Protekteeritud (kaitstud) proteiin mäletsejate söötmisel (1)

Eesti Maaülikool
Loomakasvatus II
Kaja Tuisk
Protekteeritud (kaitstud) proteiin mäletsejate söötmisel
Juhendaja : O. Kärt
Tartu 2012

Sisukord

Sissejuhatus 2
Proteiin 3
Mäletsejate seede 5
Protekteeritud (kaitstud) proteiin 5
Kokkuvõte 6
Kasutatud kirjandus 7

Sissejuhatus

Sõna proteiin tuleb kreekakeelsest sõnast proteus - esimene või esmane. Põllumajandusloomade söötmise seisukohalt peame proteiini rakendus – bioloogiliseks mõisteks, mis tähistab nii söötades kui organismis olevaid kõiki lämmastikku sisaldavaid ühendeid.
Pikka aega ei pööratud mäletsejaliste söötmisel söödaproteiini koostisele ja bioloogilisele väärtusele suurt tähelepanu. Viimase kolmekümne aasta jooksul on teadmised mäletsejate seedefüsioloogiast aga niivõrd kasvanud, et on üles kerkinud vajadus ka praktika tarbeks seni kasutusel olnud proteiini hindamise süsteem üle vaadata.
Proteiin söödad on piima tootmisel kõige kulukamad, sellepärast on ka tähtis teada kuidas loomad neid seedivad ja mis on kõige mõtekamad kogused loomale söötmiseks, sesda majanduslikult kõige efektiivsemalt tehes.

Proteiin

Kõiki taimedes ja loomorganismis leiduvaid lämmastikkusisaldavaid ühendeid nimetatakse ühise nimetusega - proteiin. Proteiin on energia järel tähtsuselt teine toitaine . Selle väärtuslikuma osa moodustab valk. Valk on iga keharaku põhikomponent ( taimerakud seevastu koosnevad valdavalt toorkiust). Valgud seisavad organismi ainevahetuses kesksel kohal, kuna kõik eluprotsessid on seotud valgu ainevahetusega.
Loomorganism ei deponeeri valku varuainena sel määral nagu rasvu. Valk peatub organismis vaid rakuainena. Reservvalke mõnesugusel hulgal veres ja maksas siiski leidub. Piiratud valguvarud organismis ning asjaolu, et organismi valgutarvet ei ole võimalik katta ühegi teise toitainega (näit rasvade või süsivesikutega, kuna need ei sisalda lämmastikku), muudab valgu loomorganismi toitumise seisukohalt eriti tähtsaks toitaineks. Valgud on vajalikud keharakkude uuendamiseks, kasvamiseks, sigimiseks, toodangu moodustamiseks (piim, munad, vill). Sellepärast peab iga loom saama päevas teatud koguse valku s.o sööda proteiini.
Valgud koosnevad aminohapetest. Üldse tuntakse looduses ligi 50 aminohapet, valgu koostises olevaid aminohappeid on 20-22. Loomorganismi toitumise seisukohalt jagunevad aminohapped asendatavateks, neid võib loom oma kehas ise sünteesida lämmastikkusisaldavatest ühenditest ja asendamatuteks. Asendamatuid aminohappeid on produktiivloomade söötmisel 9 ( treoniin , metioniin , valiin , leutsiin, isoleutsiin, lüsiin, fenüülalaniin, trüptofaan ja histidiin ). Neid loomad ise sünteesida ei suuda, vaid peavad saama söödaga. Et loomade metioniinitarbest võib umbes poole asendada tsüstiin, siis praktikas arvestatakse metioniini asemel väävlitsisaldavaid aminohappeid koos S-aminohapetena. Looduses suudavad asendamatuid aminohappeid sünteesida vaid taimed ja mikroorganismid . Just viimased ongi mäletsejaliste proteiinitarbe katmisel suured abimehed. Elunedes arvukalt mäletsejaliste eesmagudes (eeskätt vatsas ), suudavad nad sünteesida kõrgeväärtuslikku loomset valku (oma keha baktervalku) ka mittevalgulistest lämmastikuühenditest, mida siis peremeesloom saab ainevahetuse käigus edukalt kasutada oma valguvajaduse katmiseks.
Tavalistes ratsioonides on asendamatuid aminohappeid enamasti piisavalt. Need, millest sagedamini puudu tuleb on: - lüsiin, metioniin+tsüstiin (S-aminohapped), treoniin ja trüptofaan. Neid nimetatakse kriitilisteks aminohapeteks. Kõige kriitilisem aminohape on lüsiin. Lüsiinivaesed söödad on teravili, kliid, mõned srotid (maisiidu-, päevalillesrott,) Lüsiin on vajalik lämmastikuainevahetuse reguleerimiseks. Lüsiini ja metioniini lisamine ratsioonile tõstab noorloomade ja lindude kehamassi juurdekasve, suurendab piimatoodangut, kanadel munatoodangut. Metioniin võtab osa rasvade ainevahetusest. Ta on vajalik rakkude kasvuks ja paljunemiseks. Trüptofaan võtab osa vereplasma uuendamisest, on vajalik hemoglobiini ehk verevärvniku sünteesis.
Proteiiniliig

Ka proteiiniliig söödas võib olla kahjulik. Sel korral püsivad loomad küll heas toitumuses, karv läigib, lehmad lüpsavad hästi ja noorloomad võtavad kaalus kiiresti juurde, kuid proteiini ülesöötmine ei ole loomadele tervislik ega majanduslikult kasulik. Liigse proteiini omastamine koormab looma ainevahetust, üle tarbe antud kallist söödaproteiini ei kasuta organism mitte valkude ainevahetuses, vaid süsivesikute ja rasvade asendamiseks, sellejuures osa energiast ja valgu lämmastikust läheb ainevahetuse käigus kaduma ning võib sattuda väljaheidete näol keskkonda. 
Söötade proteiinisisaldus.
Söötade proteiinisisaldus varieerub suuresti. Üldiselt on taimsed söödad proteiinivaesed, sisaldades rohkesti süsivesikuid - tärklist, suhkruid, toorkiudu. Proteiinirikkad on kaunviljad , liblikõielised ja enamus loomsetest söötadest.
Söötade hindamisel proteiinisisalduse järgi tuleks lähtuda loomade keskmisest proteiinitarbest. Keskmise looma proteiinitarve saab kaetud kui sööda kuivaines on 15% või rohkem proteiini.

Mäletsejate seede

Mäletsejaliste ruumikas liitmagu võimaldab neil kasutada rohkesti koredat, toorkiurikast sööta, seda seedimiseks põhjalikult ette valmistada ja seedida. Mäletsejaliste eesmaod on unikaalse ehituse ja funktsioonidega, väga ruumikad organid . Kõige suurema mahutavusega on vats . Vats kujutab endast suurt fermenterit e käärimistõrt, kus seedenäärmed puuduvad, kuid eesmagude rikkaliku, paljudest bakteri-, seene- ja infusooriliikidest koosneva mikrofloora ja - fauna elutalitluse tulemusena kulgevad eesmagudes ulatuslikud sööda toitainete lõhustus- ja sünteesiprotsessid. Veiste eesmagudes (vatsas) leidub arvukalt tselluloosi- ja hemitselluloosilõhustavaid, tärklist ja suhkruid kääritavaid, piimhapet lõhustavaid, metaani moodustavaid, vitamiine sünteesivaid jt bakterirühmi. Fauna esindajatest leidub vatsas infusoore (rips- ja leotisloomad). Soodsates tingimustes paljunevad eesmagude mikroorganismid kiiresti. Keskmiselt leidub täiskasvanud veise vatsas ligikaudu 10 miljardit mitmesugust bakterirakku igas milliliitris vatsavedelikus. Kokku on vatsas 3-7 kg mikroobimassi, mis moodustab 5-10% vatsa sisust. Mikroobide arvukus vatsas, samuti ka nende liigilisus, ja bioloogiline aktiivsus sõltub oluliselt ratsiooni koostisest (tabel 5). Kui näiteks põhu söötmisel veisele oli vatsasisus 4-15∙109 mikroorganismi, siis tärkliserikka ratsiooniga söötes ligikaudu viis korda rohkem. Toorkiurikka ratsiooni korral olid mikroorganismide populatsioonis ülekaalus toorkiudu lõhustavad, suhkrurikka ratsiooni korral aga streptokokkidele sarnased vormid. 
Seega vatsas lõhustuva söödaproteiini kasutamise efektiivsus sõltub ühelt poolt proteiini lõhustumise kiirusest ja ulatusest ning teiselt poolt vatsamikroobidele kättesaadava energia hulgast.

Protekteeritud (kaitstud) proteiin

Kaitstud söödaproteiini all me mõistame sööta, mis on töödeldud mitmesuguste tehnoloogiliste võtetega, eesmärgiga vähendada valgulise proteiini lõhustuvust vatsas ja suurendada vatsas lõhustamatu, kuid soolestikus seeduva valgulise proteiini osa. Suuretoodangulistel lüpsilehmadel ei piisa vatsas toodetud mikroobsest proteiinist, katmaks piimavalgu sünteesiks vaja minevat aminohapete hulka. Sellepärast on oluline, et suur osa valgulisest proteiinist imenduks soolkanalis, ilma et mikroorganismid seda töötleks. Samuti pole otstarvekas katta mikroorganismide lämmastikutarvet kalli valgulise söödaproteiiniga.
Nendeks on:

• Söödavalkude töötlemine aldehüüdidega – EU pole lubatud. Valkude aldehüüdidega töötlemise käigus tekivad amino- ja aldehüüdrühmade vahel ristsidemed, mis suhteliselt neutraalse vatsa pH juures ei lagune, küll aga lagunevad libedikus madala pH toimel
  
• Sööda valkude töötlemine hapete, aluste või alkoholiga , mille käigus valgud denatureeruvad. Valkude denatureerimine vähendab samuti nende lahustuvust ja lõhustuvust vatsas.
  
• Söötade töötlemine taniiniga- seovad valke, kuid ei halvenda nende struktuuri. Töötlemine tanniinidega vähendab samuti valkude lahustuvust ja lõhustuvust vatsas.
  
• Söödavalkude töötlemine temperatuuriga- Maillardi reaktsioon - kõige levinum. Söödavalkude kuumutamise käigus valgud denatureeruvad ja moodustavad süsivesikutega ristsidemeid . Selle meetodi puhul on väga oluline õige temperatuuri valik. Liialt madal temperatuur ei avalda ei avalda protekteeritavat mõju, liiga kõrge temperatuu korral saavad aga valgud kahjustada ning tekib soolkanalis seedumatu, nn Millardi produkt. Söötade kuumtöötlemist kasutatakse kõige laialdasemalt õlitööstuse kõrvalsaaduste tootmisel.
  
• Söödavalkude kapseldamine . See oli üks esimesi valkude töötlemise viise, kus söödavalgu osakesed kaeti formaldehüüdidega töödeldud kaseiiniga. See meetod väga kallis ja sellest loobuti. Küll aga kasutatakse tänapäeval laialdaselt asendamatute aminohapete kapseldamist. Aminohapped peidetakse kõige sagedamini sünteetilisest materjalist kapslitesse, mis ei lagune vatsas, kuid lagunevad libedikus seal oleva suure happesuse tõttu.
  

Kokkuvõte

Piiratud valguvarud organismis ning asjaolu, et organismi valgutarvet ei ole võimalik katta ühegi teise toitainega (näit rasvade või süsivesikutega, kuna need ei sisalda lämmastikku), muudab valgu loomorganismi toitumise seisukohalt eriti tähtsaks toitaineks. Valgud on vajalikud keharakkude uuendamiseks, kasvamiseks, sigimiseks, toodangu moodustamiseks. Sellepärast peab iga loom saama päevas teatud koguse valku s.o sööda proteiini.
Loomorganismi toitumise seisukohalt jagunevad aminohapped asendatavateks, neid võib loom oma kehas ise sünteesida lämmastikkusisaldavatest ühenditest ja asendamatuteks. Asendamatuid aminohappeid on produktiivloomade söötmisel 9 (treoniin, metioniin, valiin, leutsiin, isoleutsiin, lüsiin, fenüülalaniin, trüptofaan ja histidiin). Neid loomad ise sünteesida ei suuda, vaid peavad saama söödaga.
Praegusel ajal on söötade proteiini vatsas lõhustuva osa vähendamine aktuaalne probleem, kuna suured kogused lõhustuvat proteiini kõrgetoodanguliste lehmade ratsioonis põhjustavad proteiini kadusid, vatsas mikroobide poolt kasutamata jäänud ammoniaagi näol. Söödaratsioonides proteiiniallikana kasutamist leidnud lihtsad
lämmastikulised ühendid ( karbamiid , ammooniumisoolad) lahustuvad vatsas tavaliselt täies ulatuses.
Söötade proteiini vatsalõhustuvust vähendab nn. proteiini protekteerimine (töötlemine mitmesuguste tehnoloogiliste võtetega). Üheks protekteerimise viisiks on kuumutamine . Kuumutamise käigus söödavalgud denatureeruvad ja moodustavad süsivesikutega ristsidemeid (Maillardi reaktsioon).  Samuti mõjutab proteiini vatsalõhustuvuse näitajat temperatuur, millega sööta töödeldi. Kui kuumutada sojasrotti 120 ° C juures on selle proteiini vatsalõhustuvus ca 40 %, kui aga 140 ° C juures siis vaid ca 20 %.
Tänapäeval on proteiini protekteerimine majandusliku efektiivsuse tõstmiseks hädavajalik.

Kasutatud kirjandus

http://fmd.ksu.edu.tr/sayi/82/82.84-88.pdf
https://www.riigiteataja.ee/redaktsioonide_vordlus.html?grupiId=162892&vasakAktId=579636&paremAktId=579636
http://www.pikk.ee/est/Loomakasvatus/sootmisealused/seedeelundid/talitlus
http://www.pikk.ee/est/Loomakasvatus/sootmisealused/toitained/proteiin
http://www.eau.ee/~vl/materjalid/proteiintoitumine.pdf