مقدمه
تغذیه به عنوان یکی از ارکان اساسی تولید حیوانات مزرعه ای، نقش تعیینکننده ای در تحقق پتانسیل ژنتیکی و سلامت آن ها ایفا میکند. در این میان، پروتئین و اسیدهای آمینه به عنوان سنگ بناهای اساسی بدن، از اهمیت فوقالعاده ای در جیره طیور برخوردار هستند. بر خلاف بسیاری از پستانداران، طیور قادر به سنتز تمام اسیدهای آمینه مورد نیاز خود نبوده و بخشی از این ترکیبات حیاتی، که به اسیدهای آمینه ضروری معروفند، باید از طریق جیره تامین شوند. این اسیدهای آمینه نه تنها به عنوان واحدهای سازنده پروتئین های بدن، عضلات، بافت ها، پر و تخم مرغ عمل میکنند، بلکه به عنوان پیشساز مولکول های سیگنال دهنده بیولوژیک، نوروترانسمیترها و آنزیم ها در فرآیندهای متابولیکی کلیدی نیز نقش دارند.
مفهوم پروتئین ایدهآل که بر اساس نسبت های متعادل اسیدهای آمینه ضروری نسبت به لیزین تعریف می شود، انقلابی در فرمولاسیون جیره های طیور به وجود آورد. بر اساس این مفهوم، عملکرد بهینه پرنده تنها در صورتی حاصل می شود که تمام اسیدهای آمینه ضروری به نسبت های صحیح و بدون کمبود یا بیشبود در دسترس باشند. در این بین، اسیدهای آمینهای مانند لیزین (به عنوان معیار رشد عضلات)، متیونین (اولین اسید آمینه محدودکننده در جیره های بر پایه ذرت-سویا و دهنده گروه متیل)، ترئونین (کلید سلامت دستگاه گوارش و ایمونوگلوبولین ها) و تریپتوفان (پیشساز سروتونین و تنظیمکننده اشتها) از جایگاه ویژه ای برخوردارند.
با پیشرفت ژنتیک و افزایش سرعت رشد و بازده تولید در نژادهای مدرن طیور، نیاز به دقت و ظرافت در تامین احتیاجات دقیق اسیدهای آمینه بیش از پیش احساس میشود. کمبود حتی یک اسید آمینه ضروری می تواند منجر به کاهش رشد، ضعف در ضریب تبدیل خوراک، کاهش کمی و کیفی تولید تخم مرغ، اختلال در کیفیت پر و تضعیف سیستم ایمنی گردد. از سوی دیگر، استفاده بهینه از اسیدهای آمینه سنتتیک (مانند دی ال-متیونین و ال-لیزین) این امکان را فراهم ساخته است تا جیره هایی دقیق، مقرون به صرفه و با آلایندگی محیطی کمتر فرموله شود.
بیوشیمی و متابولیسم اسیدهای آمینه ضروری
اسیدهای آمینه ضروری بلوک های سازنده ای هستند که بدن طیور قادر به سنتز آن ها به مقدار کافی نیست، بنابراین باید به صورت پیشساخته از طریق جیره تامین شوند. درک سرنوشت متابولیکی این اسیدهای آمینه پس از جذب، برای بهینه سازی فرمولاسیون جیره و درک عملکرد آن ها ضروری است. متابولیسم اسیدهای آمینه ضروری را می توان به سه مسیر اصلی تقسیم بندی کرد:
- سنتز پروتئین های بدن
عملکرد اولیه و تعیینکننده: اصلی ترین نقش اسیدهای آمینه ضروری، شرکت در سنتز پروتئین های ساختاری و عملکردی بدن است. این فرآیند برای رشد بافت عضلانی (سینه و ران)، توسعه اندام های داخلی، تشکیل پر و ریزش و ترمیم آن ها، و در مرغان تخمگذار، سنتز پروتئین های سفیده (مانند آلبومین) و زرده تخم مرغ (مانند ویتلین و فسویتین) حیاتی است.
مکانیسم مولکولی: اسیدهای آمینه در سیتوپلاسم سلول توسط ریبوزوم ها و بر اساس توالی کد شده در mRNA به زنجیره های پلیپپتیدی متصل میشوند. هر اسید آمینه ضروری یک جزء غیرقابل جایگزین در این پازل است. کمبود حتی یک اسید آمینه ضروری (مانند لیزین یا متیونین) باعث توقف فرآیند سنتز پروتئین می شود. در این حالت، اسیدهای آمینه دیگر نیز نمی توانند مورد استفاده قرار گیرند و از طریق مسیرهای دیگر تجزیه شده یا به اوره تبدیل می شوند که به معنای هدررفت انرژی و افزایش دفع نیتروژن است.
- نقش به عنوان پیشساز مولکول های حیاتی
اسیدهای آمینه ضروری صرفا واحد های سازنده پروتئین نیستند، بلکه به عنوان پیشساز تعدادی از مولکول های حیاتی با عملکرد های تنظیمی بسیار مهم عمل میکنند:
متیونین:
دهنده گروه متیل: متیونین پس از تبدیل به S-آدنوزیل متیونین، نقش اساسی در واکنشهای متیلاسیون (انتقال گروه متیل) ایفا میکند. این واکنش ها برای سنتز مولکول هایی مانند کراتین (مهم برای متابولیسم انرژی در عضلات)، کارنیتین (ضروری برای انتقال اسیدهای چرب به میتوکندری)، فسفاتیدیل کولین (یک فسفولیپید مهم در غشاهای سلولی) و متیلاسیون DNA و هیستون ها (تنظیم بیان ژن) حیاتی هستند.
پیشساز سیستئین و تورین: متیونین پیشساز اسید آمینه سیستئین است. سیستئین نیز به نوبه خود جزء تشکیلدهنده گلوتاتیون (آنتیاکسیدان درون ساز بدن) و تورین (با نقش در عملکرد عصبی و سلامت چشم) می باشد.
تریپتوفان:
پیشساز ویتامین: تریپتوفان می تواند به مقادیر محدود به نیاسین (ویتامین B3) تبدیل شود.
پیشساز نوروترانسمیتر: تریپتوفان پیشساز اصلی سروتونین (تنظیم کننده خلقوخو، اشتها و خواب) و در نهایت ملاتونین (تنظیم کننده ریتم شبانهروزی) است. این مسیر توضیح می دهد که چگونه کمبود تریپتوفان می تواند منجر به کاهش اشتها، افزایش حساسیت به استرس و رفتارهای غیرطبیعی در گله شود.
آرژینین:
پیشساز اکسید نیتریک: آرژینین سوبسترای آنزیم نیتریک اکسید سنتاز است که اکسید نیتریک تولید میکند؛ یک مولکول سیگنال دهنده حیاتی در گشاد کردن عروق خونی، بهبود جریان خون، سیستم ایمنی و ارتباطات عصبی.
پیشساز کراتین: آرژینین همراه با گلایسین و متیونین، در سنتز کراتین نقش دارد.
ترشح هورمون ها: آرژینین محرک ترشح هورمون رشد و انسولین است.
لیزین:
پیشساز کارنیتین: لیزین در حضور متیونین، ویتامین C و آهن، به کارنیتین تبدیل می شود. کارنیتین برای انتقال اسیدهای چرب زنجیره بلند به درون میتوکندری جهت اکسیداسیون و تولید انرژی ضروری است. این موضوع ارتباط مستقیم لیزین با متابولیسم انرژی را نشان می دهد.
گلایسین و سرین:
سمزدایی: این اسیدهای آمینه در کبد در فرآیند سم زدایی و دفع ترکیبات فنولی و داروها از طریق سنتز اسیدهای صفراوی نقش دارند.
- گلوکونئوژنز و تولید انرژی
در شرایط کمبود انرژی یا مصرف جیره های نامتعادل، اسکلت کربنی برخی از اسیدهای آمینه ضروری می تواند از طریق فرآیند گلوکونئوژنز به گلوکز تبدیل شود. اسیدهای آمینه گلوکوژنیک مانند آرژینین، والین، متیونین و ترئونین می توانند وارد چرخه کربس شده و در نهایت به تولید انرژی (ATP) منجر شوند. این یک مسیر متابولیکی پرهزینه است، زیرا ابتدا گروه آمینه (-NH2) از اسید آمینه جدا شده و به اوره تبدیل می شود که دفع آن مستلزم صرف انرژی است. بنابراین، استفاده از اسیدهای آمینه برای تولید انرژی از نظر اقتصادی و فیزیولوژیکی به صرفه نیست و نشاندهنده یک فرمولاسیون نادرست جیره است.
- مفهوم آنتاگونیسم و رقابت متابولیکی
برخی از اسیدهای آمینه به دلیل داشتن ساختار شیمیایی مشابه، برای استفاده از ناقلین مشترک در دیواره روده و یا آنزیم های مشترک در مسیرهای متابولیکی با یکدیگر رقابت میکنند. معروفترین مثال، آنتاگونیسم بین لیزین، آرژینین و سیستئین است. مقادیر بیش از حد یکی از این اسیدهای آمینه در جیره می تواند جذب و متابولیسم دیگری را مختل کند و منجر به علائم کمبود کاذب شود، حتی اگر مقدار آن در جیره به طور تئوری کافی باشد. این پدیده اهمیت تعادل دقیق و نسبت های ایدهآل بین اسیدهای آمینه را بیش از پیش آشکار می سازد.
اسیدهای آمینه محدود کننده و نقش کلیدی آنها
در تغذیه طیور، اسیدهای آمینه محدودکننده به اسیدآمینه ای اطلاق میشود که به میزان کافی در جیره وجود ندارد و در نتیجه، استفاده از سایر اسیدهای آمینه و سنتز پروتئین بدن را محدود میکند. ترتیب محدودکنندگی بستگی به ترکیب جیره (عمدتا ذرت-کنجاله سویا)، سن، نژاد و هدف تولید پرنده دارد. درک این مفهوم پایه و اساس فرمولاسیون جیره های دقیق و کارآمد است.
متیونین، اولین اسید آمینه محدودکننده
مطالعه ای برروی جوجه های گوشتی نشان داد که استفاده از متیونین در جیره های مبتنی بر ذرت-سویا به طور معنیداری وزن بدن و ضریب تبدیل خوراک را بهبود می بخشد و همچنین درصد چربی شکم را کاهش می دهد. تحقیقات بر روی مرغان تخمگذار حاکی از آن است که کمبود متیونین منجر به کاهش تولید تخم مرغ، کاهش وزن تخم مرغ و آسیب کیفیت پوسته میشود. تامین نیاز متیونین برای تولید بهینه تخم مرغ ضروری است.
لیزین، دومین اسید آمینه محدودکننده
سنتز پروتئین عضلات: لیزین به عنوان یک شاخص کیفی برای پروتئین عضله محسوب می شود و کمبود آن به طور مستقیم بر سرعت رشد و توسعه بافت ماهیچه ای سینه تاثیر میگذارد.
پیشساز کارنیتین: لیزین در سنتز کارنیتین نقش دارد. کارنیتین برای انتقال اسیدهای چرب بلند زنجیر به میتوکندری جهت بتا-اکسیداسیون و تولید انرژی حیاتی است. این ارتباط، لیزین را به طور غیرمستقیم در متابولیسم انرژی دخیل میکند.
شرکتهای اصلاح نژادی مانند Aviagen در راهنمای جیرهنویسی نژاد راس 308 سطوح بهینه لیزین قابل هضم را برای حداکثر رشد و کارآیی خوراک تعیین کرده اند. این راهنماها به طور مداوم به روزرسانی می شوند و مبنای علمی فرمولاسیون جیره در سطح جهان هستند. پژوهش ها نشان داده اند که افزایش لیزین جیره تا سطح بهینه، باعث افزایش بازده لاشه و درصد گوشت سینه می شود، در حالی که مقادیر بالاتر از آن ممکن است سمی باشد و باعث ایجاد عدم تعادل با سایر اسیدهای آمینه شود.
ترئونین، سومین اسید آمینه محدودکننده
سلامت روده: ترئونین جزء اصلی ساختاری موکوس است که پوشش داخلی روده را می پوشاند و از آن در برابر پاتوژن ها و سموم محافظت میکند.
عملکرد ایمنی: ترئونین یک اسید آمینه کلیدی در ساختار ایمونوگلوبولین ها و پروتئین های پلاسما است.
پروتئین های بدن: ترئونین در پروتئین های حیاتی مانند کلاژن و الاستین نیز وجود دارد.
مطالعه ای نشان داده است که تامین ترئونین کافی در جیره، یکپارچگی پرزهای روده جوجه های گوشتی را در مواجهه با چالش باکتریایی بهبود بخشیده و باعث افزایش ارتفاع ویلی و عمق کریپت می گردد. تحقیقات دیگر حاکی از آن است که در شرایط استرس زایی مانند واکسیناسیون یا چالش های سلامتی، نیاز به ترئونین افزایش می یابد، زیرا سیستم ایمنی برای تولید پادتن ها به این اسید آمینه وابسته است.
تریپتوفان
پیشساز سروتونین: تریپتوفان پیشساز سروتونین است که یک نوروترانسمیتر کلیدی در تنظیم اشتها، رفتار و کاهش استرس است. مطالعه ای نشان داد که افزایش تریپتوفان جیره در جوجه های گوشتی منجر به کاهش رفتارهای تهاجمی مانند کندن پر و کانیبالیسم شد که احتمالا به دلیل افزایش سطح سروتونین و ایجاد آرامش در پرنده است. تحقیقات نشان می دهند که تریپتوفان می تواند پاسخ ایمنی را در طیور تحت استرس تعدیل کند و مقاومت در برابر بیماری ها را بهبود بخشد.
والین و ایزولوسین
این دو اسید آمینه، از خانواده اسیدهای آمینه شاخه دار هستند که به طور مستقیم در سنتز پروتئین عضلات نقش دارند. در جیره های مدرن که سطح پروتئین خام به دلایل اقتصادی و زیست محیطی کاهش یافته است، اهمیت والین و ایزولوسین به عنوان اسیدهای آمینه محدودکننده بعدی بیشتر شده است. مطالعه ای گزارش کرده است که در جیره های کمپروتئین، کمبود والین می تواند عملکرد رشد جوجه های گوشتی را به اندازه کمبود سایر اسیدهای آمینه محدودکننده اصلی، مختل کند. تحقیقات نشان می دهند که عدم تعادل بین والین، ایزولوسین و لوسین می تواند رخ دهد و نیاز به ایجاد نسبت های دقیق دارند.
تعیین نیاز و احتیاجات اسیدهای آمینه ضروری در طیور
تعیین دقیق نیاز اسیدهای آمینه ضروری، پایه و اساس فرمولاسیون جیره های متعادل، اقتصادی و پایدار است. این نیازها ثابت نبوده و تحت تاثیر عوامل متعددی قرار میگیرند. روش های تعیین نیاز و مهم ترین عوامل موثر بر آنها به شرح زیر است:
عوامل موثر بر نیاز اسیدهای آمینه
ژنتیک و نژاد: نژادهای مدرن گوشتی با سرعت رشد بالا در مقایسه با نژاد های سنتی، به دلیل تخصیص بیشتر اسید های آمینه برای سنتز پروتئین عضله، نیاز بالاتری به اسیدهای آمینه مانند لیزین و متیونین دارند. همینطور نژادهای تخمگذار از نظر میزان تولید تخممرغ و وزن آن متفاوت هستند.
سن: نیاز به اسیدهای آمینه بر حسب درصد جیره با افزایش سن کاهش می یابد، اما مصرف روزانه آن به دلیل افزایش مصرف خوراک، بالا می رود. جوجه های گوشتی در هفته های اول زندگی که بیشترین سرعت رشد نسبی را دارند، به بالاترین کیفیت پروتئین و غلظت اسیدهای آمینه نیازمند هستند.
جنسیت: جوجه های خروس معمولا نسبت به مرغ ها سرعت رشد و درصد گوشت سینه بیشتری دارند، در نتیجه نیاز آن ها به اسیدهای آمینه خاص مانند لیزین بالاتر است.
وضعیت تولیدمثلی: در مرغان تخمگذار، نیاز به اسیدهای آمینه مستقیما با میزان توده تخم مرغ تولیدی روزانه مرتبط است. متیونین و لیزین برای تولید سفیده و زرده و تشکیل پوسته حیاتی هستند. در مرغان مادر گوشتی، تامین اسیدهای آمینه کافی برای تولید جوجه های با کیفیت و قابلیت جوجه درآوری ضروری است.
سلامت روده و وضعیت ایمنی: در شرایط چالش برانگیز سلامتی (مانند کوکسیدیوز، استرس گرمایی)، یکپارچگی روده مختل شده و جذب اسیدهای آمینه کاهش می یابد. همچنین، فعال شدن سیستم ایمنی، نیاز به اسیدهای آمینه خاص مانند ترئونین و تریپتوفان را افزایش می دهد. بنابراین، در چنین شرایطی ممکن است احتیاجات افزایش یابد.
ترکیب جیره و انرژی: نسبت اسیدهای آمینه به انرژی جیره بسیار مهم است. اگر انرژی جیره کم باشد، پرنده برای تامین انرژی مورد نیاز خود ممکن است از اسیدهای آمینه استفاده کند (گلوکونئوژنز) که این امر موجب هدر رفت اسیدهای آمینه و افزایش نیاز می شود. همچنین، قابلیت هضم اجزای جیره بر در دسترس بودن اسیدهای آمینه تاثیر می گذارد.
نقش اسیدهای آمینه در تغذیه طیور
عملکرد پرنده
مرغ ها سریع رشد می کنند و به دریافت اسیدهای آمینه از طریق جیره واکنش نشان می دهند. این با نرخ نسبتا بالای سنتز پروتئین در عضلات اسکلتی آنها سازگار است. علاوه بر این، رشد همچنین با افزایش اسیدهای آمینه آزاد (به ویژه تورین، γ-آمینوبوتیرات، گلوتامات و گلوتامین) در بافت ها، از جمله عضلات اسکلتی و مغز، مرتبط است. به دلیل تفاوت در انتخاب ژنتیکی، محیط و ترکیب جیره، نژاد های مدرن مرغ نیازهای متفاوتی به اسیدهای آمینه نسبت به نژادهای مورد استفاده در ۳۰ سال پیش دارند. اگرچه مطالعات قبلی گزارش داده اند که خروس های بالغ هنگام تغذیه با جیره غذایی خالص در طول دوره آزمایشی سه روزه، برای حفظ تعادل نیتروژن صفر یا مثبت بدن خود نیازی به گلوتامات یا گلوتامین غذایی ندارند، اما گلوتامات و گلوتامین جیره برای حفظ تعادل نیتروژن صفر یا مثبت در جوجه های گوشتی برای رشد و بقای طولانی مدت حیاتی هستند. یک مطالعه طولانی مدت نشان داد که عدم وجود گلوتامات در جیره، افزایش وزن جوجههای ۱ تا ۱۴ روزه تغذیه شده با جیره خالص را کاهش می دهد، در حالی که افزودن 10 درصد مکمل گلوتامات به جیره پایه (بدون گلوتامات)، افزایش وزن جوجه های جوان را چهار برابر افزایش داد.
شواهد زیادی نشان می دهد که به دلیل فعالیت های محدود آرژیناز و پرولین اکسیداز برای سنتز گلوتامین از آرژینین و پرولین در مرغ، گلوتامین جیره برای سلامت (از جمله سلامت روده) و رشد پرندگان، به ویژه در شرایط استرس، از اهمیت بالایی برخوردار است. در تایید این مفهوم، استفاده از گلوتامین یا گلوتامین به همراه گلوتامات، سنتز پروتئین ماهیچه و رشد کل بدن را در جوجه های گوشتی تحریک میکند.
استفاده هم زمان گلوتامات و گلوتامین، با مهار پروتئولیز درون عضلانی، کاتابولیسم ماهیچه را در جوجه های گوشتی تحت استرس گرمایی کاهش داد. به طور مشابه، افزودن 0/2، 0/4 و 0/8 درصد گلوتامین به جیره (بر پایه ذرت و کنجاله سویا) برای مرغ های تخم گذار که در دمای 25 تا 30 درجه سانتی گراد نگهداری می شوند، مورفولوژی روده کوچک و لوله فالوپ، سطح گردش هورمون لوتئینیزه کننده، هورمون محرک فولیکول، تری یدوتیرونین و تترا یدوتیرونین و تولید تخم مرغ را بهبود بخشید. مکمل کردن جیره با لیزین یا متیونین برای جوجه های گوشتی ۲۱ تا ۴۲ روزه، سرعت رشد آنها را از طریق تغییرات در مسیرهای متابولیکی و همچنین روابط پلیژنی و پلیوتروپی افزایش داد. به همین ترتیب، استفاده از لیزین یا تریپتوفان در سطوح بالاتر از سطوح توصیه شده (۱۹۹۴) NRC اثرات مثبتی بر عملکرد رشد، توسعه بافت، پاسخ های ایمنی و وضعیت آنتیاکسیدانی در جوجه های گوشتی داشت. با این حال، مصرف بیش از حد تریپتوفان، خطر فشار شریان ریوی و ایجاد ضایعه پلکسی فرم را افزایش داد. جالب توجه است که اگرچه متیونین جیره (به ترتیب 0/5 و0/4 برای جیره های آغازین و پایانی) برای حمایت از رشد جوجه های گوشتی با وزن جوجهکشی طبیعی کافی است، اما ممکن است این مورد برای جوجه هایی با وزن جوجهکشی کم صدق نکند.
عملکرد عصبی و مصرف خوراک
اسیدهای آمینه به عنوان تعدیل کننده عملکرد عصبی در حیوانات شناخته شدهاند. مطالعه ای نشان داد که تزریق داخل بطن مغزی ال-پرولین، فعالیت خود به خودی (خودکار) را مهار کرده و وضعیت خواب جوجه ها را به صورت وابسته به دوز افزایش داد. اثرات آرام بخش و خواب آور ناشی از ال-پرولین توسط گیرندههای N-متیل-D-آسپارتات ایجاد می شود. علاوه بر این، گزارش شده است که ال-سرین، ال-آسپارتات، دی-آسپارتات، ال-تریپتوفان، ال-پرولین، ال-گلوتامات، گلوتاتیون یا کراتین، فعالیت خودبهخودی را مهار کرده و رفتارهای استرسی نا مطلوب را در جوجه ها کاهش می دهند. با این حال، مکانیسم های مسئول اثرات آرامبخشی این اسیدهای آمینه متفاوت است. بهطور خاص، ال-سرین رفتارهای ناشی از استرس جدایی اجتماعی را مهار میکند که توسط گیرندههای γ-آمینوبوتیرات A واسطه گری می شود. ال-آسپارتات اثرات آرام بخشی و خواب آوری خود را از طریق گیرنده های NMDA القا میکند، در حالی که ال- و دی-پرولین و گلوتامات به ترتیب اثرات مشابهی را از طریق گیرندههای NMD، گلایسین و NMDA بهعلاوه AMPA اعمال می کنند. گزارشهایی وجود دارد که نشان می دهند تزریق داخل بطنی ال-لوسین، مصرف خوراک جوجه های کم سن را افزایش می دهد. تاثیر ال-پرولین بر مصرف خوراک جوجه های تازه هچ شده با توجه به وضعیت خوراکدهی متفاوت بود، به طوری که تزریق داخل بطن مغزی ال-پرولین مصرف خوراک را در شرایط دسترسی آزاد تحریک میکرد اما مصرف خوراک را در حالت بی غذایی کاهش می داد.
واکنش های ضد اکسیداتیو و ضد التهابی
گلایسین، آرژینین، گلوتامین، متیونین، سیستئین، تریپتوفان، پرولین، تورین و کراتین دارای عملکرد های ضد اکسیداتیو و ضد التهابی در حیوانات، از جمله جوجه ها هستند. به عنوان مثال، شیائو و همکاران (۲۰۱۸) گزارش دادند که تورین با بهبود نفوذپذیری غشای میتوکندری و عملکرد سلول های گابلت، وضعیت آنتیاکسیدانی را در دوازدهه افزایش داده و التهاب روده ناشی از لیپوپلیساکارید را در جوجه ها بهبود بخشید. خاصیت ضد اکسیداتیو تورین همچنین از کاردیومیوسیت ها در برابر آسیب اکسیداتیو محافظت میکند، زیرا مکمل تورین سطح مولکول های آنتی اکسیدانی (مانند گلوتاتیون، سوپراکسید دیسموتاز و گلوتاتیون پراکسیداز) را افزایش داده و آپوپتوز را در کاردیومیوسیت های جوجه های گوشتی مبتلا به هیپرتروفی بطن راست مهار میکند. علاوه بر این، افزودن کیلات های گلایسین-روی به جیره جوجه های گوشتی، ظرفیت آنتیاکسیدانی عضلات اسکلتی آنها را افزایش داده و غلظت مالون دی آلدئید (محصول پراکسیداسیون لیپید) را کاهش داده و در نتیجه کیفیت گوشت را بهبود می بخشد.
منابع تامین اسیدهای آمینه ضروری در جیره طیور
تامین اسیدهای آمینه ضروری در جیره طیور از دو منبع اصلی صورت میگیرد: منابع پروتئینی طبیعی و اسیدهای آمینه سنتتیک (صنعتی). انتخاب و ترکیب بهینه این منابع، کلید دستیابی به عملکرد اقتصادی و زیستمحیطی مطلوب در صنعت پرورش طیور است.
منابع پروتئینی طبیعی
این منابع که عمدتا از گیاهان، حیوانات یا فرآوردههای فرعی آنها به دست می آیند، حاوی مخلوطی از تمام اسیدهای آمینه ضروری و غیرضروری هستند. کیفیت این منابع بر اساس محتوای اسیدهای آمینه ضروری، قابلیت هضم و وجود فاکتورهای ضدتغذیه ای سنجیده می شود.
- منابع پروتئینی گیاهی
کنجاله سویا: پرکاربردترین و باکیفیتترین منبع پروتئین گیاهی در جهان است. کنجاله سویا از نظر اسیدهای آمینه ضروری نسبتا متعادل است، اما به طور طبیعی کمبود نسبی در اسید آمینه متیونین دارد. حرارت دهی صحیح برای غیرفعال کردن مهارکننده های تریپسین (فاکتور ضدتغذیه ای) آن ضروری است.
کنجاله کلزا: کنجاله کلزای با کیفیت (کانولا) منبع خوبی از پروتئین است. اگرچه محتوای متیونین آن نسبت به کنجاله سویا بالاتر است، اما از نظر لیزین فقیرتر محسوب می شود و ممکن است حاوی گلوکوزینولات و اسید اروسیک باشد که در مقادیر بالا می توانند مضر باشند.
کنجاله آفتابگردان: محتوای پروتئین و فیبر آن به درجه فرآوری بستگی دارد. این منبع از نظر لیزین محدودکننده است و اغلب به عنوان یک منبع مکمل استفاده می شود.
ذرت و گندم: این غلات که به عنوان منابع انرژی در جیره استفاده می شوند، حاوی مقادیر کمی پروتئین هستند. پروتئین ذرت به طور ویژه از نظر لیزین و تریپتوفان بسیار فقیر است، که پایه و اساس مفهوم جیره های ذرت-سویا و محدودکنندگی متیونین و لیزین در این جیره ها را تشکیل می دهد.
- منابع پروتئینی حیوانی
پودر ماهی: یک منبع پروتئینی با کیفیت بسیار بالا، با قابلیت هضم و پروفایل متعادل اسیدهای آمینه ضروری، به ویژه غنی از لیزین و متیونین است. به دلیل قیمت بالا و ملاحظات پایدار، استفاده از آن در سال های اخیر کاهش یافته است.
پودر گوشت و استخوان: منبعی از پروتئین و کلسیم و فسفر است. کیفیت و ترکیب اسیدهای آمینه آن می تواند بسیار متغیر باشد که این امر فرمولاسیون دقیق را با چالش مواجه میکند. از نظر ایزولوسین و تریپتوفان می تواند محدودکننده باشد.
پودر خون و پودر پر: این منابع بسیار غنی از پروتئین هستند اما از نظر تعادل اسیدهای آمینه ضعف دارند. پودر خون بسیار غنی از لیزین اما فقیر از ایزولوسین است. پودر پر که از هیدرولیز پرها تولید می شود، سرشار از سیستئین و متیونین است اما از نظر لیزین بسیار فقیر است و قابلیت هضم پایینی دارد.
محدودیت اصلی منابع طبیعی: عدم تعادل ذاتی در پروفایل اسیدهای آمینه آنهاست. برای تامین نیاز یک اسید آمینه محدودکننده (مانند متیونین در جیره ذرت-سویا)، مجبور به استفاده از مقدار بیشتری از آن منبع پروتئینی هستیم که این امر منجر به عرضه بیش از حد سایر اسیدهای آمینه، افزایش پروتئین خام جیره، افزایش دفع نیتروژن و بالا رفتن هزینه خوراک می شود.
اسیدهای آمینه سنتتیک
این اسیدهای آمینه به صورت صنعتی و معمولا از طریق فرآیندهای تخمیر میکروبی تولید می شوند. آنها به شکل خالص (۹9-۹8 درصد) و با قابلیت هضم نزدیک به ۱۰۰ درصد در دسترس هستند. استفاده از آنها انقلابی در فرمولاسیون جیره طیور ایجاد کرده است.
اسیدهای آمینه سنتتیک پرکاربرد:
دی ال-متیونین پر مصرف ترین اسید آمینه سنتتیک در جهان است. شکلDL (مخلوط راسمیک از ایزومر D وL ) به طور کامل توسط طیور قابل استفاده است.
ال-لیزین: معمولا به صورت L-لیزین HCl (حاوی 78/8 درصد لیزین خالص) به جیره اضافه می شود.
ال-ترئونین: استفاده از آن برای رسیدن به نسبت ایده آل پروتئین و حمایت از سلامت روده رایج است.
ال-تریپتوفان: اگرچه قیمت آن بالاست، اما برای تنظیم دقیق جیره و مدیریت استرس کاربرد دارد.
ال-والین: با کاهش سطح پروتئین خام جیره ها، والین به عنوان چهارمین یا پنجمین اسید آمینه محدودکننده شناخته شده و استفاده از شکل سنتتیک آن در حال افزایش است.
مزایای استفاده از اسیدهای آمینه سنتتیک:
فرمولاسیون دقیق: امکان برآورد دقیق نیاز اسیدهای آمینه محدودکننده بدون اضافه کردن اسیدهای آمینه غیرضروری فراهم میشود.
کاهش پروتئین خام جیره: با افزودن اسیدهای آمینه محدودکننده، می توان سطح پروتئین خام جیره را تا 4-2 درصد کاهش داد. این امر منجر به کاهش قابل توجه دفع نیتروژن (تا ۳۰ درصد) و کاهش آلودگی محیطزیست می شود.
بهبود سلامت روده: کاهش پروتئین هضم نشده در انتهای روده، محیط را برای تکثیر باکتری های بیماری زایی مانند Clostridium perfringens (عامل نکروتیک انتریتیس) نامساعد میکند.
چشم انداز آینده و نتیجه گیری
اسیدهای آمینه ضروری بلوک های سازنده بنیادین تولید و سلامت در صنعت طیور هستند. درک عمیق نقش چندگانه آنها از سنتز پروتئین و رشد عضلات تا عملکرد به عنوان پیشساز مولکول های سیگنالدهنده حیاتی؛ تقویت سیستم ایمنی و حفظ سلامت روده، پایه و اساس علوم نوین تغذیه طیور است. مفهوم پروتئین ایدهآل که بر نسبت های دقیق اسیدهای آمینه ضروری نسبت به لیزین استوار است، انقلابی در فرمولاسیون جیره ایجاد کرده و امکان دستیابی به حداکثر پتانسیل ژنتیکی نژادهای مدرن را فراهم ساخته است. استفاده استراتژیک از اسیدهای آمینه سنتتیک، نه تنها به کاهش هزینه های تولید و وابستگی به منابع پروتئینی وارداتی منجر شده، بلکه از طریق کاهش قابل توجه دفع نیتروژن، گامی بلند در جهت صنعت طیور پایدارتر برداشته است. امروزه، تغذیه بر پایه اسیدهای آمینه ضروری، دیگر تنها یک انتخاب نیست، بلکه یک ضرورت برای دستیابی به اهداف اقتصادی، بهداشتی و زیست محیطی است.
حوزه تحقیق در مورد اسیدهای آمینه ضروری در تغذیه طیور پویا و در حال تکامل است. چشم اندازهای آینده بر تغذیه دقیق و درک عمیق تر از تعاملات پیچیده فیزیولوژیکی متمرکز خواهد بود:
تغذیه دقیق (Precision Nutrition): با استفاده از هوش مصنوعی و Machine Learning، می توان داده های عظیم مربوط به نژاد، سن، جنسیت، شرایط محیطی و سلامت گله را برای فرمولاسیون جیره های سفارشی و پویا تجزیه و تحلیل کرد. این امر نیازهای اسید آمینه ای را در سطح گله ای و حتی در شرایط چالش برانگیز مانند استرس گرمایی به طور دقیق تری برآورده می کند.
اپیژنتیک (Epigenetics): تحقیقات آینده به نقش اسیدهای آمینه (مانند متیونین به عنوان دهنده متیل) در برنامه ریزی اپی ژنتیکی جنین و جوجه در حال رشد خواهد پرداخت. این مطالعات چگونگی تاثیر تغذیه مرغ مادر بر عملکرد و سلامت فرزندان در طول چرخه زندگی آنها را روشن خواهد کرد.
تکنیک های او-میکس (Omics Techniques): استفاده از ترانسکریپتومیکس (بررسی بیان ژن)، پروتئومیکس (بررسی پروتئین ها) و متابولومیکس (بررسی متابولیت ها) به محققان این امکان را می دهد که نحوه تاثیر سطوح مختلف اسیدهای آمینه بر مسیرهای متابولیک خاص را درک کنند. این رویکرد می تواند نشانگرهای زیستی (Biomarkers) جدیدی برای تشخیص زود هنگام کمبود یا تعادل ایده آل اسیدهای آمینه شناسایی کند.
توسعه اسیدهای آمینه سنتتیک جدید: در حال حاضر، تحقیق و توسعه برای تولید مقرون به صرفه تر اسیدهای آمینه سنتتیک بعدی مانند ایزولوسین و آرژینین در دست انجام است. در دسترس قرار گرفتن این اسیدهای آمینه، دقت در فرمولاسیون جیره های بسیار کم پروتئین را به طور قابل توجهی افزایش خواهد داد.
تاکید بر سلامت و رفاه (Health & Welfare): نقش اسیدهای آمینه خاص مانند ترئونین و تریپتوفان در تعدیل پاسخ به استرس، بهبود یکپارچگی روده و تقویت سیستم ایمنی، زمینه ای کلیدی برای تحقیقات آتی خواهد بود. هدف نهایی، کاهش استفاده از آنتیبیوتیک ها و پرورش گله های مقاوم تر از طریق راهبردهای تغذیه ای است.
پایداری محیطی (Environmental Sustainability): فشار برای کاهش ردپای (Finger Print) کربن و نیتروژن صنعت دامپروری ادامه خواهد داشت. جیره نویسی مبتنی بر اسیدهای آمینه ضروری، به عنوان یک راهکار کلیدی برای دستیابی به این هدف، بیش از پیش مورد توجه قرار خواهد گرفت.
اسیدهای آمینه ضروری، دیگر تنها به عنوان مواد مغذی در نظر گرفته نمی شوند، بلکه به عنوان مولکول های سیگنال دهنده هوشمند شناخته می شوند که مسیرهای متابولیک، بیان ژن و سلامت کلی پرنده را تنظیم میکنند. آینده تغذیه طیور در گروی درک این نقش های پیچیده و به کارگیری آنها در قالب راهبردهای تغذیه ای دقیق و پایدار است. تلفیق دانش سنتی با فناوری های نوین، صنعت طیور را قادر می سازد تا پاسخگوی نیازهای غذایی جمعیت رو به رشد جهان باشد، در حالی که مسئولیت خود را در قبال سلامت حیوان، کیفیت محصول و حفاظت از محیط زیست به بهترین شکل ایفا کند.
