Moderat varmebehandling skader ikke aminosyrer

Effekten af varmebehandling af foder ved temperaturer op til 120 °C er målt på 4 foderblandinger. Desuden indgik et parti sojaskrå, der var blevet varmebehandlet i op til 5 timer ved op til 165 °C.

Det totale indhold af aminosyrer i foderblandingerne blev ikke nedsat som følge af varmebehandling, som den foretages under sædvanlige driftsforhold på foderstoffabrikkerne. Vurderet alene ud fra kemiske metoder, hvis resultater ikke fuldt ud kan overføres til forholdene i svinets tarm, syntes varmebehandling heller ikke at have nedsat indholdet af fordøjeligt kvælstof og lysin i de undersøgte blandinger.

Kraftig varmebehandling havde stor negativ effekt på indholdet af total- og tilgængeligt lysin i sojaskrå. Effekten var mindre udtalt for de øvrige aminosyrer og slog fortrinsvis igennem ved den højeste temperatur. Den kraftige negative effekt tilskrives den forholdsvis langvarige varmepåvirkning, der havde fundet sted.

Mange er bekymrede for, at kravene til varmebehandling af industrielt fremstillet foder fører til, at aminosyrerne udnyttes dårligere af grisene. Reglerne for fremstilling af salmonellafrit foder foreskriver således, at foderet skal opvarmes til mindst 81 °C. I praksis arbejder procesudstyret (expandere og feed processorer) ved temperaturer omkring 100 °C.

Bekymringen er berettiget i og med, at varmebehandling har vist sig at være et tveægget sværd. På den ene side opnår man en drabseffekt på bla. salmonellabakterier. På den anden side er det påvist, at fytaseaktiviteten nedsættes kraftigt, når procestemperaturen overstiger 80 °C. (Den rullende Afprøvning, meddelelse nr. 240, 1992). Desuden ved man fra bla. levnedsmiddelindustrien, at kraftig varmepåvirkning fører til, at proteiner og aminosyrer, specielt lysin, beskadiges eller bringes på en utilgængelig form.

Dette rejser umiddelbart 3 spørgsmål:

• under hvilke forhold sker der varmebeskadigelse?
• kan effekten måles og hvordan?
• hvad sker der under praktiske forhold i foderstofindustrien?

Maillard-reaktion

Aminosyrers tilgængelighed nedsættes ved den såkaldte Maillard-reaktion. Ved denne proces binder forskellige foderkomponenter, såsom reducerende sukre (bla. glukose og fruktose), sig til frie aminogrupper i proteiner og aminosyrer. Forhold, der fremmer Maillard-reaktioner er især temperaturniveau og varmepåvirkningens varighed, indholdet af reaktive stoffer, vandindholdet i foderet og dettes pH-værdi. Udover lysin er methionin, cystin og tryptofan fundet at være varmefølsomme, omend i mindre grad.

Metoder til måling af varmebeskadigelse

Varmebeskadigelse af proteinet opstår ved et komplekst samspil mellem en række faktorer. Effekten er derfor svært forudsigelig og desuden vanskelig at måle. Den pt. eneste effektive - men også den dyreste - metode til at måle, om et protein er varmebeskadiget, er et dyreforsøg. Ved en traditionel aminosyreanalyse er det kun muligt at måle, hvorvidt varmepåvirkning fører til destruktion af aminosyrer. Aminosyreanalysen fortæller ikke, om proteinets biologiske tilgængelighed nedsættes.

Man har forsøgt at forudsige tilgængeligheden af lysin, bla. ud fra en modificeret udgave af den såkaldte Carpenter-metode. Denne metode bygger på en reaktion mellem stoffet 1-fluoro-2,4-dinitrobenzen og den frie aminogruppe i lysin. Efter sur hydrolyse bestemmes mængden af den gule dinitrophenyl-lysin-forbindelse ved en farvemåling som udtryk for det tilgængelige lysin. Det største problem ved metoden er, at en væsentlig del af reaktionsprodukterne ødelægges ved syrehydrolysen, hvorved der bliver en relativt dårlig sammenhæng mellem den biologiske og den kemisk bestemte tilgængelighed af lysinet. Metoden overvurderer indholdet af tilgængeligt lysin og resultaterne må derfor tolkes med varsomhed. Af samme grund foretages analysen ikke herhjemme.

Bioteknologisk Institut arbejder på at udvikle en mikrobiel metode til bestemmelse af tilgængeligt lysin. Denne metode baserer sig på en bestemt E. coli-mutant, der producerer beta-galaktosida­se, når den tilføres lysin. Mængden af produceret enzym kan herefter bestemmes ved farvemåling. Indtil nu har heller ikke denne metode vist sig god nok til at forudsige den biologiske tilgængelighed af lysinet.

En anden mulighed kunne være at bruge indholdet af in vitro-fordøjeligt kvælstof som mål for effek­ten af varmebehandling. Denne metode er en variant af EFOS-metoden, men er også problematisk. Den foreligger således kun som "prototype" og er endnu ikke færdigudviklet til praktisk brug. Desuden skelner metoden ikke mellem, hvad der bestemmes som opløseligt ("fordøjeligt") og hvad der reelt kan absorberes fra tarmen og udnyttes. Netop dette forhold er kritisk ved varmebeskadigelse.

Undersøgelse

Landsudvalget for Svin har i samarbejde med Statens Husdyrbrugsforsøg, EUROLYSINE og ORFFA Danmark gennemført en mindre undersøgelse til belysning af, hvorvidt varmebehand­ling har negativ effekt på svinefoderets aminosyreindhold og -fordøjelighed. Effekten blev målt ved bestemmelse af det totale indhold af aminosyrer samt indholdet af tilgængeligt lysin og foregik ved varierende procestemperaturer og råvareindhold.

Undersøgelsen omfattede 3 fuldfoderblandinger til slagtesvin samt en fuldfoderblanding til smågrise efter følgende plan:

Desuden indgik der et parti sojaskrå, der blev behandlet på Bioteknologisk Institut.

Produktet var en normal handelsvare. Det blev udlagt i 5 cm tykke lag og stillet i et varmeskab ved 200 °C. Ved den angivne centertemperatur og opvarmningstid blev produktet taget ud og afkølet ved henstand.

Svinefoder 1 og 2 blev fremstillet på en foderstoffabrik ved brug af en KAHL-expander og en JESMA-presse: matricestørrelse 3,5 x 70 mm, kapacitet ca 10 t pr. time. Fedt blev tilsat i horisontalblander, melasse og damp i kaskadeblander. Svinefoder 3 og 4 blev fremstillet på tilsvarende vis, blot ved brug af en JESMA Feed Processor ved almindelige driftsforhold. Foderets opholdstid i expander/feed processor var kortvarig: mindre end 30 sekunder. Alle 4 foderblandinger var taget fra firmaernes standardsortiment.

Det totale indhold af aminosyrer blev bestemt som gennemsnittet af 3 analyser af hver prøve på EUROLYSINEs laboratorium. Indholdet af tilgængeligt lysin efter den modificerede Carpenter-metode blev udført af Institut Europeen de Bordeaux. På Statens Husdyrbrugsforsøg blev indholdet af total-lysin samt in vitro-fordøjeligheden bestemt på ubehandlede foderprøver og på foderprøver ved højeste temperatur.

Resultaterne fremgår af tabel 1-5. Alle resultater vedr. lysin, methionin, cystin og threonin er vist. For at øge overskueligheden, og da der ikke var forskel mellem tallene, er indholdet af de øvrige aminosyrer kun vist for behandlingernes yderpunkter.

Under de givne produktionsbetingelser viste resultaterne for foderblandingernes vedkommende ingen effekt af procestemperaturer op til 120 °C på nogen af aminosyrerne; og det uanset, om der måles på det totale eller det kemisk tilgængelige indhold. Der er heller ingen effekt på in vitro-fordøjeligheden af kvælstof.

Tilsætning af roemelasse har tilsyneladende ingen indflydelse på de målte værdier.

Industrielle aminosyrer synes ikke at være mere udsat for varmebeskadigelse end proteinbundne aminosyrer.

Man kunne forestille sig, at det manglende udslag for varmebehandling kunne skyldes, at de anvendte metoder ikke var tilstrækkeligt følsomme. Det ser imidlertid ikke ud til at være tilfældet, idet den kraftige varmebehandling af sojaskråen resulterede i store tab (op til 36 og 63 pct) af henholdsvis total- og tilgængeligt lysin. Effekten var mindre udtalt for methionin, cystin, threonin, arginin, histidin og serin og slog fortrinsvis igennem ved den højeste temperatur. Denne prøve var i øvrigt tydeligt branket. At varmebehandlingen havde forskellig effekt på foderblandinger og sojaskrå må tilskrives forskellene med hensyn til temperatur og behandlingstid.

Det konkluderes, at indholdet af aminosyrer ikke nedsættes som følge af moderat varmebehandling (100-110 °C), som den foregår under sædvanlige driftsforhold på foderstoffabrikker. Vurderet alene ud fra kemiske metoder, hvis resultater ikke fuldt ud kan overføres til forholdene i svinets tarm, synes varmebehandling heller ikke at nedsætte indholdet af fordøjeligt kvælstof og lysin. Ved langvarig varmepåvirkning, selv ved moderat temperatur, er der dog betydelig risiko for varmebeskadigelse af visse aminosyrer, særligt lysin.