Активність уреази в соєвому шроті. Новий погляд

Н. Руїс, доктор наук, компанія «Нелсон Руїс Ньютрішн ЛЛС», США

Як тільки було встановлено, що термічна обробка соєвих бобів (Осборн і Мендел, 1917) підвищує їх поживну цінність, виявлення, кількісна оцінка та зниження вмісту антипоживних факторів стали відігравати основну роль при оцінці якості продуктів переробки сої, особливо соєвого шроту. У 1944 р дослідники Кескі і Кнепп розробили метод оцінки соєвого шроту, підданого неправильній термообробці. Метод заснований на вимірюванні активності ферменту уреази, що  міститься в соєвих бобах. На підставі цієї базової роботи провідні професійні асоціації хіміків - Американське товариство хіміків-жировиків (AOCS, 2011) і Американська асоціація зернових хіміків (ААСС, 1995) - розробили, стандартизували і опублікували досить просту, зрозумілу і відтворювану методику. Був прийнятий інтервал активності уреази, або діапазон змін показника pH, від 0,05 до 0,20, який відповідав достатній термообробці соєвого шроту для тварин з однокамерним шлунком. При зміні ΔрН менш ніж на 0,05 од. виникали побоювання, що соєвий шрот піддавався надлишковому нагріванню, а при зміні більш ніж на 0,20 од. робився висновок про його недостатню термічну обробку і про наявність у ньому антипоживних факторів.

Вперше сумніви в правильності обраного діапазону pH були висловлені в 1987 р Дейлом і співавторами, які довели в роботі, що використання нижньої межі ΔрН не обгрунтовано для практичних цілей і що визначення активності уреази не є підходящим методом для аналізу пересмаженого соєвого шроту. Вони описали співвідношення in vitro / in vivo між розчинністю протеїну в гідроокису калію і характеристиками росту курчат-бройлерів для правильно обробленого і для пересмаженого соєвого шроту. На практиці вийшло, що значення pH 0,000 необов'язково свідчить про те, що соєвий шрот був підданий зайвіц термообробці, а просто показує нульову активність уреази.

Незважаючи на те, що значення верхньої межі змін показника pH використовувалося протягом багатьох років, в 1975 р Хейвард запропонував встановити верхню межу на позначці 0,30 од. pH (таке значення досі застосовують в Бразилії), а Уолдруп і співавтори (1985) запропонували, що межу слід підняти навіть вище  - до позначки 0,50.

Мета цієї статті полягає в поданні та обговоренні доказів на захист застосування переробниками олієнасіння та птахівниками нового діапазону активності уреази (зміна pH) - 0,000-0,050 од. pH.

Взаємозв'язок між вмістом інгібіторів трипсину та активністю уреази. Перш ніж обговорювати проблему верхньої межі, важливо нагадати, що повсюдне визначення активності уреази пояснюється тим, що це досить швидкий і доступний спосіб оцінки залишкової активності антипоживних факторів після обробки соєвого шроту та повножирної сої. При більш серйозному дослідженні біологічного взаємозв'язку між активністю уреази і змістом інгібіторів трипсину в соєвому шроті не виявляється. Незважаючи на встановлений факт наявності у складі соєвого шроту антипоживних речовин, що роблять несприятливий вплив на характеристики росту птиці, уреаза не є для неї токсичним білком і не викликає особливої стурбованості у фахівців по годівлі тварин з однокамерним шлунком. Зв'язок між уреазою та інгібіторами трипсину полягає тільки в одночасній інактивації цих речовин при термічній обробці соєвих продуктів в умовах достатньої вологості. Активність уреази, на відміну від вмісту інгібіторів трипсину, легко виміряти, тому цей показник став використовуватися як «індикатор» активності інгібіторів трипсину. Незважаючи на те, що активність уреази визначалася вже з 1940-х років, аналітичний метод вимірювання вмісту інгібіторів трипсину в сої був опублікований лише в 1969 р (Какайд і співавтори), який згодом був модифікований Хамерстрандом і співавторами (1981) і стандартизований Міжнародною організацією зі стандартизації в 2001 р

Таблиця 1. Взаємозв'язок між вмістом інгібіторів трипсину та активністю уреази на підставі аналізу 24 зразків соєвого шроту *

Вміст інгібіторів трипсину, мг/г

Активність уреази, pH

Вміст інгібіторів трипсину, мг/г

Активність уреази, pH

3,3

0,03

4,8

1,24

2,6

0,27

2,7

0,17

3,7

0,35

8,2

1,83

4,3

0,20

4,6

1,05

5,2

1,61

2,9

0,15

8,5

1,92

3,4

0,11

4,1

0,36

3,7

0,45

6,1

1,04

7,7

1,18

2,8

0,02

1,6

0,05

6,1

1,36

8,3

1,97

5,7

0,33

7,5

1,69

2,7

0,02

3,6

0,21

 

Таблиця 2. Взаємозв'язок між вмістом інгібіторів трипсину та активністю уреази на підставі аналізу 104 зразків соєвого шроту *

Вміст інгібіторів трипсину, мг/г

Активність уреази, pH

Вміст інгібіторів трипсину, мг/г

Активність уреази, pH

1,75

0,015

5,50

0,292

1,81

0,024

7,00

0,382

2,02

0,040

7,50

0,450

1,81

0,011

6,00

0,290

2,00

0,023

6,00

0,276

1,70

0,005

9,00

0,530

1,92

0,032

4,00

0,152

3,56

0,120

6,20

0,321

3,60

0,120

5,50

0,285

3,71

0,129

5,20

0,257

1,90

0,021

7,50

0,430

2,10

0,032

8,00

0,502

3,56

0,108

9,50

0,550

3,40

0,127

9,00

0,510

1,82

0,020

7,90

0,452

1,88

0,014

8,20

0,445

2,15

0,025

7,00

0,412

2,25

0,020

6,50

0,320

2,30

0,024

7,25

0,355

1,95

0,020

6,90

0,402

1,95

0,050

6,50

0,482

2,10

0,049

6,00

0,320

2,82

0,050

5,50

0,300

2,18

0,060

7,90

0,450

2,12

0,047

5,82

0,320

2,02

0,020

5,75

0,290

2,09

0,031

5,50

0,310

1,80

0,020

6,80

0,405

2,09

0,031

5,95

0,300

1,80

0,020

7,00

0,480

1,78

0,007

6,85

0,350

1,75

0,010

6,92

0,420

1,65

0,000

7,12

0,440

4,50

0,198

5,92

0,325

3,05

0,080

5,40

0,285

2,85

0,030

5,00

0,312

1,70

0,000

6,52

0,425

2,10

0,060

6,20

0,355

3,80

0,090

6,90

0,415

1,80

0,020

4,20

0,250

1,76

0,020

4,07

0,157

2,15

0,050

6,40

0,335

1,55

0,000

4,00

. 0,146

1,50

0,000

9,50

0,600

1,62

0,000

8,24

0,480

1,72

0,060

7,20

0,420

1,85

0,016

6,95

0,380

1,88

0,032

9,20

0,520

3,50

0,107

2,10

0,009

3,80

0,139

3,96

0,142

1,75

0,006

1,70

0,001

2,14

0,024

3,20

0,072

 

Були проаналізовані дві незалежні бази даних для встановлення взаємозв'язку між вмістом інгібіторів трипсину та активністю уреази. У таблиці 1 представлені дані, опубліковані Мустакасом і співавторами (1981) у роботі про критичні фактори обробки соєвого шроту. Вони отримані на підставі досліджень 24 зразків шроту, виробленого з одного сорту сої та підданого різним режимам обробки на експериментальній установці. Друга база даних, наведених у таблиці 2, заснована на результатах аналізу 104 зразків соєвого шроту різного походження: США, Аргентина, Бразилія та Болівія. Аналіз проводився в 2008-2012 рр. компанією «Ньютріаналісіс» (Белалказар і Оталора, 2012). Було показано, що зв'язок між вмістом інгібітора трипсину (х, мг / г) і активністю уреази (у, од. PH) виражається прямолінійною залежністю і може бути описаний рівнянням:

у = 0,0738 x - 0,1224, при R2 = 0,9748.

Таким чином, обидві бази характеризуються досить значущим взаємозв'язком (R2) між вмістом інгібіторів трипсину та активністю уреази. Вони підтверджують той факт, що шляхом вимірювання активності уреази в соєвому шроті можна оцінити вміст у ньому інгібіторів трипсину.

Чому верхня межа діапазону активності уреази повинна бути переглянута і понижена до 0,050 од. pH?

З 2005 р дослідники відзначають зв'язок високого вмісту інгібіторів трипсину в соєвому шроті зі спалахами дисбактеріозу у бройлерів (Руїс і Белалказар, 2005). В даному випадку послід курчат змінює консистенцію на водянисту, містить неперетравлені залишки корму і відшаровані фрагменти тканини кишечника, втрачає характерний білий наліт сечової кислоти, має жовтувато-оранжевий колір. Курчата-бройлери із стада, що переживає синдром дисбактеріозу, відрізняються брудним оперенням, неоднорідністю за вагою, блідим забарвленням. В результаті погіршується конверсія корму, вага птиці значно поступається прийнятому стандарту - все це призводить до значних економічних збитків.

У 2005 р на підставі аналізу шести спалахів дисбактеріозу дослідники Руїс і Белалказар дійшли  наступного висновку: він виникає в тому випадку, коли в раціон бройлерів вводиться близько 20% соєвого шроту в 1 г якого міститься більше 3,5 мг інгібіторів трипсину Накопичені за кілька років (2005-2012) дані з аналізу великої кількості спалахів дисбактеріозу в промисловому птахівництві на півночі Південної Америки підтверджують думку про те, що оптимальна залишкова концентрація інгібіторів трипсину в соєвому шроті не повинна перевищувати 2,0 мг / г за умови, що розчинність протеїну в гідроксиді калію становитиме не менше 78%.

Який же тоді взаємозв'язок між верхньою межею діапазону активності уреази і синдромом дисбактеріозу?

Дуже проста, як показує ретроспективний аналіз. У таблиці 3 узагальнені результати аналізів активності уреази і вмісту інгібіторів трипсину в тих промислових партіях соєвого шроту, які були причетні до шести спалахів дисбактеріозу в стадах курчат-бройлерів (нижче пунктирної лінії), а також результати аналізу тих партій соєвого шроту, що не викликали негативних наслідків у ці ж тимчасові терміни і в тих же регіонах.

Таблиця 3. Активність уреази і вміст інгібіторів трипсину в соєвому шроті під час спалахів дисбактеріозу в деяких країнах (дані Н. Руїса, 2012)

Країна

Активність уреази, pH

Вміст інгібіторів трипсину, мг/г

Синдром

дисбактеріозу

Эквадор

0,01

1,90

Нет

Колумбия

0,02

2,20

Нет

Эквадор

0,03

2,40

Нет

Колумбия

0,03

2,40

Нет

Колумбия

0,05

2,60

Нет

Венесуэла

0,06

2,80

Нет

Перу

0,08

4,00

Да

Колумбия

0,08

4,04

Да

Перу

0,09

4,20

Да

Колумбия

0,14

4,82

Да

Эквадор

0,17

5,50

Да

Венесуэла

0,19

5,60

Да

Колумбия

0,25

6,00

Да

Колумбия

0,28

6,80

Да

Колумбия

0,29

5,90

Да

Колумбия

0,33

7,29

Да

 

Ці спалахи відбулися в чотирьох країнах в період з 1998 по 2004 рр. Синдром дисбактеріозу спостерігався при значеннях активності уреази вище 0,06 од. pH. Разом з тим рекомендована сьогодні верхня межа діапазону активності уреази 0,20 од. pH означає, що соєвий шрот з такою якістю придатний до згодовування курчатам-бройлерам. Оскільки остаточний вміст інгібіторів трипсину в кормі залежить від рівня включення соєвого шроту або повножирної сої в раціон і вмісту в них інгібіторів трипсину, доцільно розробляти рецепти комбікормів для конкретної максимальної концентрації інгібіторів трипсину в кормі. Якщо, наприклад, вміст інгібіторів становить 2 мг в 1 г шроту, то при його введенні в комбікорм у кількості 25% він складе 0,50 мг в 1 г корму (за умови відсутності інших джерел цих антипоживних речовин). Як показує мій багаторічний досвід роботи, 0,54-0,58 мг інгібіторів трипсину в 1 г корму - допустимий вміст для курчат-бройлерів у віці 40-42 доби. Отже, відповідне значення активності уреази для соєвого шроту не повинно перевищувати 0,050 од. pH.

 

Джерело: журнал «Птахівництво» №10, 2013