Реакція Майяра

Реакція Майяра

Реакція Майяра може бути тихим вбивцею якості корму.

Вплив реакції Майяра дуже часто не розпізнається або ігнорується, але значною мірою сприяє зниженню якості комбікормів, особливо дорогих, що містять чутливу сировину.

Реакція Майяра є невід’ємною частиною виробництва комбікормів. Її побічні ефекти виявляються у зниженні доступності поживних речовин через термічну обробку та тривале зберігання у готових комбікормах та їх складових.

Реакція Майяра – це реакція, що безперервно протікає, оскільки вона має місце навіть при кімнатній температурі при дуже низькому рівні вологості. З іншого боку, контроль цієї неферментативної реакції «покоричневіння» може не тільки запобігти втраті поживних речовин, але й може бути корисним для поліпшення смакових якостей комбікорму.

Що таке реакція Майяра?

Реакція Майяра є зв’язуванням аміногруп з карбонільною групою цукрів, таких як глюкоза або лактоза. Про це відкриття повідомив Майяр у 1912 та 1916 роках, звідси й назва цього процесу.

Хоча в процесі цієї реакції втрати цукру більше та інтенсивніше, ніж втрати амінокислот, саме погіршення якості білка найбільше непокоїть дієтологів та виробників. Амінокислоти, особливо кормові, досить дорогі.

Зміна кольору продукту на більш темний часто плутають з інтенсивністю реакції Майяра. Проте потемніння та втрата засвоюваності амінокислот – два незалежні явища реакції Майяра, які радикально відрізняються. На початкових стадіях реакції Майяра продукти залишаються того ж кольору, але амінокислоти вже стають недоступними. Отже, зміна кольору не є достовірним індикатором погіршення якості білка, що відбувається досить швидко.

Реакція Майяра може протікати за кімнатної температури, але її інтенсивність збільшується зі збільшенням часу, температури, вологості (максимум від 40% до 70%) та лужності (лінійно від pH 3 до 8). Початкові продукти реакції Майяра мають автокаталітичні властивості, які ще більше посилюють ефекти термічної обробки та зберігання.

Лізин – найуразливіша амінокислота

В умовах підвищеної температури та вологості будь-яка сполука з вільною аміногрупою вразлива для реакції Майяра, у тому числі вільні амінокислоти, епсілон-аміногрупи протеїносв’язаного лізину та вільні аміногрупи вітамінів, таких як тіамін і фолацин, і навіть держсипол (антиживильний фактор).

Лізин є найбільш сприйнятливою амінокислотою в інтактних білках, оскільки він має вільну аміногрупу у вуглецевій одиниці епсілон, яка легко доступна для реакції з редуктивними цукрами.

Вільний лізин ще реактивніший, тому що він має дві вільні аміногрупи. Похідні лізину, отримані в результаті ранньої реакції Майяра, включають N-(1-дезокси-D-фруктозил) лізин та N-(1-дезокси-D-лактулозил) лізин.

Лабораторні вимірювання цих сполук можуть використовуватися визначення наявності чи початку реакції Майяра. Ці сполуки дезамінуються лише мікрофлорою кишечника і тому недоступні для ссавців та птахів. Оскільки руйнація лізину часто в 5-15 разів більша, ніж руйнування інших амінокислот (таких як метіонін, цистин, триптофан), зміни його біодоступності вказують на виникнення та інтенсивність реакції Майяра. Ось чому ще одним тестом на реакцію Майяра є визначення реактивного лізину.

Як реакція Майяра впливає на лізин?

Реакція Майєра

Продукти реакції Майара відповідають за бажаний смак комбікормів та харчових продуктів.

Руйнування лізину здійснюється двома способами. По-перше, лізин зв’язується з цукрами, що утворюють перші продукти реакції Майяра. Хоча на цьому етапі лізин все ще можна виявити при хімічному аналізі, він більше не є біодоступним. Ось чому аналіз загального лізину не є добрим індикатором впливу реакції Майяра на корм.

По-друге, утворення продуктів пізньої реакції Майяра, таких як меланоїди, знижує кількість хімічно проаналізованого лізину (Zhang and Parsons, 1994 та 1996). Це стадія, де фарбування посилюється, але вимір загального лізину цьому етапі може бути малодоцільним, оскільки продукти вже помітно «згоріли».

Несприятливий вплив реакції Майяра на біодоступність лізину було широко продемонстровано майже у всіх інгредієнтах кормів, включаючи горох, соєвий шрот, ізолят рибного білка, казеїн, яєчний альбумін, шрот каноли, арахісове борошно та соняшниковий шрот. Біодоступність лізину або, швидше, мінливість, що спостерігається у цьому відношенні, є основною проблемою барди (DDGS) при виробництві кукурудзяного біоетанолу, оскільки процес виробництва барди включає сильне нагрівання для сушіння побічного продукту.

Неодноразово було продемонстровано, що надмірна термічна обробка кормової сировини з високим вмістом білка знижує біодоступність лізину в залежності від рівня температури та тривалості її дії. У деяких випадках, наприклад, у бавовняній макусі, термічна обробка може не вплинути на засвоюваність, хоча біодоступність лізину сильно знижується, що збиває з пантелику, але це правда.

Схоже, що існує зворотна залежність між температурою і часом, тому що в міру зниження температури потрібно більше часу для такої ж втрати біодоступності лізину, і навпаки.

Практичні моменти щодо реакції Майяра

Стартери для поросят і телят, включаючи замінники молока, багаті на молочні інгредієнти і містять велику кількість лактози та лізину. Більш того, найскладніші рецептури для молодняку ​​можуть містити безліч інших не менш чутливих інгредієнтів, таких як продукти крові, концентровані соєві протеїни, рибне борошно та пшеничний глютен, які легко сприяють виникненню проблеми реакції Майяра.

Під час гранулювання корм піддається впливу відносної вологості та температури. Зазвичай при грануляції комбікорм обробляють парою (від 2% до 6% вологи під час кондиціювання при температурі від 50 до 90 градусів Цельсія, від декількох секунд до 20 або більше хвилин). Надзвичайно високі температури можуть також розвиватися під час формування гранул через тертя стінки матриці, при проштовхуванні комбікорму через отвори. Більш агресивні методи обробки кормів, такі як екструзія, подвійне гранулювання та тривале кондиціювання також збільшують ризик більшого руйнування поживних речовин через реакцію Майяра.

Зберігання термочутливих кормів у вигляді готового комбікорму або кормової сировини протягом тривалих періодів також може ініціювати другий цикл реакції Майяра. Це має першорядне значення для менеджменту годівлі, оскільки умови високої температури та відносної вологості, які зазвичай спостерігаються в більшості закритих приміщень для молодняку, надзвичайно сприятливі для реакції Майяра.

Залишкова вологість корму сильно впливає на ступінь реакції Майяра під час зберігання. Рівень вологості 10% у сухому молоці, що зберігається протягом 10 тижнів при 30 градусах Цельсія, привів до 20% втрати біодоступності лізину. Крім того, використання стартерного комбікорму для поросят протягом одного тижня у спекотних умовах розплідника знижує біодоступність лізину приблизно на 12%. Вплив на корм несприятливих умов довкілля може відбуватисяне тільки  у приміщеннях для тварин, а й під час зберігання у бункерах і загальних складських приміщеннях у літні місяці.

Майбутнє досліджень реакції Майяра

Позитивний вплив реакції Майяра полягає в тому, що її продукти відповідальні за бажаний смак комбікормів і харчових продуктів. Це може бути фактором, що сприяє збільшенню споживання корму, що зазвичай спостерігається при використанні гранульованих кормів. З цього аспекту є брак інформації, тому необхідні подальші дослідження, щоб скористатися перевагами природного, але неминучого процесу виробництва комбікормів. Нам також бракує простого, але стандартизованого тесту для кількісної оцінки ступеня руйнівної реакції Майяра на якість білка.


Автор статті: Д-р Іоанніс Мавроміхаліс – дієтолог, який має вчений ступінь в Університеті штату Канзас (MSc) та Університеті штату Іллінойс (PhD), директор Ariston Nutrition Consulting International. Переклад Олени Бабенко спеціально для soft-agro.com.


З нетерпінням чекаю  на відгуки та коментарі. Велике вам дякую!

Знайшли цей матеріал корисним? Поділіться з колегами у соцмережах або надішліть посилання прямо на пошту!

Підписуйтесь на наш телеграм-канал, щоб першими отримувати повідомлення про вихід нових матеріалів.

Telegram-канал →


Немає коментарів до статті "Реакція Майяра"

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Нет комментариев