En vejledning i principperne for dyrefoder

fordøjelsen er den proces, hvorved indtaget foder nedbrydes fysisk og kemisk til simple produkter, der kan optages fra fordøjelseskanalen. I tilfælde af proteiner indebærer denaturering af proteiner for at blotlægge peptidbindingerne, efterfulgt af hydrolyse og frigivelse af frie aminosyrer.

Proteinfordærende enzymer

Proteinfordærende enzymer er enten endopeptidase eller exopeptidase. Endopeptidaser bryder peptidbindinger inden for den primære struktur i mindre fragmenter. Exopeptidaser spalter aminosyrer fra den terminale ende af proteinmolekylet. Carboxypeptidaser fjerner en aminosyre fra enden med en fri carboxylgruppe, og aminopeptidaser virker på den terminale aminosyre med en fri aminogruppe.

Proteinfordøjelse

Proteinfordøjelsen begynder i mavesækken.
Gastrin, et hormon, sætter gang i nedbrydningen af proteiner i maven. Tilstedeværelsen af mad i maven fører til sekretion af pepsinogen fra maveslimhindenes hovedceller. Pepsinogen aktiveres til pepsin (aktiv form) ved hjælp af HCl, der produceres af parietalcellerne i maveslimhinden. Pepsin er en endopeptidase. Hos unge dyr udskilles mælkekoagulerende rennin i mavesækken med henblik på dannelse af blodpropper, hvilket letter transporten til tyndtarmen.

Den næste del af fordøjelsen foregår i tyndtarmen, som spiller en vigtig rolle i proteinfordøjelsen. Hormonet sekretin stimulerer i tolvfingertarmen enzymatiske sekretioner fra bugspytkirtlen, som omfatter tre inaktive former: trypsinogen, chymotrypsinogen og procarboxypeptidase. Enterokinase, der også udskilles i duodenum, omdanner trypsinogen til trypsin, som derefter omdanner chymotrypsinogen og procarboxypeptidase til deres aktive former – kymotrypsin og carboxypeptidase.

Destillationen afsluttes af andre enzymer, herunder aminopeptidaser og dipeptidaser fra slimhinderne. Målet med denne proces er at bringe polypeptider ned til enkelte frie aminosyrer.

Som kulhydrater og fedtstoffer lettes absorptionen af villierne i tyndtarmen til blodbanen. Normale frie proteiner transporteres via aktiv transport, der kræver energi, og bruger natrium som en slags kotransporteret molekyle. Hele proteiner anvender en direkte transportmetode, der ikke kræver energi. Frie aminosyrer er den vigtigste form for optagelse i kredsløbssystemet. Nogle di-, tri- og oligopeptider absorberes dog også. Specifikke transportproteiner baseret på aminosyrens art (f.eks. neutral, basisk, syre, stor, lille) er involveret i aminosyretransporten. De naturligt forekommende L-former af aminosyrer absorberes fortrinsvis i forhold til D-formerne. Nogle aminosyrer kan konkurrere med andre om transportproteiner og transport. F.eks. hæmmer arginin transport af lysin, og høje koncentrationer af leucin øger behovet for isoleucin. Nogle neutrale aminosyrer hæmmer transporten af basiske aminosyrer.

Aminosyrernes skæbne: Absorberede aminosyrer kan anvendes til vævsprotein-, enzym- og hormonsyntese og deaminering eller transaminering, og kulstofskelettet kan anvendes til energi. Ufordøjede proteiner i bagtarmen udsættes for mikrobiel fermentering, der fører til produktion af ammoniak og andre polyaminer.

Proteinfordøjelsen: Drøvtyggere

Proteinfordøjelsen hos drøvtyggere kan inddeles i to faser: (1) fordøjelsen (nedbrydning) i reticulorumen og (2) fordøjelsen i gylle og tyndtarm. Derfor klassificeres foderproteiner hos drøvtyggere som nedbrydelige og ikke-nedbrydelige proteiner i vommen.

Som hos monogastriske dyr er hovedformålet med proteintilskud at tilvejebringe aminosyrer til dyret. Hos drøvtyggere tjener proteiner imidlertid som en kvælstofkilde for rumenmikroberne, så de kan lave deres eget mikrobielle protein fra bunden. Mikroberne er ligeglade med, hvor kvælstofkilderne kommer fra, og de kan bruge kvælstofholdige stoffer, der ikke er proteinholdige, såsom urinstof, til mikrobiel proteinsyntese. Urea kan nedbrydes 100 % i vommen af mikrobiel urease (kan være giftig ved højere niveauer).

Protein, der kommer ind i vommen, kan nedbrydes af både bakterier og protozoer, som producerer proteolytiske enzymer. Mikroberne i vommen leverer proteaser og peptidaser til at spalte peptidbindinger i polypeptider for at frigøre de frie aminosyrer fra proteiner. Flere faktorer som f.eks. opløselighed og proteinets fysiske struktur kan påvirke nedbrydningen i vommen. Disse aminosyrer, der nedbrydes i vommen, frigiver NH3 og C-skelet ved en proces, der kaldes deaminering. Sammen med flygtige fedtsyrer (fra kulhydrater) syntetiserer rumenmikroberne deres eget mikrobielle protein, som tjener som primær proteinkilde for værtsdyrene i drøvtyggerne.

Mikrobielt protein er nok til vedligeholdelse og overlevelse, men ikke til højproducerende dyr. Ammoniak, der absorberes fra vommen, omdannes til urinstof og udskilles i blodet som blodurinstofnitrogen (BUN). Urea kan filtreres og genanvendes til vommen via spyt eller gennem vommenvæggen. Koncentrationen af BUN hos drøvtyggere afspejler effektiviteten af proteinudnyttelsen.

Proteiner, der ikke nedbrydes af rumens mikrober, kaldes undslupne, “forbigåede” eller “ikke nedbrydelige” (rumen undegradable protein, RUP) og har en lav nedbrydningshastighed i vommen (f.eks. proteiner i majs).
RUP kommer ind i gummerne og tyndtarmen hos drøvtyggere til fordøjelse og absorption. Proteiner, der når tyndtarmen, kan være RUP eller proteiner fra mikrobielle kilder. Værtsdyrets behov for aminosyrer dækkes af RUP og mikrobielle proteiner. Både drøvtyggere og monogastre har brug for essentielle aminosyrer i deres foder, og aminosyrer kan ikke lagres i kroppen, så det er nødvendigt med en konstant tilførsel via kosten. Nogle af lighederne og forskellene mellem monogastriske dyr og drøvtyggere med hensyn til fordøjelse eller nedbrydning af protein er vist i nedenstående tabel.

Forskning om “Bypass”-potentiale i proteintilskud: Blandt kornsorterne har majs det højeste bypass-potentiale. Det skal dog bemærkes, at majs har et underskud af essentielle aminosyrer som lysin og methionin. Animalske proteinkilder som f.eks. fiskemel og kødmel har et højt bypass-potentiale. Tørring af foderstoffer og varmebehandling øger bypass-potentialet. Foderbehandlingsmetoder som f.eks. pelletering, dampvalsning eller flagerning har en tendens til at denaturere foderproteinet som følge af varmeudviklingen og derved “beskytte” proteinet mod lysis i vommen. Pensbeskyttede proteinkilder (gennem formaldehydbehandling), der forbliver intakte i vommen og opløses i gummerne, er kommercielt tilgængelige.