Proteinverdaulichkeit: ein Schlüsselkriterium zur Unterscheidung von Proteinquellen in Futtermitteln

Die Weltbevölkerung wird im Jahr 2030 voraussichtlich 8,5 Milliarden Menschen erreichen, und die Prognose für 2050 liegt bei 9,1 Milliarden (Vereinte Nationen, 2007). Um den Nahrungsbedarf dieser Bevölkerung zu decken, nimmt auch die Tierproduktion zu.

Um diese Herausforderung zu bewältigen, wird die Tierfutterindustrie mehr Futtermittel, einschließlich Proteinquellen, benötigen. Allerdings sind die Konkurrenz mit für den Menschen essbaren Proteinen, der Druck auf landwirtschaftliche Flächen, Nachhaltigkeit und Klimaveränderungen Faktoren, die die Entwicklung konventioneller Proteinquellen einschränken. Daher sind alternative Proteinquellen erforderlich, um die Nachfrage auf dem Tierernährungsmarkt zu decken.

Proteine ​​sind biologische Makromoleküle, die aus Aminosäuren bestehen. Die Bioverfügbarkeit von Proteinen hängt stark von der Aminosäurezusammensetzung, -größe und dem Massenbereich ab.Große Proteine, proteinassoziierte Moleküle und Nukleinsäuren sind im Vergleich zu freien Aminosäuren und kleinen Peptiden, die einem mehrfachen Stickstoffhydrolyseprozess unterzogen wurden, der sie bioverfügbarer macht, schlechter verdaulich(Abbildung 1).

Der Verdauungsprozess ist komplex. Es wird durch enzymatische Aktivitäten angetrieben und ist pH-abhängig. Bei monogastrischen Tieren beginnt dieser Prozess im Magen, wo dank Pepsinaktivierung eine Proteindenaturierung stattfindet. Im Zwölffingerdarm setzen Enzyme der Bauchspeicheldrüse und der Darmwand den Verdauungsprozess fort und bauen die Proteine ​​ab. Die Aufnahme von Aminosäuren, Dipeptiden und Tripeptiden erfolgt im Jejunum. Der Dickdarm ist der Ort der mikrobiellen Fermentation, wo kurzkettige Fettsäuren (SCFA) produziert werden.

Die Versorgung der Tiere mit einer Proteinquelle, die bereits verarbeitet und reich an freien Aminosäuren und kleinen Peptiden ist, trägt zu einer besseren Absorption im Darm bei.

Die Proteinverdaulichkeit von Futtermitteln ist eine wichtige Information für Ernährungswissenschaftler, sie gibt jedoch keinen Aufschluss über den Zeitpunkt der Absorption im Darm. Zusätzlich zur Proteinverdaulichkeit sollte auch die Kinetik der Proteinabsorption berücksichtigt werden. Es ermöglicht Ernährungswissenschaftlern, die Qualität der Proteinquelle richtig einzuschätzen. Viele Eigenschaften und Funktionalitäten von Proteinen hängen mit ihrer Absorptionskinetik zusammen . Die Kinetik der Proteinabsorption hilft dabei, die Proteinfraktion nach ihrer Absorptionsgeschwindigkeit zu kategorisieren. Es können vier Kategorien definiert werdenblitzschnell, langsam und widerstandsfähigentlang des Verdauungstrakts (Abbildung 2).

Die Schnellverdaulichkeit ist für junge Tiere wichtig, insbesondere da ihr Darm noch nicht ausgereift ist und noch nicht in der Lage ist, die Proteinfraktion aus der Nahrung problemlos aufzunehmen und zu verwerten. Die Versorgung junger Tiere mit einer schnell verdaulichen Proteinquelle, die reich an freien Aminosäuren und kleinen Peptiden ist, hilft ihnen, diese Nährstoffe leichter aufzunehmen und zu nutzen.

Hefe ist eine unglaubliche biotechnologische Fabrik und eine Quelle wertvoller Nährstoffe und funktioneller Moleküle . Hefeexperten bei Lallemand haben am Screening verschiedener Hefebiomassen und an der Optimierung ihrer Produktionsprozesse gearbeitet, was beides zur Entwicklung einer speziell entwickelten hydrolysierten Hefe, YELA PROSECURE, führte.

Die Proteinabsorptionskinetik von YELA PROSECURE wurde mit der Boisen-Standardmethode analysiert (Abbildung 3). Die Proteinverdaulichkeit von YELA PROSECURE beginnt bei 77 % zu Beginn der Darmphase (direkt nach dem Magen) und erreicht nach 48 Stunden 94 %. Darüber hinaus erreicht YELA PROSECURE nach 3 Stunden Darmverdauung nahezu seine maximale In-vitro-Verdaulichkeit, was bedeutet, dass 90,5 % des Proteingehalts von YELA PROSECURE eine schnelle und schnelle Verdauungskinetik aufweisen und nur 9,5 % langsam und resistent sind.Die Proteine ​​von YELA PROSECURE sind daher für die Tiere in hohem Maße bioverfügbar.

Die Kinetik der Proteinverdaulichkeit von YELA PROSECURE wurde mit einer inaktivierten Ganzzellhefe verglichen (Abbildung 4), wobei der Schwerpunkt auf den drei ersten Stunden der Darmphase lag, da der Verdauungsprozess zu diesem Zeitpunkt bei jungen Tieren bereits ziemlich abgeschlossen ist.

Bei ganzzellinaktivierten Hefen wird kein Lyseprozess angewendet und die meisten Nährstoffe (einschließlich der Proteine) befinden sich im Zytoplasma der Hefezelle, wodurch sie weniger zugänglich sind. Wie in Abbildung 5 dargestellt,Ihre Proteinverdaulichkeit ist direkt nach dem Magen niedrig (46 %) und steigt langsam an, bis zu 60 % nach 3 Stunden.

Dank des gezielten und kontrollierten Hydrolyseprozesses, der zur Herstellung von YELA PROSECURE verwendet wird, werden Proteine ​​und Nukleinsäuren in kleine Peptide fragmentiert, die hochverdauliche Nährstoffe bieten.Wir können daraus schließen, dass der Hefelyseprozess die Proteinverdaulichkeit und damit die Bioverfügbarkeit von Nährstoffen im Darm stark verbessert.

Acht Futtermittel wurden anhand der Boisen-Methode auf Proteinverdaulichkeit und Absorptionskinetik untersucht. Abbildung 5 zeigt, dass die Verdaulichkeitskinetik der Proteinquellen für die verschiedenen Futtermittel spezifisch ist:

Im Vergleich zu diesen Futtermitteln zeigt YELA PROSECURE eine interessante Kinetik der Proteinverdaulichkeit, wobei mehr als 90 % der Proteine ​​nach 3 Stunden der Darmphase verdaut sind.

Eine direkte Folge davon ist, dass eine vernachlässigbare Menge an unverdautem Protein in den unteren Darm gelangt. YELA PROSECURE ist daher eine wertvolle Proteinquelle, die dazu beitragen kann, das Risiko einer Darmdysbiose im Zusammenhang mit unverdauten Proteinen zu verringern. Darüber hinaus ist eine schnelle und schnelle Proteinverdaulichkeit wichtig für die Proteinfunktionalität mit direkten und indirekten Vorteilen für die Tiere.

Es ist bekannt, dass freie Aminosäuren auf drei Hauptebenen für die Gesundheit des Verdauungssystems von Vorteil sind:

In dieser Hochwachstumsphase nehmen die Synthese und der Proteingehalt im Darm zu, während gleichzeitig eine wichtige Umgestaltung des Aminosäurestoffwechsels auf Darmebene stattfindet. Der Bedarf an Arginin steigt und die Gefahr eines Mangels ist real (Wu und Knabe, 1995).

Die systemischen Entzündungen und damit verbundenen Infektionen, die manchmal mit der Entwöhnung einhergehen (herausfordernde Bedingungen und Umweltstress), führen zu einem Anstieg von Tryptophan, Cystin und Methionin sowie Threonin (Trevisi et al., 2012; Rahhshandeh et al., 2019; Trevisi et al .,2015; Jayaraman, 2019).

Gleichzeitig wird die Ernährung von Ferkeln in Richtung einer Reduzierung des Rohproteingehalts weiterentwickelt, jedoch mit dem Erzeugerziel, die Wachstumsleistung der Tiere aufrechtzuerhalten. Um dieses Ziel zu erreichen, ist es von entscheidender Bedeutung, hochverdauliche Proteinquellen zu verwenden, die dazu beitragen, den Rohproteingehalt der Nahrung zu reduzieren und gleichzeitig den verdaulichen Proteingehalt beizubehalten, der mit hohen Funktionalitäten für das Tier einhergeht.

In diesem speziellen Zeitraum suchen Ernährungswissenschaftler nach hochverdaulichen Proteinquellen mit schneller Proteinabsorptionskinetik, die freie primäre und sekundäre Aminosäuren liefern.

YELA PROSECURE hilft bei der Verwaltung von Aminosäuren in der Nahrung, um die Darmhomöostase zu optimieren, die in stressigen Zeiten unerlässlich ist.

Hydrolysierte Hefen sind eine vielversprechende und innovative Quelle für funktionelle Proteine, die in Betracht gezogen werden sollten, hauptsächlich angetrieben durch die freien Aminosäuren und die kleinen Peptide, die beim Cracking-Prozess des Proteins entstehen . Wenn der Hydrolyseprozess kontrolliert wird, liefert Hefe ein standardisiertes Profil an freien Aminosäuren, was eine positive Rolle bei der Erhaltung der Darmgesundheit der Tiere spielt, zum Futterproteingleichgewicht beiträgt und die Futterappetitlichkeit verbessert. Dies ist besonders interessant, wenn es auf die Ernährung junger Tiere angewendet wird.

Um mehr zu erfahren, schauen Sie sich unser neues Video an, in dem Lisa SAIBI, Produktmanagerin für Hefederivate und Antioxidantien, und Emmanuelle APPER, Leiterin des Kompetenzzentrums für Forschung und Entwicklung, ihre Erkenntnisse über die steigende Nachfrage nach alternativen Proteinquellen und die dahinter stehende innovative Hydrolysetechnologie teilen YELA PROSECURE und die Vorteile, die unser Produkt Ernährungswissenschaftlern bietet, wie z. B. eine verbesserte Verdaulichkeitskinetik und eine verbesserte Tierleistung.

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