat).

A nyersfehérjében a Gly_equi arányának változékonysága alacsony, 7.3 és 8.3 g/100 g között van a növényi eredetű alapanyagok esetében. Csak növényi alapanyagot használva a Gly_equi szintje legfőképp a nyersfehérje tartalomtól fog függeni, a Gly_equi arányát a nyersfehérjében alig lehet változtatni. Az állati melléktermékek használata növeli a takarmányban a Gly_equi szintet, de etetésük baromfival jelenleg tilos. A takarmányokban a glicin szintjét emelni lehet glicin és L-szerin hozzáadásával, de ezek nem mindenhol engedélyezettek. Ahol az állati melléktermékek etetése tilos és a glicin és az L-szerin sem használható, ott nehéz megfelelő Gly_equi szintet biztosítani az alacsony nyersfehérje tartalmú tápokban. A Gly_equi hiányát azonban csökkentheti az endogén prekurzorok, például a treonin és a kolin többlete. A betain és a dimetil-glicin szintén megfelelő endogén prekurzorok lehetnek, de erre nincs szakirodalmi adat.

Egyes takarmány alapanyagok Glyequi tartalma és Gly_equi-aránya a nyersfehérjében, AMINOD-at® 4.0 (2010).

A nyersfehérjecsökkentés jelenlegi helyzete és kilátásai

A brojlertápok fehérjetartalma akkor csökkenthető a lehető legkisebb szintre, ha minden AS és egyéb nitrogéntartalmú táplálóanyag igény szerint, jó emészthető formában áll az állat rendelkezésére. A nyersfehérje szint alsó határát számos dolog befolyásolja, mint például a növekedési időszak, az ivar, a vizsgált paraméter vagy az egészségi állapot. Az AS igényt befolyásoló tényezők összetettsége azt sugallja, hogy a jövőbeli kutatások egyre jobban megközelíthetik, de valószínűleg nem érik el a takarmányok ideális AS összetételét.

A jelenlegi kutatások elsősorban arra irányulnak, hogy úgy csökkenjen a fehérjetartalom, hogy közben ne romoljon a szokványos fehérjetartalmú tápokkal elérhető teljesítmény. Ez körülbelül 2122%-os fehérjetartalmat jelent 1-21 napos korban. Dean és mtsai. (2006) szerint a 19-20%-nál kevesebb fehérjetartalmú táppal etetett brojlerek teljesítménye még akkor is csökkent, ha megfelelő volt az esszenciális AS ellátottságuk. Ha a Gly_equi szint megfelelő volt, a 16-17% fehérjetartalmú táppal elérhető volt a 20% fehérjetartalommal elért teljesítmény (1. ábra).

A takarmányban a Gly_equi-re adott választ befolyásoló tényezők valószínűleg nem voltak optimálisak a korábban végzett kísérletekben. Következésképpen a további fehérjecsökkentés lehetséges teljesítményromlás nélkül is, ha optimalizáljuk a táp Gly_equi tartalmát és a Gly_equi-re adott választ befolyásoló tényezőket.

A glicin és a szerin az első nem esszenciális AS-ak, amelyekről kísérletileg igazolt szükségleti értékeket adnak meg. Tudomásunk szerint más nem esszenciális AS-ra nem állnak rendelkezésre értékek. A takarmányban a fehérjeszint további csökkentése akkor lehetséges teljesítménycsökkenés nélkül, ha a többi nem esszenciális AS szerepét is jobban megértjük.

A jelenleg szokásos nyersfehérje szintek az 1-21 napos brojlerek takarmányában és még teljesítménycsökkenés nélkül elérhető fehérjeszintek

Következtetések

Az esszenciális AS-ak eltérő szintjei vagy az esszenciális és a nem esszenciális AS-ak aránya miatt teljesítménycsökkenés nélkül nem lehet sokkal 20% alá csökkenteni a nyersfehérje szintjét 1-21 napos brojlercsirkék takarmányában. Itt már a Gly_equi korlátozhatja a növekedést. A Gly_equi figyelembevételével azonban a fehérjetartalom jelentősen csökkenthető. A Gly_equi szükséglete egyéb táplálóanyagokétól, például a treoninétól, kolinétól és a ciszteinétől függ. Ez fordítva is igaz, a treonin és kolin szükséglet sem állandó, ez és a metionin és a cisztein közötti optimális arány is a takarmány Gly_equi tartalmától függ.

Dr. Wolfgang Siegert és Prof. Markus Rodehutscord az Evonik Aminonews^® kiadványában megjelent cikke alapján.
Barna Andrea