av Dr Karthik Masagounder, Chef för vatten- och svinforskning, Evonik Nutrition and Care GmbH, Tyskland och Dr D Allen Davis, Professor, Auburn University, USA
En in vitro-studie baserad på enzymer extraherade från räkors hepatopankreas visade att räkor helt kan klyva de fyra tillgängliga isomererna av DL-metionyl-DL-metionin (AQUAVI® Met-Met) men i olika hastigheter. Detta möjliggör försenad frisättning och absorption av D- och L-Metionin (Met) i matsmältningskanalen. Dock, inga in vivo-data publicerades som visar förändringar i den postprandiala profilen av Met i hemolymfen – en vätska som är analog med blodet hos ryggradsdjur – hos räkor som matats med olika Met-källor.
Vi inledde därför en studie för att undersöka och jämföra postprandiala Met-nivåer i relation till andra aminosyror i hemolymfen hos räkor som matats med AQUAVI® Met-Met eller DL-Met. Effekterna av olika källor på Met-nivåerna av räkors hemolymfa utvärderades under två matningsfrekvenser (en gång per dag och tre gånger per dag) för att förstå om matningsfrekvensen skulle påverka kostens effekter på hemolymfen Met-nivåer.
Met är vanligtvis den första begränsande aminosyran i det praktiska räkfodret och därför är dess tillskott väsentligt. Tidigare studier visade att AQUAVI® Met-Met är en mer effektiv Met-källa (≥ 200%) för räkor jämfört med DL-Met (Xie et al. 2017; Niu et al. 2018). Bättre biotillgänglighet av AQUAVI® Met-Met jämfört med DL-Met beror främst på (i) dess mindre vattenlöslighet och urlakning och (ii) långsamma och långa frisättning av Met från olika sterioisomerer (DL-Met-Met, LD-Met-Met, LL-Met-Met, DD-Met-Met).
Försöksdesign för att testa olika metioninkällor och matningsfrekvenser
Basaldieten formulerades för att innehålla ~37 procent protein med sojamjöl som den primära proteinkällan, och åtta procent lipid och ~20 MJ/kg bruttoenergi med vete och fiskolja som de viktigaste energikällorna. Basaldieten formulerades för att möta de kända näringsbehoven för räkor med undantag för Met. Två testdieter formulerades genom att ersätta 0,30 procent glycin från basalien med 0,30 procent DL-Met (DL-Met-diet) eller 0,31 procent AQUAVI® Met-Met (Met-Met-diet).
Alla dieter tryckpelleterades med en köttkvarn och en 3 mm stans vid foderlaboratoriet vid Auburn University. Efter pelletering, dieter torkades till en fukthalt av 8-10 procent och lagrades vid 4°C. Analyserade Met och andra aminosyranivåer i de tre dieterna visade nära värden som de planerade.
I försök ett, 54 tankar, varje tank innehåller fyra räkor (~17g genomsnittlig kroppsvikt), var använda. Varje diet erbjöds totalt 18 tankar (80 l volym). Detta tillät tredubbla prover av hemolymf (ett hemolymfprov samlat från fyra räkor per tank) vid varje tidpunkt under sex tidpunkter (0, 15, 30, 45, 60 och 120 min) för varje dietgrupp (tre replikat x sex tidpunkter x tre dieter =54 tankar). Ingen tank togs mer än en gång. Räkor förbehandlades till experimentdieterna med en matning per dag under fyra dagar före hemolymfprovtagning.
Utfodring för olika tankar var förskjutna mellan 8 och 10 för att ge tid för provtagningar i olika tankar vid de avsedda tidpunkterna. Före provtagningsdagen, räkor fastade över natten och basala hemolymfprover togs från tre tankar i varje dietgrupp vid noll minut precis före utfodring. Räkor i de återstående tankarna erbjöds ett överskott av respektive experimentdieter i 15 minuter, tankar sögs för att avlägsna överflödigt foder, och räkor fastade därefter under hemolymfsamling.
I försök två, räkor konditionerades till dieten i fyra dagar före hemolymfsamling. Varje diet erbjöds 15 tankar (80 l volym) innehållande fyra räkor (~21g genomsnittlig kroppsvikt) per tank. Första utfodringen för olika tankar skedde mellan 07:00 och 09:30 för att ta emot hemolymfprovtagningar på provtagningsdagen vid de avsedda tidpunkterna. Ett tre timmars intervall gavs mellan de två måltiderna under dagen. Hemolymfprover från triplikattankar med räkor planerades efter den tredje måltiden upp till 60 minuter för varje 15 minuters intervall.
På dag fem, räkor som fastade över natten matades två gånger vardera under en timme, efter samma utfodringsschema som de föregående dagarna. Efter varje matning, tankar sögs för eventuellt oätat foder och räkor fastade i två timmar. Innan den tredje matningen, basala hemolymfaprover togs vid noll minut från tre tankar. Räkor i de återstående tankarna erbjöds ett överskott av respektive dieter under 15 minuter och fastade därefter under de efterföljande proverna. Hemolymfprover togs vid 15-tiden, 30, 45, och 60 min, varje gång från triplikattankar med räkor i varje behandlingsgrupp.
Uppsamlade hemolymfprover centrifugerades och dekanterades för att erhålla fria aminoprover. Prover frystorkades sedan och analyserades med avseende på individuell aminosyrahalt.
Absolut kvantitet Met och totala aminosyror (TAA) utvärderades för varje dietbehandling och tidpunkter. För att eliminera påverkan av variationen i mängden foder som konsumeras av enskilda räkor på Met-nivåerna vid en given tidpunkt, Met-nivån uttrycktes i procent av uppmätt TAA. Detta värde jämfördes sedan mellan behandlingar och olika tidpunkter för de två olika matningsfrekvenserna. Data utsattes för tvåvägs ANOVA för att mäta effekterna av dieter och olika tidpunkter på hemolymfa TAA (μg/ml) och Met-nivåer (μg/ml, (%TAA) av räkor. Dessutom, kombinerar både testdata, hemolymph Met (%TAA) nivån utsattes också för trevägs ANOVA för att utvärdera effekterna av kosten, tid och matningsfrekvens (tidpunkt 120 min exkluderades för 1x utfodring).
Under studien, vattentemperaturen hölls vid cirka 30°C. Upplöst syre upprätthölls nära mättnad med hjälp av luftstenar i varje akvarium och sumptanken med hjälp av ett gemensamt flygledning anslutet till en regenerativ fläkt. Vattensalthalten bibehölls vid cirka nio ppt.
Effekter av kosten (metioninkällor), tid efter matning och matningsfrekvens i hemolymfen
Resultaten av både huvud- och interaktionseffekter av dieter och tid på hemolymfaminosyranivåerna hos räkor sammanfattas i tabell 2. I försök ett, där räkor matades en gång om dagen, dieten påverkade endast hemolymf Met-nivåer (μg/ml, %TAA), men inte TAA. Både TAA- och Met-nivåerna påverkades av tiden. Dock, ingen interaktionseffekt på grund av kost och tid upptäcktes på TAA eller Met. Hemolymf Met-nivåer var högre i räkor som fick Met-Met-dieten i förhållande till den basala (μg/ml) eller både basal- och DL-Met-dieten (%TAA). Hemolymf Met-nivå uttryckt i %TAA visade högre nivåer i hemolymf för DL-Met-dieten än för basaldieten. På alla dieter, Uppfyllda och TAA-nivåer i hemolymfa hos räkor uppmätt vid 15, 30 och 45 minuter efter matning var i allmänhet högre än de som uppmättes vid andra tidpunkter (0, 60 och 120 min).
I försök två, där räkor matades tre gånger om dagen, absolut kvantitet av TAA- och Met-nivåer (μg/ml) i hemolymfa från räkor visade interaktionseffekter på grund av kost och tid (se tabell 2). Dock, ingen speciell trend kunde upptäckas på grund av interaktion mellan kost och tid. Vidare, post-hoc tukey jämförelse visade inga signifikanta skillnader mellan några genomsnittliga kombinationer. Variationer i toppen av aminosyranivåerna inom dietgrupperna över tiden var sannolikt på grund av skillnader i foderintag mellan individer. Mättnadsgraden bland individer tycks variera mer när räkor matas oftare.
Att undersöka hemolymfa Met-nivåer som %TAA korrigerar delvis de förvirrande effekterna av variationer i foderintag på kostens effekter. Uppfyllda nivåer i %TAA visade effekter på grund av kost eller tid utan interaktion mellan dem. Met-nivåer (%TAA) var högre i räkor som fick Met-Met-dieten än de som fick basaldieten, medan räkor som utfodrats med DL-Met-dieten visade mellanliggande no-signifikanta Met-nivåer. Uppfyllda nivåer (%TAA) nådde sin topp 15 minuter efter utfodring och sjönk sedan över tiden. Liknande tidseffekter observerades också på TAA- och Met-nivåerna (μg/ml) när de undersöktes i absolut kvantitet.
Att underkasta hemolymph Met-data (%TAA) erhållna från båda försöken genom en trevägs ANOVA visade signifikanta effekter på grund av kosten, tid, och matningsfrekvens utan några interaktionseffekter. Räkor som matades med Met-Met-dieten visade signifikant högre hemolymph Met-nivåer än de som matades med basal- eller DL-Met-dieten, medan räkor som matades med DL-Met-dieten visade högre Met-nivåer än de som fick basaldieten. Som upptäckts tidigare, Met-nivån (%TAA) i hemolymfan nådde sin topp 15 minuter efter utfodring och var signifikant bättre än den som observerades vid 0, 45 eller 60 min efter matning. Att mata räkor tre gånger om dagen resulterade i högre Met-nivå i hemolymfan än de som matades en gång om dagen. Dataanalys med trevägs ANOVA visar tydligt en ökning av hemolymfen Met-nivåer med Met-Met-dieten kontra basal- eller DL-Met-dieten i både matningsfrekvensen.
Övergripande, studieresultat visar tydligt att utfodring av AQUAVI® Met-Met kompletterad diet jämfört med DL-Met kompletterad diet resulterar i högre Met (% TAA) i hemolymfa hos räkor under lång tid. och därför, kan stödja högre kroppsproteinsyntes och bättre tillväxtprestanda. Denna in vivo-studie ger bevis för den högre biologiska effektiviteten som observerats i de tidigare studierna för AQUAVI® Met-Met vs. DL-Met.
