مقارنة طرق حماية البروتينات العلفية في الكرش

يمكن لمنتجين من منتجات البروتين المحمي أن يحملا نفس النسبة المعلنة للتجاوز، ومع ذلك يزودان كميات مختلفة من الأحماض الأمينية القابلة للاستخدام إلى الأمعاء الدقيقة. تحدد خطوتان منفصلتان هذه النتيجة: كمية البروتين التي تقاوم التحلل في الكرش، وكمية البروتين المتبقي الذي يتم هضمه وامتصاصه لاحقًا. لذلك، تتطلب مقارنة طرق حماية الكرش النظر في كليهما.

تشمل طرق حماية الكرش المعالجة الحرارية، والمعالجة الكيميائية، وتفاعلات السكر-الألديهيد، ومعالجة اللجنوسلفونات. كل طريقة تغير البروتين بطريقة مختلفة وتحمل توازنًا مختلفًا بين استقرار الكرش، وتوفر البروتين المعوي، والتحكم في المعالجة.

رؤية كروبنتا

السؤال الأكثر فائدة عند مقارنة تقنيات البروتين المتجاوز ليس كمية البروتين التي تفلت من الكرش، بل كمية البروتين القابل للهضم التي تصل إلى الأمعاء الدقيقة لكل وحدة بروتين متحلل في الكرش تم استبدالها. قيمة البروتين غير المتحلل في الكرش، المحسوبة عند معدل مرور محدد، هي جزء واحد فقط من المقارنة. قابلية الهضم المعوي، ومعدل المرور المفترض، ونظام التقييم المستخدم في التركيبة كلها تحدد القيمة النهائية للبروتين، ونادرًا ما تكون النسب المئوية المعلنة من الطرق المختلفة قابلة للتبادل.

المعالجة الحرارية: تغيير فيزيائي مع نطاق معالجة واضح

تعمل المعالجة الحرارية على تشويه البروتينات، وفي الظروف الأكثر شدة، يمكن أن تشكل تجمعات أقل قابلية للوصول إلى الكائنات الدقيقة في الكرش. هذه آلية بسيطة نسبيًا، لكن نطاق المعالجة ضيق. فالمعالجة الخفيفة تترك معظم البروتين قابلاً للتحلل في الكرش؛ أما المعالجة الشديدة فتقلل من تحلل الكرش ولكنها قد تقلل أيضًا من توفر اللايسين، وتخفض قابلية هضم الأحماض الأمينية، وتؤثر على الاستساغة.

تصف مؤشرات الحرارة وتحليل اللايسين الكلي المعالجة بدلاً من النتيجة في البقرة. بالنسبة للبروتينات المحمية في الكرش، الدليل ذو الصلة هو ملف التحلل المقاس في الحيوانات الحية جنبًا إلى جنب مع قابلية الهضم المعوي للجزء غير المتحلل. ترتبط الاختبارات الإنزيمية في المختبر بشكل ضعيف بالقياس في الموقع، خاصة بالنسبة للبروتينات المعالجة بالحرارة والميلارد، حيث تميل إلى المبالغة في درجة حماية الكرش.

المعالجة الكيميائية والفورمالدهيد: تفاعلية وصعبة

تعتمد الحماية الكيميائية على الارتباط المتصالب أو التعديل الكيميائي لمجموعات البروتين، باستخدام الفورمالدهيد تاريخيًا. يقاوم البروتين المعالج التحلل في الكرش ويمكن أن يوفر حصة عالية من البروتين غير المتحلل في الكرش، لكن نفس الكيمياء يمكن أن تقيد إطلاق وهضم الأحماض الأمينية في المعدة الرابعة والأمعاء الدقيقة. كما تثير معالجة الفورمالدهيد أسئلة تشغيلية وتنظيمية يفضل العديد من مصانع الأعلاف والمنتجين تجنبها.

هنا يصبح مبدأ الخطوتين واضحًا: المعالجة التي تحد من تحلل الكرش ولكنها تقلل أيضًا من قابلية الهضم المعوي قد توفر بروتينًا أقل قابلية للاستقلاب مما تشير إليه قيمة البروتين غير المتحلل في الكرش. يمكن للطرق الكيميائية أن تقع في أي من طرفي هذه المفاضلة، اعتمادًا على الجرعة ومصدر البروتين والتحكم في المعالجة.

معالجة السكر-الألديهيد: طريقة ميلارد

تتفاعل السكريات المختزلة مثل الجلوكوز أو الفركتوز أو الزيلوز مع مجموعات الأمينو الحرة على البروتينات، وخاصة مجموعة إبسيلون-أمينو من اللايسين، من خلال تفاعل ميلارد. تؤدي المعالجة المتحكم بها إلى منتجات من نوع الميلانويدين التي تقاوم التحلل الميكروبي في الكرش، بينما لا يزال الحمض والإنزيمات في المعدة الرابعة والأمعاء الدقيقة قادرة على إطلاق الأحماض الأمينية.

الحرارة الزائدة أو الرطوبة أو وقت التفاعل تدفع التفاعل إلى أبعد مما هو مقصود. يمكن أن يظل اللايسين الكلي دون تغيير جوهري بينما ينخفض اللايسين التفاعلي، وقد تنخفض قابلية الهضم والاستساغة. لذلك، فإن التحدي التقني لا يقتصر على الوصول إلى منتج مستقر في الكرش، بل يتوقف عند نقطة يبقى فيها التوازن بين مقاومة الكرش وإطلاق الأحماض الأمينية في الأمعاء. نظرًا لأن الطرق المخبرية تميل إلى المبالغة في الحماية للبروتينات المعالجة بالميلارد، فإن التوصيف في الموقع ذو أهمية خاصة هنا.

معالجة اللجنوسلفونات: طريقة عمل مختلفة

تعمل معالجة اللجنوسلفونات من خلال تفاعلات الارتباط بين جزء اللجنوسلفونات الفينولي والبروتين، مما يشكل مركبًا تهاجمه إنزيمات الكرش بشكل أقل سهولة. غالبًا ما توصف بأنها طريقة غير كيميائية بمعنى أنها لا تعتمد على الارتباط المتصالب بالفورمالدهيد، لكن النتيجة لا تزال تعتمد على الجرعة، وتوحيد الخلط، والرطوبة، والبروتين المعني.

كما هو الحال مع معالجات السكر-الألديهيد، يظل سؤال التقييم كما هو: هل يظل الجزء المحمي متاحًا للهضم الإنزيمي بعد مغادرته للكرش؟ يمكن أن تحتفظ آلية الارتباط التي تحد من التحلل في الكرش بالأحماض الأمينية في الأمعاء أيضًا، لذلك يجب دائمًا قراءة الأرقام المعلنة للتجاوز جنبًا إلى جنب مع قابلية الهضم المعوي المقاسة.

قراءة قيم البروتين غير المتحلل في الكرش دون تضليل

يتم حساب البروتين غير المتحلل في الكرش، والذي يسمى أيضًا UDP أو البروتين المتجاوز، من خصائص التحلل المقاسة عند معدل مرور كسري مفترض (Kp). تتضمن معلمات كيس النايلون في الموقع التي تستند إليها هذه الحسابات الجزء الذائب، والجزء المحتمل التحلل، والجزء غير المتحلل، ومعدل التحلل الكسري في الساعة. نظرًا لأن Kp يُفترض بدلاً من قياسه في الكيس، فإن قيم البروتين غير المتحلل في الكرش قابلة للمقارنة فقط عند نفس معدل المرور.

البروتين غير المتحلل في الكرش ليس بيانًا لاستقرار الكرش بعد عدد محدد من الساعات، ولا يقول شيئًا بحد ذاته عن الهضم في الأمعاء الدقيقة. تقوم أنظمة تقييم البروتين الغذائي، مثل DVE/OEB الهولندي، وnXP/RNB الألماني، وINRA PDI، وبروتين CNCPS القابل للاستقلاب، بترجمة قياسات التحلل والهضم إلى قيم للتركيبة. هذه القيم عبارة عن حسابات، وتختلف بين الأنظمة والافتراضات.

ما تضيفه القياسات في الموقع والمعوية

ملف التحلل المقاس ليس بحد ذاته تجربة تغذية، ولا يترتب عليه أي رقم للحليب أو النمو.

الاختيار بين طرق الحماية عمليًا

للمشترين والمُصَنِّعين، للمقارنة أربع طبقات. أولاً، الآلية والتحكم في معالجتها: تعتمد الحرارة على درجة الحرارة والرطوبة والوقت؛ وتعتمد طرق ميلارد على نوع السكر وتوزيعه والرطوبة والتجانس؛ وتعتمد اللجنوسلفونات على ظروف الارتباط؛ وتعتمد الطرق الكيميائية على جرعة الكاشف والتفاعل. ثانيًا، ملف تحلل الكرش عند معدل مرور (Kp) محدد. ثالثًا، قابلية الهضم المعوي للجزء غير المتحلل. رابعًا، التقييم ضمن نظام بروتين واحد متسق.

بالنسبة لعمليات مطاحن الأعلاف، تؤثر أحجام الجسيمات، وتوحيد الخلط، والرطوبة عند نقطة المعالجة على الاتساق، وقد يؤدي المكون الذي يتصرف بشكل مختلف بين الدفعات إلى تعقيد التحبيب والتخزين. لا ينبغي وضع النسب المئوية المعلنة للبروتين غير المتحلل في الكرش المستندة إلى طرق في المختبر جنبًا إلى جنب مع القيم في الموقع كما لو كانت نفس القياس.

ملخص تقني

تحد طرق المعالجة الحرارية، والكيميائية، والسكرية-الألديهيدية، واللجنوسلفونات جميعها من تحلل الكرش عبر مسارات مختلفة، ولكن كل منها يمكن أن يغير توفر الأحماض الأمينية في الأمعاء. قارن البروتينات المحمية بناءً على تحلل الكرش المقاس عند نفس معدل المرور المفترض، وقابلية الهضم المعوي للجزء المتبقي، والتحكم في المعالجة، ونظام تقييم بروتيني واحد متسق.

أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي وراجعه فريق التحرير في كروبنتا. وهو معلومات عامة وليس استشارة مهنية.