Protein ist ein wesentlicher Bestandteil von Futtermitteln, aber Tiere benötigen die Aminosäuren in diesem Protein. Wenn die Aminosäuren in einem Protein im Gleichgewicht sind, befinden sich Muskeln, Haut, Federn, innere Organe, Enzyme, Antikörper und andere physiologische Aktivitäten des Tieres in ihrem optimalen Zustand. Dieser Artikel beschreibt systematisch die Beziehung zwischen Futterprotein und Aminosäuren und folgt dabei dem Weg von Protein → Aminosäuren → Verdauung → Absorption → Gleichgewicht → Proteinsynthese → tierische Produktionsleistung.
1. Was ist Protein?
Proteine bestehen aus mehr als 20 Aminosäuren . Die Hauptfunktionen von Proteinen bei Tieren sind: Bildung von Körpergewebe, Teilnahme an der Stoffwechselregulierung, Aufrechterhaltung der Immunfunktion und Bereitstellung von Energie. Es ist wichtig zu beachten, dass Rohprotein im Futter nicht dasselbe ist wie Vollprotein; Es handelt sich lediglich um einen geschätzten Proteingehalt, nicht um echtes Protein und schon gar nicht um verwertbares Protein.
2. Was sind Aminosäuren?
Aminosäuren sind die Grundbausteine von Proteinen. Je nachdem, ob der Körper sie synthetisieren kann, können sie in essentielle Aminosäuren, nicht-essentielle Aminosäuren und bedingt essentielle Aminosäuren eingeteilt werden. Wenn Sie mehr über Aminosäuren in Futtermittelqualität erfahren möchten, lesen Sie bitte diesen Artikel: Grundelemente von Futtermitteln: Aminosäuren.
3. Die Beziehung zwischen Proteinen und Aminosäuren
Im Verdauungstrakt des Tieres werden Proteine im Futter nach und nach durch Proteasen in Polypeptide, kleine Peptide und freie Aminosäuren hydrolysiert. Protein ist die Hauptquelle für Aminosäuren; Durch die Zugabe von Rohprotein zu Tierfutter werden im Wesentlichen Aminosäuren bereitgestellt. Daher handelt es sich bei der Futterformulierung grundsätzlich um eine Aminosäureformulierung und nicht um eine Proteinformulierung.
Die Menge des synthetisierten Proteins wird durch die Aminosäure mit dem größten Mangel bestimmt: Wenn die Menge der Aminosäure mit dem größten Mangel nicht erhöht wird, kann keine Menge anderer Aminosäuren dies ausgleichen, und der Überschuss kann nur oxidiert und desaminiert werden, was die Stoffwechselbelastung und die Stickstoffemissionen erhöht. Der Kern der Formulierungsarbeit besteht darin, „den Mangel zu finden und ihn einzeln zu beheben“.
4. Aminosäureeigenschaften gängiger Futterbestandteile
Wie im Bild oben deutlich zu sehen ist:
Mais enthält 7,5–8,5 % Rohprotein und 0,24–0,28 % Lysin . Es weist einen erheblichen Mangel an Lysin und Tryptophan auf, was zu einer allgemein schlechten Proteinqualität führt.
Sojaschrot enthält 43–48 % Rohprotein und 2,5–3,2 % Lysin. Das Aminosäureprofil von Pflanzenprotein ist relativ ausgewogen, der Methioningehalt ist jedoch gering.
Fischmehl enthält 60–67 % Rohprotein und 4,5–5,0 % Lysin. Das Aminosäureprofil von Fischmehl ist ausgewogen und gut verdaulich.
Rapsschrot enthält 33–40 % Rohprotein und 1,8–2,1 % Lysin. Der Lysingehalt ist gering, die Verdaulichkeit etwas gering und es enthält ernährungshemmende Faktoren.
DDGS hat einen Rohproteingehalt von ca. 26 % und einen Lysingehalt von 0,9 %. Der Gehalt an Lysin und Tryptophan ist unzureichend und übermäßiges Erhitzen während des Trocknungsprozesses kann zur Maillard-Reaktion führen, die die Verdaulichkeit von Lysin verringert. Es hat auch einen hohen Phosphorgehalt.
5. Was ist ein ideales Protein?
Unter „idealem Protein“ versteht man eine Futterzusammensetzung, die perfekt auf die Wachstumsbedürfnisse des Tieres abgestimmt ist und weder zu wenig noch zu viel enthält. Dieses Konzept wurde um 1950 von Mitchell vorgeschlagen und später von ARC, NRC und Industrieorganisationen zu einem modernen, praktikablen Aminosäuremodell weiterentwickelt.
Tiere in unterschiedlichen Wachstumsstadien haben unterschiedliche Anforderungen an Aminosäuren, und diese Anforderungen variieren auch je nach den Produktionszielen des Landwirts, wie Gewichtszunahme, Milchproduktion, Eierproduktion und Federwachstum. Beispielsweise benötigen Ferkel einen höheren Gehalt an Tryptophan und Lysin als Mastschweine, während Legehennen einen höheren Gehalt an Methionin und Cystein benötigen . Die Formeln sollten dynamisch an das Wachstumsstadium des Tieres angepasst werden.
6. Warum legen moderne Futtermittel besonderen Wert auf den Zusatz von Aminosäuren?
Die Einführung des modernen Idealproteinkonzepts und Änderungen in der Futterformulierung führen dazu, dass bisherige Rohproteinindikatoren den ausgewogenen Ernährungsbedarf der Tiere nicht mehr decken können. Was Tiere wirklich brauchen, sind: spezifische Aminosäuren + angemessene Verhältnisse + ausreichende Verdaulichkeit und Absorption.
Den aktuellen Daten von K-State zufolge werden Lysin, Methionin, Threonin, Tryptophan, Valin und Isoleucin in Futtermittelqualität häufig als Futterzusatzstoffe verwendet, wodurch die Stickstoffemissionen kontinuierlich reduziert werden und gleichzeitig ein wirklich niedriges Protein-, Aminosäureanreicherungs- und Aminosäuregleichgewicht erreicht wird.
Natürlich bedeutet die Betonung der Aminosäuresupplementierung nicht, dass der Rohproteinanteil kontinuierlich reduziert wird. Rohprotein enthält außerdem einige nicht-essentielle Aminosäuren, Stickstoff und andere proteinbezogene Nährstoffe. Diese Nährstoffe können bei der Synthese anderer Nährstoffe im Körper helfen. Daher besteht das Ziel einer proteinarmen Ernährung nicht darin, Proteine auf ein Minimum zu reduzieren, sondern vielmehr darin, eine angemessene Menge an anderen Proteinen aufrechtzuerhalten und gleichzeitig den ausgewogenen Nährstoffbedarf des Tieres zu decken.
7. Was ist der Unterschied zwischen Gesamtaminosäuren und verdaulichen Aminosäuren?
Die Gesamtproteinmenge im Futter entspricht nicht dem gesamten Protein, das Tiere aufnehmen können. Daher hängt die Proteinqualität nicht nur vom Aminosäuregehalt, sondern auch von der Verdaulichkeit ab. Moderne Tierernährung erfordert die Berücksichtigung sowohl der Verdaulichkeit als auch der Bioverfügbarkeit von Aminosäuren.
Gesamtaminosäuren (Gesamt-AA): Die Gesamtmenge an Aminosäuren in den Futterrohstoffen.
Scheinbare Ileumverdaulichkeit (AID): (Aufgenommene Aminosäuren – Aminosäuren, die aus dem terminalen Ileum fließen) / Aufgenommene Aminosäuren. Bei dieser Berechnungsmethode werden Aminosäuren aus Verdauungssäften und abgelösten Darmzellen in den unverdauten Teil einbezogen und somit die tatsächliche Verdaulichkeit des Rohmaterials unterschätzt. Darüber hinaus wird dieser Wert auch durch die Futteraufnahme beeinflusst.
Standard-ileale Verdaulichkeit (SID): (aufgenommene Aminosäuren – (Ileal-Abfluss-Aminosäuren – basale endogene Aminosäuren)) / aufgenommene Aminosäuren. Dies berechnet den Verlust an Aminosäuren, die im Körper des Tieres ausgeschieden werden, und kommt der tatsächlichen Verdaulichkeit näher.
Derzeit verwenden die meisten gängigen Tierfutterformulierungen auf dem Markt die SID-Methode, die für eine genaue Berechnung basierend auf der Kombination von Rohstoffen praktisch ist und Störungen durch Futteraufnahmemengen und endogene Verluste eliminiert.
8. Warum beeinflusst die Proteinverarbeitung die Aminosäureverwertung?
Während der Verarbeitung können sich einige Futterzutaten oder Zusatzstoffe aufgrund hoher Temperaturen, längerer Erhitzung, unsachgemäßer Trocknungsprozesse oder schlechter Lagerbedingungen verändern. Besonders wichtig ist die Überwachung von Veränderungen des Lysingehalts.
FAO-Daten zeigen, dass selbst wenn eine chemische Analyse das Vorhandensein einer bestimmten Aminosäure zeigt, dies nicht unbedingt bedeutet, dass diese die gleiche Bioverfügbarkeit aufweist. Daher sind Proteingehalt, Aminosäuregehalt, verdauliche Aminosäuren und verwertbare Aminosäuren vier verschiedene Konzepte.
Daher werden in modernen Futterformulierungen viele Zutaten in Kombination verwendet, beispielsweise Mais- und Sojaschrot. Wie wir oben aus den Aminosäureeigenschaften üblicher Futterzutaten gelernt haben, enthält Mais relativ wenig Lysin , während Sojabohnenmehl einen hohen Lysingehalt aufweist. Durch die Kombination dieser beiden, zusammen mit der Zugabe kristalliner Aminosäuren, können Tiere besser mit ausreichend ausgewogenen Aminosäuren versorgt werden, was der in der Formulierung erwähnten Proteinkomplementaritätsfunktion entspricht.
9. Die Rolle der Zugabe von Aminosäuren zum Futter
9.1 Ergänzung limitierender Aminosäuren
Lysin, Methionin, Threonin und Tryptophan in der allgemeinen Ernährung mit Mais- und Sojabohnenmehl können Aminosäuremängel in der Ernährung verhindern und es ihnen ermöglichen, ihre Rolle bei der ausgewogenen Tierernährung voll zu spielen.
9.2 Rohprotein reduzieren
Experimente zeigen, dass mit jedem Rückgang des Rohproteins um 1 % die Stickstoffausscheidung um etwa 8 bis 10 % abnimmt (dieser Prozentsatz variiert je nach Tierart und Art der Aminosäuren). Darüber hinaus kann der Ersatz einiger proteinreicher Rohstoffe durch kristalline Aminosäuren, vorausgesetzt, dass ausreichend essentielle Aminosäuren vorhanden sind, Proteinverschwendung effektiv vermeiden, ohne die Produktionsleistung zu beeinträchtigen.
9.3 Optimieren Sie die Zuchtumgebung
Die wirksame Reduzierung der Stickstoffemissionen hängt maßgeblich mit einer eiweißarmen Ernährung zusammen. Reduzierter Stickstoff in tierischen Exkrementen führt zu geringeren Ammoniakkonzentrationen, was zu einer besseren Luftqualität und einer geringeren Güllebehandlungsbelastung führt, was für den Umweltschutz von gewisser Bedeutung ist.
9.4 Futterkosten optimieren
Der Preis von Aminosäuren ist niedriger als der von Sojamehl oder Fischmehl mit dem gleichen Aminosäureäquivalent. Derzeit können Futtermittelformulierungen, die proteinarme Rohstoffe mit vollständigen Sätzen kristalliner Aminosäuren kombinieren, die Produktionskosten von Futtermittelunternehmen wirksam senken.
Um die Proteinverwertung durch den Ausgleich von Aminosäuren zu verbessern, ist es entscheidend, den Energiehaushalt sicherzustellen. Durch die gezielte Ausrichtung auf ideale Proteinspiegel und die Formulierung auf der Grundlage von SID (Suitable Intake Levels) werden Ungleichgewichte bei limitierenden Aminosäuren minimiert. Proteinarme Diäten können die Stickstoffausscheidung und die Futterkosten reduzieren, ohne die Produktionsleistung zu beeinträchtigen oder gar zu verbessern. Erhalten Sie die besten Ergebnisse für weniger Geld! Für weitere Informationen zu Aminosäuren in Futtermittelqualität wenden Sie sich bitte an die Branchenexperten von Polifar . Sie werden Sie bestens beraten!
FAQ
F1: Ist ein höherer Proteingehalt immer besser?
A1: Falsch. Zu viel Rohprotein bedeutet nicht genügend Aminosäuren. Zu viel Protein bedeutet, dass überschüssige Aminosäuren desaminiert und ausgeschieden werden, was Stickstoff verschwendet, die Belastung von Leber und Nieren erhöht, die Ammoniakemissionen erhöht und die Futterkosten in die Höhe treibt. Der Schlüssel liegt in der Qualität und Quantität der Aminosäuren und nicht darin, dass je höher das Rohprotein, desto besser.
F2: Ist ein höherer Aminosäuregehalt immer besser?
A2: Falsch. Überschüssige Aminosäuren sind ebenfalls schädlich: Sie erhöhen die Stoffwechselbelastung (z. B. übermäßige Met-Toxizität), stören das Gleichgewicht zwischen Aminosäuren (überschüssiges Leu antagonisiert Ile/Val) und verringern die Futteraufnahme und das Futterverwertungsverhältnis. Präzision bedeutet „gerade genug“, nicht „je mehr desto besser“.
F3: Entspricht die Gesamtaminosäurezahl der verfügbaren Aminosäurezahl?
A3: Falsch. Die Verdaulichkeit verschiedener Rohstoffe variiert stark (und sogar verschiedene Chargen desselben Rohstoffs können unterschiedlich sein), sodass die Gesamtaminosäuren nicht die tatsächliche Menge widerspiegeln können, die von Tieren aufgenommen wird. SID / verdauliche Aminosäuren ist der richtige Maßstab für die Formulierung und Bewertung.
F4: Ist weniger Protein immer besser?
A4: Falsch. Eine proteinarme Ernährung erfordert eine vollständige und ausreichende Versorgung mit essentiellen Aminosäuren (insbesondere SID-Aminosäuren). Ohne eine ausreichende Aminosäureergänzung zur Unterdrückung von CP (Protein-Nährstoffmangel) wird die Leistung unweigerlich sinken. Die Grenze einer proteinarmen Ernährung ist das „Aminosäuregleichgewicht“.
F5: Kann die Ergänzung mit nur einer Aminosäure alle Proteinprobleme lösen?
A5: Nach einer Lysin-Supplementierung kann Folgendes auftreten: Lysin ist keine limitierende Aminosäure mehr, Threonin wird zur limitierenden Aminosäure, und sobald Threonin wieder aufgefüllt ist, können andere Aminosäuren zu den nächsten limitierenden Faktoren werden. Daher ist die Aminosäureergänzung ein dynamischer Gleichgewichtsprozess.
Abschluss
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die wirtschaftliche Beziehung zwischen Proteinen und Aminosäuren das Hauptanliegen von Futtermittelunternehmen und Landwirten ist. Eine vernünftige Proteinquelle und eine präzise Aminosäureergänzung decken den Wachstumsbedarf der Tiere, was zu niedrigeren Futterkosten, einer stärkeren Tierproduktionsleistung, geringeren Stickstoffemissionen und höheren Gesamtgewinnen führt. Warum also nicht diesen wirtschaftlicheren Ansatz nutzen?