WPŁYW ZWIĘKSZONEGO UDZIAŁU BIAŁKA SOJOWEGO W DIECIE NA ROZWÓJ I METABOLIZM AZOTOWY *"-. DWÓCH POKOLEŃ SZCZURÓW

ROCZN. PZH, 1983, T. AAXIV, NHI

ELŻBIETA CZARNOWSKA-MISZTAL, HANNA KUNACHOWICZ, WOJCIECH KŁYŚ, ANNA DZIEKAN

WPŁYW ZWIĘKSZONEGO UDZIAŁU BIAŁKA SOJOWEGO W DIECIE NA ROZWÓJ I METABOLIZM AZOTOWY

*"-. DWÓCH POKOLEŃ SZCZURÓW *

CZ. II. WYNIKI BADAŃ WYKORZYSTANIA BIAŁKA

Z Zakładu Wartości Odżywczych Żywności Instytutu Żywności i Żywienia w War- szawie

Kierownik: dr. H. Kunachowicz

Zastąpienie białka mięsa białkiem soi w diecie wieloskładnikowej зро- wodowało wyższe wydalanie mocznika w moczu w porównaniu z kon-

trolą: stwierdzono ponadto miższy poziom wolnych aminokwasów w mięśniach szczurów.

W części I niniejszej pracy [5] przebadano w doświadczeniu dwupoko- leniowym wpływ zastosowania grysu sojowego, jako zamiennika mięsa w wieloskładnikowej racji pokarmowej na wzrost i rozwój szczurów la- boratoryjnych. Skład diety kontrolnej z mięsem i doświadczalnej z u- działem soi zamiast mięsa nawiązywał do racji pokarmowej spożywanej przez wybrane grupy ludności. Zwiększony udział białka sojowego spo- wodował niewielkie obniżenie wartości odżywczej białka diety; tempo przyrastania szczurów było nieco wolniejsze w porównaniu do zwierząt kontrolnych.

Celem II części pracy jest pogłębienie i poszerzenie uzyskanych wyni- ków przez zbadanie w ramach tego samego doświadczenia dwupokolenio- wego wpływu zastosowania grysu sojowego jako zamiennika mięsa, na metabolizm azotowy szczurów laboratoryjnych.

MATERIAŁ I METODYKA

W części I niniejszej pracy opisano rację pokarmową, która stała się podstawą

diet doświadczalnych [5]. a

Ilość białka w dietach dla zwierząt podobnie jak w racji pokarmowej dla ludzi

wynosiła około 15%/ w suchej masie diety, ilość energii z białka — 13,8%. W. die- cie kontrolnej, z udziałem mięsa wołowego zawartość białka zwierzęcego wyno- siła 57/0 a roślinnego 43% (przybliżony stosunek jak 1:1). W diecie „sojowej” po zastąpieniu całego mięsa przez grys sojowy analogiczne wartości wynosiły 26 i 740/0

(przybliżony stosunek jak 1:3) W diecie sojowej białko soi stanowiło około 40%

białka roślinnego. Poza zamianą mięsa na grys sojowy, w obu dietach mieszanych źródłem białka zwierzęcego były odpowiednie ilości mleka oraz jaj, a źródłem białka roślinnego — mąka pszenna typ 500.

Mimo że, jak stwierdzono w części I pracy, dieta „sojowa” charakteryzowała się nieco niższą wartością odżywczą białka (współczynnik NPU = 68) w porównaniu

z kontrolą (współczynnik NPU = 71), wysoki poziom białka w dietach pozwolił na

pokrycie zapotrzebowania szczurów rosnących na aminokwasy egzogenne.

* Praca finansowana z Problemu Resortowego 10-RMZ-X. Optymalizacja Żywie-

nia Ludności.

IEEE EIEN NT | Do badań wykorzystano samce z doświadczenia dwupokoleniowego opisanego w części I pracy.

Doświadczenie w obu pokoleniach trwało do 10 tygodnia życia szczurów. Bilans azotowy oznaczano w ostatnim tygodniu na podstawie czterodobowej kontroli iło- Ści spożywanej diety oraz zbiórki kału i moczu. Azot metaboliczny kału oraz azot endogenny moczu oznaczono w oddzielnym doświadczeniu, przy zastosowaniu die- ty bezbiałkowej. Dobowe wydalanie azotu metabolicznego w kale wynosiło w prze- liczeniu na szczura średnio 14,2 mg, a azotu endogennego w moczu — 46,1 mg.

W dietach, w kale i w moczu oznaczono zawartość azotu a ponadto w moczu ilość wydalanego mocznika i kreatyniny.

Po zakończeniu doświadczenia szczury dekapitowano, tusze suszono przez 48 go- dzin w temperaturze 1059C i oznaczano w nich azot ogólny oraz zawartość tłusz=

czu metodą wagową po uprzedniej ekstrakcji w/g Folch'a i wsp. [6].

Poziom wolnych aminokwasów w surowicy krwi i w mięśniu dwugłowym łydki

oznaczano w oddzielnej grupie samców w wieku 6 tygodni. ,

Szczegóły dotyczące doświadczenia oraz wykaz stosowanych metod podano w po- przednich pracach [3, 4].

WYNIKI I ICH OMÓWIENIE

W tabeli I przedstawiono wyniki oznaczania retencji azotu u szczurów pokolenia PiF.

Tabela I Wyniki bilansu azotowego (10 tygodni życia, n=5 samców)

Azot mg/dobę Retencja azotu

Masa -

Dieta ciała (g) _роду . wydalony wydalony _{у kale w moczu} 0/7, spoży- big/delę tego

x Sx x Sx x Sx x Sx x Sx x Sx

Pokolenie P

Kontrolna 225,2 11,1 3521 260 47,2 5,6 122,5 19,3 248,2 154 10,6 4,1 Sojowa 195,0 20,6 354,1 20,7 546 6,6 1074 5,3 249,1 18,6 70,3 29

Pokolenie F

Kontrolna 197,8 9,0 288,2 29,3 431 7,9 93,4 25,3 209,6 28,8 72,9 89 Sojowa 200,2 16,7 303,8 180 462 5,5 1035 8,8 212,6 14,8 70,0 3,3 Nie stwierdzono różnie między szczurami kontrolnymi a „sojowymi”.

Retencja azotu, wyrażona w odsetku azotu spożytego, wynosiła w obu pokoleniach dla kontroli średnio 72%») a dla szczurów „sojowych”

70% Wprawdzie obserwuje się pewne różnice w składowych war- tościach bilansu azotowego między badanymi dietami, jednak różnice te nie są tak wyraźne, aby można było wnioskować o odmiennym wy- korzystaniu białka pochodzącego z różnych diet. Nieco wyższe dobowe wydalanie azotu w kale na dietach sojowych (pokolenie P — 54,6 mg, pokolenie F — 46,2 mg) w porównaniu z kontrolą (pokolenie P — 47,2 mg, pokolenie F — 43,1 mg) wiąże się z niższą strawnością białka diety so- jowej [5].

i W tabeli II zestawiono dane odnośnie do zawartości składników azoto- wych: mocznika i kreatyniny w moczu szczurów.

W pokoleniu P stwierdzono wyższe dobowe wydalanie mocznika przez

szczury „sojowe” (89,3 mg) w porównaniu z kontrolą (80,4 mg). W poko-

leniu F odpowiednie wartości wynosiły 81,3 i 71,8 mg. Wydalanie mocz-

nika zależy od ilości i jakości spożywanego w diecie białka. W omawia-

nym doświadczeniu, wyższe wydalanie mocznika przez szczury „sojowe”

Мг 1 Białko sojowe a metabolizm azolowy U SZCZMLÓW

Tabela IL Zawartość mocznika i kreatyniny w moczu (10 tygodni życia, n = 5 samców)

Wydalanie w moczu (mg/dobę)

Dieta

mocznika kreatyniny

x Sx x Sx

Pokolenie P

Kontrolna 80,4 17,7 2,75 0,46

Sojowa 89,3 19,4 1,78 0,39

Pokolenie F

Kontrolna 71,8 17,7 2,58 0,65

Sojowa 81,3 10,3 2,13 0,30

było uzasadnione wyższym udziałem białka roślinnego o niższej war- tości biologicznej w diecie z grysem sojowym w porównaniu z kon- trolą. Można sądzić, że dodatek białek zwierzęcych do diety sojowej nie zbilansował składu aminokwasowego mieszanych białek w takim stop- niu, aby zapobiegło to zwiększonemu wydalaniu mocznika.

Dobowe wydalanie kreatyniny u szczurów „sojowych” pokolenia Pi F było niższe (1,78 i 2,13 mg odpowiednio) w porównaniu z kontrolami (2,75 i 2,58 mg odpowiednio). Ilość wydalanej kreatyniny w moczu zależna jest od beztłuszczowej masy ciała, a w mniejszym stopniu od spożywanej diety [2]. Podkreśla się jednak wpływ spożycia mięsa na zwiększone wy- dalanie tego składnika [1]. W warunkach omawianego doświadczenia przy małych różnicach w masie ciała szczurów kontrolnych i „sojowych”, wy- daje się, że udział mięsa w diecie kontrolnej był głównym czynnikiem powodującym wyższe wydalanie kreatyniny przez tę grupę szczurów.

Stąd w danym przypadku obliczanie stosunku azotu mocznika do azotu kreatyniny wydaje się nieuzasadnione.

W tabeli IM podano skład tuszy zwierząt kontrolnych i „sojowych”.

Zawartości wody i tłuszczu w tuszach badanych zwierząt były zbliżone.

Tabela III. Skład tuszy zwierząt doświadczalnych (10 tygodni życia,

n = 5 samców)

, Zawartosé w tuszy (g)

Masa ciata (g)

Dieta

woda białko tłuszcz

x Sx x Sx x Sx x Sx

Pokolenie P

Kontrolna 221,0 13,5 145,8 9,38 39,9 2,55 24,7 2,06 Sojowa 201,0 22,3 135,7 11,52 36,7 4,59 18,6 * 3,43

| Pokolenie F

Kontrolna 197,8 9,0 130,3 5,01 34,0 1,34 21,4 3,06 Sojowa 197,0 20,0 127,1 11,98 34,4 3,43 23,2 4,61

* . yoinice statystycznie istotne przy p < 0,010.

EELS SA NOELIA RIAA HRA SO LASER LL Nr I

W ilości białka (dla diety kontrolnej średnio 37 g a dla diety sojowej — 35 g) również nie stwierdzono różnie, co potwierdza wyniki bilansu azo- towego (tabela I).

W tabeli IV zamieszczono poziom wolnych aminokwasów w surowicy krwi szczurów kontrolnych i „sojowych”.

Tabela IV. Poziom wolnych aminokwasów w surowicy krwi szczurów " (6 tygodni życia, n=5 samców)

Pokolenie P Pokolenie F

Aminokwasy mg/100 g kontrola soja a i soja

x Sx x Sx = Sx x

Egzogenne: Izoleucyna

_Leucyna

0,61

_1,07

0,13 0,58 0,17 0,72 0,66 0,11

0,20 1,01 0,25 1,11 1,09 0,15

Lizyna

_Metionina

4,35

_{0,82 0,21}

1,02 413 1,17 5,60 4,39 * 0,48

0,51 * 0,14 0,0 0,52 * 0,15

Cystyna 0,61 0,12 0,50 0,16 — —

Fenyloalanina 0,93 0,20 0,86 0,15 1,09 1,23 0,21

Tyrozyna 1,22 0,21 0,93 , 0,28 1,20 1,56 0,19 Treonina 3,85 0,87 3,28 0,95 4,07 3,03 ** 0,39 Walina 0,94 0,24 096 ‘019 1,28 1,09 * 0,24

Endogenne: Arginina _Alanina

Histydyna —

~ 2,59 _5,89

1,45 0,54

_0,92 0,64 2,57

1,48

0,75

0,37

2,24

1,61

2,35

1,56

0,07

0,21

5,66 1,62 6,66 7,17 0,60 Kwas asparaginowy Kwas glutaminowy

Glutamina _Glicyna

2,70

3,63 0,93 _1,88

0,20 0,41

_0,37

0,04

₂₅₇

2:84

6,04*

0,27* 0,03 0,36

1,32 251

5,59 0,28

4,46**

3,95 *** 0,31

013

0,02 0,43

0,56 3,44 2,63 * 0,18

Prolina Seryna 5,68 2,60 0,65. 1,56 4,10 3,40 0,87 0,58 3,42 2,33 2,99 ** 3,06 0,38 0,26

Suma aminokwasow egzogennych 14,4 12,8 15,1 13,6

Suma aminokwasów ogółem 41,0 41,7 43,1 42,0

Różnice statystycznie istotne przy: * — p < 0,050,

* —р< 0,010,

** — р<х 0,001.

Sumy wolnych aminokwasów ogółem w surowicy krwi zwierząt kon- trolnych i doświadczalnych obu pokoleń były zbliżone (średnio 41,9 mg /100 g). Jednakże zarówno w pokoleniu P jak i F stwierdzono niewielkie tendencje do obniżonego poziomu sumy wolnych aminokwasów egzogen- nych w surowicy krwi zwierząt żywionych dietą z wysokim udziałem białka roślinnego. I tak, dla szczurów „sojowych” zawartość welnych aminokwasów egzogennych w surowicy krwi wynosiła średnio 12,8 mg /100 g w pokoleniu P i 13,6 mg/100 g w pokoleniu F, a odpowiednie war- tości kontrolne 14,4 i 15,1. Spośród poszczególnych aminokwasów egzo- gennych największe różnice odnotowano dla aminokwasów siarkowych,

treoniny i lizyny. . .

W tabeli V podano wyniki zawartości wolnych aminokwasów w mię- śniach szczurów pokolenia F.

Zawartość wolnych aminokwasów w mięśniach zwierząt żywionych

dietą o wysokiej zawartości białka roślinnego była niższa niż u zwierząt

kontrolnych. Odnotowano to zarówno w przypadku poszczególnych ami-

Nr 1 Białko sojowe a metabolizm azolowy U SZCZUTÓW

Tabela V. Poziom wolnych aminokwasów w mięśniach szczurów pokolenie F (6 tygodni życia, n=5 samców).

Dieta

Aminokwasy mg/100 g Kontrolna Sojowa

' x Sx = Sx

Egzogenne: Izoleucyna 1,11 0,06 0,80 *** 0,08

Leucyna 1,80 0,22 1,50 0,16

Lizyna 20,99 2,96 16,74 3,58

Metionina 0,53 0,25 ° 0,44 0,21

Cystyna 0,48 0,32 0,56 0,17

Fenyloalanina a 1,52 0,28 1,27 0,15

Tyrozyna — 1,90 0,45 1,99 0,33

Treonina 14,78 2,90 10,04* 2,45

Walina 1,80 0,16 1,31 * 0,28

Endogenne: Arginina , 3,78 0,49 3,04 1,37

' Histydyna 42,80 0,83 28,36 ** 7,31

Alanina 51,70 4,77 45,39 5,64

Kwas asparaginowy 4,64 0,57 2,74 ** 0,99

Kwas glutaminowy 23,60 5,04 25,08 3,15

Glutamina . ‘ 11,50 2,63 19,28 * 4,63

Glicyna | 39,30 ` 5,99 43,32 4,97

Prolina 7,10 2,33 7,77 1,30

Seryna 13,84 1,28 1475 3,73

Suma aminokwasów egzogennych 44,9 34,6

Suma aminokwasów ogółem 243,2 224,4

Różnice statystycznie istotne przy: *— p<0,050,

. ** __ p < 0,010,

*** — рх 0,001.

nokwasów a zwłaszcza treoniny, izoleucyny, waliny i lizyny, oraz dla su- my aminokwasów egzogennych i aminokwasów ogółem. W przypadku sumy aminokwasów egzogennych zawartość ich u zwierząt „sojowych”

wynosiła 34,6 mg/100 g a u kontrolnych — 44,9 mg/100 g mięśni. Jak stwierdzono powyżej, u tych samych samców odnotowano niższy poziom aminokwasów egzogennych w surowicy krwi w porównaniu z kontrolą.

Wydaje się, że zapasy wolnych aminokwasów egzogennych u szczurów spożywających dietę z wysoką zawartością białka roślinnego, były niższe w porównaniu ze zwierzętami otrzymującymi większe ilości białka zwie-

rzęcego. ..

Uzyskane wyniki wskazują, że wykorzystanie białka z diety wielo-

składnikowej z udziałem grysu sojowego nie różniło się wyraźnie w po-

równaniu z kontrolą. W badaniach na ludziach Kies i Fox [7] oraz Stra-

tum i wsp. [8] odnotowali przy wzroście spożycia białek sojowych obni-

żenie retencji azotu, wzrost aktywności niektórych enzymów w surowicy

krwi, wzrost poziomu magnezu w surowicy krwi, zwiększenie ilości ga-

zów w jelitach, oraz zmiany w obrazie immunologicznym. Niewątpliwie

odgrywa tu rolę stopień oczyszczenia preparatu sojowego: usunięcie

składników antyżywieniowych, zmiany zachodzące w czasie drastycznej

obróbki technologicznej. Jednak, rozważając zagadnienie wykorzystania

białka, należy zwrócić szczególną uwagę na dobór składników będących

źródłem białka w diecie warunkujący stopień uzupełniania się amino-

kwasów oraz na poziom białka ogólnego w diecie. Różnice w jakości biał-

SE EEA ANAM DD SEAR A RAUL IL Мг 1

ka oraz wpływ czynników pozabiałkowych ujawniają się znacznie wyraźniej, gdy zapotrzebowanie na aminokwasy nie jest w pełni pokryte.

WNIOSKI

1. Zastąpienie białka mięsa białkiem soi (grys sojowy) w mieszanej, wieloskładnikowej racji pokarmowej (stosunek białka zwierzęcego do ro- ślinnego jak 1:3) w diecie pokrywającej zapotrzebowanie szczurów na białko, nie wpłynęło na wysokość retencji azotu oznaczonej u szezurów doświadczalnych.

2. Podwyższony udział białka roślinnego w diecie zaznaczył się zwięk- szeniem wydalania azotu mocznika w moczu oraz obniżeniem poziomu wolnych aminokwasów w mięśniach.

3. Konieczne są dalsze badania wpływu białka sojowego na rozwój i metabolizm zwierząt doświadczalnych w warunkach niepełnego pokry- cia zapotrzebowania na aminokwasy,

E. Чарновска-Мишталь, Х. Кунахович, В. Клыс, А. Дзекан

ВЛИЯНИЕ УВЕЛИЧЕННОГО КОЛИЧЕСТВА СОЕВОГО БЕЛКА В ДИЕТЕ НА РАЗВИТИЕ И АЗОТИСТЫЙ ОБМЕН ДВУХ ПОКОЛЕНИЙ КРЫС

Ч. П. Результаты исследований усвоения белка Резюме

В эксперименте на двух поколениях крыс исследовали влияние замещения мяса зерном сои грубого помола в диете, состоящей из несколькох компонентов, на азотистый обмен лабораторных крыс..

Замещение белка мяса белком сои (отношение животного белка к рас- тительному составляло 1:3) в диете обеспечивающей потребность крыс в белке не влияло на ретенцию азота, измеряемую методом баланса.

В обоих поколениях крыс установили высшее, по сравнению с контролем, суточное выделение мочевины крысами получающими диету с добавлением сои, в то время как выделение креатинина этой-же группой было меньше, Разницы однако не были статистически значимые.

Содержание воды, жира и белка в тушах исследуемых животных было почти одинаковое.

Близки друг другу были также концентрации свободных аминокислот в сыворотке крови эксперимеитальных и контрольных‘ животных обоих поко- лений. Зато содержание свободных аминокислот в мынщах крыс, получающих диету с болышим количеством растительного белка было меныше чем У кон- трольных животных, что свидетельствует о понижении запаса свободных аминокислот в мышцах эхспериментальных животных.

Полученные результаты показывают, что усвоение белка из диеты содер- жащей зерно сои грубого помола не отличается существенным образом от усвоения белка из контрольной диеты.

Е. Czarnowska-Misztal, H. Kunachowicz, wW. Kłys, A. Dziekan EFFECT OF INCREASED PROPORTION OF SOY PROTEIN IN DIET ON THE DEVELOPMENT AND NITROGEN METABOLISM OF TWO GENERATIONS OF RATS

Part II. Results of investigations on protein utilization Summary

In a two-generation experiment the effect of soy grits given in diet in place of meat in a multicomponent food ration was studied on the nitrogen metabolism of laboratory rats.

Мг 1 BlaikoO SOJOWE a MelaAvGAIL ALU Wy MM везет 4d U

Replacement of meat protein by soy protein (animal to vegetable protein ratio 1:3) in the diet covering the requirements of the rats for protein had no effect on the value of nitrogen retention determined by the balance method.

In both generations of rats the 24-hour urea excretion was higher in the rats

receiving soy protein than in controls, while creatinine excretion was lower in this group of rats. The difference was not significant statistically:

The contents of water, fat and protein in the carcasses of rats were similar.

The sum of free amino acids in the serum of the experimental and control ani- mals in both generations were also similar. On the other hand, the level of free amino acids in the muscles of the animals kept on the diet with high level of vegetable protein was lower than in controls, evidencing reduced stores of free : amino acids in the muscles of the experimental animals.

The obtained results show that protein utilization from the multicomponent diet

«with soy protein was not significantly different in relation to controls.

PIŚMIENNICTWO

1. Bleiler R. E., Schedt H. P.: Creatinine excretion: variability and relationships to diet and body size. J. Lab. Clin. Med. 1962, 59, 945. — 2. Chotkowska E., Rakow- ska M.: Wydalanie kreatyniny w moczu dzieci żywionych dietą o różnej zawartości białka. Roczn. PZH., 1967, 18, 57. — 3. Czarnowska-Misztal E., Kunachowicz H., Wicińska M. Kłys W.: Badania biologiczne wartości odżywczej farszu z kryla. Cz.

Il. Wyniki badań wykorzystania białka. Roczn. PZH, 1980, 31, 487. — 4. Czarnow-

ska-Misztal E., Wicińska M.: Badania biologiczne wartości odżywczej farszu z kry-

la. Cz. I. Wyniki badań rozwoju dwóch pokoleń szczurów laboratoryjnych. Roczn.

PZH, 1980, 31, 349. — 5. Czarnowska-Misztal E., Wicitska M., Wojtasik A.: Wpływ

zwiększonego udziału białka sojowego w diecie na rozwój i metabolizm azotowy dwóch pokoleń szczurów. Cz. I. Wyniki badań rozwoju zwierząt. Roczn. PZH w druku. — 6. Folch J., Lees M., Stanley G. H. L.: A simple method for the isola- tion and purification of total lipids from animal tissues. J. Biol. Chem. 1957, 266,

497. —- 7. Kies C., Fox H. M.: Effect of varying the ratio of beef and textured

vegetable protein nitrogen on protein nutritive value for humans. J. Food Sci. 1973, 38, 1211. — 8. Stratum P. V., Rudrum M. Hoor F.: Effets physiologiques dun régime alimentaire riche en protéines de soja chez I' homme. An. Nutr. Alim. 1978, 32, 377.

Dn. 7.1.1982 r.

02-903 Warszawa, ul. Powsińska 61/63.