Proteins vaø Amino Acids trong dinh dưỡng thủy sản

Proteins vàø Amino Acids trong dinh dưỡng thũ ûûy sảûn NỘI DUNG -Tính chất tổng quát -Sự tiêu hoá và biến dưỡng proteins - Amino acids -Nhu cầu protein và amino acids -Giá trị sử dụng proteins I. Tổång quáùt vềà proteins ? Protein làø thàønh phầàn chính cấáu tạïo củûa cáùc cơ quan vàø phầàn mềàm cơ thểå sinh vậät ? Nguồàn cung proteins liên tuâ ïïc đảûm bảûo sựï tăng trê ưởûng vàø thay thếá cáùc mô giâ øø ? Protein thứùc ăn ê ? protein cơ thểå ? Protein thứùc ăn:ê thựïc vậät vàø độäng vậät ? Protein chiếám tỉ trọïng lớùn nhấát trong cáùc thàønh phầàn thứùc ănê Thàønh phầàn dinh dưỡng trong õ mộät sốá thứùc ăn cho thuê ûûy sảûn Nguyên liệu Trọng lượng khô Protein Lipid Khoáng Xơ Trích không đạm Bột cá Anchovy Bột cá sardine Nghêu Hầu Bánh dầu đậu nành Bánh dầu dừa 92,0 93,0 26,9 21,7 90,6 90,2 70,2 65,2 40,8 83,5 45,9 21,9 5,3 5,0 10,8 1,9 1,0 2,2 16,9 19,8 10,8 14,4 6,3 6,9 - 1,0 3,8 - 6,3 14,1 7,1 9,0 24,6 31,1 45,1 Vai tròø củûa Protein ? Thàønh phầàn chính củûa cơ thểå (cấáu trúùc tếá bàøo) ? Biếán dưỡng õ (sửû dụïng như nguồàn năng lê ượïng khi khẩåu phầàn nghèøo năng lê ượïng) ? Enzymes (cáùc proteins hồàng cầàu ảûnh hưởûng vàø điềàu hòøa biếán dưỡng)õ ? Plasma proteins (cáùc proteins di độäng như cáùc thểå miễn dịch cơ thễ åå ) ? Hormones (vai tròø điềàu hoàø) Proteins trong thàønh phầàn váùch tếá bàøo Thàønh phầàn cơ bảûn cuảû protein ? Thàønh phầàn hoáù họïc: carbon, hydrogen, oxygen (CHO) ? Thàønh phầàn cơ bảûn: chứùa tỉ lệä tương đốái không â đổåi nitơ trong nhóùm amino (16-17%) ? Cóù thểå chứùa sulfur, phosphorus vàø sắét ? Cấáu trúùc phân tâ ửû phứùc tạïp, cóù trọïng lượïng phân â tửû rấát lớùn Cấáu trúùc củûa phân tâ ửû protein ? Protein cấáu tạïo từø những phân tõ â ửû amino acids nốái kếát nhau ? Nốái hoáù họïc peptide linkage ? Chuỗi protein cỗ ùù 100-200 đơn vị Cấáu trúùc protein Phân loâ ïïi cáùc protein ? Proteins đơn giảûn: chủû yếáu làø cáùc protein nguyên â chấát, khi thủûy phânâ , sảûn sinh ra cáùc đơn vị amino acids (e.g., egg albumin) ? Protein liên kê áát: cáùc đơn vị protein liên kê áát vớùi cáùc thàønh phầàn không proteinâ (e.g., casein, thàønh phầàn protein củûa sửûa vớùi phosphorus ester hoáù ? Protein trích ly: như peptides, protein biếán đổåi tính chấát bằèng nhiệät hay acid hóùa . Proteins liên kê áát ? Nucleoproteins: protein + nucleic acid (e.g., seed germs) ? glycoproteins: protein + COH group (e.g., mucus) ? phosphoproteins: protein+ hợïp chấát chứùa Phosphor (e.g., casein) ? hemoglobins: protein + hematin ? lecithoproteins: protein + lecithin (e.g., fibrinogen) Xáùc định protein trong thứùc ănê ? Phương pháùp trựïc tiếáp đo lượïng protein không â thựïc hiệän đượïc ? Phương pháùp giáùn tiếáp đo lượïng nitơ trong thứùc ăn do hă øøm lượïng N tương đốái không â đổåi (16%): ? [N] x 6.25 = protein thô â ? Xáùc định bằèng phương pháùp Kjehldal ? Protein thô = protein nguyên châ â áát + NPN ? ĐẠÏM PHI PROTEIN VÀØ ĐẠÏM PROTEIN II. SỰÏ TIÊU HÔ ÙÙA VÀØ BIẾÁN DƯỠNG Õ PROTEIN ? Endopeptidase: thủûy phân protein vâ øø cáùc chuỗi polypeptides ã dàøi thàønh cáùc polypeptides ngắén hơn. - Pepsin: cóù trong dạï dàøy cáùc loàøi cáù - Trypsin: cóù trong ruộät - Chymotrypsin cũng thuõ ääc nhóùm nàøy cũng nhõ ư cathepsin vàø elastase. ? Exopeptidase thủûy phân câ ùùc polypeptide cho đếán cáùc sảûn phẩåm cuốái cùøng làø cáùc AA. -Carboxypeptidase phân câ éét lầàn lượït nốái peptide từø đầàu carboxyl củûa chuỗi polypeptidesã - Aminopeptidase phân câ éét cáùc AA tuầàn tựï, từø đầàu amin củûa chuỗi polypeptidesã Sựï biếán dưỡng proteinõ AA trong thức ăn Tiêu hóa Hấp thụ Phân giải NH2 Oxy hóa Ammonia CO2 Kho AA tự do trong cơ thể Protein trong cơ thể Các thành phần chức Nitơ khác Các AA không thiết yếu Tổng hợp •- Protein cơ thể là thể động cân bằng giữa protein sinh tổng hợp và tiêu hao protein cho năng lượng và các chức năng sinh học khác Oxy hóùa cáùc amino acids ? Khữ gốc NH3 bằng phương thức chuyển amin: transaminase AA + α-ketoglutaric ------------- > α-keto acid + glutamate Glatamate dehydrogenase Glatamate + NAD + H2O ----------> α-ketoglutaric + NADH + NH3 ? Khử amin bằng phản ứng oxy hóa: Sản phẩm của sự oxy hóa các amino acids là các keto-acids. Các keto- acids này tham gia vào chu trình Krebs để giải phóng năng lượng. Còn gốc NH3 được cá thải bỏ qua mang, nước tiểu. CH3-CH-COOH + [ O] ----------> CH3-CH-COOH + NH3 NH2 0 Alanine Pyruvic acid Các amino acids sẽ bị khữ gốc NH3 bằng 2 phản ứng (oxy hóa) hay chuyển gốc amin Sựï bàøi tiếát ammonia ? Ammonia làø sảûn phẩåm củûa sựï oxy hóùa amino acid: dạïng phân ly vâ øø dạïng không phân ly (râ â áát độäc) ? Sinh vậät thảûi loạïi ammonia dướùi dạïng: ammonia (ĐVTS), urea (gia súùc), uric acid (gia cầàm) ? Cáù vàø tôm thâ ûûi ammonia chủû yếáu dạïng ammonia (60- 90%) ? Cáùc dạïng kháùc chứùa N (10-40%): urea, uric acid, amino acid, trimethyl (TMA), trimethylamine oxide (TMAO), creatine vàø creatinine ? Cơ quan thảûi loạïi ammonia: mang (60-90%), nướùc tiểåu, phân vâ øø mộät phầàn qua lớùp da ? Cơ quan sảûn sinh ammonia: gan (60-70%), thậän vàø cơ Sinh tổång hợïp protein vàø sựï tích lũy õ protein cơ thểå ? Sinh tổång hợïp đểå tạïo nên câ ùùc protein mớùi cho cơ thểå như cáùc hormone vàø cáùc enzyme hay cáùc mô mơâ ùùi đểå thay thếá phầàn mô giâ øø cổåi ? Gan vàø cơ làø hai cơ quan quan trọïng liên quan â đếán sựï biếán dưỡng protein. Ngoã øøi ra cáùc cơ quan kháùc như cơ đỏû, cơ trắéng, mang cáù, lớùp mucosa ruộät cũng tham gia vã øøo quáù trình biếán dưỡng nã øøy Cơ quan Tốc độ tổng hợp Hiệu suất tổng hợp Gan Mang cá Oáng tiêu hoá Dạ dày Cơ đỏ Cơ trắng 5.3 – 20.0 2.4 – 23.0 1.3 – 21.2 7.8 – 18.3 0.3 – 7.7 0.1 – 1.3 5 - 8 - - 70 III. Amino Acids (AA) ? Đơn vị cấáu tạïo nên câ ùùc protein, cóù khoảûng 30 AA ? AA thiếát yếáu (EAA) vàø AA không thiê áát yếáu Amino acid thiết yếu Amino acid không thiết yếu và thiết yếu một phần Arginine (ARG) Histidine (HIS) Isoleucine (ILE) Leucine (LEU) Lysine (LYS) Threonine (THR) Trytophan (TRY) Valine (VAL) Methionine Phenyalanine Alanine (ALN) Asparagine (ASN) Aspartate (ASP) Glutamate (GLU) Glutamine (GTM) Glycine (GLY) Proline (PRO) Serine (SER) Cystein (CYS) * thiết yếu một phần Tyrosine (TYR) * thiết yếu một phần AMINO ACIDS VAI TRÒØ CỦÛA AMINO ACID THIẾÁT YẾÁU (EAA) ? Khẩåu phầàn cân bâ èèng EAA sẽ tiẽ áát kiệäm sựï sửû dụïng protein trong thứùc ăn: ê ? 32% protein đậäu nàønh cho tăng troê ïïng kéùm 30% bộät cáù ? Cáùc AA cao hơn nhu cầàu không â đượïc sửû dụïng vàø sẽ bị oxy hõ ùùa ? Cáùc nguồàn protein kháùc nhau cóù tỉ lệä EAA kháùc nhau ? Cáùc protein thựïc vậät (báùnh dầàu đậäu nàønh, bd đậäu phọïng thườøng không cân â â đốái EAA) ? Trong dinh dưỡng, cã ùùc AA tinh thểå hay tổång hợïp đượïc sửû dụïng đểå cân â đốái cáùc thiếáu hụït EAA: lysine, methionine, tryptophan IV. Nhu cầàu protein vàø amino acids ? Theo NRC “ Nhu cầàu protein làø lượïng protein tốái thiểåu cóù trong thứùc ăn nhă èèm thỏûa mãn yêu cã â ààu cáùc amino acids đểå đạït tăng trê ưởûng tốái đa”. ? Nhu cầàu tương đốái: % protein trong thứùc ănê ? Nhu cầàu protein tuyệät đốái: g protein/kg thểå trọïng/ngàøy ? Nhu cầàu protein củûa thủûy sảûn rấát lớùn so vớùi ĐV trên câ ïïn: 25%-50% Protein Thứùc ănê E biếán dưỡngõ Kca/g ME/Protein ratio Hệä sốá thứùc ănê Hiệäu suấát sửû dụïng protein Cáù trơn Mỹõ Gàø thịt Bòø thịt 32 18 11 2,7 2,8 2,6 8,5 16 24 1,2 2,1 7,7 0,36 0,33 0,15 Nhu cầàu protein mộät sốá loàøi cáù Giống loài Thức ăn Trọng lượng (g) Khẩu phần (%) Nhu cầu protein Tác giả Anguilla japonica Anguilla anguilla Chana micropeltes Cyprinus carpio Ictalurus puntatus Tilapia aurea Orechromis niloticus O. mosambicus Chanos chanos Ctenopharyngodon Salmo gairdneri Clarias batrachus Pangasius bocourti P. hypophthalmus Casein Bột cá Casein Casein Casein Bột cá Casein Casein Bột cá Casein Casein Bột cá Bột cá 4.4 - 21 0.11 0.1-1 0.34 12.6 20 15 tự do - 1.8 10 8.2 2.5-5.5 6 5 45 62 52 31-38 32-36 35 30 40 40 41-43 40 40 45 30-35 28 32 Nose & Arai (1972) Wee & Talcon (1982) Ogino & Saito (1970) Garling & Wilson Mazid et al. (1979) Wang et al. (1985) Jauncey (1982) Lim et al. (1979) Dabrowski (1977) Satia (1974) Zeitoun et al. (1973) Halver et al. (1964) Hung (1999) Pathmasothy & Jin, 1988 Vì sao nhu cầàu protein củûa thủûy sảûn cao hơn độäng vậät trên câ ïïn ? Cáù cóù tậäp tính ăn ê độäng vậät trong thiên nhiên. Ngoâ â ïïi lệä cáù Rô â phi vàø cáù Măng bieê åån (Chanos chanos)cóù nhu cầàu protein 30- 32% vàø 40-45% ? Hàøm lượïng amino acids trong huyếát tương cao gấáp 3-6 lầàn so vớùi độäng vậät trên câ ïïn nên khâ ûû năng bieê áán dưỡng cao cã ùùc amino acids. ? Khảû năng sê ửû dụïng năng lê ượïng biếán dưỡng tõ ừø nguồàn protein trong thứùc ăn. ê ? Cáù cóù cơ chếá bàøi tiếát ammonia trựïc tiếáp ra môi trâ ườøng do đóù không phâ ûûi tiêu tô áán nhiềàu năng lê ượïng đểå chuyểån ammonia ra cáùc dạïng urea hay uric acid như cáùc độäng vậät trên câ ïïn ? Cáùc thí nghiệäm nhu cầàu protein đềàu thựïc hiệän trên câ ùù giốáng nên nhu câ ààu protein chắéc chắén sẽ cao hơn nhu cã ààu khi cáù trưởûng thàønh. Cáùc yếáu tốá ảûnh hưởûng đếán nhu cầàu proteins ? Năng lê ượïng thứùc ăn ê ? Chấát lượïng vàø loạïi thứùc ăn sê ửû dụïng ? Trạïng tháùi sinh lýù cáù (tuổåi cáù, thờøi kỳø sinh sảûn, di cư) ? Điềàu kiệän môi trâ ườøng nuôi â Cáùc yếáu tốá ảûnh hưởûng đếán nhu cầàu proteins (2) -Năng lượng có tác dụng chia sẽ nhu cầu protein trên thủy sản: nhu cầu protein sẽ giảm khi tăng năng lượng thức ăn - Cá hồi có nhu cầu protein: 40% năng lượng 16 KJ/g - Nhu cầu protein giãm xuống36% khi năng lượng 18KJ/g Giải thích ? - Thực tế sản xuất thức ăn chế biến có khuynh hướng tăng năng lượng trong thức ăn -Năng lượng cao bao nhiêu là vừa phải: - Năng lượng thấp: Lãng phí protein thức ăn - Năng lượng cao : Cá chậm lớn và tích lũy nhiều mỡ Tốái ưu hóùa tỉ lệä protein vàø năng lê ượïng thứùc ănê - Tỉ lệ P/E (mg protein/Kcal) tối ưu cho tăng trưởng thay đổi từ loài này sang loài khác nhưng đa số đều nằm trên mức 20 Giống loài DP (%) DE (KJ/ g) DP/DE (mg/KJ) Trọng lượng Tác giã Cá trơn Mỹ Cá rô phi Đài Loan Cá chép Cá hồi (Salmo gaidneri) Cá trê phi Cá tra Cá basa 22,2 28,8 27,0 27.0 24,4 30 31.5 33 42 40 32 28 9,7 12.8 11.6 13.1 12.8 12.3 12.3 15.1 17.2 18.6 * 22,7 22.5 23.2 20.5 19.3 24.6 25.8 22.0 25.1 21.5** 18.6 ** 14.4 ** 526 34 10 266 600 50 20 90 94 15 20 Page & Andrews (1973) Garling & Wilson (1976) Mangalik (1986) Mangalik (1986) Li & Lovell (1992) El Sayed (1987) Takeuchi et al. (1979) Cho & Kaushik (1985) Cho & Woodward (1989) Machiels & Henken (1985) Hung (1999) Hung (1999) DE: Năng lượng tiêu hóa; DP: Protein tiêu hóa; * GE: Năng lượng thô; ** GP/GE : Protein thô/ Năng lượng thô - Giá trị P/E của cá (trên20) lớn hơn các động vật trên cạn 14-18 (gà); 10-16 (heo) và 6-10 (bò) theo Cho và Kaushirk (1985) Page và Andrews (1971) ghi nhận cá trơn Mỹ có tỉ lệ P/E sẽ thay đổi theo tuổi cá, cá càng lớn thì P/E có khuynh hướng nhỏ đi. Cá rô phi (O. nilolicus) có tỉ lệ P/E thấp hơn các loài cá bình thường ở mức protein thức ăn 25%. Cá sử dụng tốt năng lượng để tăng trưởng hơn các loài cá khác. -Cá basa có tỉ số P/E (14-15) rất thấp, so sánh với gia cầm, cho thấy cá có cơ chế đặc biệt sử dụng năng lượng thức ăn cao rất khác với các loài cá nước ngọt và cá biển. -Cá basa là loài cá di cư sinh sản -Cá có một lượng lipid tích lũy rất lớn trước mùa di cư sinh sản Cáùc yếáu tốá ảûnh hưởûng đếán nhu cầàu proteins (3) Chất lượng của protein cũng ảnh hưởng đến nhu cầu protein: - bột cá và casein là hai protein chuẩn để thí nghiệm - bánh dầu đậu nành cho nhu cầu protein cao hơn bột cá Cá càng lớn thì nhu cầu protein có khuynh hướng giảm - cá trơn 3g có nhu cầu protein tuyệt đối cao gấp 4 lần cá 250 g - Cá bắt đầu ăn thức ăn nhu cầu protein 58% - 0,2g “ “ “ 55% - 1,7g “ “ “ 54% - 3-5g “ “ 46-50% - 14-100 g “ “ “ 35% - 500 g “ “ “ 25% Cáùc yếáu tốá ảûnh hưởûng đếán nhu cầàu proteins (4) ? Nhu cầàu protein thay đổåi theo thờøi kỳø sinh sảûn: nhu cầàu protein củûa cáù cũng tăng lên; cã ê â ùù đựïc cầàn ít nhu cầàu protein vàø thườøng thàønh thụïc sớùm hơn cáù cáùi ? Môi trâ ườøng nuôi:â ? Nhiệät độä: gia tăng nhu că ààu protein tăng theoê ? Độä mặën: gia tăng theo ê độä mặën (cáù hồài cóù nhu cầàu protein 40 vàø 43,5% khi độä mặën 10 tăng lên 20 pptê â Nhu cầàu cáùc Amino Acid ? Cáùc amino acids cũng cõ ùù nhu cầàu, xáùc định bằèng phương pháùp dose-reponse ? EAA tương tựï như cáùc độäng vậät trên câ ïïn, ngoạïi trừø ARG ? Mộät vàøi EAA cóù thểå chia sẽ mõ äät phầàn bởûi cáùc NEAA ? example: CYS sparing of MET ? CYS thay thếá khoảûng 60% MET ? Nên thâ ườøng tính nhu cầàu MET-CYS ? example: TYR sparing of PHE (about 50%) Nhu cầàu amino acid củûa mộät sốá loàøi cáù (% dry matter) AA thiết yếu Cá chép Cá rô phi Cá chình Anguilla japonica Cá trơn Mỹ Ictalurus punctatus Cá hồi Salmo gaidneri Arginine Histidine Isoleucine Leucine Lysine Methionine Phenylalanine Threonine Tryptophan Valine 1,6 0,8 0,9 1,3 2,2 1,2 a 2,5 b 1,5 0,3 1,4 1,18 0,48 0,87 0,95 1,43 0,75 c 1,05d 1,05 0,28 0,78 1,7 0,8 1,5 2,0 2,0 1,2a 2,2b 1,5 0,4 1,5 1,0 0,4 0,6 0,8 1,2 0,6 a 1,2 e 0,5 0,12 0,71 1,4 0,64 0,96 1,76 2,12 0,72f 1,24g 1,36 0,3 1,24 a không có cystine; b thức ăn không có tyrosine, nếu có chứa 1% nhu cầu phenyalanine trên cá chép còn 1.3%; c có cystine 0.15% thức ăn; d có tyrosine 0.5%, e có chứa 0.3% tyrosine; f có cystine V. GIÁÙ TRỊ SỬÛ DỤÏNG PROTEIN TRONG THỨÙC ĂNÊ ? Giáù trị hóùa họïc ? CS ? EAAI ? Gía trị sinh vậät họïc ? Độä tiêu hô ùùa protein ? Hệä sốá thứùc ăn (FCR)ê ? Hiệäu qủûa sửû dụïng protein (PER) ? Hiệäu suấát sửû dụïng protein (NPU) Giáù trị hóùa họïc Amino acids % thức ăn Nhu cầu (%) Chỉ số CS Arginine Histidine Isoleucine Leucine Lysine Methionine Phenylalanine Threonine Tryptophan Valine 9.20 1.91 3.86 5.95 3.02 1.14 4.43 2.66 1.07 4.30 4.29 1.59 2.58 3.50 5.00 2.34 1.20 0.53 0.12 0.71 214.5 121.4 149.6 170.0 60.4 48.7 369.2 501.9 891.7 605.6 Chỉ số CS (chemical score): So sánh giữa nhu cầu và thành phần EAA trong thức ăn Giáù trị sinh họïc ? Độä tiêu hoâ ùù protein (APD)= % thứùc ăn ê đượïc tiêu hô ùùa APD = (P thứùc ăn ê – P phân)/P thâ ứùc ăn x 100ê ? Phương pháùp đo độä tiêu hoâ ùù ? In vivo: Cho ăn, lă ááy phân, châ áát marker, phân tâ ích protein trong thứùc ăn vă øø trong phânâ ? In vitro: Không câ ààn cho ăn, tê ính lượïng protein bị thủûy phân trong dung â dịch chuẩån trypsin hay pepsin ? Độä tiêu hoâ ùù protein tùøy theo chấát lượïng củûa protein, độä tinh khiếát củûa nguyên liê ääu (casein: 95%; bộät cáù: 90%; BDDN: 80-85%) ? Độä tiêu hô ùùa tùøy theo giốáng loàøi, tuổåi củûa cáù thểå ? Hệä sốá thứùc ănê (FCR) ? Hiệäu quảû sửû dụïng protein (PER) ? Tăngê trọïng trênâ mộät đơn vị protein ănê vàøo ? (W2-W1)/(P2-P1) x100 ? Hiệäu suấát sửû dụïng protein (NPU) ? % protein thứùc ănê đượïc chuyểån hoáù thàønh protein củûa cáù. NPU củûa cáù thườøng chiếám 30-40% ? NPU vàø PER thườøng cóù khuynh hướùng như nhau Giáù trị sinh họïc (2) GIỚI THIỆU VỀ TÀI LIỆU Tài liệu bạn đang xem được download từ website WWW.AGRIVIET.COM WWW.MAUTHOIGIAN.ORG »Agriviet.com là website chuyên đề về nơng nghiệp nơi liên kết mọi thành viên hoạt động trong lĩnh vực nơng nghiệp, chúng tơi thường xuyên tổng hợp tài liệu về tất cả các lĩnh vực cĩ liên quan đến nơng nghiệp để chia sẽ cùng tất cả mọi người. Nếu tài liệu bạn cần khơng tìm thấy trong website xin vui lịng gửi yêu cầu về ban biên tập website để chúng tơi cố gắng bổ sung trong thời gian sớm nhất. »Chúng tơi xin chân thành cám ơn các bạn thành viên đã gửi tài liệu về cho chúng tơi. Thay lời cám ơn đến tác giả bằng cách chia sẽ lại những tài liệu mà bạn đang cĩ cùng mọi người. Bạn cĩ thể trực tiếp gửi tài liệu của bạn lên website hoặc gửi về cho chúng tơi theo địa chỉ email Webmaster@Agriviet.Com Lưu ý: Mọi tài liệu, hình ảnh bạn download từ website đều thuộc bản quyền của tác giả, do đĩ chúng tơi khơng chịu trách nhiệm về bất kỳ khía cạnh nào cĩ liên quan đến nội dung của tập tài liệu này. Xin vui lịng ghi rỏ nguồn gốc “Agriviet.Com” nếu bạn phát hành lại thơng tin từ website để tránh những rắc rối về sau. Một số tài liệu do thành viên gửi về cho chúng tơi khơng ghi rỏ nguồn gốc tác giả, một số tài liệu cĩ thể cĩ nội dung khơng chính xác so với bản tài liệu gốc, vì vậy nếu bạn là tác giả của tập tài liệu này hãy liên hệ ngay với chúng tơi nếu cĩ một trong các yêu cầu sau : • Xĩa bỏ tất cả tài liệu của bạn tại website Agriviet.com. • Thêm thơng tin về tác giả vào tài liệu • Cập nhật mới nội dung tài liệu www.agriviet.com