نشاسته و اسیدهای آمینه-بازگشت به اصول اولیه و ارتباط آنها

 نشاسته یک پلی ساکارید ذخیره سازی غیر ساختاری در گیاهان است که فقط از گلوکز در پیوندهای آلفا (1،4) و (1،6) ساخته شده است. آمیلوز متشکل از زنجیرهای مارپیچی و خطی از تقریباً 500 تا 20000 مونومر آلفاD--گلوکز است که از طریق پیوندهای گلیکوزیدی آلفا (1-4) به یکدیگر متصل شده اند. مولکول های آمیلوپکتین، پلیمرهای بزرگ و منشایی از گلوکز هستند که هر کدام بین یک تا دو میلیون مولکول دارند. NRC (2001) نیاز به نشاسته را مشخص نمی کند. با این حال، تحقیقات نشان دادند که میزان نشاسته باید بین 25 تا 30 درصد ماده خشک برای گاوهای شیری شیرده باشد. عملکرد اصلی نشاسته در جیره تأمین انرژی برای میکروب های شکمبه است، در حالی که پروتئین قابل تجزیه در شکمبه منبع آمونیاک را فراهم می کند، که برای میکروب های شکمبه و تولید پروتئین مورد نیاز است. نشاسته در تولید اسیدهای چرب فرار، به ویژه پروپیونات نیز مهم است. پروپیونات پس از تولید به کبد منتقل شده و به گلوکز تبدیل می شود. سپس گلوکز در غده پستانی به لاکتوز، قند اولیه شیر تبدیل می شود.

از طرف دیگر، اسیدهای آمینه مولکول های کوچکتری هستند که عناصر سازنده پروتئین ها هستند. گاوهای شیری و بسیاری از حیوانات دیگر به مقادیر مختلف از اسیدهای آمینه خاص احتیاج دارند. برخی از این اسیدهای آمینه، آمینو اسیدهای ضروری نامیده می شوند و شامل آرژنین، هیستیدین، ایزولوسین، لوسین، لیزین، متیونین، فنیل آلانین، ترئونین، تریپتوفان و والین است. این اسیدهای آمینه باید از طریق رژیم غذایی تأمین شوند یا توسط میکروب های شکمبه تولید شوند. جیره گاوهای شیری بیشترین محدودیت را در متیونین و لیزین دارند. اغلب، این اسیدهای آمینه قبل از تغذیه توسط کپسول محافظت می شوند تا قبل از رسیدن به روده کوچک، جایی که جذب و استفاده می شوند، به راحتی تخریب نشوند. بیش از 60 درصد پروتئین غذایی توسط میکروب های شکمبه تجزیه می شود، در حالی که 40 درصد دیگر از شکمبه عبور می کند و در روده کوچک استفاده می شود.

آمیلوز و آمیلوپکتین عمدتا توسط میکروارگانیسم های شکمبه تجزیه می شوند، که نقش مهمی در شکمبه دارند. پروتئین های تولید شده توسط این میکروارگانیسم ها منبع اصلی پروتئین برای نشخوارکنندگان هستند. در دسترس بودن انرژی و نیتروژن در شکمبه مهمترین عوامل رشد میکروبی است. انواع مختلف خانواده میکروارگانیسم ها، مانند باکتری ها، پروتوزوآها، قارچ های بی هوازی و متانوژن ها نقش های مختلفی دارند. قارچ های بی هوازی به گاوها کمک می کنند تا خوراک های فیبری را جذب کرده و از تخمیر آن ها انرژی به دست بیاورند. آنها از نظر تغذیه ای دارای رشد سریع نیستند و در محیطی با ترکیبات ساده و آمونیاک به عنوان منبع اصلی نیتروژن رشد می کنند. متانوژن های موجود در شکمبه تنوع کمتری نسبت به سایر میکروارگانیسم ها دارند و فقط هشت گونه دارند. پروتوزوآ در شکمبه به دلیل نقش در هضم مواد گیاهی، چربی و پروتئین مهم هستند. همه این میکروارگانیسم ها با هم کار می کنند تا نشاسته و پروتئین ها را در شکمبه گاو شیری تجزیه و متابولیزه کنند.

فرآوری انواع مختلف نشاسته می تواند بر وضعیت اسید آمینه گاو و همچنین میزان هضم خوراک تأثیر بگذارد. نوع اندوسپرم نیز تأثیر زیادی در تخمیر پذیری نشاسته در شکمبه دارد که بسته به نوع و حالت فیزیکی غله می تواند از 30 درصد تا بیشتر از 90 درصد تغییر کند. علاوه بر نوع آندوسپرم، روش های فرآوری مانند غلطک زدن و فلیک کردن، ترکیب جیره، و وضعیت فیزیولوژیکی گاو می تواند بر قابلیت تخمیر تأثیر بگذارد. این عوامل همچنین می توانند بر میزان عبور نشاسته از شکمبه تأثیر بگذارند. در مورد ذرت، آندوسپرم آردی هضم بیشتری نسبت به هیبرید ذرت غیر آردی دارد. نشاسته آردی به دانه های نشاسته سفید رنگ موجود در مغز ذرت اشاره دارد. این نوع هسته توسط پروتئین های خاصی احاطه شده است که به آنها پرولامین یا زئین نیز گفته می شود. نواحی شیشه ای حاوی زئین بیشتری است که با نشاسته با شدت بیشتری نسبت به انواع دیگر متصل می شود. طبق تحقیقات دانشگاه ایالتی اوهایو، کاهش اندازه ذرات دانه ذرت می تواند با افزایش سطح برای تخریب باکتری یا آنزیمی، قابلیت هضم نشاسته را افزایش دهد. اخیراً، شواهدی وجود دارد که تیمار ذرت با آنزیم ها (به عنوان مثال آمیلو گلوکوزیداز 1) می تواند باعث ایجاد منافذ در گرانول های نشاسته آندوسپرم شود، که باعث بهبود تخمیر در شکمبه می شود (شکل 1).

شکل 1- اسکن گرانول های نشاسته با میکروسکوپ الکترونی بعد از 30 روز از سیلو کردن. A- کنترل.  B, C و D - آمیلو گلوکوزیداز 1.

نشان داده شده است که مقدار نشاسته بر میزان اسید آمینه در شکمبه نیز تأثیر دارد. تحقیقات اخیر نشان داده است که تغذیه نشاسته بیشتر باعث افزایش تولید پروتئین میکروبی و همچنین کارایی و استفاده از نیتروژن جیره می شود. در نتیجه، تا زمانی که RDP کافی باشد، تولید پروتئین شیر افزایش می یابد مگر اینکه تولید شیر کاهش یابد. نشان داده شده است که افزایش نشاسته جیره می تواند منجر به افزایش استفاده از نیتروژن شود و باعث می شود سطح پروتئین جیره به حدود 15 درصد ماده خشک کاهش یابد. با این حال، جیره غذایی با مقدار کم پروتئین می تواند تولید پروتئین را کاهش دهد، در حالی که تغذیه بیش از حد پروتئین می تواند بر جنبه های سلامتی و باروری مانند کارایی تولیدمثل تأثیر بگذارد. افزایش تأمین انرژی غده پستانی می تواند تولید پروتئین پستانی و تولید پروتئین شیر را تحریک کند. افزایش تامین نشاسته، یا با افزایش تغذیه یا با افزایش قابلیت هضم شکمبه ای و روده ای مواد خوراکی تغذیه شده، می تواند باعث افزایش عرضه اسیدهای آمینه به روده (به علت افزایش تولید پروتئین میکروبی)، کاهش نیاز به اسیدهای آمینه برای تولید گلوکز و کاهش نیاز به اسیدهای آمینه به عنوان منابع انرژی برای بافت های احشایی شود.

گروه علمی شرکت اگرین تک