Proteinkvalitet i fodersäd Bengt Lundegårdh Global Organic Sweden AB
Essentiella aminosyror Vilka är mest begränsande i foder från spannmål % av totalt mängd protein Aminosyra Gris Värphöns Vete Korn Råg Havre Rågvete Proteinhalt, % 14-16 11,7 10,4 10 10,5 10,9 g/100 g protein Lysin 7,1 4,7 2,7 3,6 3,3 4,3 2,7 Treonin 4,6 2,9 3,4 3,5 3,7 2,9 Tryptofan 1,2 1,3 1,3 1,1 1,7 1,3 Metionin 1,8 2,5-3,3 1,7 1,6 1,5 1,9 1,7 Cystein-cystin 1,6 2,5 2,5 2,2 2,8 2,5 Isoleucin 4,1 3,6 3,8 4,3 3,9 3,6 Valin 5,4 Leucin 8,1 Fenylalanin Tyrosin Histidin Arginin
Vad begränsar halten av essentiella aminosyror 1. Typ av protein 2. Stråsädesslag 3. Sort 4. Reglering på gennivå 5. Gödsling, N, S, mikronäringsämnen 6. Klimat, nederbörd och temperatur
Prolaminer, gluteliner och globuliner. Proteinhalt ca 12 % Protein i kärnan % av totalt mängd aminosyror Albuminer och globuliner. Proteinhalt ca 30 % Skottanlag Rotanlag Albuminer Globuliner Prolaminer Gluteliner Glutamin 14,25 14,25 35,35 25,45 Prolin 7,65 8,15 23 14,55 Glycin 9,45 9,8 2,25 6,65 Lysin 4,55 5,15 0,75 2,6 Treonin 4,6 4,4 2 3,8 Tryptofan 2,5 2,1 0,9 1,1 Cystein 2,25 1,5 1,8 0,75 Metionin 1,9 1,8 0,9 1,3 Isoleucin 4,1 3,8 3,8 4,2
Halt av olika protein i kärnor från stråsäd Vete Korn Råg Havre Albuminer 9-15 9-12 10-44 10-20 Globuliner 6-7 8-12 10-19 12-55 Prolaminer 33-45 25-52 21-42 12-14 Gluteliner 40-46 52-55 25-40 23-54 http://www.fao.org/docrep/x2184e/x2184e04.htm
Sortval Vete 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 5 Korn 4 3 2 1 0 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020
Antal kärnor och kärnans lagringskapacitet Få kärnor med stor lagringskapacitet ger sämre aminosyrakvalitet Många kärnor med låg lagringskapacitet ger bättre aminosyrakvalitet Faktorer som inverkar negativt på antal kärnor och tusenkornvikt -Vattenbrist - - - - Låg ljusintensitet - - - - - - - - Kvävebrist - - - - - -Vattenbrist - -Hög temperatur - God kvävestatus och hög temperatur under kärnfyllnaden torde kunna ge bättre aminosyrakvalitet högre proteinhalt
Reglering på gennivå Svårt att påverka Många enzym bildas genom återkoppling - viktig exempel är nedbrytning av lysin Höga halter av fritt lysin kan vara toxiskt för celler och därför bör denna aminosyra byggas in i lysin-innehållande protein Stress Protein Kärna Blad Lysin Fritt lysin Toxiskt 2 st glutamat Arruda et al, 2000. Trends in Plant Science 5:324-330
Effekter av gödsling - Kväve - Prolaminer fungerar som ett upplag för överskottskväve. - Överskott av kväve ger sämre aminosyrasammansättning. Höstvete g/kg ts % ökning 0 kg N 180 kg N/ha Lysin 3,6 4,7 31 Glutamat 19,2 35,9 87 Prolin 8,8 16,6 89 Fenylalanin 3,9 7,6 95 Bevattning N-giva, kg/ha Protein, % EAA/TAA Nej 0 12,8 31,2 Nej 180 15,3 31,0 Nej 240 15,4 30,6 Nej 300 15,6 30,7 2 ggr 0 11,8 32,5 2 ggr 180 15,3 30,8 2 ggr 240 15,5 30,8 2 ggr 300 15,5 30,8 Jørgensen et al. 1999. Animal Feed Sci. Techn. 79:79-91 Zhang et al. 2017. Plos one
Effekter av gödsling - Svavel Höstvete gödslat med eller utan 100 kg kväve/ha och 10 kg svavel/ha jämfört med höstvete gödsat med enbart 100 kg kväve/ha 40 30 20 10 0-10 -20-30 -40 Skörd Protein Cystein Treonin Metionin Lysin 0:0 100:10 Järvan et.al. 2008. Agronomy Research 6:459-469
Mortensen et. al. 1992. Phyton (Horn, Austria) Special issue: Sulfur-Metabolism
+ N och S + N
Effekter av gödsling - mikronäringsämnen Mikronäringsämne verkningsmekanism Effekt Mangan Syntes av fenylalanin Ökar halten aromatisk aminosyror Tyrosin och tryptofan Molybden Zink Nitrareduktas Sulfitoxidas DNA-transkription RNA-bearbetning Translation Ökar assimileringen av kväve Skydd mot för hög halter oxiderat svavel Ökade enzymatiska aktiviteter bl.a. vid assimilering av svavel
Ökade skördar - sjunkande proteinhalt Börje Lindén, 2009. Växteko
Ökad halt av koldioxid i atmosfären ökad skörd Amthor, 2001
Sjunkande halt av svavel i atmosfären sjunkande skörd och sämre aminosyrasammansättning Förändring med tiden Växtpressen 2002
Skillnad i N/S-kvoten mellan olika organiska gödselmedel Gödselmedel N/S Binadan 2 Färsk klöver 20 Färsk gräs-klövervall 12 Rötad klöver 12 Komposterad klöver 10 Svämgödsel, nöt 9 Fast stallgödsel, nöt 7
PCA för vitkål från 7 odlare i Mellansverige 2004 Copyright GF&K
Cumulative S mineralised (mg/kg) 40 30 20 Control N NPKMgS FYM Grassland Woodland 10 0 0 50 100 150 200 Time (days) Cumulative amounts of sulphate-s mineralised in different Broadbalk soils over 28 weeks at 25ºC. In most cases, standard errors were smaller than the symbols. (Knights et. Al. 2001. Soil Biol Biochem 33; 1797-1804)
Gucosinolates S in cabbage, % Dw g ACSO/kg Fw or (Vit C/ACSO)/10 Light fertiliser org-n/s composting NO 3 - /SO 4 2- NH 4+ / amino acids inorg-n/s NH 3 N 2 12 10 8 6 4 2 0 Carbon Skeleton ACSO (g/kg) Vit C/ACSO R 2 = 0,7169 R 2 = 0,81 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 S in leek, % Dw Amino acids OH - NH 4 + NO 3- /SO 4 2- H + OH - Amino acids and/or NO 3 - /SO 4 2- transport 8 6 4 2 Grower 1 Grower 2 0,6 0,4 0,2 Soil leakage 0 lay laycompost laychicken 0
Sammanfattning Höga skördar ger sämre aminosyrasammansättning - var sparsam med sen N-gödsling Essentiell aminosyror byggs främst in i albuminer och globuliner i början av kärnas utveckling Lång kärnfyllnadsperiod sänker både proteinhalt och mängden essentiella aminosyror Välj sorter med hög lysinhalt Svavelgödsla ca 10-15 kg/ha om marken har låg humushalt Efter vallbrott Använd gödselmedel med låg kolhalt och låg N/S-kvot Använd gödselmedel med höga halter av mikronäringsämnen