Welkom bij
Moderne landbouw
!
door Waldo G Nuez-Ortín, Sam Ceulemans, Dolores I. Batonon-Alavo, Yves Mercier,
Adisseo
Plantaardige aquacultuurvoeders en aminozuursuppletie
Vismeel is de geprefereerde eiwitbron in formuleringen van aquatisch voer, maar het wordt steeds minder beschikbaar en duurder. Goedkopere plantaardige eiwitbronnen zijn populair geworden in de aquacultuurvoederindustrie, met name maaltijden op basis van sojabonen en maïs. Hoewel het ruwe eiwitgehalte van plantaardige ingrediënten vergelijkbaar kan zijn met dat van vismeel, dergelijke ingrediënten zijn over het algemeen minder verteerbaar en hebben een tekort aan een of meer essentiële aminozuren (EAA). Vooral, Aquafeeds op basis van sojameel hebben een tekort aan totale zwavelaminozuren (TSAA) en aquafeeds op basis van maïsmeel hebben een tekort aan lysine (Lys).
Bovendien, tekort aan TSAA neemt toe met toenemende niveaus van plantaardige ingrediënten in formuleringen voor aquavoer (Goff en Gatlin III, 2004). Dus, kristallijne aminozuren, voornamelijk Lys en methionine (Met), worden steeds vaker gebruikt om EAA-tekortkomingen in plantaardige aquafeeds op te vullen om de eiwitsynthese en optimale prestaties te ondersteunen.
Omdat Met een voorloper is van cysteïne (Cys), de niveaus van Cys via de voeding zullen de behoefte aan Met via de voeding beïnvloeden. Dus, deze twee EAA vertonen overlappende functies, en veel onderzoeken bepalen de TSAA-vereiste (d.w.z. Met + Cys) in plaats van alleen de Met-vereiste [National Research Council (NRC), 2011].
Hoewel zowel de Met-vereiste alleen als de TSAA-vereiste in overweging moeten worden genomen bij de formulering van het voer, omdat ze sterk verschillen tussen soorten (zie tabel 1; NRC, 2011), EAA-vereisten zijn over het algemeen bepaald onder optimale experimentele omstandigheden (d.w.z. temperatuur, zuurstof toevoer, beschikbaar voedsel, en bevolkingsdichtheid) maar er is geen informatie beschikbaar voor EAA-eisen onder natuurlijke productieomstandigheden.
Suppletie met methionine
Methionine kan worden aangevuld in drie verschillende synthetische vormen die op de markt verkrijgbaar zijn:L-Met (99 procent werkzame stof), de biologisch actieve vorm van Met in plantaardige of dierlijke eiwitten; DL-Met (99 procent werkzame stof), een racemisch mengsel van 50 procent D-Met en 50 procent L-Met, geproduceerd door chemische synthese en tientallen jaren gebruikt als toevoegingsmiddel voor diervoeding, en hydroxymethionine (OH-Met), een hydroxylzuur met een hydroxylgroep (OH) in plaats van een aminegroep (NH2) aan het asymmetrische koolstofatoom (zie figuur 1). OH-Met is verkrijgbaar als vloeibaar product met 88 procent werkzame stof en 12 procent water of als calciumzout.
Verschillen in de chemische structuur leiden tot verschillen in de absorptie, conversie, en het gebruik van deze moleculen. Net als bij andere EAA, DL-Met wordt geabsorbeerd via actief transport. In tegenstelling tot, omdat OH-Met een organisch zuur is, het wordt geabsorbeerd door zowel passieve diffusie als actief transport (Martín-Venegas et al., 2007), die afhankelijk is van Na+/H+ en wordt aangedreven door monocarboxylaattransporteur 1.
Bovendien, terwijl zowel D- als L-Met worden geabsorbeerd langs het maagdarmkanaal, De absorptie van OH-Met is voltooid aan het einde van de twaalfvingerige darm (Richards et al., 2005; Jendza et al., 2011). De omzetting van L- en D-OH-Met naar L-Met is een proces in twee stappen, elke verbinding wordt eerst omgezet in ketomethylthiobutaanzuur (KMB) en vervolgens getransamineerd in L-Met (Vázquez-Añon et al. 2017) (zie figuur 2). Deze omzetting wordt aangedreven door verschillende enzymen die aanwezig zijn in het maagdarmkanaal, lever en nier (Fang et al. 2010).
De effecten van Met-suppletie gaan verder dan eiwitsynthese. Het verschillende metabolisme van OH-Met draagt bij aan het verbeteren van de anti-oxidatieve capaciteit en het immuunsysteem van dieren, evenals om stressreacties te verlichten (Métayer et al., 2008). Het concept van een beter antioxiderend effect van OH-Met in vergelijking met DL-Met wordt geassocieerd met de grotere neiging om betrokken te zijn bij de transsulfuratiecyclus, en om grotere hoeveelheden Cys te vormen, taurine en glutathion (Martín-Venegas et al., 2006) en om de verlaagde verhouding glutathion/geoxideerd glutathion te verhogen (Willemsen et al., 2011).
In teleos vissen, de beschermende rol van OH-Met is in verband gebracht met de productie van taurine en met de verbetering van de fysieke barrière in de darm en de kieuwen en van de antioxidantstatus en immuniteit (Wu et al., 2018). Cys en glutathion werken als kettingbrekende elementen van de oxidatieve processen (Métayer et al., 2008). Hun verbeterde productie door OH-Met verbetert het vermogen om hydroxylradicalen op te vangen en enzymatische antioxidantcapaciteit, waardoor de kwaliteit van vlees en filet wordt verbeterd door vermindering van eiwit- en lipide-oxidatie (Xiao et al., 2012; Lebret et al., 2018).
Vergelijkbare biologische werkzaamheid van methioninebronnen bij waterdieren
Ondanks het lage aantal studies waarin methioninebronnen in waterdieren worden vergeleken, meerdere onderzoeken tonen aan dat vissen DL-Met of OH-Met even effectief kunnen gebruiken als L-Met om aan hun TSAA-behoefte te voldoen. Omdat de schatting van de bio-efficiëntie (d.w.z. biologische efficiëntie in termen van groeiprestaties zoals lichaamsgewichtstoename en voerconversie) van DL-Met en OH-Met niet altijd rekening houdt met de verschillen in voeropname, In de literatuur worden tegenstrijdige resultaten gevonden.
Dietary Met beïnvloedt de voeropname en daarmee de prestaties (Vázquez-Añón et al., 2017). Gezien het nauwe verband tussen circulerende Met-niveaus en vrijwillige voeropname en het feit dat OH-Met aan weefsels wordt afgegeven als OH-Met in plaats van Met, dit metabolische verschil zou kunnen resulteren in verschillende ad libitum voedingspatronen tussen OH-Met en DL-Met-aangevulde dieren (Vázquez-Añón et al., 2017).
Daarom, de hoeveelheid Met die door een dier is ingenomen (Met-opname =Met via de voeding x voeropname) moet worden overwogen bij het vergelijken van Met-bronnen, omdat dit criterium is gevolgd met andere aminozuren zoals lysine (Smiricky-Tjardes et al. 2004). Onder een dergelijke overweging, zowel OH-Met als DL-Met waren 100 procent equivalent aan L-Met (Agostini et al., 2015; Vázquez-Añón et al., 2017).
Van de 54 collegiaal getoetste onderzoeken die de biologische werkzaamheid van Met-suppletie rapporteren, gepubliceerd van 1978 tot 2019, 24 vergeleken de suppletie van verschillende Met-bronnen in verschillende doses met een Met-deficiënt dieet, maar slechts 17 van deze onderzoeken werden uitgevoerd onder omstandigheden die een nauwkeurige vergelijking tussen Met-bronnen mogelijk maakten.
In deze onderzoeken de verschillende Met-bronnen werden geleverd op gelijke zwavel- of equimolaire basis voor het verkrijgen van vergelijkbare hoeveelheden Met + Cys in alle experimentele behandelingen, evenals vergelijkbare niveaus van de andere voedingsstoffen. De verschillende bronnen van Met leidden tot vergelijkbare groeiprestaties. Bijvoorbeeld, Goff en Gatlin III (2004) rapporteerden L-Met, DL-Met, en OH-Met als even effectieve bronnen van Met voor rode trommel (Sciaenops ocellatus) (zie figuur 3). Forster en Dominy (2006) hebben vastgesteld dat deze bronnen ook kunnen worden gebruikt om te voldoen aan de Met-behoefte van Pacifische witte garnaal (Litopenaeus vannamei). Ma et al. (2013) ontdekten dat tarbot (Psetta maxima) OH-Met even effectief kan gebruiken als, of beter dan, L-Met om een maximale prestatie te bereiken.
Bij suboptimale voedingsniveaus, met L-Met gevoerde vissen presteerden beter dan met OH-Met gevoerde vissen; in tegenstelling tot, de laatste presteerde beter rond het niveau van voldaan aan de vereisten. Voor meerval (Ictalurus punctatus), Zhao et al. (2017) vonden dat suppletie van Met-deficiënte diëten met OH-Met en micro-ingekapseld DL-Met, in plaats van kristallijn DL-Met, zou evenzeer de groeiprestaties van deze soort kunnen verbeteren (1,54
Vergelijkbare biologische werkzaamheid wordt waargenomen wanneer verschillende aquafeeds worden aangevuld met DL-Met of OH-Met. Figuur 4 laat zien dat vergelijkbare FCR-resultaten werden verkregen in onderzoeken naar de aanvulling van vis- of garnalenvoer met verschillende Met-vormen. Ondanks de grote variatie tussen studies, die kunnen worden toegeschreven aan de verschillende experimentele instellingen, voer formulering, en garnalen- of vissoorten, vergelijkbare FCR-waarden werden gerapporteerd voor beide Met-vormen.
Tot slot, er is wetenschappelijk bewijs dat OH-Met efficiënt kan worden gebruikt door aquatische soorten als L-Met-precursor. Het is belangrijk om de structurele verschillen tussen DL-Met en OH-Met te erkennen die resulteren in verschillende mechanismen voor de absorptie en het gebruik van deze twee Met-bronnen, en dat hun biologische werkzaamheid moet worden vergeleken op basis van Met-inname. Dus, DL-Met en OH-Met zijn even effectief als Met-supplementen voor plantaardige aquafeeds.
Tot slot, er is wetenschappelijk bewijs dat OH-Met efficiënt kan worden gebruikt door aquatische soorten als L-Met-precursor. Het is belangrijk om de structurele verschillen tussen DL-Met en OH-Met te erkennen die resulteren in verschillende mechanismen voor de absorptie en het gebruik van deze twee Met-bronnen, en dat hun biologische werkzaamheid moet worden vergeleken op basis van Met-inname. Dus, DL-Met en OH-Met zijn even effectief als Met-supplementen voor plantaardige aquafeeds.
