پیشرفت تحقیقات و چشم‌اندازهای کاربردی کلسیم ۲-هیدروکسی-۴-(متیل تیو) بوتیرات به عنوان یک منبع مکمل متیونین جدید

پیشینه کاربرد

کلسیم ۲-هیدروکسی-۴-(متیل تیو)بوتیرات (HMTBa-Ca) فرم نمک کلسیم یک آنالوگ هیدروکسی متیونین است (نام شیمیایی: کلسیم بیس(۲-هیدروکسی-۴-(متیل تیو)بوتیرات)). این ماده مستقیماً ساختار آمینو حاوی نیتروژن را فراهم نمی‌کند، بلکه اسکلت کربنی متیونین را به شکل یک آنالوگ هیدروکسی تأمین می‌کند. این ماده در بدن به صورت متابولیکی تبدیل می‌شود تا L-متیونین فعال بیولوژیکی تولید کند که در سنتز پروتئین و فرآیندهای متابولیکی مختلف شرکت می‌کند.

متیونین یکی از رایج‌ترین اسیدهای آمینه محدودکننده در خوراک دام و طیور است، به ویژه در جیره‌های غذایی مبتنی بر ذرت و کنجاله سویا مستعد کمبود است. برای تأمین نیازهای غذایی حیوانات به متیونین، DL-متیونین به طور سنتی در خوراک اضافه می‌شود. با این حال، آنالوگ‌های هیدروکسی متیونین و نمک‌های کلسیم آنها به تدریج به عنوان منابع جدید متیونین مورد توجه قرار می‌گیرند. در مقایسه با DL-متیونین، HMTBa-Ca پایداری حرارتی و سازگاری بهتری در فرآوری ارائه می‌دهد و آن را برای حفظ مواد مغذی در طول پلت کردن خوراک و فرآوری در دمای بالا مفیدتر می‌کند.

سازمان ایمنی مواد غذایی اروپا (EFSA) ارزیابی سیستماتیکی از ایمنی و اثربخشی HMTBa و نمک کلسیم آن انجام داد و ایمنی آن را به عنوان یک افزودنی خوراک دام برای همه گونه‌های جانوری تأیید کرد. این ماده هیچ باقیمانده‌ای در بافت‌ها یا محصولات حیوانی باقی نمی‌گذارد و هیچ خطر زیست‌محیطی قابل توجهی ایجاد نمی‌کند و پشتیبانی نظارتی برای کاربرد آن در تغذیه دام ارائه می‌دهد.

دوم. اثرات کاربرد

مطالعات متعدد نشان داده‌اند که HMTBa-Ca، به عنوان منبع متیونین، می‌تواند عملکرد رشد حیوانات و راندمان استفاده از مواد مغذی را بهبود بخشد. در خوک‌ها، طیور و آبزیان، مکمل HMTBa-Ca می‌تواند میانگین افزایش وزن روزانه، ضریب تبدیل غذایی و استفاده از نیتروژن را افزایش دهد و در عین حال دفع نیتروژن را کاهش دهد. این امر به ویژه برای رژیم‌های غذایی کم پروتئین یا رژیم‌های غذایی با اسید آمینه با فرمول دقیق مفید است.

در طیور، مکمل HMTBa-Ca نه تنها به افزایش عملکرد تولید کمک می‌کند، بلکه ظرفیت آنتی‌اکسیدانی، عملکرد سیستم ایمنی و سلامت روده را نیز بهبود می‌بخشد. در مرغ‌های تخم‌گذار، استفاده مناسب از آن به حفظ عملکرد تخم‌گذاری و بهبود کیفیت تخم‌مرغ کمک می‌کند. در حیوانات آبزی، با افزایش نسبت مواد پروتئینی گیاهی، کمبود متیونین برجسته‌تر می‌شود. تحقیقات نشان می‌دهد که HMTBa-Ca می‌تواند به عنوان یک منبع مکمل مؤثر، سرعت رشد و رسوب پروتئین بدن را بهبود بخشد.

HMTBa-Ca به عنوان پیش‌ساز متیونین، می‌تواند با تنظیم مسیرهای متابولیکی مرتبط، استفاده از اسیدهای آمینه ضروری و سنتز پروتئین را در بدن افزایش داده و ترکیب بدن را بهبود بخشد. اگرچه اثربخشی بیولوژیکی کلی آن عموماً کمتر از DL-متیونین است، اما همچنان ارزش غذایی بالایی را در حیوانات مختلف نشان می‌دهد. در کاربرد عملی، می‌توان سطوح مناسب مکمل را با استفاده از ضرایب تبدیل به طور منطقی طراحی کرد.

III. مکانیسم عمل

مکانیسم عمل HMTBa-Ca در درجه اول در نقش آن به عنوان پیش‌ساز متیونین که در متابولیسم داخلی شرکت می‌کند، نهفته است. HMTBa-Ca در دستگاه گوارش از طریق واکنش‌های آنزیمی و متابولیسم میکروبی به L-متیونین تبدیل می‌شود. متعاقباً در سنتز پروتئین، متابولیسم تک کربنی و تنظیم سیستم‌های آنتی‌اکسیدانی (مانند سنتز گلوتاتیون) شرکت می‌کند و نقش مهمی در حفظ تعادل اسید آمینه و بهبود راندمان استفاده از مواد مغذی ایفا می‌کند.

در مقایسه با DL-متیونین، مسیرهای جذب و متابولیکی HMTBa-Ca کمی متفاوت است. ساختار هیدروکسی آنالوگ آن درجه‌ای از پایداری بیشتر را ایجاد می‌کند، به ویژه ویژگی‌های خاص عبور از شکمبه در نشخوارکنندگان را نشان می‌دهد که به افزایش عرضه متیونین موجود در روده کوچک کمک می‌کند.

IV. گونه‌های جانوری هدف اصلی

۱. خوک‌ها (خوکچه‌های از شیر گرفته شده، خوک‌های در حال رشد)

در تغذیه خوک، متیونین یکی از اسیدهای آمینه محدودکننده است. مطالعات نشان داده‌اند که افزودن مکمل HMTBa-Ca در رژیم‌های غذایی کم پروتئین یا متعادل از نظر اسید آمینه می‌تواند به طور مؤثری مصرف نیتروژن را بهبود بخشد، رسوب پروتئین را افزایش دهد و دفع نیتروژن را کاهش دهد. در مقایسه با DL-متیونین سنتی، HMTBa-Ca می‌تواند ضمن بهبود راندمان مصرف اسید آمینه، نیازهای متیونین را برآورده کند. این ماده به ویژه برای تنظیم تغذیه در مرحله استرس از شیرگیری و در خوک‌هایی با میزان گوشت بدون چربی بالا مناسب است.

۲. طیور (مرغ‌های گوشتی، مرغ‌های تخم‌گذار، مرغ‌های مادر)

در جیره‌های طیور، HMTBa-Ca به طور گسترده برای جایگزینی یا تا حدی جایگزینی DL-متیونین استفاده می‌شود. تحقیقات نشان می‌دهد که مکمل‌سازی آن می‌تواند به طور قابل توجهی میانگین افزایش وزن روزانه و ضریب تبدیل غذایی جوجه‌های گوشتی را بهبود بخشد و تأثیر مثبتی بر ظرفیت آنتی‌اکسیدانی، پارامترهای ایمنی و سلامت روده داشته باشد. در مرغ‌های تخمگذار، مکمل‌سازی مناسب HMTBa-Ca به حفظ عملکرد تخمگذاری، بهبود کیفیت تخم‌مرغ و مشارکت در تنظیم متابولیسم پروتئین و اسید آمینه گوگرد کمک می‌کند، که به ویژه برای مرغ‌های تخمگذار پرتولید مهم است.

۳. حیوانات آبزی (ماهی‌ها، سخت‌پوستان)

در خوراک آبزیان، به دلیل افزایش سهم مواد پروتئینی گیاهی، کمبود متیونین بارزتر شده است. مطالعات متعدد نشان می‌دهد که HMTBa-Ca می‌تواند به عنوان یک منبع متیونین مؤثر در رژیم غذایی ماهی‌ها (مثلاً سی‌باس، قزل‌آلا) عمل کند و به طور قابل توجهی سرعت رشد، مصرف خوراک و رسوب پروتئین بدن را بهبود بخشد. پایداری و سازگاری آن در محیط‌های آبی، پتانسیل کاربرد خوبی در خوراک‌های فرموله شده آبزیان به آن می‌دهد.

۴. نشخوارکنندگان (گاوهای شیری، گاوهای گوشتی، گوسفندان)

برخلاف غیر نشخوارکنندگان، متیونین در جیره نشخوارکنندگان اغلب در درجه اول توسط تجزیه توسط میکروارگانیسم‌های شکمبه محدود می‌شود، و این امر باعث می‌شود که اشکال کارآمد مکمل متیونین از اهمیت ویژه‌ای برخوردار باشند. تحقیقات نشان می‌دهد که آنالوگ‌های هیدروکسی متیونین (از جمله شکل نمک کلسیم آنها) مقاومت خاصی در برابر تجزیه در شکمبه دارند و اجازه می‌دهند تا حدی از تخمیر میکروبی شکمبه فرار کرده و به متیونین قابل استفاده در روده کوچک تبدیل شوند و در نتیجه میزان پروتئین قابل متابولیسم را افزایش دهند.

نتیجه گیری و چشم انداز

به طور خلاصه، HMTBa-Ca، به عنوان یک منبع مکمل متیونین جدید، پتانسیل کاربردی امیدوارکننده‌ای را در تغذیه حیوانات نشان می‌دهد. تحقیقات آینده باید بیشتر بر مکانیسم‌های بهبود اثربخشی بیولوژیکی آن، تعیین سطوح دقیق مکمل برای گونه‌های مختلف حیوانات و مراحل رشد و بررسی اثرات هم افزایی آن با سایر افزودنی‌های غذایی تمرکز کند. این امر کاربرد کاربردی و کارآمد آن را در سیستم‌های تغذیه مدرن ارتقا خواهد داد.