Trypsin inhibitor กับการย่อยของสัตว์กระเพาะเดี่ยว
ทริปซิน (Trypsin)
คือ เอนไซม์ย่อยโปรตีนให้เป็นกรดอะมิโน ถูกผลิตมาจากตับอ่อน ทำหน้าที่ย่อยโปรตีนและพอลิเพปไทด์ที่มาจากกระเพาะอาหารให้มีโมเลกุลเล็กลงจนเป็นไดเพปไทด์หรือกรดอะมิโน โดยเอนไซม์ Trypsin จะถูกหลั่งออกมาในรูปของ trypsinogen ซึ่งเป็น inactive proenzyme จากนั้น trypsinogen จะถูกเปลี่ยนเป็น trypsin (active enzyme) โดย enzyme enteropeptidase (enterokinase) ที่หลั่งจาก brush border ของลำไส้เล็ก Trypsin จะ เปลี่ยน chymotrypsinogen เป็น Chymotrypsin รวมทั้งเปลี่ยน procarboxypeptidase เป็น Carboxypepitdase ซึ่งทั้ง trypsin, chymotrypsin และ carboxypeptidase จะทำงานร่วมกันในการย่อยโปรตีนและ peptide ได้ peptide ที่มีขนาดเล็กและ amino acid
ทริปซิน อินฮิบิเตอร์ (Trypsin Inhibitor)
เป็นสารยับยั้งการใช้ประโยชน์ที่มีอยู่ในถั่วเหลืองมากกว่า 5 ชนิด แต่ที่คุ้นเคยมีอยู่ 2 ชนิดคือ Kunitz มีประมาณร้อยละ 1.4 และ Bowman-Brik inhibitor ประมาณร้อยละ 0.6 ซึ่งพบอยู่ในเมล็ดถั่วเหลืองดิบ มีผลยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ Trypsin โดยเกาะรวมกับเอนไซม์ ทำให้ความสามารถในการทำงานของ Trypsin ลดลง ส่งผลให้การเจริญเติบโตและประสิทธิภาพการใช้อาหารลดลง ในไก่การขาดเอนไซม์ย่อยโปรตีนในลำไส้เล็กส่วนต้นจะทำให้ตับอ่อนต้องหลั่งเอนไซม์มากขึ้น เพราะเอนไซม์ที่ผลิตออกมาจะถูกจับโดยสารยับยั้งและถูกขับออกนอกร่างกาย จึงทำให้ร่างกายขาดกรดอะมิโนซีสเตอีน (Cysteine) ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่มีมากในเอนไซม์ทริปซินและไมโครทริปซิน ร่างกายจึงต้องเปลี่ยนเมทไธโอนีนไปเป็น ซีสเตอีน ทำให้การขาดเมทไธอนีนเพิ่มขึ้นทำให้การเจริญเติบโตชะงักอย่างรุนแรง (Pond and Maner, 1984)ส่วนในสัตว์กระเพาะรวมการเลี้ยงด้วยถั่วเหลืองดิบไม่มีผลกระทบต่อการย่อยของสัตว์มากนักเนื่องจากในกระเพาะมีจุลินทรีย์ที่มีความสามารถในการหมักย่อยและเปลี่ยนรูปให้เป็นกรดอะมิโนที่สามารถไปใช้ประโยชน์ได้
ปริมาณของ trypsin inhibitor ในถั่วเหลืองดิบมีสูงถึง ประมาณ 107 หน่วยต่อมิลลิกรัมโปรตีน การนำถั่วเหลืองมาใช้ให้มีประสิทธิภาพจึงต้องทำลายสารยับยั้งการใช้ประโยชน์ในถั่วเหลืองดิบก่อน ซึ่งการปรับปรุงคุณค่าทางโภชนาการของถั่วเหลืองพบว่าสามารถทำได้โดยการให้ความร้อนแก่ถั่วเหลืองโดยวิธีการต่างๆเพื่อทำให้ถั่วเหลืองสุก เช่น การต้มหรือนึ่งเมล็ดถั่วเหลือง การเอ็กซ์ทรูดแบบชื้น การคั่วเมล็ดถั่วเหลืองหรือการเอ็กซ์ทรูดแบบห้ง ซึ่งการเพิ่มการใช้ประโยชน์ได้ในถั่วเหลืองโดยการให้ความร้อนนั้น ประสิทธิภาพจะขึ้นอยู่กับ อุณหภูมิ ระยะเวลา ความชื้น และขนาดของเมล็ดถั่วเหลือง
จากการศึกษาของ เก็จมาศ (2530) พบว่าการแช่เมล็ดถั่วเหลืองดิบในน้ำทิ้งไว้ค้างคืนจนถั่วเหลืองมีความชื้น 12-68% เมื่อนำมาต้มในน้ำเดือดเป็นเวลา 5-7 นาที จะทำลายสารยับยั้งการใช้ประโยชน์ได้ทั้งหมด แต่ถ้าถั่วเหลืองมีความชื้นเพียง 8% เมื่อนำมาต้มในน้ำเดือดนานถึง 30 นาทีก็ยังไม่สามารถทำลายสารยับยั้งการใช้ประโยชน์ได้ทั้งหมดได้โดยถั่วเหลืองที่มีความสุกพอดีค่า trypsin inhibitor ต้องไม่เกิน 3.00 มก./ กรัม
ตารางที่ 1. ผลของอุณหภูมิและความชื้นต่อปริมาณของ Trypsin inhibitor ในกระบวนการ Extrude ของถั่วเหลือง1
| อุณหภูมิ | ความชื้น%2 | ||
| °C | 11 | 26 | 25 |
| 70 | 36 | 23 | 22 |
| 90 | 27 | 15 | 14 |
| 110 | 15 | 8 | 8 |
| 130 | 4 | 4 | 4 |
| 150 | 4 | 3 | 3 |
| 160 | 4 | 3 | 3 |
|
1ตัวอย่าง มก./ก. ปริมาณ< 5 มก./ก. ถือว่ายอมรับได้
2ความชื้นโดยปกติของถั่วมีค่า 11% ที่มา: Clarke and Wiseman (1999) |
|||
ในอุตสาหกรรมการผลิตอาหารสัตว์มีการนำถั่วเหลืองและกากถั่วเหลืองมาผ่านความร้อนเพื่อลดสารยับยั้งการใช้ประโยชน์ได้และทำให้สัตว์สารมารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ดีขึ้น แต่ยังมีสารยับยั้งโภชนะบางชนิดที่ไม่ถูกทำลายด้วยความร้อน เช่น Stachyose, raffinose, Oligosaccharides และ anitigen protein ( glycinin และ β-conglycinin) มีอยู่ในถั่วเหลืองมากกว่า 5% ทำให้สัตว์อายุน้อยๆไม่สามารถย่อยที่ลำไส้เล็กได้เพราะขาด endogenous enzyme ส่วน glycinin และ β-conglycinin จะทำให้ Villi ในลำไส้เล็กฝ่อลีบและทำให้การดูดซึมลดลง
ปัจจุบันนอกจากการนำกากเหลืองถั่วไปผ่านความร้อนเพื่อลดสารยับยั้งการใช้ประโยชน์ได้แล้ว ยังมีการนำกากถั่วเหลืองที่ผ่านการให้ความร้อนแล้วไปนำหมักด้วยเชื้อจุลินทรีย์อีกครั้งเพื่อให้จุลินทรีย์ทำลายสารยั้บยั้งการใช้ประโยชน์ได้ประเภทอื่นๆ ที่ยังไม่ถูกทำลายด้วยความร้อน โดยจุลินทรีย์จะเข้าย่อยโครงสร้างของเยื่อใยที่เป็นส่วนประกอบในกากถั่วเหลืองให้กลายเป็นน้ำตาล ย่อยโครงสร้างโปรตีนที่มีความซับซ้อนให้เป็นเปปไทด์สายสั้นให้อยู่ในรูปของกรดอะมิโนอิสระมากขึ้น หรือมีโครงสร้างที่เล็กลงจึงช่วยลดปัญหาอาการท้องเสียและเพิ่มประสิทธิภาพการดูดซึมสารอาหารในลูกสัตว์ประสิทธิภารการย่อยดีขึ้น เนื่องจากกรดที่ได้จากการหมักของจุลินทรีย์จะช่วยให้ค่าความเป็นกรดในกระเพาะอาหารเหมาะสมต่อกระบวนการย่อยอาหาร
