Untersuchungen zum leistungsabhängigen Bedarf an Lysin, Methionin/Cystin und Threonin von Nil-Tilapien auf Grundlage der Aminosäure-Wirksamkeit in ausgewählten Proteinträgermischungen | Investigation into the performance dependent requirement of lysine, methionine/cystine and threonine of Nile tilapia on the basis of the amino acid efficiency in selected mixtures of protein carriers

Die vorliegende Untersuchung diente der Ermittlung der Aminosäure-Wirksamkeit von Lysin, Methionin/Cystin und Threonin in verschiedenen Proteinträgermischungen als Grundlage für die Kalkulation von leistungs- und wirksamkeitsbezogenen Angaben zum Aminosäurebedarf von Nil-Tilapien. Dazu wurden vier achtwöchige Wachstumsversuche mit männlichen Nil-Tilapien (Oreochromis niloticus) mit einem Anfangsgewicht von ca. 12 g in zwei Warmwasser-Kreislaufanlagen des Instituts für Tierphysiologie und Tierernährung, Göttingen, durchgeführt. In allen Versuchen kamen weitgehend isonitrogene und isokalorische Diäten mit einem Proteingehalt von 33-34% TS und einem umsetzbaren Energiegehalt von 15-17 MJ/kg TS zum Einsatz. Die Proteinquellen wurden so kombiniert, daß entweder nativ oder mit Hilfe einer Supplementation mit kristallinen Aminosäuren eine Limitation der untersuchten Aminosäuren erzeugt wurde. Auf der Grundlage dieser Konzeption wurden Lysin-, Methionin/Cystin- bzw. Threonin-limitierte Diäten an Versuchsgruppen verabreicht und nach Versuchsende der Stickstoffansatz mittels vergleichender Ganzkörperanalyse ermittelt. In Verbindung mit den ermittelten Werten zur Stickstoffaufnahme wurden die Daten unter Anwendung eines exponentiellen N-Verwertungsmodells (GEBHARDT 1966; LIEBERT & GEBHARDT 1986) ausgewertet und die Wirksamkeit der erstlimitierenden Aminosäuren in den Diäten ermittelt. Unter Einbezug von Vorgaben zur Ausschöpfung des maximalen theoretischen Stickstoffretentionsvermögens (PDmaxT) von Nil-Tilapien von 497 mg N/LMkg0,67/d (MOHAMED 2002) wurden Bedarfswerte für die untersuchten Aminosäuren kalkuliert. Ein Großteil der ermittelten Lysin-Wirksamkeit lag in einem Bereich von 537 bis 714, wobei eine extrem hohe Lysin-Wirksamkeit von bis zu 1669 in Verbindung mit einem sehr niedrigen Stickstoffansatz und damit im Bereich des Stickstofferhaltungsbedarfs beobachtet wurde. Eine "broken-line"-Analyse der Daten zur Lysin-Wirksamkeit zeigte, daß ein täglicher N-Ansatz von 55 mg N/LMkg0,67 den Bereich einer physiologischen Extremsituation abgrenzte. Die Lysin-Wirksamkeit erbsenhaltiger Futtermischungen variierte zwischen 569 und 623, wobei keine signifikanten Unterschiede bei der Verwendung verschiedener Erbsen-Chargen oder durch eine hydrothermische Behandlung der Erbsen gefunden wurden. Die Methionin/Cystin-Wirksamkeit von verschiedenen Sojaproteinen variierte in einem Bereich von 654 und 747. Für Proteinträgermischungen, die auf Kombinationen von Soja- und Nicht-Sojaproteinen basierten, konnte keine Limitanz der schwefelhaltigen Aminosäuren nachgewiesen werden. Eine Threonin-Wirksamkeit von 892 bis 1202 wurde für die untersuchten Threonin-limitierten Futtermischungen ermittelt. Die Modellkalkulationen zum Lysin-, Methionin/Cystin- und Threoninbedarf von Nil-Tilapien wurden auf der Basis eines Intervalls der Aminosäure-Wirksamkeit durchgeführt, das die in den Proteinträgermischungen bestimmten Werte umfaßte. Die abgeleiteten Werte zum täglichen Aminosäurebedarf bezogen sich auf eine Ausschöpfung von PDmaxT von 60-90% und lagen in einem Bereich von 82-288 mg Lys/LMkg0,67 bei einer Lys-Wirksamkeit zwischen 500 und 700, 72-240 mg Met+Cys/LMkg0,67 bei einer Met/Cys-Wirksamkeit zwischen 600 und 800 sowie 46-169 mg Thr/LMkg0,67 bei einer Thr-Wirksamkeit zwischen 850 und 1250. Danach benötigte eine Nil-Tilapie einer mittleren Lebendmasse von 50 g zur Realisierung eines täglichen Proteinansatzes von 116-241 mg/d eine Zufuhr von jeweils 11-39 mg Lys/d, 10-32 mg Met+Cys/d sowie 6-23 mg Thr/d. Bei einer täglichen Futteraufnahme von 3% der Lebendmasse ergaben sich notwendige Aminosäurekonzentrationen im Futter von 0,73-2,58% Lysin, 0,64-2,15% Methionin/Cystin und 0,41-1,52% Threonin. Das eingesetzte N-Verwertungsmodell lieferte somit leistungs- und aminosäurewirksamkeitsabhängige Werte zum Bedarf an erstlimitierenden Aminosäuren von Nil-Tilapien in praxisrelevanten Proteinträgermischungen, die im Vergleich zu existierenden Literaturwerten wesentlich differenziertere Angaben gestatteten.

The objective of this investigation was to determine the amino acid efficiency of lysine, methionine/cystine and threonine in different mixtures of protein sources as a basis for the derivation of the amino acid requirement of Nile tilapia depending on performance and amino acid efficiency. Four growth trials with male Nile tilapia of approximately 12 g live weight lasting eight weeks, respectively, were carried out in two warmwater recirculation units accommodated by the institute for animal physiology and animal nutrition, Göttingen/Germany. The experimental diets were formulated to be isonitrogenous and isocaloric with a protein content of 33-34% in dry matter and a metabolizable energy content of 15-17 MJ/kg dry matter. A limitation of the respective amino acid was generated through the combination of protein sources partly supplemented with crystalline amino acids. On the basis of this conception lysine-, methionine/cystine- and threonine-limiting diets were administered to the experimental groups. At the end of the growth trial nitrogen deposition was determined by comparative whole-body analysis. An exponential N-utilization model (GEBHARDT 1966; LIEBERT & GEBHARDT 1986) was utilized to calculate the efficiency of the first limiting amino acid of the test diets on the basis of data referring to nitrogen intake and nitrogen deposition. Including different performance levels which were expressed as percentage of the maximum theoretical N-retention capacity (PDmaxT) of Nile tilapia with 497 mg N/LWkg0.67/d (MOHAMED 2002) the respective amino acid requirement was derived. The majority of lysine efficiency data varied between 537 and 714. An extremely high lysine efficiency up to 1669 was observed in combination with a substantially low N-deposition reflecting conditions at the nitrogen maintenance requirement. A broken-line analysis of the lysine efficiency values indicated that a daily N-deposition of 55 mg N/LWkg0.67 demarcated conditions of a physiologically extreme situation. The lysine efficiency of feed mixtures containing pee meal varied between 569 and 623. Neither the feed batch nor heat conditioning of the pee meal had a significant effect on the resulting lysine efficiency. The methionine/cystine efficiency of different soy proteins fluctuated between 654 and 747. Protein mixtures which based on combinations of soy and non-soy proteins were not limiting in sulfur containing amino acids. The threonine efficiency of the threonine-limiting feed mixtures indicated values between 892 and 1202. Model calculations for the lysine-, methionine/cystine- and threonine-requirement of Nile tilapia were carried out in reference to the intervals of amino acid efficiency which were previously determined for the mixtures of protein sources. The calculated daily amino acid requirement referring to a performance level of 60-90% of PDmaxT was in the range of 82-288 mg Lys/LWkg0.67 at a lysine-efficiency between 500 and 700, 72-240 mg Met+Cys/LWkg0.67 at a methionine/cystine-efficiency between 600 and 800 and 46-169 mg Thr/LWkg0.67 at a threonine-efficiency between 850 and 1250, respectively. Accordingly a Nile tilapia with a mean live weight of 50 g required a supply of 11-39 mg Lys/d, 10-32 mg Met+Cys/d and 6-23 mg Thr/d, respectively, for the realization of a daily protein deposition of 116-241 mg/d. On the assumption of a daily feed intake of 3% of live weight the corresponding amino acid concentrations in the diet amounted to 0.73-2.58% lysine, 0.64-2.15% methionine/cystine and 0.41-1.52% threonine. Thus the employed N-utilization model delivered data on the requirement of first limiting amino acids of Nile tilapia in mixtures of protein carriers for practical purposes depending on performance and amino acid efficiency which in comparison to existing values in literature allowed more differentiated estimates.