比较饲料蛋白质的瘤胃保护方法
两种具有相同标示瘤胃旁路百分比的受保护蛋白质产品,仍可能向小肠提供不同量的可用氨基酸。两个独立的步骤决定了这一结果:有多少蛋白质能抵抗瘤胃降解,以及有多少存活的蛋白质随后被消化和吸收。因此,比较瘤胃保护方法需要同时考察这两方面。
瘤胃保护方法包括热处理、化学处理、糖醛反应和木质素磺酸盐处理。每种方法以不同的方式改变蛋白质,并在瘤胃稳定性、肠道可用性和加工控制之间取得不同的平衡。
Cropenta 洞察
在比较瘤胃旁路蛋白技术时,最有用的问题不是有多少蛋白质逃脱了瘤胃,而是每单位被替换的瘤胃可降解蛋白有多少可消化蛋白到达小肠。在给定通过率下计算的标示瘤胃不可降解蛋白值只是比较的一部分。肠道消化率、假定的通过率以及用于配方的评估系统都决定了最终的蛋白质价值,并且不同方法的标示百分比很少可以互换。
热处理:物理变化,加工窗口清晰
热处理会使蛋白质变性,在更强的条件下,会形成对瘤胃微生物不易利用的聚集体。这是一种相对简单的机制,但加工窗口狭窄。温和处理会使大部分蛋白质在瘤胃中可降解;严格处理会降低瘤胃降解,但也可能降低赖氨酸的利用率,减少氨基酸消化率并影响适口性。
热指标和总赖氨酸分析描述的是处理过程,而不是奶牛体内的结果。对于瘤胃保护蛋白,相关证据是活体动物中测得的降解曲线以及未降解部分的肠道消化率。体外酶法测试与原位测量相关性差,特别是对于热处理和美拉德处理的蛋白质,它们往往会高估瘤胃保护的程度。
化学处理和甲醛:反应性强且要求高
化学保护依赖于蛋白质基团的交联或化学修饰,历史上使用甲醛。经过处理的蛋白质能抵抗瘤胃降解,并能提供较高的瘤胃不可降解蛋白份额,但同样的化学作用会限制皱胃和小肠中氨基酸的释放和消化。甲醛处理也带来了许多饲料厂和生产商宁愿避免的操作和监管问题。
这就是两步原则变得可见的地方:一种限制瘤胃降解但同时也降低肠道消化率的处理方法,其可代谢蛋白可能低于其瘤胃不可降解蛋白数字所显示的。化学方法可以处于这种权衡的两端,具体取决于剂量、蛋白质来源和加工控制。
糖醛处理:美拉德途径
还原糖,如葡萄糖、果糖或木糖,通过美拉德反应与蛋白质上的游离氨基发生反应,特别是赖氨酸的ε-氨基。受控的加工过程会产生抗瘤胃微生物分解的类黑精型产物,而皱胃和小肠中的酸和酶仍能释放氨基酸。
过高的热量、水分或反应时间会使反应超出预期。总赖氨酸可能基本不变,而活性赖氨酸下降,消化率和适口性可能会降低。因此,技术挑战不仅仅是获得瘤胃稳定的产品,而是在瘤胃抵抗性和肠道释放之间保持平衡时停止。由于体外方法往往高估美拉德处理蛋白质的保护作用,因此原位表征在这里尤为重要。
木质素磺酸盐处理:不同的作用模式
木质素磺酸盐处理通过酚类木质素磺酸盐部分与蛋白质之间的结合相互作用起作用,形成一种瘤胃酶不易攻击的复合物。它通常被描述为非化学途径,因为它不依赖于甲醛交联,但结果仍取决于剂量、混合均匀性、水分和所涉及的蛋白质。
与糖醛处理一样,评估问题仍然相同:受保护的部分在离开瘤胃后是否仍然可用于酶消化?一种限制瘤胃降解的结合机制也可能在肠道中抑制氨基酸的释放,因此标示的旁路值应始终与测得的肠道消化率一起解读。
正确解读瘤胃不可降解蛋白值
瘤胃不可降解蛋白(也称为UDP或旁路蛋白)是根据假定分数通过率(Kp)下的测定降解特性计算得出的。该计算背后的原位尼龙袋参数包括可溶性部分、潜在可降解部分、不可降解部分和每小时分数降解率。由于Kp是假定的而不是在袋中测量的,因此RUP值仅在相同通过率下才具有可比性。
RUP并不是经过固定小时数后的瘤胃稳定性的声明,它本身也无法说明小肠中的消化情况。营养蛋白质评估系统,如荷兰DVE/OEB、德国nXP/RNB、INRA PDI和CNCPS可代谢蛋白,将降解和消化率测量值转化为配方值。这些值是计算结果,它们在不同系统和假设之间存在差异。
原位和肠道测量值增加了什么
测得的降解曲线本身不是饲喂试验,也无法从中得出产奶量或生长数据。
实际中选择保护方法
对于采购商和配方师来说,比较分为四个层面。首先是机制及其加工控制:热处理取决于温度、水分和时间;美拉德途径取决于糖的类型、分布、水分和均匀性;木质素磺酸盐取决于结合条件;化学途径取决于试剂剂量和反应。其次是给定Kp下的瘤胃降解曲线。第三是未降解部分的肠道消化率。第四是在一个一致的蛋白质系统内的评估。
对于饲料厂操作,处理时的粒度、混合均匀性和水分都会影响一致性,而不同批次表现不同的成分会使制粒和储存复杂化。基于体外方法标示的瘤胃不可降解蛋白百分比不应与原位值并列,仿佛它们是相同的测量值。
技术摘要
热处理、化学处理、糖醛处理和木质素磺酸盐处理均通过不同途径限制瘤胃降解,但每种方法都可能改变肠道氨基酸的可用性。比较受保护蛋白时,应基于相同假定通过率下测得的瘤胃降解、存活部分的肠道消化率、加工控制以及一个一致的蛋白质评估系统。
本文借助人工智能撰写,并经 Cropenta 编辑团队审核。本文为一般性信息,不构成专业建议。
Questões técnicas
为什么两个具有相同瘤胃不可降解蛋白(RUP)值的旁路蛋白在日粮中表现仍可能不同?
瘤胃不可降解蛋白是根据假定分数通过率(Kp)下的测定降解参数计算得出的。由于Kp并未在尼龙袋中测量,因此所得RUP值会随所用假设而变化。只有在Kp相同的情况下,这些值才具有可比性,并且该数值与肠道消化率是分开的。
为什么体外降解测试对某些受保护的蛋白质产品不可靠?
体外酶解或分级测试通常会高估热处理和美拉德处理蛋白质的瘤胃保护作用。在瘤胃瘘管奶牛中进行的原位测量能捕获瘤胃条件下的降解情况,并提供RUP计算所需的部分和速率。因此,不同方法报告的值不应混为一谈。
当糖醛处理过于强烈时,赖氨酸会发生什么变化?
在美拉德反应中,赖氨酸等氨基酸会与还原糖发生反应。在受控加工下,蛋白质能抵抗瘤胃分解,酶随后在皱胃和小肠中释放氨基酸。如果热量、水分或反应时间过长,活性赖氨酸会下降,肠道消化率可能会降低。
原位降解研究能否证明产奶量有反应?
原位测量表征了饲料成分的瘤胃降解情况,而饲喂试验则记录了特定日粮下动物的反应。尼龙袋研究可以显示有多少蛋白质在瘤胃孵育中存活下来,但它不测量产奶量或生长情况。这些结果需要通过受控的饲喂比较来获得。
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