BETAİN HİDROKLORİT: ETLİK PİLİÇLERİN BESLENMESİNDE ESANSİYEL BİR BESİN MADDESİ

Transkript

1 BETAİN HİDROKLORİT: ETLİK PİLİÇLERİN BESLENMESİNDE ESANSİYEL BİR BESİN MADDESİ Geçmişte şeker pancarından Betain Anhidraz (susuz betain) olarak elde edilen ve kullanılan betain, etlik piliçlerin beslenmesinde fonksiyonel bir besin maddesi olarak bilinmektedir. Günümüzde ise sentetik olarak üretilen betain Hidroklorid in kullanımı mümkündür. En son yapılan çalışmaların ışığı altında sentetik Betainin doğal betain ile karşılaştırıldığında besinsel özellikleri eşit, daha ucuz, higroskopik olmayan (havadaki nemi bünyesine çekmeyen) bir ürün olduğu bilinmektedir. Tün bunların yanı sıra beklide en önemli avantajları ise şeker pancarından elde edilen doğal betainde olduğu gibi üretimi mevsime bağlı olmayıp devamlı üretilebilen bir ürün olması ve akışkanlık özelliğinin sürekli olarak garanti edilmesidir. Betain Hidrokolrid havadaki nemi doğal betainde olduğu gibi bünyesine çekmediği için özellikle yem fabrikaları açısından kullanım kolaylığı sunmaktadır. Böylece kristalize etme işlemine ve akışkanlığı sağlayan doğru taşıyıcı kullanımına hassasiyetle yaklaşılarak higroskopik olmayan betain Hidroklorid üretilebilmektedir. METABOLİZMA VE EMİLİM Betain bağırsağın duedonum kısmından emilir. İnsanlar üzerinde yapılan çalışmalarda yemek tüketiminden 1-2 saat sonra serumda pik bir artış göstererek hızlı bir emilim ve dağılımı olduğu belirlenmiştir. Weigand ve Kirchgeessner (1981) tarafından betainin sindirim kanalında emildiğini ancak sindirim kanalı hücre içi seviyede ¾ ü kadarının kalabileceği bildirilmiştir. Hücre içi birikimi aktif (Na ve Cl) ve pasif (Na) taşıma sistemi yoluyla meydana gelmektedir. Betain karaciğer ve böbrek hücrelerinin mitokondrilerinde oluşan bir dizi enzim reaksiyonu (transmetilasyon) yoluyla katabolize edilir ve atılma yoluyla değil metabolize yoluyla elimine edilir. Öncelikli fizyolojik görevi metil donörü (transmetilasyon) ve osmolit olarak hareket etmektir. Bir osmolit olarak (dipolar zvitteryon özellikleri) hücre içi su tutulmasını artırarak hücre içi enzimleri korur. Bir metil donörü olarak ise betain; metiyonin döngüsüne katılır (başlıca karaciğerde olmak üzere) ve daha ileride karnitin ve kreatin gibi esansiyel maddelerin sentezi için transmetilasyon reaksiyonlarında kullanılır (Şekil 1) (Kidd ve ark., 1997).

2 Ayrıca betainin atletizim yapan kişilerin performanslarını iyileştiren ve onları korumak için diğer iç organlarda (mide, karaciğer, böbrek ve kalp) biriktiği görülmüştür. Şekil 1. Transmetilasyon reaksiyonları: Rasyondaki kolin, betain ve metiyonin in bu amaç için karşılıklı değişimleri DOĞAL BETAİN (BETAIN ANHİDRAZ) VE BETAİN HİDROKLORİTİN BİYOLOJİK EŞDEĞERLİLİĞİ Betain ayrıca trimetilglisin olarak bilinen bir zvitteryon metabolitidir. İlk olarak şeker pancarında bulunduğu keşfedilmiştir ve ayrıca diğer bitkiler, hayvanlar ve deniz ürünlerinde varlığı tespit edilmiştir. Ancak şeker pancarı çözünebilir haldeki yoğunlaştırılmış biriken betaini olağanüstü yüksek seviyelerde içermektedir ( mg/kg; Eklund ve ark., 2005). Günümüzde betainin birçok saflaştırılmış formları kullanılmaktadır (anhidre, monofosfat ve hidroklorit betain). Eğer Betain hidrokloritin osmoregulatör (organizmadaki ozmotik basıncı düzenleyici) özellikleri betain anhidraz gibiyse bazı sorular akla gelmektedir. Bu sorulara yanıt bulmak amacıyla sindirim kanalı geçişlerini taklit eden çalışmalar yapılmıştır. De Krimpe (Ghent Üniversitesi, 2010 yayınlanmamış veriler) farklı betain kaynaklarının (ekstraksiyonla üretilmiş monohidrat ve anhidre betaine karşılık kimyasal sentezle üretilmiş anhidre betain ve betain hidroklorit) biyolojik eşdeğerliliğini saptamıştır.

3 Bu ürünler sulu bir çözeltide ve ph sı 2,3 olan (sindirim kanalı koşullarında) hidroklorik asit içinde çözündürülmüşler ve sonra yüksek performanslı sıvı kromatografisi ve elektrosprey iyonizasyonlu kütle spektrometresi (LC-MS) ve direkt kütle spektrometresi (MS) kullanılarak analiz edilmişlerdir. Kütle spektrometresi bir molekülün kimyasal yapısının daha fazla görünürlük kazandırmak için iyi tanımlanmış bir kimyasal analiz işlemidir. Çalışma sonuçları, aynı analitik sonuçları veren betainin farklı kaynakları (doğal ekstraksiyonla elde edilenlere karşı kimyasal sentez yoluyla elde edilenler) üretim metodu ve iyonik formu ilişkilendirilerek gösterilmiştir. Bu nedenle biyolojik aktivite veya osmoregulatör fonksiyonu bakımından bir farklılık beklenmemelidir. Her iki molekülde sindirim kanalı geçişi sonrası aynı özelliklere sahip olduğu için Betain hidroklorit ve Anhidre Betain arasında bir yem katkı maddesi olarak herhangi bir farklılık yoktur. Şekil 2: De Krimpe 2010 a göre sindirim kanalı geçişi sonrası anhidre betain ve kristalize Betain hidroklorit in (Excential Beta-Key)aynı olduğunun gösteren grafik.

4 KANATLI ÜRETİMİNDE BETAİN Elklund ve ark., (2005) ve Ratriyonta ve ark., (2009) kanatlı rasyonlarına betain katılmasının etkilerini etraflıca çalışmışlardır. Besin maddesi sindirilebilirliği, hayvan performansı metabolizma ve karkas yağlılığı ve kalitesi sonuçları tekrar incelenmişler ve Tablo 1 de olduğu gibi gösterilmişlerdir. Bu çalışmada betainin bir yem katkısı olarak, hayvan performansı ve kesim özelliklerine etkisi gösterilmektedir. Yapılan tüm bu çalışmalar Betainin hayvan performansı ve kesim kalitesi özelliklerini iyileştiren bir yem katkısı olarak betainin yararlarını göstermiştir Bu iki araştırmada yer alan çalışmalar belirli bir bilimsel görüşle birlikte mevcut olan osmotik veya metabolik stres ile yemdeki metil donür miktarından etkilen betainin çalışma şeklinin (metil dönör veya osmolit) sonuçlarına hayvanların tepkisi dikkate alınmıştır. Tablo 1: Kanatlılarda yemdeki betainin performans ve kesim parametrelerine etkisini inceleyen çalışmanın sonuçları (Ratriyanto et al., 2009 dan yararlanılmıştır)

5 METİL DONÖRÜ OLARAK / METİYONİN- KOLİN İKAME ETKİSİ Rasyona betain ilavesi metiyonin ve kolin gibi diğer metil donörüne olan gereksinimi azaltabilir (Siljander- Rasi ve ark., 2003). Ancak bu teorik uygulama pratikte uygulamaya konulmadan önce önemli analizlere bağlı olmalıdır (Matthews ve ark., 2001; Zhan ve ark., 2006). Metiyonin ve kolinin bu idareli etkisi kanatlılarda tüm yönleriyle domuzlarda ise kısmen araştırılmıştır. Pesti ve ark. (1979) rasyona betain ve metiyonin ilavesinin broyler civcivlerinde birbirlerinin yerine geçebileceğini göstermişlerdir. Florou- Paneri ve ark. (1997), betain tarafından hayvanların performansına negatif bir etkisi olmaksızın % oranında metiyonin ilavesinin yerini alabildiğini göstermiştir. Lensing ve Van der klis (2007) ve Cresswell (2010) tarafından popüler dergilerde çok daha tutucu bir ikame yaklaşımı saptanmıştır. Broyler rasyonlarında kolin/metiyonin ve betain arasında bio-değerlilik her iki denemede çalışılmış ve kolinin tamamıyla yerine geçerek günlük metiyonin ihtiyacı %25-30 azalmıştır. Bu yer ikame oranlarında ise broyler performansında herhangi bir farklılık gözlenmemiştir. OSMOLİT OLARAK BETAİN HİDROKLORİT: OSMO-ÖNLEYİCİ ÖZELLİKLER Hücresel hidrasyon durumunun düzenlenmesi, hücre hacmi hücre fonksiyonun ve birçok metabolik işlevlerin (örneğin protein oluşumları, aminoasit, karbonhidrat vb.) sağlanması ve devam etmesi açısından önemlidir. Ancak inorganik iyonların hücre içi yoğunluklarındaki artışı, protein yapısı ve enzim fonksiyonu üzerine denge bozucu etkileri nedeniyle sınırlanır. Bununla birlikte organik osmolitler hücresel fonksiyonları bozmadan yüksek hücre içi yoğunluklara ulaşabilir. Betainin en etkili organik osmolit olduğu düşünülür. Betain bağırsak epitelyumu boyunca su akıntısını düzenleyen sindirim kanalı hücrelerinde birikir. Ayrıca betain hücresel ölümü önlediği ve sindirim kanalı hücrelerinin enerji harcamalarını azalttığı görülmüştür. Schrama ve ark., (2003) betainle yemlenen domuzlarda sindirim kanalı hücrelerinin yaşama payı enerji ihtiyaçlarında % 5 lik bir azalma saptamışlardır. Birçok bilimsel yayın sıcaklık stresinin üstesinden gelmek için anhidre betainin kullanılabileceğini prensipte göstermiştir. Attia ve ark., (2009) çok ciddi sıcaklık stresinin etkisinin yavaş büyüyen broylerlerde rasyona betain ilavesiyle kısmen üstesinden geldiğini ortaya koymuştur. Rasyona 1 kg betain ilavesi negatif kontrol grubuyla karşılaştırıldığında yem etkinliği ve canlı ağırlık artışını iyileştirmiştir. Daha da önemlisi negatif kontrole kıyasla rectal sıcaklığı (43.2

6 C den 41.9 C ye) düşürmüştür. Ayrıca evaporasyon yoluyla ısı kaybetmek için hızlı soluma mekanizması yavaşlar (78.3 soluk/dak dan 63.9 soluk/dak ya). Performans, rektal sıcaklık ve hızlı soluma mekanizması üzerine bu sonuçlar çok ciddi sıcaklık stresi koşulları altında tutulan tavşanlarda yemlerine 250, 500, 750 ve 1000 g/mt betain ilave edildiğinde açık bir doz etkisi gösterdiğini Hassan ve ark. (2011) tarafından da doğrulanmıştır. Haldar ve ark. (kanatlı yem kalite konferansı, Bangkok 2011) geleneksel broylerlerde daha hafif sıcaklık stresi koşulları altında (31C ve ±85 nispi nem) aynı etkilerin beklenildiğini gösteren çok daha uygun koşullar altında bir çalışma sunmuşlardır. Daha da önemlisi Haldar ve ark. betain hidroklorit kullanarak bu sonuçlara ulaşıldığını göstermiştir ve bu yolla betain hidrokloridin anhidre (susuz) kaynak gibi benzer osmoregulatör özelliklere sahip olduğuna dair pratik bir kanıt ortaya koymuştur. Sıcaklık stresi 14. gün başlamıştır. Bu deneme de bir pozitif kontrol ve negatif kontrol kullanılmıştır. Negatif kontrol grubunda metionin seviyesi azaltılmış (850 g/mt), ilave edilen kolin çıkarılmış ve enerji düzeyi azaltılmıştır (-50 kcal ME). Betain hidroklorit Haldar ve ark. betain anhidre betain gibi benzer osmoregulatör özelliklere sahip olduğuna dair pratik bir kanıt ortaya koymuştur. negatif kontrolde kullanılan metiyonin, kolin ve enerji seviyelerinde bulunan rasyona 1.3 kg/mt ve 2.0 kg/mt oranında ilave edilmiştir. 38. günde hayvanların canlı ağırlığı 1.3 ve 2.0 kg/mt oranında betain hidroklorit ilave oranlarına göre sırasıyla 1.80 kg dan (kontrol) 1.84 kg ve 1.86 kg a çıkmıştır. Pozitif kontrol grubunda 1.67 olan yem dönüşüm oranı 1.63 (1.3 kg/mt betain HCL) ile 1.62 (2.0 kg betain HCL) oranına iyileşmiştir. Şekil 3 ve 4 rektal sıcaklık ve hızlı soluma üzerine detayları göstermektedir. Açık bir şekilde sıcaklık stresi süresince betain HCL bu negatif etkileri iyileştirme yönünde yardımcı olduğu belirlenmiştir.

7 Şekil 3 ve 4: Betain HCL rektal sıcaklık ve hızlı soluma üzerine sıcaklık stresinin negatif etkilerini iyileştirmesi (Haldar ve ark., 2011). SONUÇLAR: Betain uzun yıllardan beri kanatlı beslenmesinde kullanılmaktadır. Betainin üretim performansını iyileştirdiğini, kolin ve metiyonin gibi diğer metil grup donörlerinin yerine geçtiği, sıcaklık stresi esnasında hayvana yardımcı olduğu ve kesim özelliklerini iyileştirdiği bilimsel olarak da kanıtlanmıştır. Yukarıda sunulan veriler açık olarak uygun kristalin betain HCL kullanılırsa, betainin moleküler yapısı sindirim kanalı geçişi sonrası anhidre betainin molekül yapısına benzemektedir. Ürünün serbest akışkan özellikleri ve su tutucu özelliğinin az olması dikkate alınmalıdır. Sıcaklık stresi süresince betainle yemlenen hayvanlarla yapılan pratik de kullanım denemeleri beklenilen iyileşmeyi ve bir osmotik koruyucu olarak betain HCL nin çalışma şeklini açık bir şekilde ortaya koymuştur. Kolin ve metiyonin yerine geçmesi için farklı stratejiler değerlendirilmiş ve rasyonda betainin optimum kullanılma stratejisini belirlemek için beslemecilere imkan vermektedir. Geçmişte birçok hayvan beslemeci betaini bir yem katkısı olarak değerlendirmişlerdir. Betain hidroklorit üretimi şeker pancarı üretimine bağlı olduğu için betainin yeni formuyla (betain hidroklorit) yıl boyunca kullanılabilirliği artmıştır. Ayrıca betain hidrokloritin üretim maliyeti genellikle anhidre betainin üretim maliyetinden daha düşük olduğu için etlik piliçlerin beslenmesinde betain uygulamaları tekrar gözden geçirilebilir. DERLEME -Bernardo Suarez Cretton, (Küresel Teknik Müdürü), Excential BV (An Orfa Company) -Arno van der Aa, Business Development Manager, Excential BV (An Orfa Company) Çeviren: Dilek GÖKÇEYREK, PhD