مقدمه: پروتئین ها و اسید های آمینه
نام پروتئین از کلمه یونانی پروتیوز ، به معنی اول یا اهمیت اولیه ، توسط برزلیوس پیشنهاد شد . این کلمه ، کلمه مناسبی است زیرا این ترکیب پیچیده ، مرکب از اسیدهای آمینه در تمام سلولها یافت شده و در اغلب واکنشهای شیمیایی حیاتی موجود در سوخت و ساز گیاه و حیوان دخالت دارد .
گرچه غالباً به تمام پروتئینهای یک حیوان یا ماده غذایی روی هم رفته پروتئین گفته میشود هر پروتئینی با پروتئینهای دیگر متفاوت است . توالی خاص اسیدهای آمینه و چگونگی ارتباط رشته های آنها به یکدیگر ، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی هر پروتئین و در نتیجه عمل بیولوژیکی آن را مشخص می سازد .
قسمتهای مهم بافتهای نرم بدن مثل ماهیچه ها ، بافتهای پیوندی ، کولاژن ، پوست ، مو ، سم ، پرها ، ناخنها و قسمتهای شاخی منقار در پرندگان را پروتئین تشکیل می دهند . پروتئینهای خون چون آلبومینها و گلوبولینها که در تنظیم فشار اسنری دخالت دارند منبعی از اسیدهای آمینه اند و وظایف متعدد دیگری را به عهده دارند .
فیبر لیوژن و ترومبو پلاستین و تعداد دیگری از پروتئینها در انعقاد خون دخالت دارند پروتئینهای مرکب خون مثل هموگلوبین عمل انتقال اکسیژن به سلولها را بر عهده دارند و لیپو پروتئینها عمل انتقال ویتامینهای محلول در چربی و نیز سایر مواد واسطه چربی را انجام می دهند . به علاوه لیپو پروتئینها از اجزای اصلی غشای سلولی هستند . سایر پروتئینهای مرکب ، مثل نوکلئو پروتئینها و گلیکو پروتئینها و آنزیمها در ساسر بدن پراکنده اند .
غشای زرده تخم مرغ یک فسفر پروتئین است .
1- پروتئینها Proteins :
از نظر ساختمان شیمیایی پروتئینها از ازت ، کربن ، هیدروژن ، اکسیژن و گوگرد تشکیل شده اند در عده ای از پروتئینها علاوه بر عناصر فوق فسفر هم وجود دارد . مشخص کننده پروتئینها وجود ازت است بطور متوسط 16% از پروتئینها را ازت تشکیل می دهد این امر از نظر تعیین درصد پروتئین مواد غذایی در ترکیبات شیمیایی کمک می کند بدین ترتیب که ابتدا با روشهای شیمیایی مقدار ازت مواد غذایی را بدست می آورندو بعد در مضرب 25/6 ضرب می کنند .
25/6 = 16 ÷100 نتیجه بدست آمده مقدار پروتئین خام را نشان می دهد . این روش اندازه گیری برای تعیین پروتئین حقیقی کافی نیست زیرا بعضی از پروتئینها در حدود 4/13 درصد ازت و بعضی دارای مقدار بیشتری در حدود 3/19 درصد میباشد . پروتئینها از ترکیبات ساده ای بنام اسید آمینه تشکیل شده اند . تعداد اسیدآمینه هایی که تا کنون ساخته شده است 35 عدد میباشد که ساختمان شیمیایی 24- 23 عدد آن بطور قطع مشخص شده است . هر پروتئین از تعدادی اسید آمینه تشکیل شده است بطوریکه امکان ندارد تمام اسید آمینه ها در یک پروتئین واحد جمع شوند .
از نظر تغذیه طیور اسید آمینه ها به سه دسته تقسیم میشوند:
1-دسته ای که طیور برای تغذیه احتیاجی به آنها ندارند مانند آلانین و اسپارتیک اسید و هیدروکسی پرولین و سرین
2- دسته ای که دربعضی شرایط مثلا ً هنگام جمع آوری تخم مرغ جوجه کشی مورد احتیاج طیور است مانند تیروزین ، پرولین ، اسید گلوتامیک ، گلیسین و سیستین
3- دسته ای که وجود آنها برای تغذیه طیور کاملا ً ضروری است و طیور قادر به ساختن آنها در بدن نیستند به این دسته اسیدآمینه های اساسی می گویند مانند میتونین ، لیزین ، ایزولوسین ، لوسین ، هیستیدین ، آرژنین ، والین ، تریپتوفان ، ترونین ، فنیل آلانین ، گلیسین ، تیروزین و سیستئین در گذشته افزایش میزان پروتئین جیره در هنگام تنش گرمایی یک امری عادی بود این عمل درپاسخ به کاهش مصرف خوراک انجام شد و بدین وسیله پروتئین جیره جهت حفظ میزان دریافت پروتئین خام در حد 17 گرم به ازای هر پرنده در روز تنظیم میشد . اکنون مشخص شده است که چنین تعدیلهایی ممکن است مضر باشند . فرآیند متابوسیم مواد مغذی در بدن دارای بازدهی 100 درصد نبوده ومقداری گرما در نتیجه آن تولید می گردد .
متأسفانه پروتئین در این مورد کم بازده ترین ماده مغذی است و در نتیجه مصرف آن ، گرمای نسبتاً بیشتری تولید می گردد .
این گرمای اضافی ممکن است فشار زیادی را بر مکانیسم های دفع حرارتی بدن ( نفس نفس زدن ، گردش خون ) وارد کند . بنابراین با توجه به اینکه استفاده از پروتئین خام بیشتر ممکن است مضر باشد حفظ میزان دریافت پروتئین در شرایطی که مصرف خوراک کاهش می یابد بسیار مشکل به نظر می رسد . بنابراین توصیه عمومی استفاده از میتونین و لیزین مصنوعی است بطوریکه میزان دریافت روزانه آنها به ترتیب در حد تقریبی 360 و 720 میلی گرم حفظ شود.
پروتئین و اسید آمینه های جیره :
اخیراً به تأثیر پروتئین جیره در بروز ناهنجاریهای پا توجه زیادی شده است . سابقاً بروز معایب پا متعاقب تغذیه با جیره های کم پروتئین به کاهش سرعت رشد اولیه نسبت داده میشد .هرچند که یافته های امروزی نشان داده است که ناهنجاریهای پا به شرایط پیچیده تری مانند تداخل مواد مغذی مربوط میشود . در این رابطه مازاد پروتئین مصرفی باعث یک نوع تنش میشود که به صورت بزرگ شدن اندازه غده فوق کلیوی خودنمایی می کند . جیره غذایی حاوی پروتئین زیاد در متابولیسم اسید فولیک ایجاد اختلال نموده و سبب افزایش ناهنجاریهای پا میشود . هرچند که در مطالعات اخیر بااستفاده از جیره های ناکافی از نظر اسید فولیک قادر به نشان دادن اثر آن با جیره حاوی 22 در مقایسه با 30 درصد پروتئین نبوده اند در مطالعه عوامل مؤثر بر رشد استخوانها در گله های مادر گوشتی و لگهورن نشان داده شده است که رشد اولیه استخوانها کمتر تحت تأثیر مکملهای معدنی و ویتامینها قرار می گیرد در صورتیکه طول استخوان پا و استخوان جناغ با استفاده از جیره های حاوی پروتئین بالا می تواند افزایش یابد ( 22 درصد در مقابل 16 درصد پروتئین خام ) . همچنین ممکن است نسبت اسید آمینه ها به مواد ازته غیر پروتئینی نیز در تشکیل مواد آلی استخوانها اهمیت داشته باشد . دلیل این ادعا نتایجی است که از پیش جیره های خالص و یا حاوی اسید آمینه های صنعتی بدست آمده است . در برخی مواقع پیچ خوردگی گردن در گله های مادر بویژه خروس مشاهده شده است که ممکن است به واسطه اختلال در متابولیسم اسیدهای آمینه باشد این عارضه صرفاً یک اختلال اسکلتی محسوب نشده بلکه با متابولیسم نیاسین یا تریپتوفان در ارتباط میباشد .این ضایعه در دوره تفریخ تخم به علت کشیدگی بیشترعضلات یک طرف گردن آغاز شده و همراه با فشار وارده از آمینیون نهایتاً سبب غیر طبیعی شدن استخوانهای گردن میشود.
جیره های غذایی فقیر از نظر پروتئین و یا سایر مواد مغذی ضروری موجب کاهش سرعت رشد میشوند . تمام پرندگان یک گله دارای احتیجات غذایی کاملا ً مشابهی نیستند برای مثال کاهش متیونین جیره به میزان 25 درصد موجب کاهش قابل ملاحظه میانگین وزن گله میشود . ولی متأسفانه آن تعداد از مرغان گله که از نظر توارثی به متیونینبیشتری نیاز دارند وزن بسیار کمی خواهند داشت و آنهایی که دارای احتیاجات متیونین پایینی هستند کمتر تحت تأثیر چنین جیره هایی قرار می گیرند و یا با سرعت طبیعی رشد می نمایند .روش معقول برای پرورش جوجه ها با رشد اولیه بسیار آهسته تری آغاز میشود ، برنامه محدودیت غذایی متعاقب آن مشکلات کمتری به همراه داشته و بنا براین تنش کمتری نیزایجاد میشود . مطالعات نشان داده است که تغذیه نیمچه های مادر با جیره غذایی حاوی مقادیر خیلی کم پروتئین( 15-13 درصد) در هفته های اول زندگی به کنترل رشد کمک خواهد کرد . معمولاً در گله های تجاری سطوح پایین پروتئین در حدود 13 تا 14 درصد توصیه نمیشود زیرا متعادل نمودن اسید آمینه ها بسیار دشوار شده ، پر درآوری تحت تأثیر قرار گرفته و در برخی موارد تهیه این جیره ها در مقایسه با جیره های با محدودیت کمتر پروتئین هزینه بیشتری خواهد داشت به هر حال هیچگونه مشکلی در استفاده از جیره های پیش دان حاوی 15 تا 16 درصد پروتئین ملاحضه نمیشود . اگر جیره های کم پروتئین بعنوان پیش دان مورد استفاده قرار گیرند انتظارمیرود نیمچه های چاق تری در سن 3 تا 5 هفتگی حاصل شوند کاهش سرعت رشد بر اثربکارگیری جیره های حاوی پروتئین پایین تر منجر به کاهش طول ساق پا شده است .
طبقه بندی پروتئین ها :
اگر چه تمام پروتئین ها از اسید آمینه ساخته شده اند ، ترتیب قرار گرفتن اسیدهای آمینه در ساختمان پروتئینهای موجود در طبیعت متفاوتند و این اختلافات است که خصوصیات تک تک پروتئینها رامشخص می کند . به هر حال گاهی پروتئینها را بر اساس محلول بودن آنها درآب ، در محلول نمکی ، دراسیدها و بازها و اتانول تقسیم بندیمی کنند .
همچنین در طبقه بندی پروتئینها سعی شده که شکل و ترکیب شیمیایی پروتئینها در نظر گرفته شود ، اگر چه مشخص کردن ترکیب شیمیایی پروتئینی نیازمند اطلاعات بیشتری در مورد ترتیب قرار گرفتن اسیدهای آمینه در مولکول پروتئین است .
پروتئینهای کروی :
الف )آلبومینها : پروتئینهای محلول در آب هستند که در مقابل حرارت منعقد میشوند مثل آلبومین تخم مرغ .
ب) گلوبولینها : پروتئینهای غیر محلول در آبند یا خیلی کم حل میشوند ولی در محلولهای رقیق نمکهای خنثی مثل نمک طعام که از ترکیب بازهای قوی یا اسیدهای قوی تشکیل شده است حل میشوند .
گلوبولینها بوسیله حرارت منعقد میشوند ممکن است توسط محلولهای 5 تا 10 درصد نمک طعام از بافتهای گیاهی یا حیوانی جدا شوند و سپس بوسیله رقیق کردن با آب خالص رسوب داده شوند .
ج ) گلوتلینها : غیر محلول در آب و حلالهای خنثی هستند ولی در حلالهای رقیق اسیدی و بازی محلولند مانند گلوتین گندم و ذرت .
د) گلیادینها یا پرولامینها : در اتانول 70 تا 80 درصد محلول هستند ولی در آب ، الکلهای مطلق و حلالهای خنثی حل نمیشوند ازانواع آن زئین ذرت و گندم .
ه ) هیستونها : محلول در آب و غیر محلول در در محلول آمونیاک رقیق هستند جهت رسوب سایر پروتئینهای محلول از آنها استفاده میشود . که همراه با این پروتئینها منعقد میشود و در اسیدهای رقیق حل می گردند ازجمله خصوصیات آنها دارا بودن اسید آمینه های بازی است .
و ) پروتامینها : پروتئینهایی هستند که وزن مولکولی آنها کم است اما مقادیر فراوانی اسید آمینه باز دارند و از این جهت مشابه هیستونها هستند . در آب محلول هستند ، بوسیله حرارت منعقد نمیشوند و با اسیدهای معدنی نمکهای پایداری را تشکیل می دهند .
پروتئینهای ریشه ای :
- کولاژنها : پروتئینهای اصلی موجود در بافتهای پیوندی هستند کولاژنها حدود یک دوم کل پروتئینهای بدن را تشکیل می دهند ، در آب غیر محلولند و در مقابل آنزیمهای گوارشی مقاوم هستند ولی بوسیله جوشاندن در آب یا در اسیدها یا بازهای رقیق به آسانی به ژلاتینهای قابل هضم و محلول تغییر می یابند .
- آلاستین ها : پروتئینهای بافتهای کشدار و ارتجاعی مثل سرخرگها و مفصلها هستند اگر چه مشابه کولاژن هستند ولی به ژلاتین تبدیل نمی شوند .
- کراتین ها : پر ، مو ، منقار ، پنجه ها و شاخها دارای این دسته از پروتئین ها هستند . این پروتئینها بسیار نامحلول و غیر قابل هضم هستند .
- پروتئینهای مرکب : این پروتئینها دارای مادهای غیر اسید آمینه ای به نام گروه پروستاتیک هستند .
الف ) نوکلئو پروتئینها : این دسته شامل نوکلئیک اسیدهای ترکیب شده با یک یا چند مولکول پروتئین است .
ب ) موکوئید یا موکو پروتئینها : کربو هیدراتهای این پروتئینها موکوپلی ساکاریدهای حاوی آن استیل هگزوز آمین مثل گلوکز آمین یا گالاکتوز آمین و به صورت ترکیبی با اسیدهای یورونیک
مثل گالاکتو یورنیک یا گلو کو یورونیک هستند برخی از آنها اسید سالیک نیز دارند .
ج ) گلیکو پروتئینها : کربوهیدرات موجود در این دسته کمتر از 4درصد است . آلبومین تخم مرغ که 7/1 درصد مانوز دارد .
د ) لیپو پروتئینها : پروتئینهای محلول در آب و همراه با لیستئین ، سفالین ، کلسترول یا سایر لیپیدها یا فسفو لیپیدها هستند .