Кормовые аминокислоты

Животным не нужен белок. Им нужны аминокислоты в тех соотношениях, которые требуются их тканям. Кормовые аминокислоты существуют потому, что разрыв между тем, что даёт зерново-масличный рацион, и тем, что нужно животному, сосредоточен в двух-трёх конкретных молекулах.

Лимитирующая аминокислота#

Синтез белка требует одновременного присутствия всех незаменимых аминокислот. Та, что дефицитна сильнее прочих относительно потребности, ограничивает использование всех остальных: избыток дезаминируется, его азот выводится в виде мочевины или мочевой кислоты, а углерод сжигается. Это логика бочки Либиха: уровень задаёт самая короткая клёпка.

В зерновых рационах для свиней первой лимитирующей обычно является лизин, в рационах для птицы — метионин. Классическим ответом было повышать общий белок, пока лимитирующей аминокислоты не станет достаточно, — что давало избыток всего прочего.

Прямое внесение лимитирующей аминокислоты это обращает. Как только добавлен лизин, сырой протеин рациона можно снизить без потери продуктивности, потому что ограничение снято, а не подавлено количеством. Экологическое следствие вытекает арифметически: меньше избыточного белка — меньше дезаминированного и выведенного азота, а значит, меньше улетучивания аммиака из навоза и меньше вымывания нитратов. Грубо говоря, каждый снятый процентный пункт сырого протеина уменьшает выведение азота на существенную долю, а точная величина зависит от вида и рациона. Это самый сильный экологический аргумент в кормлении животных, опирающийся на простой баланс масс, а не на моделирование.

Последовательность продолжается: с добавлением лизина лимитирующим обычно становится треонин, затем триптофан, затем валин, — и именно в таком порядке расширялся коммерческий набор.

Как их получают#

Лизин производят ферментацией, и его история — основополагающий пример метаболической инженерии. Corynebacterium glutamicum регулирует синтез лизина ингибированием по обратной связи: конечный продукт подавляет аспартаткиназу, ключевой фермент ветви. Штаммы с аспартаткиназой, нечувствительной к обратной связи, не способны заметить, что лизина уже много, и потому производят и выделяют его в избытке. Треонин и триптофан следуют похожей логике.

Метионин — исключение. Его делают химически, и синтез не стереоселективен, поэтому продуктом является рацемическая смесь D- и L-метионина. Это допустимо лишь потому, что животные умеют использовать D-форму: оксидаза D-аминокислот превращает её в кетокислоту, которая затем переаминируется в L-метионин. Среди незаменимых аминокислот метионин в этом отношении почти уникален, и именно поэтому химический маршрут остаётся конкурентоспособным там, где в остальном господствует ферментация.

Предел, о котором стоит знать#

Свободная кристаллическая аминокислота всасывается быстрее, чем высвобождаемая при переваривании белка. Если значительная доля аминокислоты приходит в свободной форме, а остальной профиль поступает медленно из белка, пики не совпадают, и рано пришедшая аминокислота катаболизируется, а не используется. Эта асинхронность всасывания ставит практический потолок тому, насколько низко можно опустить сырой протеин, и поэтому очень низкобелковые рационы требуют внимания к режиму кормления и к тому, какие аминокислоты вносятся вместе.

Потребности выражают к тому же в переваримой, а не в общей форме, поскольку не все аминокислоты корма всасываются, — различие, важное при сравнении рецептур.