Ruminantlarda Protein Sindirimi ve Soya Küspesi
Soya fasulyesi küspesi hem kanatlı hem de büyükbaş hayvan yetiştiriciliğinde Dünya’nın en önde giden protein kaynağıdır. Soyanın bu kadar popüler olmasının sebebi, özel amino asit profili ile kaba ve konsantre yemleri desteklemesidir. Aynı değerli amino asit profili, soya küspesini evcil hayvan mama üretiminde de aranılan bir unsur haline getirmiştir.
Ruminantlarda protein sindirimi
Ruminantlar fermentasyon sayesinde lifli ve kaba yemlerden enerji, bunu gerçekleştiren mikroorganizmalardan da protein elde etmelerine rağmen, modern işletmelerde yüksek verimli hayvanların rasyonlarında ilave protein bulunması optimum üretim için vazgeçilmezdir. Protein metabolizmaya iki farklı yoldan dahil olur. İlkinde, işkembede bulunan mikroorganizmalar proteini oluşturan amino asitleri, amonyak ve kısa karbon zincirlerine bozundururlar ve kendi çoğalmalarında kullanırlar. İkinci yolda ise bozunmayan protein (bu nedenle bypass protein olarak da adlandırılır) rumende bulunan mikroorganizmalar tarafından bozunmadan abomasum ve ince barsağa geçerek amino asit olarak emilirler. Her iki yolun da daha detaylı mekanizması aşağıda verilmiştir.
1. Yol : İşkembede Bozunan Protein
İşkembede mevcut mikroorganizmalar (bakteri, protozoa ve maya), lif ve nişasta gibi karbohidratları anaerobik olarak
mayalandırırlar ve sindirim sistemi tarafından emilip hücrelerde enerji kaynağı olarak kullanılan uçucu (ya da kısa zincirli) yağ asitleri üretirler. Amonyak gibi basit protein dışı azot (PDA) kaynakları, işkembe mikroorganizmaları tarafından bozunan gerçek proteinlerle birlikte bu organizmaların hızla çoğalmaları için gerekli mikrobiyal proteinin kaynağı olarak kullanılırlar. Mikrobiyal hücreler işkembeden midenin diğer bölümlerine doğru atılarak hayvanın ihtiyaç duyduğu sindirilebilir amino asitlerin en büyük kaynağı olurlar. Mikroorganizmaların ihtiyaç duyduğu ve kullandığı, yemle alınan protein ve PDA’lar işkembede-bozunan protein (İBP veya yabancı kaynaklarda RDP) olarak adlandırılır (NRC 2011).
2. Yol : Bypass Protein
Yemle alınan proteinin tamamı mikroorganizmalar tarafından bozunamaz. Bozunmayan bu kısım aynı kalarak veya az miktarda değişime uğrayarak ince bağırsaklara kadar gelirler ve tek mideli canlılara benzer şekilde, buradan sindirilirler. İşkembeden bu şekilde geçen proteinlere kaçak veya bypass protein adı verilir. İnce bağırsaklara sindirilmek üzere ulaşan toplam protein, mikrobiyal protein (MBP) ve bypass proteinden (BP) oluşur ve metabolize edilebilir protein olarak adlandırılır. Hayvana amino asitleri sağlayan sindirilmiş protein budur.
Protein fraksiyonları
Yemde bulunan ham proteinin kimyasal yapısı, ne kadarının amonyaka bozunacağının ve ne kadarının bu mikrobiyal bozunmadan kaçacağının en önemli etkenidir. Yemleri bu açıdan karşılaştırabilmek için içeriklerini protein dışı azot (PDA), gerçek protein ve yararsız kısım olarak ayırıp incelemek uygundur. Bu kısımlar sırası ile A, B ve C fraksiyonları olarak adlandırılır (Pichard ve Van Soest 1977). A fraksiyonu rumen bakterileri tarafından hızla amonyaka dönüştürülür. Soya küspesinin ham proteininin yaklaşık %20’si A fraksiyonudur. Buna karşın DDGS’te A fraksiyonu ham proteinin %6’sını oluşturur.
B fraksiyonu gerçek proteinden oluşmaktadır ve A fraksiyonuna göre çok daha yavaş ayrıştırılırlar. C fraksiyonu ise ne rumende ne de ince barsaklarda kullanılmazlar ve bu nedenle besin değeri yoktur. Soya küspesi yüksek sindirilebilir proteine sahip olmakla birlikte C fraksiyonu sadece %2’dir (NRC 1996). Oysa diğer çoğu protein kaynaklarında protein’in %10 ila %20’si besin değeri olmayan C fraksiyonundan oluşmaktadır.
Son 20 yıldır bilimsel araştırmalar soya küspesinde A fraksiyonunu azaltmak ve B fraksiyonunun ayrıştırılma hızını yavaşlatacak yöntemler üzerinde durmuştur. Bu yöntemlerden biri olan ısıl işlem soya proteininin rumende bozunmadan kaçan ve sindirime giren protein oranını önemli ölçüde arttırmıştır. Besin değeri olmayan C fraksiyonuna dönüşümüne neden olmayan optimum sıcaklık 130oC olarak tespit edilmiştir (Plegge, 1985).
Süt ineklerinde durum
Yavaş canlı ağırlık artışı gösteren veya az miktarda süt üreten ruminantlar, dengeli rasyonlarla mayalandırılabilir yemlerle beslendiklerinde, amino asit ihtiyaçlarının tamamını mikrobiyal proteinlerden elde edebilirler. Ancak, performans artışı ile birlikte bu mikrobiyal protein tek başına ihtiyacı karşılayamaz. Özellikle yüksek süt verimli ineklerde bu yetersizlik çok belirgindir. Örneğin günde 40 litre %3.6 yağlı süt üreten 650kg ağırlıkta bir Holstein ineği 3.25kg sindirilebilir proteine (MP) ihtiyaç duyar (NRC, 2001). Bunu karşılayacak rasyonda 2.8kg İBP ve 1.8kg bypass proteini içermelidir. Rasyona katılan kaba ve kesif yem miktar ve kalitesine bağlı olarak bu hayvanın günlük protein ihtiyacını karşılamak için 3 ila 5kg soya küspesi gerekecektir.
Yukarıdaki grafikte kuru maddenin (KM) yüzdesi olarak işkembede bozunan protein (İBP) ile bypass proteinin süt verimi üzerindeki etkileri verilmiştir. Öndeki eksende %16 ila %6 arasında değişen İBP değerleri verilmiştir. İBP düşük olduğunda süt veriminin de düştüğünü görüyoruz ve bu beklenen bir sonuç. Çünkü işkembede mayalanmayı gerçekleştirecek mikroorganizmalara yetecek kadar azot kaynağı bulunmuyor. İlginç olan bu protein fazla yükseldiğinde de süt veriminin düşmesi. Bunun sebebi de kuru maddede rumende indirgenmeyen, yani bypass protein oranının azalması. Tüm süt verimlerinde en iyi sonuçların %12 İBP değerinde elde edildiğini gözlüyoruz.
Bypass proteinde elde edilen değerlerin doğrusal olduğunu görüyoruz. Yani İBP’nin aksine, bypass protein değeri yükseldikçe süt verimi artıyor. Bypass proteini nereye kadar ve nasıl arttıracağı işletmenin vereceği önemli bir karardır.
Sonuç
İşkembede bakteri gelişimi soya küspesinden gelen bozunabilen proteinlerle sağlanabilir. Gerekli amino asitler ortamda bulunduğu sürece bakteriyel çoğalma hızlıdır, ancak amino asitler tükendiğinde bakteriler amino asitleri amonyaktan sentezlemek zorundadırlar. Bu durumda bakteri gelişimi yavaşlar (Owen 1988) ve kesif yemlerin fermente edilebilmesi için peptit ve amino asitlerin düzenli verilmesi gerekir (Russell 1992). Soya küspesi gibi protein kaynakları işkembede bulunduğunda düzenli amino asit sağlanmış olur ve bu sayede bakterilerin protein sentezi artar.
Kaynakça
NRC. Nutrients Requirements of Beef Cattle. Seventh ed.; National Academy Press: Washington, DC, 1996
Owen, F.N.; R. Zinn. Protein metabolism in ruminants. The Ruminant Animal, Digestive Physiology and Nutrition; D.C. Church, Ed.; Prentice Hall: NJ, 1988; pp. 227–249.
Pichard, G.; P.J. van Soest. Protein solubility of ruminant feeds. Proceedings of the Cornell Nutrition Conference, 1997; pp. 91–97
Plegge, S.D.; L.L. Berger; G.C. Fahey, Jr. Effect of roasting temperature on the proportion of soybean meal nitrogen escaping degradation in the rumen. J. Anim. Sci. 1985, Vol. 61, 1211–1218.
Russell, J.B.; J.D. O’Connor; D.G. Fox; P.J. van Soest; C.J. Sniffen. A net carbohydrate and protein system for evaluating cattle diets: I. Ruminal fermentation. J. Anim. Sci. 1992, Vol. 70, 3351–3361.
