По-доброто разбиране на ензимните добавки в аквафийдите е от съществено значение
Храносмилането, сложен физиологичен процес, зависи от молекулярното разпознаване и активиране и от хидролизата на храната при специфични условия. Процесът включва храносмилателни ензими за разграждане на полимерните макромолекули на по-малки градивни елементи, като по този начин улеснява усвояването на хранителните вещества.
При ракообразните жизненият етап, възрастта, етапът на линене, циркадният цикъл, съставът на храната и условията на околната среда влияят върху производството на храносмилателни ензими. Сред тези ензими протеазите са най-важните, отговорни за хидролизата на хранителните протеини и разграждането им на по-малки пептиди и свободни аминокиселини. Протеазните дейности в храносмилателния тракт на животно се предизвикват от храната и обикновено се влияят от генетичните характеристики на индивида, възрастта, етапа на живот и културната среда.
Ефект на околната среда и диетата върху храносмилателните ензими
Околната среда, диетите и техните взаимодействия изглежда оказват влияние върху производството на ензими при всички животни. Специфичните за вида разлики в оптималното рН и температурния диапазон на протеолитичните ензими при водни животни могат да се отдадат на местообитанията, храната им и генотипните и фенотипните разлики. Например, оптималният диапазон на рН при ракообразните обикновено варира между 7,0 и 8,0 за ензимите от тип трипсин и за ензимите от тип химотрипсин, от 7,5-8,0 за скаридите в Сао Пауло (Farfantepenaeus paulensis). А при ядливия морски рак (Cancer pagurus) той варира от 8,0 до 10,0.
Разликите в протеолитичната активност могат да бъдат значителни за скаридите, отглеждани в културни среди с големи разлики в количеството и качеството на естествената храна. Например, Moss et al. (2001) съобщават за значително по-висока активност на серинова протеаза (71 648 единици срещу 30 200 единици/mg разтворим протеин), колагеназа (653 единици срещу 312 единици/mg разтворим протеин) и кисела фосфатаза (189 срещу 83 единици/mg разтворим протеин) в тихоокеански бели скариди, отглеждани във вода от езерце, отколкото тези, отглеждани в кладенци. По-високата ензимна активност на скаридите във водата на езерото показва наличието на естествени храни в системата. Интересното е, че сред храносмилателните ензими, само хитиназната активност е по-висока при скаридите, отглеждани в чиста вода, което показва, че животните се хранят с черупки от линеене, с високо съдържание на хитин.
Диетична протеаза, разтвор в ръка
Високата цена и ограничената наличност на рибно брашно и други балансирани протеинови източници често принуждават производителите на аквафид в много региони да разчитат на евтини, но лошо смилаеми алтернативи. В същото време се засилва натискът за намаляване на екологичните и икономически разходи, като се поставя сериозна отговорност върху производителите на фуражи за подобряване на смилаемостта на хранителните вещества в аквафура, като същевременно се намаляват производствените разходи.
По-добра смилаемост на хранителните вещества
Davis et al. (1998) тестват видимата усвояемост на сухо вещество (ADCDM) и суровия протеин (ADCCP) в диети с тихоокеански бели скариди (Litopenaeus vannamei), допълнени със степенувани нива (0, 0,2 или 0,4%) на протеаза, и съобщават, че CP ADC (74,3%) при скариди, хранени с 0,4% протеазни диети, е по-висока, отколкото при тези животни, хранени с контрол (65,3%) или други диети. В по-късно проучване тези автори съобщават за лоши резултати в растежа (увеличаване на теглото, ефективност на хранене и съотношение на ефективност на протеините) при диети с протеиди, хранени със скариди.
По-добро представяне и имунен отговор
Наскоро Li et al. (2015) съобщават за значително увеличение на наддаването на тегло (288 процента) и преобразуването на фуражите (1,29) за диети от тихоокеански бели скариди с ниско съдържание на рибно брашно (38 процента PC, 22 процента рибно брашно), допълнено със 175 mg/kg многокомпонентна търговска протеаза (Jefo Nutrition Inc., Канада) в сравнение с животни, хранени със същата диета без добавки (съответно 275% и 1,42). Авторите предполагат възможното използване на протеаза в акваактивите за намаляване или замяна на скъпи източници на протеини с по-евтини и лошо смилаеми съставки, без да се влияе върху производителността на селскостопанските животни (Таблица 1).
Chowdhury, Таблица 1
| FBW, g | 12.9 +/- 0.6b | 11,5 +/- 0,5а | 12.4 +/- 0.2b |
| FCR | 1,14 +/- 0,05а | 1,28 +/- 0,05 b | 1,16 +/- 0,04а |
| HP_PROT, U/g тъкан | 3665 +/- 203b | 3257 +/- 192а | 3788 +/- 167b |
| IN_PROT, U/g тъкан | 520 +/- 57b | 499 +/- 30а | 527 +/- 37b |
Song et al. (2016) също съобщават за значително по-добро наддаване на тегло и FCR при диети, хранени със скариди с ниско съдържание на рибно брашно (LFM, 10 процента), допълнени с протеаза, в сравнение със същата диета без добавки. Те също така съобщават за значително по-висока концентрация на серумна фенол оксидаза и по-ниска концентрация на малондеалдехид в серума и хепатопанкреаса от скариди, хранени с диети, допълнени с протеаза. Авторите също така провеждат тест за предизвикване на заболяване с патогенен щам Vibrio parahaemolyticus и съобщават за линейно намаляване на кумулативната смъртност в 96 часа скариди, хранени с диети с 0, 125, 150 и 175 ppm протеаза (Таблица две).
Chowdhury, Таблица 2
Перспективи
Съставките, диетите, възрастта, размерът, етапът на линене и културната среда (като рН, температура и нива на разтворен кислород) могат значително да повлияят на производството на храносмилателни ензими при ракообразни и други животни. Сложният характер на диетата и околната среда и нейните ефекти върху производството на храносмилателни ензими изискват по-добро разбиране на тези ензими. Съществуват приблизително 14 различни вида храносмилателни протеолитични ензими, докладвани в скариди, с различна степен на температура и оптимално рН. Съставът на тези ензими и тяхното взаимодействие с околната среда и диетите могат значително да повлияят на храносмилателния капацитет и имунния отговор на скаридите.
Диетичните ензими са важна алтернатива за подобряване на качеството на храната и за по-добра смилаемост на хранителните вещества, а също и за намаляване на органичните отпадъци. Освен това, ензимните добавки могат да подобрят здравето на червата, да компенсират храносмилателните ензими, когато е необходимо, и също така да подобрят имунните реакции.
Голямо мнозинство от заинтересованите страни обаче остават скептични поради проблеми с термичната стабилност, взаимодействието с други ензими, безопасността на препоръчителните дози и недостатъчните познания за подходящи субстрати за ензими. Липсата ни на разбиране за подходящи субстрати често води до ненужно или неподходящо използване на някои ензими под различни марки мулти-ензимни комплекси, където се комбинират протеази, въглехидрази, фитаза и понякога дори липази.
Важно е да се разбере, че всеки специфичен ензим обикновено атакува специфични активни места на сложна молекула. Например, ензим, съдържащ единичен протеазен ензим, може да бъде подходящ само за специфични субстрати или съставки. От друга страна, ензимът, който съдържа множество протеазни активности, може да бъде подходящ за множество субстрати и може да реагира положително с широк спектър от суровини. С непрекъснато съществуващата криза с качествени суровини, разбирането за диетата на диетичното приложение на ензима е от съществено значение, не само за водни храни за скариди, но и за водни храни като цяло.
Необходими са повече изследвания, за да се разберат ефектите на различните диетични протеази върху качеството на протеините в храната, тяхното взаимодействие с различни съставки, здравето на червата и използването на хранителни вещества. Правилното прилагане на предлаганите на пазара диетични протеази също е проблем поради опасения за термична стабилност и страх от разрушаване по време на производството. Някои по-добре устойчиви на топлина ензими се предлагат под формата на сух прах, могат лесно да се добавят към миксера по време на производството на aquafeed и могат да запазят по-голямата част от тяхната активност непокътната. Други ензими са или покрити, или се предлагат в течна форма за приложение след гранулиране и изискват скъпи металообработващи машини.
Също така се нуждаем от по-добро разбиране на предимствата и недостатъците на различните методи на приложение при избора на ензим. Способността да се прилагат ензими директно към миксера може да има няколко предимства. В допълнение към лесното боравене, протеазата може също да промени качеството на протеините в фуража по време на готвене или кондициониране, което води до по-добро качество на aquafeed. А частичен слой или покритие може да осигури по-добро решение за подобряване на термичната стабилност.
Тъй като цената и наличността на качествени протеинови източници все повече стават проблем, използването на диетични протеази може да осигури по-добро решение за устойчивостта на аквакултурната индустрия. Все още обаче сме в зародиш на нашето разбиране за сложността на света на протеазите. Обновеният фокус върху нашата научноизследователска програма силно се насърчава да се възползваме напълно от потенциала на протеазните ензими.
Всички препратки са достъпни от автора.
Автор
М.А. Д-р Кабир Чоудхури.
Jefo Nutrition Inc.
Saint-Hyacinthe, Квебек, Канада
- Естествена детоксикираща диня за отслабване ⋆ Хранене
- Валидиране на нов предварително кодиран регистър на храните Rodríguez Revista Española de Nutrición
- Какво да ядем за Crossfit Murph - Хранене за CrossFit
- Variacion XXI По-здравословно и здравословно общество
- Суперхраните откриват силите на вашата храна Хранене