Khả năng tiêu hóa protein trong ống nghiệm của một loại protein tăng cường vi sinh vật

Protein tăng cường vi sinh vật (MEP) cho thấy mức độ thủy phân protein cao hơn, dự đoán tỷ lệ tiêu hóa protein rõ ràng hơn

Nhu cầu ngày càng tăng đối với thức ăn đặc biệt đã kích thích sự gia tăng và tăng trưởng của các thành phần đặc biệt giúp nâng cao chất lượng thức ăn. Tác động trực tiếp của các thành phần đặc biệt, chẳng hạn như protein tăng cường vi sinh vật (MEP; nguồn protein thay thế hàng đầu dùng để thay thế bột cá trong các chế độ ăn trong nuôi trồng thủy sản), có thể cung cấp một lượng đáng kể các yếu tố có hoạt tính sinh học có thể làm tăng vi khuẩn đường ruột, giảm viêm đường ruột và tăng quá trình trao đổi chất nhằm cải thiện sức khỏe của động vật. Tuy nhiên, việc tối ưu hóa sản xuất thức ăn chăn nuôi với việc tối ưu chuyển đổi chất khô của thức ăn thành trọng lượng của động vật phần lớn phụ thuộc vào chất lượng của thành phần thức ăn và lượng chất dinh dưỡng đối với loài được đề cập.

Khả năng tiêu hóa của một thành phần thức ăn liên quan đến lượng chất dinh dưỡng mà nó cung cấp, tỷ lệ của tất cả các chất dinh dưỡng có sẵn để động vật hấp thụ từ ruột của chúng. Nó cung cấp thước đo giá trị dinh dưỡng và chất lượng của một thành phần thức ăn bởi vì các thành phần dễ tiêu hóa cung cấp một lượng chất dinh dưỡng hấp thụ tương đối cao hơn so với thành phần ít dễ tiêu hóa hơn. Việc xác định khả năng tiêu hóa của các chất dinh dưỡng chính là một trong những bước quan trọng khi đánh giá mức độ sinh khả dụng của chúng để đáp ứng tốt hơn các yêu cầu cụ thể đối với một loài nhất định.

Trong bài viết này, chúng tôi báo cáo về một nghiên cứu gần đây mà chúng tôi đã thực hiện để xác định khả năng tiêu hóa protein trong ống nghiệm của protein tăng cường vi sinh vật - ME-PRO® (Prairie Aquatech, miền nam Dakota, Hoa Kỳ) với các enzyme tiêu hóa đặc trưng cho loài tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương (Litopenaeus vannamei).

Thiết lập nghiên cứu

Nghiên cứu về khả năng tiêu hóa được thực hiện tại Phòng thí nghiệm nuôi trồng thủy sản (LAM), Viện Hải dương học, Đại học São Paulo (USP; São Paulo, Brazil). Các mẫu của hai sản phẩm đậu nành được cung cấp bởi Prairie Aquatech (miền nam Dakota, Hoa Kỳ). Các mẫu của sản phẩm đậu nành (bột đậu nành không biến đổi gen) SBM (46,8% protein thô, CP) và ME-PRO® (74,6% CP) có kích thước phân tử thích hợp (> 150 micron) và được phân tích để xác định mức độ thủy phân protein của chúng (DH, phần trăm).

Những mẫu này đã được thử nghiệm để tiêu hóa protein trong ống nghiệm với các enzim tiêu hóa theo tiêu chuẩn hóa thu được từ gan tụy của tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương nuôi trong hồ (trọng lượng trung bình 10 gram). Quá trình thủy phân với enzim của tôm bao gồm huyền phù 80 mg thành phần protein trong nước cất, với độ pH của huyền phù ở mức 8.0 sau khi bổ sung chiết xuất enzim gan tụy để thủy phân.

Việc theo dõi độ pH và thủy phân được thực hiện tự động bằng các máy chuẩn độ điện thế được điều khiển bằng phần mềm thương mại trong các thiết bị được kiểm soát nhiệt độ (30 ± 0.6 độ-C). Ở phản ứng này độ pH (= 8.0), sự phá vỡ enzim của các thành phần liên kết peptit tạo ra sự giảm nhẹ trong phản ứng pH mà được chỉ ra và tự động trung hòa bằng thiết bị chuẩn độ khi thêm natri hi-đrô-xit (NaOH) vào. Ở cuối phản ứng, lượng chất chuẩn độ (NaOH) được sử dụng tỷ lệ thuận với số lượng liên kết peptit bị bẻ gãy và một giá trị định lượng được đưa ra: mức độ thủy phân protein (DH, phần trăm).

Không có bộ đệm hoặc hóa chất khác được sử dụng trong bài phân tích này. Nếu được xác định có ý nghĩa thì các giá trị mức độ thủy phân (DH) trống được tính toán để tính mức độ thủy phân thực của thành phần protein.

Khung nhìn của trạm phân tích với các bộ chuẩn độ và phần mềm điều khiển trung tâm để xác định pH-thủy phân protein tại LAM-USP.

Chiết xuất enzyme tiêu chuẩn đông lạnh sẵn sàng thu hồi từ các loài tôm để xét nghiệm tiêu hóa protein in vitro tại LAM-USP.

Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy sự khác biệt đáng kể về mức độ thủy phân (DH) của các thành phần thử nghiệm với enzim tiêu hóa của tôm (Bảng 1), với giá trị về mức độ thủy phân thu được đối với ME-PRO® thể hiện protein thủy phân nhiều hơn 42% so với bột đậu nành và nhiều hơn 33% so với protein đậu nành cô đặc.

Giá trị mức độ thủy phân điển hình của bột đậu nành (SBM) dao động trong khoảng từ 4.0% đến 4.2% tương ứng với các mẫu đã tách vỏ hoặc không tách vỏ. Kết quả từ các nghiên cứu chỉ số pH tương đương trên một bộ hơn 40 mẫu bột đậu nành từ các nước sản xuất chính (Ấn Độ, Argentina, Hoa Kỳ và Brazil) đã cho thấy giá trị mức độ thủy phân từ 3.74 đến 4.43%.

Cần sàng lọc thích hợp các thành phần mới để đánh giá giá trị dinh dưỡng tiềm năng và tính biến đổi của chúng. Các nghiên cứu khác nhau đã chỉ ra rằng tiêu hóa trong ống nghiệm của các thành phần thức ăn bởi các enzim từ tôm hoặc cá mục tiêu có liên quan đến khả năng tiêu hóa protein (APD). Trong gần nửa thế kỷ, phương pháp pH-stat đã được sử dụng để theo dõi tác động của việc xử lý nhiệt đối với tỷ lệ ban đầu của quá trình phân giải protein trypsin của protein đậu nành. Nghiên cứu trước đây cũng đã chứng minh mối quan hệ giữa khả năng tiêu hóa protein (APD) và mức độ thủy phân trong ống nghiệm ở tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương.

Chúng tôi cũng đã tiến hành đánh giá thích đáng các tài liệu cho thấy hệ số tiêu hóa vivoapparent trung bình đối với protein thô trong tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương là 85 đến 90 phần trăm. Trong nghiên cứu của chúng tôi, chúng tôi ước tính mức độ thủy phân (DH) của ME-PRO® là 93,1% và khả năng tiêu hóa protein được dự đoán (PPD) là 7,18%. Khi so sánh với các nghiên cứu khác thì giá trị ME-PRO® đối với mức độ thủy phân (DH) và PPD được xác định cao nhất trong số hơn 150 thành phần được thử nghiệm (cao hơn các loại bột cá khác, cao hơn hàm lượng protein đậu nành cô đặc và bột đậu nành không biến đổi gen (Bảng 1)).

Thành phần	DH (%) *	PPD (%) **
Bột cá (cá cơm)	87.90	3.08
Bột cá (cá cơm, Peru)	88.50	3.13
Bột cá (cá trích)	90.10	3.42
Bữa ăn phụ gia cầm	78.70	5.01
Ngũ cốc sấy khô với các chất hòa tan	78.50	3.10
Bột gluten ngô	59.10	2.11
Bột đậu nành (chiết dung môi)	92.90	4.15
Bột đậu nành (đầy đủ chất béo, ép đùn)	87.10	2.72
Protein đậu nành cô đặc	89.60	4.80
Bột đậu nành không biến đổi gen	88.50	4.54a
Tôi-PRO	93.10	7.18b

Bảng 1. Tiêu hóa protein trong ống nghiệm của các mẫu thành phần (DH, mức độ thủy phân protein) với chiết xuất enzyme tiêu hóa tôm thẻ chân trắng (L. vannamei).

* Giá trị trung bình với các siêu ký tự khác nhau được tìm thấy khác nhau đáng kể (P <0,05).

** Tỷ lệ tiêu hóa protein rõ ràng (PPD) được tính toán bằng hồi quy giữa tỷ lệ tiêu hóa protein rõ ràng in vivo và tiêu hóa protein trong ống nghiệm với enzyme tiêu hóa tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương (DH) của các thành phần thức ăn khác nhau (Lemos et al. 2009 - Hình 3 - https: //doi.org/10.1016/j.aquestation.2009.06.011).

Quan điểm

Ngoài nhiều nghiên cứu trước đây, đánh giá mới này cho thấy tiềm năng của sản phẩm thương mại ME-PRO® là thành phần thay thế cho bột cá trong chế độ ăn thủy sản liên quan đến khả năng tiêu hóa in vitro của nó. Kết quả chứng minh rằng sản phẩm thành phần này có hàm lượng protein thủy phân cao hơn đáng kể và cũng là một loại protein rõ ràng được dự đoán cao hơn so với các thành phần bột đậu nành khác nhau.