Transcript البروتينات
Protein and Amino Acids in
dairy cow nutrition
production and health
Prof.Dr.Ryad Al -Munajed
Prof. of Nutrition and Clinical Nutrition
Department
Faculty of Veterinary Medicine
Al-Baath- University
Hama- Syrian
2010
البروتينات
تعرف البروتينات بأنها مركبات آزوتية معقدة ذات وزن
جزيئي كبير و تتكون من جزيئات عديدة من األحماض
األمينية ترتبط مع بعضها بروابط ببتيدية .
يختلف التركيب العنصري للبروتينات بحسب نوعها ,ولكن
جميعها تحتوي بشكل أساسي على اآلزوت و الكربون و
األكسجين و الهدرجين و معظمها يحتوي كبريت بينما
بعضها يحوي على الحديد و الفسفور .
لمحة تاريخية
بدأ علماء التغذية منذ عدة سنوات بتعريف البروتين تعريفا َ
جديداً بعد دراسات عديدة ,وليس كالتعريف السائد ( ) CP
,اذ يعرف البروتين األن بعدة تراكيب مختلفة :
SIP -1البروتين المنحل وهو جزء من البروتين الخام ,الذي
يستخدم كمصدر للبروتين واآلزوت من قبل األحياء الدقيقة
بالكرش وخالل ساعة من تناوله ,ويشمل –األمونيا ,
النترات -الحموض اآلمينية ,البيبتيدات وبعض البروتيناتالحقيقية .
Degradable Protein
DIP -2البروتين المتحطم (متكسر ) ببطىء ويشمل :
بروتينات حقيقية وهي تتحطم ببطىء شديد ,خالل 16ساعة منحضانتها في الكرش من خالل أنزيمات األحياء الدقيقة .
البروتين المنحل .أهمية هذا النوع
يساهم بتوفير اآلزوت لنمو وتكاثر األحيا ء في الكرش. يشكل نسبة عالية من مصادر تمويل البروتين لألبقار الحلوب تصلنسبته من . % 75-50
- -يساعد في التخمر البكتيري للسكريات في الكرش .
Undegradable Protein
UIP -3البروتين غير المتحطم بالكرش وهو الجزء الذي
اليتأثر بأنزيمات األحياء في الكرش ,حيث يعبر الى
األمعاء ويطلق عليه البروتين العلفي العابر .
ويشمل البروتين المتاح لألمتصاص في المعي الدقيق ,كما
ويظهر جزء منه مع بروتينات الروث ( غير المهضوم ) .
+وهو كمصدر للحموض اآلمينية األساسية :
األعالف منوعة ب UIPوبالتالي غنية بالحموض األساسية -وهي ذات سعر مرتفع أكثر من اضافة الحموض من MP
Unavailable protein
-4البروتين غير المتاح – او المرتبط مع األلياف الخام
المتاثرة بالحموض (السليلوز واللجنين ) ويرمز له :
ADF- N
Protein partition in feeds
Total protein
Nitrogen X 6.25
Available protein
Soluble protein
Degraded
insoluble
available protein
Unavailable
protein
Bound or ADF-N
Escaped
insoluble
available protein
البروتينات في التغذية
تعبير البروتين الخام كمصطلح َعام يطلق على كل املركبات التي يدخل األزوت في تركيبها
,ويشمل التعريف السائد كال من:
البروتين الحقيقي إذ يتكون من (الحموض األمينية والببتيدات)
املركبات األزوتية غير البروتينية NPN
تصنف البروتينات :حسب شكلها و ذوبانها و حسب تركيبها الكيميائي
وظائفها :عديدة يحتاجها اإلنسان و الحيوان باستمرار طيلة الحياة
الحموض األمينية وأهميتها في التغذية ......حموض أساسية وغير أساسية
عند الدواجن و الحيوانات أحادية املعدة............
عند املجترات /البروتين امليكروبي و الحموض األمينية
(اضافات علفية . ) ...
أنواع الفطور في سائل الكرش
البكتريا والبروتوزوا في سائل الكرش
يتراوح عدد البروتوزوا
10^5/1 ml RL
بينما عدد البكتريا 9^10
توجد أنواع مختلفة
متخصصة
يمكن التأثير على هذه
األنواع من خالل التغذية
واإلضافات العلفية
حجم البروتوزوا
بنية البروتوزوا
البروتين الخام مصطلح يشمل جميع مكونات العلف التي
يدخل اآلزوت في تكوينها و يحوي البروتين الخام على
% 16آزوت تقريبا ً .
و يشمل البروتين الخام ( ) CPقسمين أساسين :
.1البروتين الحقيقي
.2المواد اآلزوتية غير البروتينية .و هذه األخيرة تتكون من
الكربون و األكسجين و الهدرجين واآلزوت و عادة ال
تحوي على الكبريت و ال الفوسفور و تركيبها أبسط من
تركيب البروتينات الحقيقية .
تقسيم البروتينات
البروتينات البسيطة :تعطي بتحللها فقط ....حموض آمينية
- 1البروتينات الليفية :وهي ال تذوب في املاء و منها نوعان رئيسيان:
أ -الكيراتينات :وهي بروتينات التي يتكون منها الريش و الصوف و الشعر و األظافر و
القرون
ب – الكوالجينات :وهي تكون األنسجة الضامة و الرابطة و الجلد و الغضاريف و
خالية من السيستين و التربتو فان
– 2البروتينات املنطوية :و جميع هذه البروتينات قابلة للذوبان بعضها في املحاليل
امللحية و بعضعها في املحاليل املمددة لألحماض القلوية و أهم هذه البروتينات :
األلبومينات و الجلوبولينات و الهستونات
و الجلوتيينات و البروالمينات (الدم – املنتجات الحيوانية واألجنة
و غيرها
البروتينات املرتبطة :تعطي عند تحللها ....حموض أمينية ....ومركبات عضوية
وهي بروتينات منطوية و مرتبطة مع غيرها من املركبات غير البروتينية
مثل:
البروتينات النووية و امللونة و الفوسفاتية و الكربو هدراتية و الدهنية
و املخاطية (جدار الخلية ,الغدد املفرزة ,الهرمونات واملخاط ) .....
البروتينات املشتقة :
وهي تشمل النواتج الوسطية لتحلل البروتينات مثل :
الببتونات و الببتيدات .
اللعاب
البولة
البروتين الخام
الدم
مواد أزوتية
غير بروتينية
الكبد
NH3
الكرش البولة
أحماض أمينية
NH3
المعدة و
األمعاء
البولة
الكلية
بولة
الروث
بروتين حقيقي
بروتين ميكروبي
بروتين ميكروبي +بروتين عابر
أحماض أمينيه(امتصاص)
مخلفات الهضم +بروتين غير
مهضوم +بروتين ميكروبي
مراحل تفكك البروتين والنواتج الرئيسة
فيما يلي مخطط تفكك البروتين في الجهاز الهضمي عند
المجترات :
تحليل ويندي WEENDE
العينة جاهزة
تجفف بالفرن 105م
تجفف بالفرن
على 105م
الرطوبة
العينة جافة
تحليلها بحمض الكبريت
%1.25
ترشيح
تحليلها بكلداهل
الهضم
الباقي
الإلستخالص بأليثر
التقطير
االمستخلض اإلثيري
المعايرة
نغليه بالقلوي KOH 1.25%
ترشيح
الباقي
النتروجين
األلياف +الرماد
)(56.25×N%
الترميد
األلياف الخام
الحرق بفرن حراري
االرماد
االرماد
حلقة استقالب اآلزوت :
الكبد
من جدار الكرش
يوريا غير سامة (ضمن تراكيز معينة –مختلفة )
يتحول NH3
حيث اليوريا غير السامة تخرج مع اللعاب تقدر ( 30ـــــ ) 100غ /اليوم
مستوى الطاقة ضروري جداً لعمل األحياء الدقيقة وعند حساب كميتها
022 g MP / 100 g OSD
لكل 100غم مادة عضوية مهضومة 22 /غم بروتين ميكروبي
نتيجة هامة :مصادر اإلمداد للبروتين في المجترات هي :
.1البروتين العلفي العابر
.2الكتلة المكروبية
لذلك فالعوامل التي تؤثرعلى هدم البروتينات في الكرش لرفع كمية البروتين
العابر و بالتالي كمية البروتين الكلي في األمعاء هي :
* درجة األنحاللية * المعالجة الكيميائية * التجفيف * نوع العلف
هدم و تحوالت البروتين في الكرش
أنزيميا
األحياء الدقيقة املنوعة بالكرش+NH3حموض أمينية (البروتين املكروبي )
-النواتج النهائية من الضروري تحديد تركيز NH3في سائل الكرش لتجنب :* الهدر في كمية البروتين مع العليقة اليومية
* التسمم املفاجىء بغاز األمونياك
*تعتمد خاصية هضم العلف و التغذية العملية للمجترات على شدة و اتجاه عملية
التخمر في املعدات األمامية :
مستوى الطاقة ،نسبة البروتين و مصدر اآلزوت اإلضافات العلفية و املنشطات*هدم و تحوالت البروتين في الكرش :
األحياء الدقيقة تؤثر على البروتين الخامالبييتيدات +الحموض األمينية
%70 -يتفكك
يستهلك لتكوين الكتلة املكروبية
NH3 توجيه تركيز األمونياك هام جدا :معدل 20 – 5مغ 100/مل سائل الكرش =يتحقق من خالل النسبة % 15 - 10بروتين خام في العليقة
األمونياك سام ( 100 – 40مغ 100/مل عصارة كرش ) تركيز األمونياك أكثر من 100مغ يعتبر سام بشدة .يوريا
• للكبد قدرة محدودة على معادلة سمية األمونياك الى
• جزء من NH3يعود مع اللعاب كمصدر لآلزوت في الكرش
أ – بحسب نسبة البروتين في العليقة يقدر من ( 100 -30غ /يوم ) .
ب – كمية اليوريا املطروحة مع البول .
ج – معدل اليوريا في الدم و الحليب مؤشر على مستو بروتين العليقة .
بناء البروتين امليكروبي و نشاط األحياء مرتبط بمعدل الطاقة املتوفرة حوالي 22
غ بروتين مكروبي 100 /غ مادة عضوية مهضومة
.1
.2
-
-
مصادر التمويل للبروتين للمجترات :
البروتين العلفي العابر يقدر بنسبة %30
الكتلة امليكروبية
العوامل املؤثرة على هدم و تحليل البروتين (حماية البروتينات )
نوع البروتين و درجة االنحاللية
عدد مرات التعليف
املعالجات املختلفة
معدل تناول العلف
المعالجات المؤثرة في تحلل وتفكك البروتين الخام
بهدف تخفيض سرعة التفكك ...و ...وقاية من التسمم
تعليف المواد المقاومة :الفصة 43بينما سيالجها .%72كسبة صويا , %55بينما السوداني . %60
تصغير جزيئات العلف المركز ,االستفادة لمنعكس البلع ,العبور التجفيف لإلقالل من االنحاللية .مراوح في الصيف المعالجة الحرارية لكسبة الصويا ,خصوصا ً مع اليوريا . يخفض الفورم الدهيد بتركيز 0,5غ100/غ بروتين خام قابلية التحلل من%76الى %38في وسط مالئم للهضم في الكرش .
غلوتار الدهيد بتركيز % 1,2-0,3وألكثر من % 1,2أدى الى تراجع قوي .
-الصادات الحيوية النوعية :بشرط السعر واألمان الحيوي نيومايسين مينونسين ....
نسبة تفكك البروتين في كرش األبقار
العلف
دريس الفصة
دريس البرسيم
كسبة فول الصويا
الفول األخضر
الخمائر العلفية
نسبة RPفي
العليقة
11.2
16.4
15.8
15.2
12.5
نسبة تفكك RPفي
الكرش من العلف
%44
%54
%55
%54
%58
أي أن القسم ااألكبرمن العليقة يتكون من العلف المالئ
في العالئق المختلطة يكون %45من األزوت في العليقة مصدره من األعالف المركزة
تأثير مستوى الطاقة في العالئق الحاوية على اليوريا على
تبدل األزوت في كرش عجول التسمين
مستوى الطاقة
في العليقة
في الكرش
المؤشر
عالي
متوسط
منخفض
طاقة مهضومة
KJ/KG TM
13618
11942
9637
كمية األزوت الكلي
G/100 G TM
1.97
2.10
1.85
البروتين الحقيقي
(مغNفي 100غ من
محتوى الكرش )
286
106
76
مع 100/DAPSغ من
محتوى الكرش
2.1
0.9
0.7
تأثير طريقة حفظ العلف األخضر على نسبة تفكك
البروتين في الكرش عند األغنام
طريقة الحفظ
نسبة التفكك للبروتين %
الفصة الرعوية (طازجة)
43
الفصة الرعوية (مبردة )
37
الفصة الرعوية (سيالج)
72
الفصة الرعوية مجففه هوائيا ً)
28
أخطاء تغذوية لألبقار الحلوب
تقديم عالئق لألبقار الحلوب غنية بالطاقة وفقيرة البروتين :
نقص اإلنتاج وسمنة واضحة
مثال :االعتماد على سيالج الذرة الغني بالطاقة وقليل البروتين.
لذا وجب التفكير بطريقة لرفع كمية البروتين العلفي العابر
من خالل حماية البروتينات من الهضم الميكروبي ...في الكرش
لألبقار عالية اإلنتاج ( * ) .والعالئق غنية بالبروتين ذات القيمة الحيوية العالية
طرائق حماية البروتينات
ماذا عن ADF– N؟
-1مقياس عياري لدرجة الحرارة لتكسير البروتين .
-2يتواجد مع البروتينات السكرية .
-3اليهضم أويتكسر في الكرش .
-4تمتلك كل األعالف جزء من اآلزوت الطبيعي بهذا التركيب
بنسبة %10-5من اآلزوت الكلي .
-5تحتاج القيم العليا منه في العليقة مصادر لتعديله .
الهضم المعوي للبروتين العابر
• متغير بدرجة كبيرة .
• معامل هضمه من . %90-55
• لبعض األعالف معامل هضم خارج هذا النطاق .مثل :
طحين الصويا من . %93-86
الهدف الرئيس في تغذية األبقار الحلوب
وضمان حماية البيئة
رفع معدل البروتين الميكروبي بأقصى ما يمكن من خالل التغذية .
ألن نسبته في المجال %70-50من البروتين الكلي في األمعاء
الدقيقة .
تقليل اإلطراح من اآلزوت لألبقار المرباة بكثافة عالية .ولتحقيق هذا
الهدف البد من المعرفة الدقيقة لتقنين التمويل األمثل باآلزوت :
- 1تقييم األعالف -2معرفة االحتياجات من البروتين -3األستقالب
-4كمية الحليب ومكوناته
وأخيراً ,تشكل المخلفات الحاملة لآلزوت من األبقار اإلجهاد األكبر
للتربة ,الهواء والماء والصرف الصحي ( حماية البيئة) .
مواصفات البروتين الميكروبي
يؤمن نسبة %80-60من األحتياجات للحموض األساسية .
نسبة البروتين فيه عالية من . %70-60
معامل هضمه المعوي مرتفع . %85
تركيبه يشابه نسبيا َ تركيب بروتين الحليب .
نسبة المثيونين الى الألسين . 1 : 3,3
من الناحية األقتصادية هو األهم بين الحموض األساسية .
قياسه بطرق مختلفة ...من سائل الكرش في المعي الدقيق .
من خالل التغذية ...لتحسين نوعية الحليب _بروتينه .
العوامل المؤثرة في بناء البروتين الميكروبي
توفر مصادر سكرية كافية للطاقة –> ATP
المتاح من السكر والبروتين المهضوم للبناء الميكروبي .
نسبة الدهن المتاحة من الهضم في الكرش .
سرعة مدة بقاء العلف في الكرش ( سرعة العبور ) /معدل
كمية المادة الجافة المتناولة لوزن الجسم .
تنوع األحياء الدقيقة في سائل الكرش .
عوامل آخرى متعددة .
Risk factors for too much DIP
Assumed fed DIP values were wrong –
Excessive intake of SIP –
Feeding excessive amount Berseem
Feeding excessive amount of legumes silage
Bad management of urea feeding
Rumen CHO/ protein imbalance: –
High DIP/Low fermentable CHO
الحموض األمينية EAA
التستطيع األبقار تكوين الحموض األساسية بكمية كافية
والتي تلبي احتياجاتها منها .
تستطيع األبقار تكوين الحموض األساسية بكمية كافية والتي
تلبي احتياجاتها منها .
المؤشرات إلضافة Lyaو Meth
-1النسبة المئوية لحمض الآليسين من مجموع الحموض
األساسية في المعي الدقيق ألنتاج بروتين الحليب األعظمي
حوالي , %15وللحمض Methمن . %5,5-5
-2النسبة ليسين :ميثو هي . 3:1
األمراض األستقالبية
ينتج عن سوء التغذية والتربية العديد من المشاكل الصحية في
مزارع األبقار ,ومعالجة هذه األمراض مكلفة جداً وتحتاج
لخبرة في التشخيص والعالج المناسب في الوقت المناسب .
االعتداء على األبقار بهدف زيادة اإلنتاج باستخدام مصادر
علفية حيوانية ,أدى إلى ظهور مرض جنون البقر ,فهي
مخلوقة نباتية ,عاشبه .من حكمة الخالق ذهب المرض ولم
يعد .إال أنه يمكن زيادة اإلنتاج بطرائق أخرى مختلفة .
Associated problems with
excessive intake of DIP
*Extra ruminal NH3-N
*Extra blood urea nitrogen (BUN)
*Extra milk urea nitrogen (MUN)
*Extra urinary nitrogen losses
*Increased energy cost
*Loose manure
*Decreased animal performance
*Reproductive problems
*Economical losses
Consequences of imbalanced protein and
carbohydrate fractions on microbial yield
(pell, 1992)
Low DIP/low CHO
Situation
Growth
Lack nutrients to
Slow but balanced→
maximize growth
Low Dip/High CHO
High DIP/Low CHO
High DIP /High CHO
Healthy sluggish bugs
Excess acids →↓rumen
Slow with stressed,
pH
inefficient bugs
NH3 wasted due to low
Slow with wasted
CHO
protein
Optimum if no ↓ rumen
Healthy, fast growing
pH
bugs
* Essential amino acids –Those amino acids that the cow can not
make in sufficient quantity to meet her needs
* Non essential amino acids –Those amino acids that the cow can
make in sufficient quantity to meet her needs.
*Amino acids are the building blocks of proteins
Methionine(1ST limiting)
Lysine (2nd limiting)
Arginine
Valine
Isoleucine
Leucine
Histidine
Therionine
Tryptophan
Phenylalanine
Rumen microbial
escape mass
AA
Propionate
&Butyrate
Escape
starch
Glucose
Small peptides & AA
G.I.Tract
Propionate
AA
Muscle
Lipid
Glucose
Liver
Urea
Mammary gland
* Milk protein % is more sensitive than either milk production or kg of milk
protein produced
*Lys as % of total EAA in duodenum for maximum milk protein content
is about 15%
Similar value for Meth is 5 - 5.20 %
Lys : Meth ratio about 3:1
Lys
Milk prot.
16.0
Meth
5.5
Ratio
2.9:1
Tissue
16.3
5.1
3.2:1
Mic-p
16.6
5.0
3.3:1
Alf.sil.
11.1
3.8
2.9:1
Corn.sil.
7.5
4.8
1.6:1
3.18 - 3.64 kg of glucose
0.91-1.14 kg of EAA at the intestinal level
Negative energy balance
Problems:
Hypocalcaemia –
Clinical (milk fever)
Sub clinical
Ketosis (clinical & subclinical) –
Acidosis (SARA) –
Laminitis and related foot problems –
Abomasal displacement –
Fat cow syndrome –
Grass tetany –
Diarrhea –