Protein metabolism in dairy cattle

อาจารย อานนท ปะเสระกง

anoncp@hotmail.com

Facebook: อานนท ปะเสระกง

Tel. 081-5460757

Carbohydrate metabolism

เยอใย, แปง, น ำตำล

Glucose

Pyruvate

Acetate, Propionate, Butyrate

Rumen

Glucose

Small intestine

Glucose

Ac Pr

Ketone

Gluconeogenesis

Liver

Lactose

Glucose

Ac, Ketone

Milk fat

Mammary gland

Protein metabolism

Protein

Amino group

หมคำรบอกซลค

หมอลคล (Alkyl)

ก ำหนดคณสมบตของกรดอะมโน

Amino acid :หนวยทเลกทสดของโปรตน

Protein

Protein

Protein

Essential amino acids

Arginine, Histidine, Isoleucine, Leucine,

Lysine, Methionine, Phenylalanine, Threonine, Tryptophan, Valine

:เปนกรดอะมโนจ ำเปนในสตว เนองจำกรำงกำยไมสำมำรถสงเครำะหได ตองไดรบจำกอำหำร

Protein

What is protein?

โปรตนเปนพอลเมอรของกรดอะมโน (amino acid) ทมาเชอมตอกนดวยพนธะเปปไทด (peptide bond)

Protein in ruminant nutrition

วตถดบแหลงโปรตน

: วตถดบอาหารสตวท มโปรตนเปนองคประกอบมากกวา 20% และมเยอใยนอยกวา 18%

:แหลงโปรตนจากพช เชน เมลดถ วเหลอง, กากถ วเหลอง, กากปาลม, กากมะพราว, กากเมลดฝาย, กากเบยร, กากถ วเขยว เปนตน

:แหลงโปรตนจากสตว เชน เนอปน ขนไกปน เลอดปน เปนตน

Protein in ruminant nutrition

Protein analysis

Kjeldahl method

Crude protein

Rumen degradable protein (RDP)

โปรตนทสามารถถกยอยสลายไดในกระเพาะหมก เนองจากมความสามารถในการละลายไดสง (soluble protein) เชน serum-albumin

Rumen undegradable protein (RUP)

โปรตนทไมถกยอยสลายในกระเพาะหมก แตจะไปถกยอยทล าไส

เลกแทน บางทเรยกวา by pass protein/escape protein

Protein in ruminant nutrition

สดสวน RDP/RUP ในวตถดบแตละชนดจะแตกตางกน การใหความรอนหรอการใชสารเคม เชน ฟอรมาลดไฮด สามารถชวยเพมสดสวน RUP ได

Metabolizable protein?

โปรตนทสามารถถกดดซมไปใชประโยชนไดจรงทล าไส

เลก โดยมาจาก by pass protein, microbial protein, endogenous protein (เนอเยอ และเอนไซม)

ปรมาณ RUP ในวตถดบอาหารสตว

Feed stuffs RUP (%)

Alfalfa, fresh 20

Corn, high moisture 80

Corn, steam flaked 68

Corn silage, milk stage 25

Cottonseed meal 41 – 50

Cottonseed hull 40

Distillers’ grain, barley 60

ปรมาณ RUP ในวตถดบอาหารสตว

Feed stuffs RUP (%)

Distillers’ grain, corn 57

Linseed meal, solvent 35

Rapeseeds meal, solvent 28

Corn, yellow 52

Beet pulp, dried 35

Brewer grain, dried 49

Coconut meal 83

ปรมาณ RUP ในวตถดบอาหารสตว

Feed stuffs RUP (%)

Soybean, whole 28

Soybean meal, solvent 44% CP 26

Soybean meal, dried 130 oC 71

Soybean meal, dried 140 oC 82

Soybean meal, CH2O 80

Protein digestion

Ruminal protein digestion

Protein

Peptide, Amino acid

Bacteria - B. amylophilus - P. ruminicola - B. fibrisolvents - R. amylophilus - S. ruminantium - S. bovis

Protozoa - Ophryoscolex spp.

Fungi

protease

Cellular protein digestion

Microbial cell

Peptide, amino â

Amino â

Peptidase

Microbial protein synthesis

ATP

Deamination NH3

VFA, CO2

ATP

Energy

Protein digestion

Glycine fermentation

4H2N-CH2-COOH + H2O 4NH4+2CO2 + 3CH3COOH

Threonine fermentation

L - Threonine

α- oxobutyrate

Propionate + NH3 + H2 + CO2

Amino acid metabolism in liver tissue

Factors affecting ruminal protein digestion

Intake Protein source SE

Item High Low DCGF DDG

Ruminal fluid outflow, l/d 120.2a 91.7b 106 105.8 3.87

Ruminal Ammonia, mg/dl 7.6 8.8 9.8a 6.6b 0.38

Dracon bag N disapperence, %/h 5.16 5.92 7.98a 3.11b 0.85

N intake, g/d 195.1a 130.1b 161.3 164.0 1.91

Duodenal flow, g/d

Ammonia N 7.2a 5.7b 7.2a 5.8b 0.42

Non - Ammonia N 272.2a 178.5b 214.2b 236.4a 4.09

Bacteria N 184.5a 118.7b 149.2 153.9 4.69

Effeciciency of bacterial growth

g CP/ 100 g OMDRT 20.4a 18.4b 18.9 19.9 0.75

Apparent total tract N digestion

% N intake 44.4 47.0 45.9 45.5 1.5

Source: adapted from Firkins et al. (1986)

Rumen passage rate and Type of protein

Factors affecting ruminal protein digestion

pH: optimum pH of ruminal proteolytic enzymes

range from 5.5 -7.0

โครงสรางโปรตน โปรลามนกบกลเตลนไมสามารถยอยไดในกระเพาะหมก กลอบลนยอยสลายไดเรว ขณะทอลบมนคอย ๆ ยอยสลายอยางชา ๆ ขนไกปนมพนธะไดซลไฟดท าใหยอยสลายไดยาก โปรตนทจบอยกบเซลลโลสจะยอยสลายไดยาก

Factors affecting ruminal protein digestion

Factors affecting ruminal protein digestion

Intestinal protein digestion

Microbial protein (30 -100%), By pass protein (0 -70%) Endogenous protein (15 – 20%)

- อตราการละลายของโปรตน - อาหารทสตวไดรบ - ต าแหงการสม - ในโคนม MP ทมาสล าไสเลกอยในชวง 302 – 328 กรม/วน

Intestinal protein digestion

Extracellular digestion Intracellular digestion

Amino acid 10 – 20% Peptide, Oligopeptide

80 – 90%

เอนไซมจากตบออน (pancreas) - Chomotrypsin - Trypsin - Elastase - Carboxypeptidase

Oligopeptide

Brush border

Amino â, dipeptide, tripeptide

- Aminopoly peptidase - dipeptidase

Intestinal protein digestion

Intracellular digestion

Cytoplasm

dipeptide, tripeptide

Free amino acid

Cytosolic peptidase

Blood stream

Active transport, Na dependent Carrier mediated transport

Urea cycle