كيف يغير المعالجة الحرارية انهيار بروتين كسبة فول الصويا في الكرش وماذا يحدث بعد ذلك

في الكرش، تقوم الكائنات الدقيقة بتحليل معظم البروتين في كسبة فول الصويا في غضون بضع ساعات. يتم استخدام النيتروجين المُطلق لبناء البروتين الميكروبي، ويصل البروتين الذي ينجو من هذا التحلل إلى الأمعاء الدقيقة فقط على شكل أحماض أمينية يمكن للبقرة امتصاصها. تعتبر المعالجة الحرارية إحدى طرق تغيير هذا التقسيم، وهي تستخدم على نطاق واسع في كسبة فول الصويا لهذا السبب.

الآلية كيميائية جزئيًا. تتفاعل السكريات المختزلة، التي قد تكون موجودة في الكسبة أو تُضاف إليها، مع مجموعات الأمين الحرة عند تطبيق الحرارة. التفاعل الأكثر شهرة هو تفاعل ميلارد، حيث تربط السكريات مجموعة إبسيلون-أمين من اللايسين وتُكوّن تراكيب أكبر تقاوم الإنزيمات الميكروبية. تحت ظروف مضبوطة، تتكسر الروابط مرة أخرى بفعل الحمض والإنزيمات في المعدة الرابعة والأمعاء الدقيقة، بحيث لا تزال الأحماض الأمينية تُطلق هناك. ذكرت دراسة أجرتها S Lu عام 2024 أن المعالجة الحرارية يمكن أن تحمي بروتينات العلف من التحلل الميكروبي في الكرش، بحيث قد يصبح جزء أكبر من الأحماض الأمينية متاحًا للهضم في الأمعاء الدقيقة.^[1] هذا اتجاه تدعمه الدراسة، وليس نسبة مئوية ثابتة تنتقل إلى كل كسبة فول صويا. تحدد ظروف التسخين ومصفوفة العلف مدى قوة التأثير.

رؤية كروبنتا

بالنسبة لخبراء التغذية الذين يقارنون منتجات الصويا المعالجة حرارياً، فإن السؤال الأكثر فائدة ليس كمية البروتين التي تهرب من الكرش ولكن كمية البروتين التي تُهضم بعد ذلك. يعد تحلل الكرش وهضم الأمعاء قياسات منفصلة، ويجب قراءتها جنبًا إلى جنب مع معدل المرور المفترض. يمكن أن تبالغ الاختبارات المخبرية في حماية بروتينات ميلارد من الكرش، لذلك تظل البيانات الموقعية أساسًا أكثر موثوقية للمقارنة.

زيادة الحرارة ليست دائمًا أفضل

يمكن أن يؤدي نفس التفاعل الذي يبطئ تحلل الكرش أيضًا إلى إزالة اللايسين من الأحماض الأمينية التي يمكن للحيوان استخدامها. قد يظل اللايسين الكلي دون تغيير بعد المعالجة المفرطة بينما ينخفض اللايسين التفاعلي، وهو اللايسين ذو مجموعة إبسيلون-أمين حرة. لذلك، فإن تحليل العلف الذي يبلغ عن اللايسين الكلي فقط يمكن أن يخفي فقدان البروتين القابل للاستخدام. تقلل المعالجة المفرطة من تحلل الكرش وهضم الأمعاء على حد سواء، لذلك فإن رقم التحلل المنخفض وحده لا يُظهر أن البروتين الأكثر قابلية للاستخدام قد تم تسليمه.

تُظهر الأدلة من محاصيل أخرى نفس المفاضلة بشكل مختلف. في دراسة حول بذور الكانولا وكسابتها، أدت المعالجة الحرارية إلى انخفاض قابلية التحلل في الكرش لمعظم المغذيات، وخاصة البروتين الخام والدهون الخام.^[2] هذه مادة خام مختلفة، ولا يمكن نقل النتيجة إلى كسبة فول الصويا بدون بياناتها الخاصة.

قراءة التحلل والهضم معًا

عادة ما يُوصف سلوك بروتين الكرش بحركية كيس النايلون في الموقع. تُوصف البروتينات بواسطة الجزء القابل للذوبان، والجزء القابل للغسل ولكن غير القابل للذوبان، والجزء القابل للتحلل المحتمل، والجزء غير القابل للتحلل، ويُصف معدل التحلل لكل ساعة مدى سرعة تحلل الجزء القابل للتحلل. تعتمد التحلل الفعال والبروتين غير القابل للتحلل في الكرش (RUP) بعد ذلك على معدل مرور جزئي مفترض، Kp، والذي يُقدر من الاستهلاك والإنتاج ولا يُقاس في الكيس. لذلك، فإن قيم RUP قابلة للمقارنة فقط عندما تُحسب بنفس Kp.

لا يُعادل البروتين غير القابل للتحلل في الكرش (RUP) المرتفع البروتين القابل للاستخدام. يجب أن يُهضم البروتين الذي ينجو من الكرش في الأمعاء الدقيقة. يُقاس ذلك بتقنية كيس النايلون المتحرك في الأبقار المزودة بقنوات في الاثنى عشر. يؤدي ارتفاع RUP جنبًا إلى جنب مع انخفاض هضم الأمعاء إلى توفير كمية قليلة من البروتين القابل للاستخدام، وهذا هو السبب في أن المنتجات المعالجة حراريًا تحتاج إلى كلتا القيمتين.

البيانات التجريبية وقيم التركيب

تقيس قيم التحلل والهضم مكون العلف. تُحسب قيم التركيب منها. تترجم أنظمة مثل نظام DVE/OEB الهولندي، ونظام nXP/RNB الألماني، وPDI من INRA، والبروتين الأيضي من CNCPS نفس القياسات إلى قيم مختلفة، وتتغير هذه القيم مع معدل المرور المفترض. لذلك، فإن التقييم هو حساب يعتمد على القياسات، وليس نتيجة حيوانية منفصلة، ويجب التحقق منه مقابل بيانات التحلل والهضم الأساسية.

ماذا يعني هذا في مصنع الأعلاف

في الممارسة العملية، نادراً ما يكون تاريخ تسخين الدفعة مرئيًا في رقم البروتين الخام المعلن. تؤثر درجة الحرارة والرطوبة والوقت والسكر المتاح في الكسبة جميعها على مدى تقدم تفاعل ميلارد، لذلك يمكن أن تتصرف دفعتان بتحليل مماثل بشكل مختلف في الكرش. حيثما يُستخدم فول الصويا المعالج حرارياً لتعديل إمداد بروتين التجاوز، فإن فحص اللايسين التفاعلي بجانب اللايسين الكلي وطلب بيانات التحلل والهضم المحسوبة بمعدل مرور محدد يوفر أساسًا أوضح للمقارنة.

ملخص تقني

يمكن أن تقلل المعالجة الحرارية من تحلل بروتين كسبة فول الصويا في الكرش من خلال روابط من نوع ميلارد، مما قد يزيد من حصة الأحماض الأمينية المتاحة في الأمعاء الدقيقة. تخفض الحرارة المفرطة اللايسين التفاعلي وهضم الأمعاء. يجب تقييم تحلل الكرش، وRUP، والهضم معًا عند نفس معدل المرور المفترض، وقيم التركيب هي حسابات من هذه القياسات.

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