Tutti gli organismi viventi, tra cui pesce e crostacei, non richiedono proteine ​​di per sé, ma aminoacidi (AA), gli elementi costitutivi delle proteine. Tutti gli AA contengono strutturalmente tre parti comuni:un legame centrale di carbonio con un idrogeno, un gruppo amminico contenente azoto e un gruppo carbossilico. proteine, consisteva di poche fino a migliaia di AA, con numerose funzioni strutturali e metaboliche. Nella produzione animale, il risultato più diretto delle carenze di AA si traduce in una crescita ridotta. Tradizionalmente, era l'incentivo economico, che ha portato all'uso di AA supplementari nella formulazione della dieta. Però, c'è stata un'evoluzione graduale con una maggiore enfasi rivolta alla sostenibilità e all'approvvigionamento totale di nutrienti.

Nelle formulazioni dei mangimi per acquacoltura, La metionina (Met) è solitamente il primo amminoacido essenziale limitante (EAA) specialmente nelle diete a basso contenuto di farina di pesce (FM). È quindi, richiesto di includere una fonte supplementare di Met al fine di soddisfare la specifica dei feed", mirando al requisito dell'animale per questo particolare EAA. Durante la valutazione di nutrienti o additivi supplementari da utilizzare nella formulazione dei mangimi, devono essere considerati tre parametri:(i) valore nutritivo (efficacia biologica) del nutriente supplementare, (ii) stabilità, omogeneità ecc. durante il processo di produzione dei mangimi e (iii) proprietà fisiche della fonte di nutrienti durante la pratica alimentare.

Esistono diverse fonti di Met disponibili in commercio sul mercato come DL-Met (DL-Metionina per l'acquacoltura), DL-Metionil-DL-Metionina (AQUAVI® Met-Met), L-Met (L-Metionina), Metionina idrossi analogo acido libero (MHA-FA o MHA liquido) e sale di calcio metionina idrossi analogo (MHA-Ca). Sia gli animali terrestri che quelli acquatici possono utilizzare l'AA cristallino come la metionina; però, la disponibilità biologica delle diverse fonti di metionina differisce notevolmente. Le differenze nella disponibilità biologica sono un riflesso delle differenze nella matrice del prodotto, digeribilità, meccanismo di trasporto e requisiti di conversione metabolica.

DL-Met, così come il dipeptide DL-Metionil-DL-Metionina (Met-Met), sono la miscela racemica degli isomeri D e L della metionina e sono disponibili in commercio come additivo per mangimi, con il 99 percento di DL-Met e il 95% di Met-Met (95% di DL-Metionil-DL-Metionina e il 2% di DL-Met), rispettivamente. Poiché solo l'isomero L può essere utilizzato per la sintesi proteica dal corpo degli animali, L'isomero D viene metabolicamente convertito in isomero L prima attraverso l'ossidazione a cheto-metionina da parte dell'enzima D-amino ossidasi e quindi transaminato dall'enzima transaminasi a L-Met. Gli enzimi richiesti nella conversione della forma D in forma L non sono un fattore limitante nel pesce e nei gamberetti, come nel pollame e nei suini.

D'altra parte, MHA-Ca e MHA-FA sono anche miscele racemiche dei suoi isomeri D e L. MHA-Ca è costituito da circa l'84% di monomero MHA, 12% di calcio e 4% di acqua e MHA-FA, 65 percento di monomero, 23 percento di dimeri/trimeri e il restante 12 percento di acqua.

chimicamente, sia MHA-Ca che MHA-FA non possono essere classificati come AA. AA contiene sia un gruppo carbossilico (COOH) che un gruppo amminico (NH2), però, in metionina idrossi analogo, il gruppo NH2 è sostituito da un gruppo ossidrile (OH) e per questo motivo non può essere classificato come amminoacido (Dibner 2003). L'analogo dell'idrossido di metionina deve subire una serie di trasformazioni metaboliche per essere utilizzato dagli animali. Attraverso una reazione deidrogenasi, viene prima convertito nell'analogo a-cheto della metionina e poi nell'utilizzabile L-metionina tramite una reazione delle transaminasi.

Infine L-Met è anche disponibile in commercio come additivo per mangimi con una purezza del 99% e non richiede alcuna conversione poiché la forma L può essere utilizzata dall'organismo. È invece chiaramente affermato dal Consiglio Nazionale delle Ricerche sulla base di studi nutrizionali (NRC, 2011), pesce e gamberetti possono utilizzare D-Met per sostituire L-Met su base equimolare.

Evonik Animal Nutrition ha compilato una recente revisione critica, aggiornando la pubblicazione originale dal titolo "Biodisponibilità relativa delle fonti di metionina nei pesci" (Lemme, 2010), con tutte le ultime pubblicazioni scientifiche e dati sperimentali del settore sia su pesce che su gamberi.

Diversi studi che confrontano il valore nutrizionale dei prodotti MHA con DL-Met condotti nei pesci hanno concluso che sia MHA-FA che MHA-Ca sono significativamente meno disponibili rispetto a DL-Met (Lemme 2010; Lemme et al. 2012; Figueiredo-Silva et al. 2014; Powell et al. 2017). Applicando l'analisi di regressione e confrontando le pendenze per l'aumento di peso tra le fonti Met, il valore nutritivo rivelato di MHA-Ca rispetto al DL-Met variava tra il 22% nella tilapia del Nilo e il pesce gatto di canale al 62% nel tamburo rosso su base peso/peso (peso/peso).

A questo punto vale la pena spiegare il significato di equimolare e base peso/peso con un semplice esempio. Secondo NRC (2011), "sulla base delle evidenze sperimentali disponibili, il comitato ritiene ragionevole presumere che l'efficacia biologica dell'HMB (acido 2-idrossi-4-(metiltio)butanoico noto come MHA) per i pesci sia circa dal 75 all'80% di quella del DL-Met su base equimolare". L'equimolare rapporto, risultati di esperimenti scientifici in vivo che determinano la biodisponibilità relativa delle fonti di nutrienti testate attraverso l'analisi dei parametri chiave delle prestazioni di crescita di uno studio dose-risposta utilizzando l'analisi di regressione. La traduzione in base peso/peso avviene moltiplicando il rapporto equimolare delle due fonti Met con il principio attivo del prodotto. Come accennato in precedenza, DL-Met ha una purezza di metionina>99 percento e MHA-Ca 84 percento di acido 2-idrossi-4-(metiltio) butanoico quindi, con una base equimolare del 77%, MHA-Ca ha circa il 65% di efficacia biologica su base peso/peso rispetto a DL-Met [77 (equimolare) x 0,84 (contenuto di MHA nel prodotto MHA-Ca) =65%].

Ulteriori studi di confronto tra DL-Met e L-Met hanno mostrato una biodisponibilità non statisticamente significativa ma leggermente inferiore di L-Met (82-83%) rispetto a DL-Met nei salmonidi. Ciò richiede ulteriori indagini, ma concorda con i dati precedenti ottenuti nel salmone (Sveier et al. 2001), trota iridea (Kim et al. 1992) e nel branzino striato ibrido (Keembiyehetty e Gatlin III, 1995), dimostrando che D- e/o DL-Met sono efficaci almeno quanto L-Met. L'analisi di regressione simultanea di un recente studio in Indonesia su L. vannamei ha rivelato che l'efficienza nutrizionale di Met-Met rispetto alla L-Metionina è del 194% basata sul guadagno di biomassa, 190 percento per SGR e 212% per FCR; Fatti e Figura 1634). Ulteriori studi su L. vannamei con Met-Met mostrano una biodisponibilità più elevata che va dal 178 percento fino al 298 percento rispetto a DL-Met stabilendo una biodisponibilità minima media del 200 percento di Met-Met rispetto a DL-Met e, in media una biodisponibilità del 65% per MHA-CA rispetto a DL-Met, come è stato convalidato nello studio in Thailandia.

Non è solo il valore nutritivo delle diverse fonti Met, ma altrettanto importanti sono le caratteristiche fisiche dei prodotti. La macinazione dei mangimi richiede un'attenzione particolare alla tendenza all'agglomerazione e alla fluidità delle diverse fonti di Met, nonché alla miscelabilità e alla distribuzione omogenea dei nutrienti critici e costosi nei mangimi. Quindi, la dimensione media delle particelle è considerata uno dei principali fattori di omogeneità di miscelazione negli alimenti.

Finalmente, un parametro critico nei mangimi per acquacoltura è la solubilità e la lisciviazione dei nutrienti supplementari, come Met, tanto più che l'alimentazione avviene esclusivamente in acqua salata o dolce. I test in vitro hanno dimostrato che anche i livelli di solubilità in acqua di ciascuna delle fonti Met disponibili in commercio variano in modo significativo. Il dipeptide (Met-Met) è da cinque a 10 volte meno solubile in acqua rispetto ad altre fonti di Met disponibili in commercio. Poiché la lisciviazione dei nutrienti dai pellet è fortemente correlata al comportamento alimentare delle specie di acquacoltura mirate. Pertanto, Met-Met è più adatto ai crostacei dove il mangime rimane a lungo nell'acqua prima di essere completamente consumato.

Dal Dott. Alexandros Samartzis Senior Technical Service Manager, Evonik