Определение аминокислот в кормах, комбикормах и комбикормовом сырье

Большинство аминокислот синтезируются в теле животных из обычных безазотистых продуктов обмена веществ и усвояемого азота. Однако существует ряд незаменимых аминокислот, которые не могут синтезироваться в организме животных и должны доставляться с пищей. Известно, например, что незаменимыми в кормлении птицы являются лизин, цистин + метионин, триптофан, треонин. Отметим чрезвычайно высокую роль незаменимых аминокислот в процессах обмена веществ, так лизин – используется для синтеза тканевых белков, метионин – участвует в процессах обмена жира, триптофан – в обновлении белков плазмы крови.

Рационы сельскохозяйственных животных должны содержать все необходимые организму аминокислоты, особенно незаменимые, т.к. отсутствие их в рационе приводит к  нарушению обмена веществ, что в свою очередь, резко снижает продуктивность животных. Специалисты комбикормовых заводов, птицефабрик, свиноферм, составляющие рационы комбикормов для птиц и животных, вынуждены учитывать множество индивидуальных показателей имеющегося сырья, чтобы получить наиболее экономичный   и полноценный вариант рецепта. Как правило, в комбикормах наблюдается одновременный недостаток одних аминокислот и избыток других.

Как известно, белок состоит из ряда аминокислот, причем сборка молекулы белка из аминокислот в организме происходит по определенной схеме-матрице, уникальной для каждого вида животных и птиц. Для эффективного синтеза белка организм должен иметь все необходимые аминокислоты в нужных соотношениях и количестве. Отметим, что механизм сборки белковых молекул работает по лимитирующему фактору: если не хватает хотя бы одной аминокислоты (лимитирующей), то образования молекулы белка не происходит. Избыточные аминокислоты частично выводятся из организма животного, не принося никакой пользы, а зачастую наносят вред здоровью животного. Принято выделять четыре вида аминокислотной несбалансированности комбикормов: дефицит (нехватка какой-либо аминокислоты), дисбаланс, антагонизм и токсикоз. Дефицитом принято называть недостаток какой-либо аминокислоты,  дисбаланс возникает  при введение в комбикорм любой аминокислоты, кроме дефицитной. Антагонизм наблюдается между сходными по своей структуре аминокислотами, (например, аргинин/лизин; треонин/триптофан; лейцин, изолейцин, валин), когда избыточная аминокислота занимает место недостающей, при этом также снижается продуктивность, увеличивается отложение жира в организме. Токсикоз возможен при значительном избытке в комбикорме какой-либо аминокислоты, что ведет к более серьезным нарушениям обмена веществ и заболеваниям животного.

Дефицит аминокислот в комбикорме устраняется добавлением до нормы недостающей аминокислоты: только повышение в организме уровня лимитирующей аминокислоты  может привести к использованию остальных аминокислот в синтезе белка, в результате чего возрастает отдача кормов и становится возможным снижение уровня протеина  в корме при сохранении такой же эффективности кормов.

Для того чтобы обеспечить правильный обмен веществ в организме животного, необходимо, прежде всего, рассчитать индекс аминокислотной сбалансированности, то есть соотношение содержания аминокислот в комбикорме к потребностям животных и птиц.   К сожалению, расчет содержания белка по азоту (анализ Кьельдаля) не позволяет этого сделать,  кроме того, данные анализа азота по Кьельдалю  часто приводят к искажению результатов, не позволяя выявлять фальсификации (добавление органических азотсодержащих соединений с целью имитировать высокое  содержание белка в комбикорме).

Аминокислотный анализ позволяет определить точное содержание индивидуальных  аминокислот  в комбикорме (кормосмеси) и комбикормовом сырье, что дает возможность правильно составлять рецептуру кормов для животных и птицы. Общепринятым в мире методом определения аминокислот в кормах, комбикормах и комбикормовом сырье  является высокоэффективная жидкостная хроматография с пост-колоночной дериватизацией нингидрином (ГОСТ 13496.22-90 Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Метод определения цистина и метионина
ГОСТ 13496.21-87 Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Метод определения лизина и триптофана).

Основные этапы проведения аминокислотного анализа кормов, комбикормов и комбикормового сырья на аминокислотном анализаторе:
I.    Пробоподготовка образца (получение гидролизата пробы)
Пробоподготовка включает в себя отбор средней пробы, высушивание, измельчение, кислотный гидролиз пептидных связей, удаления остатков непрореагировавшей кислоты, фильтрование полученной пробы.

II. Анализ гидролизата пробы
Анализ пробы на аминокислотном анализаторе протекает в полностью автоматическом режиме. Гидролизат пробы вводится в инжектор хроматографа YL-9100, с током подвижной фазы (представляет собой жидкость) проба попадает на катионообменную колонку, на которой  происходит разделение  смеси аминокислот, входящих в состав гидролизата пробы на индивидуальные аминокислоты.

После разделения смеси аминокислот на катионообменной колонке (метод ВЭЖХ) индивидуальные аминокислоты обрабатываются нингидрином при температуре 1300С в реакторе системы Pinnacle PCX  (система постколоночной дериватизации). Нингидрин взаимодействует как с  первичными, так и со вторичными аминокислотами с образованием окрашенных производных, обнаружение которых производится при помощи спектрофотометрического детектора на  длинах волн 570 и 405 нм.


На экран ПК выводится хроматограмма. На этом этапе можно точно сказать какие аминокислоты и в каких количествах присутствуют в анализируемом образце.

Пример хроматограммы пробы гидролизата белка:


Этот метод применим для анализов гидролизатов любых образцов растительного и животного происхождения, в том числе и кормов, комбикормов и комбикормового сырья, продуктов питания, пищевого сырья, крови и т.д.

Анализ выполнен на аминокислотном анализаторе YL-9100  Pinnacle PCX (совместное производство США –  Южная Корея), в соответствии с методикой для анализа аминокислот в гидролизатах белков, разработанной компанией-производителем Pickering Laboratories (США).