Джерела білка як функціональні інгредієнти у раціонах свиней
Виступ Альфонса Янсмана, Університет Вагенінгена, Нідерланди, під час сесії з питань свиней на Всесвітньому форумі з питань харчування у 2016 році у Ванкувері, Канада.
Вступ
Зростання попиту на джерела білка на корми для тварин, пов’язаний із збільшенням виробництва тварин у всьому світі та збільшенням конкуренції у використанні продуктів харчування для людей, робить акцент на ефективному використанні доступних джерел білка. Перш за все, джерела білка для кормів для тварин є носіями білка та (незамінних) амінокислот та інших поживних речовин для тварин, що виробляються. Крім того, специфічні складові цих інгредієнтів та пептиди, що виділяються під час ферментативного перетравлення складових білків у шлунково-кишковому тракті, можуть чинити інші, не суворі харчові ефекти, наприклад споживання корму, перетравлення поживних речовин, мікробіота кишечника, сигналізація імунної системи або, після всмоктування, про фізіологічні та метаболічні процеси. Ми лише на початку розуміння цих „функціональних” ефектів дієтичних джерел білка, які можуть створювати додану вартість при включенні до кормів тварин. Метою даної роботи є короткий огляд та деякі приклади функціональних властивостей харчових джерел білка у раціонах для свиней.
Джерела білка для кормів тварин
Виробництво тварин зростає у всьому світі. Це пов’язано зі зростаючим попитом на високоякісні харчові продукти, пов’язаним із збільшенням населення в світі, яке зросло приблизно до дев’яти мільярдів людей у 2050 році, та зі збільшенням багатства людської популяції (FAO, 2009). В результаті зростає конкуренція за корми та харчові інгредієнти, які будуть використовуватися як безпосередній інгредієнт для харчових продуктів людини або для включення їх у корми тварин. Ці фактори забезпечують ефективне та стійке використання цих ресурсів.
Білки та амінокислоти є важливими поживними речовинами для виробничих тварин, включаючи свиней. З цієї причини у всьому світі зростає попит на джерела білка для кормів для тварин. Попит можуть задовольнити традиційні рослинні джерела білка, такі як соєва мука та інші побічні продукти насіння олійних культур, насіння бобових культур, злаки та побічні продукти, багаті на них білком, що утворюються в результаті виробництва крохмалю та етанолу, а також джерела тваринного білка, такі як молоко похідні продукти, напр сироватка. Проте альтернативні джерела білка, такі як морські водорості, водорості та комахи, привертають все більшу увагу. Ван Кримпен та ін. (2013) розглядали варіанти збільшення виробництва білка на корм для тварин у Європі (Таблиця 1).
Таблиця 1. (Нові) Джерела білка для збільшення виробництва білка в ЄС для кормів для тварин (van Krimpen et al., 2013).
Вони дійшли висновку, що визначені джерела білка суттєво відрізняються з точки зору екологічної стійкості. Продукти з низьким вмістом сухої речовини, наприклад, люцерна, листя, водні білки вважаються менш стійкими через високі витрати енергії на сушіння. У межах категорії олійних культур, соєве борошно європейського виробництва є найбільш перспективною альтернативою соєвому шроту та соєвим бобам, імпортованим із Південної Америки. Проте врожай білка соєвого шроту, виробленого в Європі, слід ще збільшити, щоб зробити цю культуру економічно доцільною для фермера. Для цього потрібно розробити нові сорти з надкоротким періодом вегетації. Серед зернобобових культур горох здавався найбільш перспективною альтернативою соєвому шроту. Вихід білка досить високий, але його слід ще покращувати. У довгостроковій перспективі білки листя та водні білки, можливо, можуть сприяти забезпеченню білком для кормів тварин. Однак знання про харчову цінність та потенційні функціональні ефекти включення деяких із цих альтернативних джерел білка в корми для тварин є дефіцитними.
Харчова та функціональна цінність кормових інгредієнтів
Традиційно кормові інгредієнти, включаючи джерела білка, оцінюють за здатністю доставляти засвоювані поживні речовини та енергію у вигляді білка, амінокислот, вуглеводів, жирів, мінералів та вітамінів (харчова цінність). Ці значення використовуються у складі дієти, коли дієтичне забезпечення поживних речовин з інгредієнтів збалансовано з відомими потребами тварин у поживних речовинах. Нові кормові інгредієнти, як правило, також спочатку оцінюються на цій основі.
Однак багато інгредієнти кормів також відомі іншими ефектами на споживача. Вони можуть стосуватися відомих або невстановлених складових, які впливають або на харчову цінність, або на специфічний вплив, наприклад споживання корму, перетравлювання поживних речовин, метаболізм поживних речовин або органів, стан здоров’я тварин або якість їстівного тваринного кінцевого продукту (рис. 1). Такі ефекти можна вважати позитивними (функціональні ефекти) або негативними (антинутріційні ефекти). Останні відносяться до компонентів, що містяться в природі в інгредієнтах (наприклад, фактори, не пов’язані з харчуванням), або до речовин, концентрованих або утворених під час обробки кормових інгредієнтів (наприклад, під час нагрівання або ферментативної обробки).
Фігура 1. Біоактивні властивості пептидів, отриманих з кормових білків, щодо здоров'я та продуктивності свиней та птиці (змінено за Уденігве та Алуко, 2012).
Функціональні джерела білка для їжі та кормів
Функціональні харчові або кормові інгредієнти були визначені як модифіковані інгредієнти, що забезпечують здоров'я та інші переваги, крім задоволення традиційних потреб у поживних речовинах (Sanders, 1998, Biesalski et al., 2009). Функціональні інгредієнти містять біоактивні сполуки або властивості, які мають позитивний вплив на процес травлення, кишкову бар’єрну функцію, кишкове та системне здоров’я.
Огляд білків бобових та їх нутрицевтичних властивостей у людини надано Carbonara et al. (2015). Більшість зусиль у цій галузі спрямовані на вплив на здоров’я та хвороби людини, однак, можна передбачити, що подібні ефекти білків з різних джерел білка, що застосовуються у кормах для тварин, існують, і, коли вони вже відомі, можуть застосовуватися для розвитку функціональні корми для тварин, що підтримують їх розвиток та здоров'я.
Принаймні у кормах для тварин, біологічна активність насіння бобових спочатку розглядалася з негативної точки зору. Різні білки та інші природні компоненти були ідентифіковані з антинутріційними властивостями (антиеліментарними факторами), що обмежують травлення та всмоктування поживних речовин та/або кишкову бар'єрну функцію (Lallès and Jansman, 1998). Прикладами є інгібітори протеази-Куніца та Боумана-Бірка, інгібітори α-амілази (AAI), лектини, запаси білків (глобуліни 7S та 11S, проламіни, глютеліни) із насіння бобових (соя, люпин) та зернових культур (пшениця). широко охарактеризовано. Однак епідеміологічні дослідження виявили зменшення кількості випадків раку молочної залози, товстої кишки та передміхурової залози в популяціях, що споживають бобові. Це спричинило дослідження інгібіторів протеази, насамперед інгібітора Боумана-Бірка із сої (BBI), у придушенні промоції раку in vitro та in vivo (Birk, 1993). Пізніше були підтверджені антиканцерогенні, гіпохолестеринемічні, знижуючі глюкозу та артеріальний тиск, антиоксидантні та антимікробні ефекти для кількох білків та пептидів бобових у дослідженнях in vitro та in vivo (Carbonara et al., 2015).