Digestia este descrisă ca descompunerea mecanică și chimică a alimentelor în părți metabolizabile care pot fi utilizate de organism. La animalele monogastrice, incluzând o mare varietate de diferite specii de pești (de exemplu, de la somon și păstrăv, până la tilapia și busul până la Pangasius), defalcarea chimică este alături de altele realizate în stomac prin acidificare.

Potrivit Wikipedia „Un sistem digestiv monogastric funcționează imediat ce alimentele intră în gură. Saliva umezeste alimentele si incepe procesul digestiv. După înghițire, alimentele trec de la esofag în stomac, unde acidul și enzimele stomacului ajută la descompunerea alimentelor. Sărurile biliare stocate în vezica biliară golesc conținutul stomacului în intestinul subțire unde sunt descompuse majoritatea grăsimilor. Pancreasul secretă enzime și alcalii pentru a neutraliza acidul din stomac. ”

„Acidul stomacului” care funcționează la toate animalele monogastrice este acidul clorhidric, un acid anorganic foarte puternic, care este produs de glandele gastrice (celulele parietale). Acest acid este capabil să scadă pH-ul din stomac la niveluri cuprinse între pH 1-3.

Producția de acid clorhidric la naștere este neglijabilă, dar va crește în timpul îmbătrânirii animalului. Cu cât se produce mai mult acid în stomac, cu atât este mai mic pH-ul. PH-ul actual este implicat în activarea pepsinei, care este o enzimă proteolitică. Aceasta înseamnă că este necesară în digestia proteinelor. Pepsina este secretată ca un zimogen inactiv, numit pepsinogen (inactiv pentru a nu „digera” stomacul în sine când nu există alimente disponibile), iar conversia sa în forma activă este catalizată de acțiunea acidului. La fel ca orice enzimă, pepsina are anumite condiții optime în care funcționează cel mai bine. PH-ul optim pentru activitatea de pepsină este de 2,0. La niveluri mai ridicate de pH, activitatea este sever redusă. Până acum teoria ...

Ce implicații are acest lucru pentru speciile de acvacultură monogastrice, care depind în mare măsură de aportul ridicat de proteine ​​- și de digestia corectă a acestor ingrediente scumpe?

Unul dintre răspunsurile posibile poate proveni din aditivi pentru hrana animalelor! Utilizarea acizilor organici sau a sărurilor acide a fost studiată în numeroase publicații în ultima jumătate de secol în nutriția animalelor (Cole și colab., 1968). Suplimentarea dietelor cu acizi organici reduce pH-ul din stomac, stimulează astfel activarea pepsinogenului în pepsină și, prin urmare, poate îmbunătăți digestibilitatea proteinelor și reduce rata de golire gastrică; îmbunătățirea în continuare a digestiei proteinelor prin creșterea ratei de proteoliză a moleculelor mari de proteine ​​(Theobald și Lückstädt, 2011). Reducerea pH-ului în furaje și stomac depinde în mare măsură de capacitatea de tamponare a ingredientelor furajere. Proteinele animale (de exemplu, făina de pește), utilizate pe scară largă în dietele de acvacultură, au o capacitate de tamponare de 15 ori mai mare comparativ cu cerealele. Aceste efecte sunt deosebit de importante, având în vedere producția redusă de acid clorhidric la animalele tinere, așa cum s-a descris anterior (Freitag, 2007).

Majoritatea acestor date provin totuși de la animale monogastrice, cum ar fi porcii. Investigația sa în dietele de acvacultură a fost făcută abia foarte recent.

Bucking și Wood (2009) au analizat efectul alimentării cu pH-ul stomacului. Autorii au hrănit păstrăv curcubeu (greutate medie 350 g) hrană comercială cu păstrăv comercial cu 41% proteină brută într-o singură masă (rație de greutate corporală 2%) și au monitorizat pH-ul rezultat în stomac. Chiar înainte de hrănire, pH-ul stomacului era de 2,7, în timp ce pH-ul la o oră după hrănire a crescut semnificativ până la pH 4,9. A rămas acolo cel puțin 8 ore, fiind astfel mult peste optimul pentru activitatea de pepsină. Chimul a fost eliberat în duoden la 8 ore după hrănire, la niveluri de pH mult prea ridicate. Autorii au speculat că capacitatea de tamponare a furajelor a contribuit major la creșterea pH-ului fluidelor gastrice. Peștele a durat mai mult de 24 de ore pentru a atinge pH-ul inițial „scăzut” al stomacului (Figura 1a și 1b). Efectul capacității de tamponare a dietei asupra acidificării gastrice la peștii juvenili a fost dovedit și de Marquez și colab. (2011a). Ei au descoperit că dietele cu făină de pește au o capacitate de tamponare de 10 ori mai mare și, prin urmare, au nevoie de mai multă energie pentru secreția acidă pe ciclu de digestie decât dietele de test fără mese de proteine ​​animale.

Figura 1a: pH-ul stomacului la păstrăv înainte și imediat după hrănire

peștele

Figura 1b: pH-ul stomacului la păstrăv în timpul digestiei

Un studiu mai recent din Yufera și colab. (2012) au făcut acest lucru cu un pas mai departe. De data aceasta, autorii nu au căutat doar pH-ul gastric, ci au evaluat legătura dintre pH-ul stomacului și activitatea pepsinei la peștii marini juvenili. Peștii au fost hrăniți cu o singură masă (9:00), de două ori (9:00 și 17:00) sau continuu (între 9:00 și 21:00). PH-ul gastric a diferit considerabil între tratamente. Peștii care au fost hrăniți o singură dată aveau niveluri de pH în stomac în jur de 4,5, în timp ce cea mai mare activitate de pepsină a fost raportată de fapt înainte (!) Hrănirea cu 30 de unități de activitate de pepsină pe pește. Spre deosebire de asta, peștii hrăniți în mod continuu au atins un pH minim în stomac de 2,5 și au rezultat o activitate de pepsină de aproape 280 de unități pe pește la sfârșitul după-amiezii - demonstrând în mod clar impactul pH-ului scăzut asupra activării pepsinei (Figura 2a și 2b).

Figura 2a: pH-ul stomacului la peștii marini hrăniți diferit

Figura 2b: Activitatea rezultată a pepsinei în stomacul peștilor marini

Care sunt implicațiile?

Utilizarea acidifianților a câștigat mai mult interes în ultimii ani (Lückstädt, 2008). Cu toate acestea, se crede că majoritatea efectelor descrise provin din modul de acțiune anti-bacterian al acizilor organici. Impactul asupra digestiei proteinelor este adesea trecut cu vederea. O meta-analiză recentă pentru diformatul de potasiu (Aquaform, ADDCON) a constatat creșterea în greutate semnificativă și eficiența hranei pentru tilapia la niveluri care pot fi deja descrise ca „promovare a creșterii” (Lückstädt, 2012). Aceste rezultate pot proveni nu numai din efectele anti-bacteriene cu siguranță existente. Deoarece acidifiantul, dacă este ales în mod corespunzător, are impact asupra capacității tamponului și/sau pH-ului stomacului, acestea vor avea, de asemenea, un impact asupra proceselor de digestie din tractul gastric.