PROTEIN DAN ASAM AMINO UNTUK IKAN DAN UDANG

2,1 Protein

Protein adalah salah satu unsur paling penting dari semua sel hidup dan mewakili kelompok kimia terbesar dalam tubuh hewan, kecuali air; seluruh bangkai ikan rata-rata mengandung 75% air, 16% protein, 6% lemak, dan 3 % abu. Protein adalah komponen penting dari kedua inti sel dan protoplasma sel, dan account yang sesuai untuk sebagian besar jaringan otot, organ, otak, saraf dan kulit.

2.1.1 Komposisi

Protein adalah senyawa organik sangat kompleks berat molekul tinggi. Pada umum dengan karbohidrat dan lipid, mereka mengandung karbon (C), hidrogen (H), dan oksigen (O), tetapi selain juga mengandung sekitar 16% nitrogen (N: kisaran 12 -19%), dan kadang-kadang fosfor (P) dan belerang (S).

2.1.2 Struktur

Protein berbeda dari penting secara biologis lainnya makromolekul seperti karbohidrat dan lipid dalam struktur dasar. Sebagai contoh, berbeda dengan struktur dasar karbohidrat dan lipid, yang sering kali terdiri dari identik atau sangat mirip dengan unit berulang (mis. mengulang unit glukosa dalam pati, glikogen dan selulosa), protein dapat memiliki hingga 100 jenis unit dasar

(asam amino). Oleh karena itu maka senyawa yang lebih besar dan rentang variabilities yang mungkin, tidak hanya untuk komposisi, tetapi juga untuk bentuk protein.

2.1.3 Sifat kimia

Koloid di alam, protein bervariasi dalam kelarutan dalam air, dari keratin larut ke Albumin sangat larut. Semua protein dapat 'didenaturasi' oleh panas, asam kuat, alkali, alkohol, aseton, urea dan garam logam berat. Ketika protein didenaturasi mereka longgar struktur mereka yang unik, dan karenanya memiliki kimia yang berbeda, sifat fisik dan biologis (mis. inaktivasi enzim oleh panas).

2.1.4 Klasifikasi

Protein dapat diklasifikasikan ke dalam tiga kelompok utama menurut bentuk, kelarutan dan komposisi kimia:

a. Berserat protein: protein hewani yang tidak larut umumnya sangat resisten terhadap gangguan enzim pencernaan. Protein berserat ada sebagai berserat panjang rantai. Contoh protein berserat termasuk collagens (protein utama jaringan ikat), elastin (hadir

dalam jaringan elastis seperti arteri dan tendon), dan keratin (terdapat dalam rambut, kuku, wol dan kuku mamalia).

b. Globular protein: meliputi semua enzim, antigen dan hormon protein. Globular protein dapat dibagi lagi menjadi Albumin (larut dalam air, panas-coagulable protein yang terjadi pada telur, susu, darah dan banyak tanaman); globulin (tidak larut atau hemat larut dalam air, dan hadir dalam telur, susu, dan darah, dan berfungsi sebagai cadangan protein utama dalam menanam benih), dan histon (protein dasar berat molekul rendah, larut dalam air, terjadi dalam inti sel yang terkait dengan asam deoksiribonukleat - DNA).

c. Conjugated protein: ini adalah protein yang menghasilkan kelompok-kelompok non-protein serta asam amino pada hidrolisis. Contoh-contoh termasuk phosphoproteins (kasein susu, kuning telur phosvitin), glikoprotein (lendir), lipoprotein (sel membran), chromoproteins (hemoglobin, haemocyanin, sitokrom, flavoproteins), dan nucleoproteins (kombinasi dari protein dengan asam nukleat hadir dalam inti sel).

Fungsi Protein 2,2

Fungsi protein dapat diringkas sebagai berikut:

Untuk memperbaiki jaringan dikenakan atau terbuang (jaringan perbaikan dan pemeliharaan) dan membangun jaringan baru (seperti protein dan pertumbuhan baru).

Protein dapat catabolized sebagai sumber energi, atau dapat berfungsi sebagai substrat untuk pembentukan karbohidrat atau lipid jaringan.

Protein diperlukan dalam tubuh hewan untuk pembentukan hormon, enzim dan berbagai zat lain yang penting secara biologis seperti antibodi dan hemoglobin.

Protein 2,3 persyaratan

Studi tentang persyaratan gizi makanan ikan dan udang telah hampir seluruhnya didasarkan pada studi yang sebanding dengan yang dilakukan dengan hewan ternak darat. Oleh karena itu maka bahwa hampir semua informasi yang tersedia tentang kebutuhan gizi makanan spesies akuakultur berasal dari makanan berdasarkan uji laboratorium; binatang yang disimpan dalam sebuah lingkungan yang terkendali kepadatan tinggi dan tidak memiliki akses ke makanan alami organisme.

2.3.1 Optimum tingkat protein

Berdasarkan teknik pemberian makanan yang dipelopori dan dikembangkan untuk hewan darat kebutuhan protein ikan pertama kali diselidiki dalam Chinnok salmon (Oncorhynchus tshawytscha) oleh Delong, et al, (1958). Ikan diberi makan diet seimbang dinilai mengandung kadar protein yang berkualitas tinggi (kasein: campuran agar-agar dilengkapi dengan kristal asam amino untuk mensimulasikan profil asam amino seluruh protein telur ayam) selama jangka waktu 10 minggu dan tingkat protein yang diamati memberikan pertumbuhan yang optimal diambil sebagai persyaratan (Gambar 2). Karena studi-studi awal ini pendekatan yang digunakan oleh para pekerja saat ini telah berubah sangat sedikit kalaupun ada, dengan kemungkinan pengecualian pada digunakan oleh beberapa peneliti dari protein jaringan maksimum retensi atau keseimbangan nitrogen dalam preferensi untuk berat badan sebagai kriteria persyaratan (Ogino, 1980). Kebutuhan protein diet biasanya dinyatakan dalam persentase makanan tetap atau sebagai rasio energi protein diet.

Gambar. 2. Khas kurva respons dosis

Hingga saat ini lebih dari 30 spesies ikan dan udang telah diteliti dengan cara ini dan hasilnya menunjukkan seragam kebutuhan protein tinggi dalam kisaran 24-57%, atau setara dengan 30-70% dari kandungan energi bruto dari makanan dalam bentuk protein (Tabel 1). Sementara kebutuhan protein tinggi mungkin diharapkan untuk jenis ikan karnivora, seperti plaice (Pleuronectes platessa -50%; Cowey et al, 1972) atau Snakehead (Channa micropeltes -52%; Wee dan Tacon, 1982), fakta bahwa kebutuhan protein yang relatif tinggi juga terlihat di rumput herbivora gurami (Ctenopharyngodon idella 41-43%; Dabrowski, 1977) menunjukkan bahwa sebagian persyaratan mungkin merupakan fungsi dari metodologi yang digunakan untuk penentuan. Yang digunakan oleh pekerja yang berbeda dari berbagai sumber protein diet, non-energi protein pengganti, memberi makan rezim, ikan kelas umur dan metode untuk menentukan kandungan energi makanan dan makanan kecil daun Common persyaratan dasar untuk perbandingan langsung harus dibuat dalam atau antara ikan speceis . Sebagai contoh, kebutuhan protein tinggi diamati untuk rumput goreng ikan mas (41-43%; Dabrowski, 1977) hampir pasti muncul dari semua percobaan ikan diberi makan ransum yang terbatas (hanya makan ikan dua kali sehari, dan terpaku pada iklan tercatat terendah libitum feed mengambil) dan akibatnya memberi makan ikan protein diet rendah tidak mampu mengkonsumsi pakan yang cukup untuk memenuhi diet protein dan kebutuhan energi. Sebuah tinjauan kritis dari metode yang digunakan untuk estimasi diet protein dan asam amino persyaratan dalam ikan dan Crustacea telah dibuat oleh Tacon dan Cowey (1985) dan Cowey dan Tacon (1983) masing-masing.

Diet tinggi kebutuhan protein ikan dan udang umumnya dikaitkan dengan mereka karnivora / omnivora kebiasaan makan, dan preferensi mereka menggunakan protein lebih dari diet karbohidrat sebagai sumber energi (Cowey, 1975). Berbeda dengan peternakan hewan darat ikan dan udang dapat untuk memperoleh lebih banyak energi dari metabolizable katabolisme protein daripada dari karbohidrat.

2.3.3 Faktor-faktor abiotik - suhu dan salinitas

Pengaruh suhu air pada kebutuhan protein dan pertumbuhan ikan telah menjadi subyek sejumlah penyelidikan. Studi awal DeLong dan rekan kerja dengan fingerling Chinook salmon (O. tshawytscha) adalah kata untuk menunjukkan peningkatan kebutuhan protein dari 40% sampai 55% dengan peningkatan suhu air dari 8,3 ° C sampai 14,4 ° C ( DeLong, et al., 1958). Baru-baru ini, kenaikan serupa kebutuhan protein diet dilaporkan dalam fingerling Striped bass (Morone saxatilis) dari 47% menjadi 55% dengan peningkatan suhu air dari 20,5 ° C sampai 24,5 ° C (Millikin, 1983; Tabel 1). Sebaliknya, fingerling rainbow trout (Salmo gairdneri) tidak menunjukkan perbedaan dalam pertumbuhan pada tingkat protein 35%, 40% dan 45% pada suhu 9 ° C, 12 ° C, 15 ° C dan 18 ° C dalam satu studi ( Slinger et al., 1977) atau dalam studi lain dengan suhu 9 ° C, 15 ° C dan 18 ° C (Cho dan Slinger, 1978). Meskipun suhu berbeda efek yang diamati dalam hal pertumbuhan, semakin besar kebutuhan mutlak bagi protein pada suhu air lebih tinggi rupanya puas melalui peningkatan konsumsi protein diet yang lebih rendah. Studi terakhir ini sejalan dengan hipotesis bahwa peningkatan suhu air (sampai ke tingkat optimal) disertai dengan peningkatan konsumsi pakan (Brett, et al., 1969; Choubert, et al., 1982), peningkatan laju pertumbuhan dan metabolic rate (Jobling, 1983) dan yang lebih cepat gastro-intestinal waktu transit (Fauconneau, et al., 1983; Ross dan Jauncey, 1981) di bawah kondisi di mana pasokan makanan tidak membatasi. Berat bukti adalah bahwa peningkatan suhu air tidak mengarah pada peningkatan kebutuhan protein. Dalam kedua kasus di mana persyaratan seperti diklaim, efek suhu air pada kebutuhan protein diet diteliti dengan membandingkan hasil yang diperoleh dalam percobaan berturut-turut pada temperatur air yang berbeda. Selain itu, pertumbuhan sub-optimal dan peningkatan konsumsi pakan ikan diamati dengan makan diet protein yang lebih tinggi menunjukkan bahwa rezim makan libitum iklan dipekerjakan pada kenyataannya menyebabkan asupan pakan yang terbatas.

TABEL 1. Kebutuhan protein ikan dan udang (dinyatakan sebagai% dari makanan kering)

Spesies Kebutuhan protein

Size range 1

Feeding rezim 2

Sistem budaya Referensi

IKAN

Mujair 40 Fingerling 6% bw / d Indoor / tangki Jauncey (1982)

Oreochromis niloticus 35 Fry 15% bw / d Indoor /

tangki Santiago et al., (1982)

O. niloticus 28-30 Fry / fing. 6% bw / d Indoor / tangki De Silva & Perera (1985)

O. niloticus 25 Fingerling 3,5% bw / d Indoor / tangki

Wang, Takeuchi & Watanabe (1985)

O. niloticus 35 Fingerling 4% bw / d Indoor / tangki

Teshima, Kanazawa & Uchiyama (1985)

O. niloticus 19-29 Juvenile 3% bw / d Outdoor / kandang

Wannigama, Weerakoon & Muthukumarama (1985) yang

O. niloticus / aureus hibrida 30 Penanam 2-2,5% bw /

d Outdoor / kolam Viola & Zohar (1984) b

Oreochromis aureus 30 Fingerling 6% bw / d Indoor / tangki

Toledo, Cisneros & Ortiz (1983)

O. aureus 36 Fingerling 8,8% bw / d Indoor / tangki Davis & Stickney (1978)

O. aureus 56 Fry 20% bw / d Indoor / tangki Winfree & Stickney (1981)

O. aureus 34 Fingerling 10% bw / d Indoor / tangki Winfree & Stickney (1981)

Tilapia zilli 35 Fingerling 5% bw / d Indoor / tangki Mazid et al., (1979)

T. zilli 35-40 Fingerling 4% bw / d Indoor / tangki

Teshima, Gonzalez & Kanazawa (1978)

Cyprinus carpio 35 Penanam 5% bw / d Indoor / tangki Jauncey (1981)

C. carpio 34 Fingerling Ad.lib. Indoor / tangki Murai et al., (1985)

C. carpio 38 Fingerling Ad.lib. Indoor / tangki Ogino & Saito (1970)

Ctenopharyngodon idella 41-43 Fry Tetap (?) Indoor /

tangki Dabrowski (1977)

Mugil capito 24 Fingerling Ad.lib. Indoor / tangki

Papaparaskeva-Papoutsoglou & Alexis (1985)

Ictalurus punctatus 35 Penanam Fixed (1-4% bw / d)

Outdoor / kandang Lovell (1972) c

I. punctatus 29-42 Penanam Fixed (1-4% bw / d)

Outdoor / kolam Prather & Lovell (1973) d

I. punctatus 45 Penanam Tetap (34-45kg/ha/d)

Outdoor / kolam Lovell (1975) e

I. punctatus 25 Penanam Ad.lib. Indoor / tangki

Halaman & Andrews (1973)

I. punctatus 36 Fingerling 3% bw / d Indoor / tangki Garling & Wilson (1976)

I. punctatus 25 Juvenile Fixed (3-4% bw / d)

Outdoor / kolam Deyoe et al., (1968) f

I. punctatus 35 Juvenile / tumbuh. 3% bw / d Indoor /

tangki Halaman & Andrews (1973)

Alosa sapidissima 42,5 Fingerling Ad.lib. Outdoor / tangki

Murai, Fleetwood & Andrews (1979)

Pangasius sutchi 25 Fry / fing. 10% bw / d Indoor / tangki

Chuapoehuk & Pthisoong (1985)

Chanos chanos 40 Fry 10% bw / d Indoor / tangki Lim et al., (1979)

Channa micropeltes 52 Penanam 2% bw / d Indoor / tangki Wee & Tacon (1982)

Fugu rubripes 50 Fingerling 10% bw / d Indoor / tangki Kanazawa et al, (1980)

Chrysophrys aurata 38,4 Fingerling / juv. Ad.lib. Indoor /

tangki Sabaut & Luquet (1973)

Morone saxatilis 47 Fingerling Ad.lib. Indoor / tangki Millikin (1983)

M. saxatilis 55 Fingerling Ad.lib. Indoor / tangki Millikin (1982) g

Anguilla japonica 44,5 Fingerling Ad.lib. Indoor / tangki Hidung & Arai (1973)

Micropterus dolomieui 45,2 Fry / fing. Ad.lib. Indoor /

tangki Anderson et al., (1981)

Micropterus salmoides 40-41 Fingerling Ad.lib. Indoor /

tangki Anderson et al., (1981)

Pleuronectes platessa 50 Juvenile Ad.lib. Indoor /

tangki Cowey et al., (1972)

Salvelinus alpinus 36-43.6 Juvenile / tumbuh. Ad.lib. Indoor /

tangki Jobling & Wandsvik (1983)

Salmo gairdneri 42 Penanam Tetap (?) Indoor / tangki Austreng & Refstie (1979)

S. gairdneri 40 Fingerling / juv. Tetap Indoor /

tangki Satia (1974) h

S. gairdneri 40-45 Fingerling / juv. Ad.lib. Indoor /

tangki Zeitoun et al., (1973) i

PRAWN Macrobrachium rosenbergii 40 PL 0.15g 12-5% bw / d Indoor /

tangki Millikin et al., (1980)

M. rosenbergii 15 PL 0.12g Tetap Outdoor / tangki

Boonyaratpalin & New (1982) j

M. rosenbergii 35 PL 0.10g 5% bw / d Outdoor / tangki Balazs & Ross (1976) k

M. rosenbergii 27 PL 1.90g 5% bw / d Outdoor / kolam Stanley & Moore (1983) l

UDANG

Penaeus indicus 30-40 PL 1-42 hari Tetap Indoor /

tangki Bhaskar & Ali (1984) m

P. indicus 43 PL 0.4-1.1g 10-15% bw / d

Indoor / tangki Colvin (1976)

Penaeus aztecus ≤ 40 PL 24-135mg

100-50% bw / d

Indoor / tangki

Venkataramiah, Laksmi & Gunter (1975)

P. aztecus 43-51 PL 0.4-1.3g Tetap (?) Indoor / tangki

Zein-Eldin & Corliss (1976) n

Penaeus setiferus 28-32 Remaja 4g 5% bw / d Indoor / tangki

Andrews, Sick & Baptis (1972)

Penaeus merguiensis 50-55 Juv. 3-8g Tetap (?) Indoor /

tangki Dizzy (1978) n

P. merguiensis 34-42 PL 0.3g Tetap (?) Indoor / tangki Sedgwick (1979) n

Udang windu 55 PL 2mg Tetap (?) Outdoor / tangki Bages & Sloane (1981) o

P. monodon 34 PL 5mg 100% bw / d Indoor / tangki Khannapa (1977)

P. monodon 40 PL 25mg-0.7g

100-10% bw / d

Indoor / tangki Khannapa (1977)

P. monodon 40 Juv. 1-3g Tetap (?) Indoor / tangki Dizzy (1977) n

P. monodon 45,8 PL 0.5-1g Tetap (?) Indoor / tangki Lee (1971) n

Penaeus vannamei ≥ 36 Juv. 4-20g Tetap (?) Indoor / tangki Smith et al., (1985) n

P. vannamei 30-35 PL 32mg-0.5g (?) Indoor /

tangki Colvin & Brand (1977)

Penaeus stylirostris 30-35 PL 45mg (?) Indoor / tangki Colvin & Brand (1977)

P. stylirostris 44 PL 5mg (?) Indoor / tangki Colvin & Brand (1977)

Penaeus californiensis 44 PL 5mg (?) Indoor /

tangki Colvin & Brand (1977)

P. californiensis ≤ 30 Juv. 1g + (?) Indoor / tangki Colvin & Brand (1977)

Penaeus japonicus 52-57 PL 0.8g Ad.lib. Indoor / tangki Deshimaru & Yone (1978)

P. japonicus > 40 Juv. 1-2g Tetap (?) Indoor / tangki

Balazs, Ross & Brooks (1973) n

P. japonicus 54 PL 0.6-1g Ad.lib. Indoor / tangki

Deshimaru & Kuroki (1974)

Palaemon serratus 30-40 PL 0.1-0.2g Tetap (?) Indoor / tangki Forster & Beard (1973) n

1 Ikan size range: menggoreng 0-0.5g, fingerling 0.5-10g, remaja 10-50g, 50g petani dan di atas. 2 Feeding rezim:% bw / d - asupan pakan tetap dinyatakan sebagai persentase berat badan per hari, atau Ad libitum makan dua sampai empat kali setiap hari. sebuah Tidak ada perbedaan dalam kebutuhan protein pada tiga penebaran kepadatan 400, 600 dan 800 ikan / m 3, dengan menggunakan 5m 3 kandang. b 200m 2 tanah kolam, kepadatan ikan 2 / m 2, kolam juga dibuahi dengan unggas sampah pada tingkat 5kg/pond/week. c Ikan kepadatan penebaran 300 / m 3. d / e Ikan 9880/hectare kepadatan penebaran. f Plastik berjajar kolam, dengan kepadatan penebaran ikan 3000-3700/hectare. g Peningkatan kebutuhan protein diet fingerling dilaporkan untuk bass bergaris 47-55% dengan peningkatan suhu air 20,5-24,5 ° C.

h Feed asupan tetap dalam semua kelompok untuk tercatat terendah asupan pakan libitum Iklan diamati. i Protein kata persyaratan untuk meningkatkan 40-45% dengan meningkatnya salinitas. j Outdoor kolam beton, 5 binatang / m 2, air jarang terjadi pertukaran, semua hewan sama makan di tingkat bunga tetap berdasarkan asupan tertinggi tercatat. k outddor fiberglass tank, 17 hewan / m 2, pertukaran air yang tinggi. l Hewan terletak di dalam pena di kolam tanah, 10 hewan / m 2. m Semua binatang makan di laju tetap 5mg feed / larva / hari (PL 1-10), 15mg feed / larva / hari (PL 11-50), dan 20mg feed / larva / hari (PL 24-42).

n Semua hewan diberi makan berlebihan sekali atau dua kali sehari. o Diet diformulasikan untuk 55% protein kasar, tetapi tingkat aktual setelah pemrosesan makanan adalah 45%.

Sangat sedikit studi telah dilakukan mengenai pengaruh salinitas pada kebutuhan protein. Percobaan dilakukan dengan fingerling rainbow trout (ikan yang euryhaline) dilaporkan menunjukkan peningkatan persyaratan yang mutlak untuk diet protein dari 40% sampai 45% dengan peningkatan salinitas 10-20 bagian per seribu (Zeitoun, et al., 1973; Tabel 1). Namun, tidak ada peningkatan kebutuhan protein diamati pada percobaan yang sama dilakukan dengan coho salmon fingerlings (O. kisutch); Zeitoun et al., 1974). Mengingat metode spekulatif untuk sampai pada kebutuhan diet dari kurva respons dosis (Zeitoun et al., 1973), dan kurangnya informasi tentang kebutuhan protein ini spesies ikan di laut kekuatan penuh air (35 bagian per seribu), tidak ada data perusahaan menunjukkan bahwa kebutuhan protein ikan akan meningkat dengan meningkatnya salinitas. Tidak ada informasi mengenai pengaruh salinitas pada kebutuhan protein udang.

Asam amino 2,4

Meskipun lebih dari 100 asam amino yang berbeda telah diisolasi dari bahan biologis, hanya 25 dari ini biasanya ditemukan dalam protein. Masing-masing asam amino dicirikan dengan memiliki sebuah kelompok karboksi asam (-COOH) dan kelompok nitrogen dasar (biasanya kelompok amino:-NH 2). Mengingat keberadaan kedua asam dan kelompok dasar, asam amino amfoter (mis. memiliki kedua asam dan sifat dasar) dan akibatnya bertindak sebagai buffer dengan menolak perubahan pH. Struktur kimia yang lebih sering terjadi asam amino ditunjukkan di bawah ini :

Fungsi asam amino 2,5

Asam amino menempati posisi sentral dalam metabolisme sel karena hampir semua reaksi biokimia dikatalisis oleh enzim yang tersusun dari asam amino residu. Asam-asam amino yang penting untuk metabolisme karbohidrat dan lemak, untuk sintesis protein jaringan dan banyak senyawa penting (misalnya adrenalin, tiroksin , melanin, histamin, porphyrins - hemoglobin, pirimidin dan purin - asam nukleat, kolin, asam folat dan asam nikotinat - vitamin, taurin - garam empedu dll), dan sebagai metabolik sumber energi atau bahan bakar.

Persyaratan asam amino 2,6

Tujuan gizi, asam amino dapat dibagi menjadi dua kelompok asam amino esensial (EAA), dan non-asam amino esensial (NEAA). EAA adalah mereka asam amino yang tidak dapat disintesis dalam tubuh hewan atau dengan laju cukup untuk memenuhi kebutuhan fisiologis pertumbuhan hewan, dan oleh karena itu harus disediakan dalam bentuk siap pakai dalam makanan. NEAA adalah mereka asam amino yang dapat disintesis dalam tubuh dari sumber karbon yang sesuai dan kelompok amino dari asam amino lain atau senyawa sederhana seperti diamonium sitrat, dan akibatnya tidak harus disediakan dalam bentuk siap pakai dalam makanan.

EAA diet untuk ikan dan udang adalah sebagai berikut:

Treonin Valin Leusin Isoleusin Metionin Triptofan Lisin Histidin

Arginin Fenilalanin

Meskipun tidak NEAA diet nutrisi penting, mereka melakukan banyak fungsi penting pada selular atau tingkat metabolisme. Mereka disebut diet nutrisi yang tidak penting hanya karena jaringan tubuh dapat mensintesis mereka pada permintaan. Bahkan sering dikutip bahwa secara fisiologis NEAA begitu penting bahwa tubuh menjamin pasokan yang memadai oleh sintesis. Dari sudut pandang perumusan feed, penting untuk mengetahui bahwa NEAA's sistin dan tirosin dapat disintesis dalam tubuh dari EAA's metionin dan fenilalanin masing-masing, dan akibatnya kebutuhan diet EAA ini tergantung pada konsentrasi yang sesuai dalam NEAA diet.

2.6.1 Optimum diet kadar asam amino esensial

(a) Dosis respon dan metode deposisi bangkai: EAA kuantitatif persyaratan ikan secara tradisional telah ditentukan oleh tingkat dinilai memberi makan setiap asam amino dalam tes asam amino diet sehingga untuk mendapatkan satu dosis kurva respons (untuk review lihat Ketola, 1982; Cowey dan Luquet, 1983; Wilson, 1985). Kebutuhan makanan dan biasanya diambil di 'titik istirahat' atas dasar respons pertumbuhan yang diamati. Di samping pertumbuhan, beberapa pekerja juga telah menggunakan kadar asam amino bebas dalam jaringan tertentu renang (seluruh darah, plasma darah atau otot; Kaushik, 1979 ), atau berlabel radioaktif oksidasi asam amino (dikelola secara lisan atau melalui suntikan; Walton, Cowey dan Adron, 1982) sebagai kriteria untuk memperkirakan kebutuhan diet. Dalam uji asam amino diet menggunakan komponen protein hampir seluruhnya diberikan dalam bentuk kristal asam amino atau dalam kombinasi dengan yang dipilih 'seluruh' sumber protein (kasein baik umum, agar-agar, Zein, gluten atau tepung ikan); asam amino profil dari total komponen protein diet dikendalikan sehingga untuk mensimulasikan profil asam amino dari protein referensi tertentu.

Berbeda dengan metode standar di atas ikan diberi makan di mana tingkat dinilai kristalin asam amino, Ogino (1980a) menentukan kebutuhan EAA kuantitatif ikan secara bersamaan atas dasar sehari-hari pengendapan asam amino individu dalam bangkai ikan. Dalam metode Ogino ikan diberi makan diet yang mengandung 'seluruh' sumber protein biologis tinggi nilai, dan persyaratan EAA makanan dihitung berdasarkan harian yang diamati nilai deposisi jaringan EAA.

Tabel 2 merangkum dikenal persyaratan kuantitatif EAA ikan belajar untuk tanggal dengan menggunakan teknik-teknik yang disebutkan di atas. Diet kuantitatif persyaratan untuk semua 10 EAAs telah dibentuk untuk hanya lima jenis ikan (ikan mas Common C. carpio, ikan trout pelangi S. gairdneri, punĎtatus I. ikan lele, belut jepang A. Anguilla, dan Chinook salmon O. tshawytscha). Saat ini tidak ada informasi kuantitatif mengenai persyaratan EAA diet udang; dalam hal ini utama karena pertumbuhan masyarakat miskin yang diamati dengan makan udang uji asam amino sintetis diet dan masalah-masalah yang melekat pencucian hara akibat perluasan kebiasaan makan udang .

Meskipun banyak penelitian independen baru saja dilakukan pada persyaratan asam amino trout pelangi, perbedaan yang signifikan dalam persyaratan (acid/100g amino g protein) ada di dalam dan antar individu spesies ikan (Tabel 2). Misalnya, perbedaan urutan 65%, 72% dan 114% yang diamati antara laboratorium independen untuk lisin, arginin, dan metionin persyaratan fingerling / juvenile rainbow trout. Demikian pula, variasi antar spesies berkisar dari 22% untuk valin sampai setinggi 122% untuk triptofan. Sementara salah satu berharap persyaratan EAA kuantitatif ikan berkurang dengan bertambahnya usia dan menurunnya

sintesis protein (pertumbuhan), orang dapat dengan baik atau tidak pertanyaan apakah variasi yang diamati dalam persyaratan adalah nyata atau hanya sebuah artefak metode yang digunakan. Berbeda dengan persyaratan variasi diamati untuk spesies ikan yang sama konvensional makan diet uji asam amino, tidak ada perbedaan yang signifikan dalam kebutuhan EAA ikan mas dan ikan trout berdasarkan bangkai metode deposisi Ogino (1980a). Namun, persyaratan diet diamati berada dalam kisaran yang dilaporkan untuk ikan makan diet uji asam amino (Tabel 2).

Dibandingkan dengan metode konvensional dinilai makan tingkat individu asam amino, bangkai metode deposisi Ogino (1980a) menawarkan berbagai keuntungan:

Jatah makan ikan di mana komponen protein diberikan dalam bentuk 'seluruh' protein nilai biologi tinggi. Persyaratan asam amino oleh karena itu dapat dipastikan dalam ikan menampilkan pertumbuhan yang optimal.

Diet persyaratan untuk semua sepuluh EAAs dapat ditentukan secara bersamaan dalam satu percobaan. Menggunakan tes konvensional diet asam amino hingga 10 percobaan yang terpisah harus dilakukan, setiap percobaan yang melibatkan penggunaan sampai enam pola diet diet menggunakan konsentrasi yang berbeda-beda dari satu EAA yang diuji.

EAA kuantitatif persyaratan dapat juga ditetapkan untuk pertama makan goreng dan merenung-stok ikan tanpa kehilangan presisi.

Tabel 2. Kuantitatif asam amino esensial (EAA) persyaratan spesies ikan yang dipilih. Nilai dinyatakan dalam urutan sebagai persentase dari protein dan sebagai persentase dari makanan kering (penyebut menjadi persentase protein dalam makanan)

Spesies Simulasi asam amino (AA) profil sumber protein

Feeding rezim 1

Berat badan awal (g) Arginin

Cyprinus carpio Kasein: gelatin (38:12) Ad. Lib. 4f / d 0.5-4.0 3,3 (1.3/38.5)

Ictalurus punctatus Seluruh telur ayam 3% bw / d, 3f / d 2-10 4,3 (1.03/24)

Oncorhynchus tshawytscha Seluruh telur ayam Ad. Lib. 3f / d 2-4 6,0 (2.4/40)

Oncorhynchus keta Tubuh ikan protein Ad. Lib. 2f / d 1,1 -- O. keta Tubuh ikan protein Ad. Lib. 2f / d 1,1 -- Oncorhynchus kisutch Seluruh telur ayam Ad. Lib. 3f / d 2-4 6,0 (2.4/40) Anguilla japonica ? ? ? 3,9 (1.7/42) Salmo gairdneri Seluruh telur ayam ? 12-14 > 4,0 (1.4/35) S. gairdneri Seluruh telur ayam Tetap (?) 1-2 5.4-5.9 (2.5-2.8/47)

S. gairdneri Makanan ikan 4,5% bw / d, 3f / d 1.5-9 --

S. gairdneri Zein: tepung ikan (1:1) Ad. Lib. 4f / d 20-30 3,43 (1.2/35)

S. gairdneri Kasein: gelatin (3:2) 2% bw / d, 3f / d 27 --

S. gairdneri Putih cod otot 2-5% bw / d, 4f / d 5-14 3.5-4.0 (1.6-1.8/45)

Dicentrachus labrax Makanan ikan komposit 1,5% bw / d, 2f / d 35 --

Mujair Makanan ikan komposit 4% bw / d, 3f / d 1,7 <4,0 (1.59/40)

C. carpio Dihitung berdasarkan pengendapan jaringan EAA, dengan makan ikan satu sumber protein yang bernilai biologis tinggi memiliki dicerna protein 80%, dan tingkat menyusui 3% bw / d untuk kedua spesies (ikan mas 62-74g, 20 -- 25 ° C; trout 68-127g, 15-18 ° C)

3,8 (1.52/40) S. gairdneri 3,5 (1.4/40)

Spesies Histidin Isoleusin Leusin Lisin Metionin 2 Metionin 3

C. carpio 2,1 (0.8/38.5)

2,5 (0.9/38.5)

3,3 (1.3/38.5)

5,7 (2.2/38.5) 2,1 (0.8/38.5) yang 3,1

(1.2/38.5)

I. punctatus 1,54 (0.37/24)

2,58 (0.62/24)

3,5 (0.84/24) 5,1 (1.5/30) 1,34 (0.32/24) b 2,34

(0.56/24) O. tshawytscha 1,8 (0.7/40) 2,2 (0.9/41) 3,9 (1.6/41) 5,0 (2.0/40) 1,5 (0.6/40) c --

O. keta 1,6 (0.7/40) -- -- 4,8 (1.9/40) -- -- O. keta -- -- -- -- -- -- O. kisutch 1,7 (0.7/40) -- -- -- -- -- A. japonica 1,9 (0.8/42) 3,6 (1.5/42) 4,8 (2.0/42) 4,8 (2.0/42) 2,1 (0.9/42) d 2,9 (1.2/42) S. gairdneri -- -- -- 3,7 (1.3/35) -- -- S. gairdneri -- -- -- 6,1 (2.9/47) -- --

S. gairdneri -- -- -- -- 1.57-2.14 (0.55-0.75/35) e --

S. gairdneri -- -- -- -- -- --

S. gairdneri -- -- -- -- 1,0 (0.5/50) f 1-2 (0.5-1/50)

S. gairdneri -- -- -- 4,3 (1.95/45) -- --

D. labrax -- -- -- -- 2,0 (1.0/50) h --

O. mossambicus -- -- -- 4,1

(1.62/40) <1,33 (0.53/40) g --

C. carpio 1,4 (0.56/40) 2,3 (0.92/40) 4,1 (1.64/40)

5,3 (2.12/40) 1,6 (0.64/40) --

S. gairdneri 1,6 (0.64/40) 2,4 (0.96/40) 4,4 (1.76/40)

5,3 (2.12/40) 1,8 (0.72/40) --

Spesies Fenilalanin 4 Fenilalanin 5 Treonin Triptofan Valin Referensi

C. carpio 3,4 (1.3/38.5) h

6,5 (2.5/38.5)

3,9 (1.5/38.5)

0,8 (0.3/38.5)

3,6 (1.4/38.5) Hidung (1979)

I. punctatus 2,0 (0.5/24) i 5,0 (1.2/24) 2,2 (0.53/24)

0,5 (0.12/24)

2,96 (0.71/24) NRC (1983)

O. 4,1 (1.7/41) j -- 2,2 (0.9/40) 0,5 (0.2/40) 3,2 (1.3/40) NRC (1983)

tshawytscha

O. keta -- -- 3,0 (1.2/40) -- -- Akiyama et al, (1985)

O. keta -- -- -- 0,73 (0.29/40) -- Akiyama et al,

(1985)

O. kisutch -- -- -- 0,5 (0.2/40) -- Klein & Halver (1970)

A. japonica 2,9 (1.2/42) k 5,2 (2.2/42) 3,6 (1.5/42) 1,0 (0.4/42) 3,6 (1.5/42) Hidung (1979) S. gairdneri -- -- -- -- -- Kim et al., (1983) S. gairdneri -- -- -- -- -- Ketola (1983)

S. gairdneri -- -- -- -- -- Rumsey et. al. (1983)

S. gairdneri -- -- -- -- -- Kaushik (1979) S. gairdneri -- -- -- -- -- Walton et al, (1982)

S. gairdneri -- -- -- 0,45 (0.25/55) -- Walton et al, (1984)

D. labrax -- -- -- -- -- Thebault et al., (1985)

O. mossambicus -- -- -- -- -- Jackson & Capper

(1982)

C. carpio 2,9 (1.16/40) -- 3,3 (1.32/40)

0,6 (0.24/40)

2,9 (1.16/40) Ogino (1980a)

S. gairdneri 3,1 (1.24/40) -- 3,4 (1.36/40) 0,5 (0.2/40) 3,1

(1.24/40) Ogino (1980a)

1 Feeding rezim: menunjukkan tingkat makan dan jumlah makan per hari. 2 Dalam kehadiran diet sistin 2%; b 0,24%; c 1%; d 1%; e 0,3%; f 2%; g 0,74%; h 1% 3 Dalam ketiadaan makanan sistin. 4 Dalam kehadiran diet tirosin h 1%; i 1%; j 0,4%; k 2% 5 Dalam diet tidak adanya tirosin.

(b) metode analisis Carcass: Menariknya, recalculation dari data yang diperoleh oleh Ogino (1980a) menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan antara proporsi relatif EAAs individu yang diperlukan dalam diet dan proporsi relatif sama 10 EAAs ada dalam bangkai ikan (Tacon dan Cowey, 1985). Hubungan serupa juga telah terlihat dalam tumbuh babi dan ayam (Boorman, 1980), dan untuk tingkat yang lebih rendah dalam empat spesies ikan EAA persyaratan yang telah ditentukan menggunakan diet uji asam amino (Gambar 3). Demikian pula, Wilson dan Poe (1985) diperoleh koefisien regresi 0,96 bila kebutuhan EAA pola untuk ikan lele adalah kemunduran terhadap seluruh tubuh EAA pola ditemukan di sebuah saluran 30g lele. Karena komposisi asam amino dari jaringan tubuh ikan tidak jauh berbeda (jika sama sekali) antara individu spesies ikan (Njaa dan Utne, 1982; Wilson dan Cowey, 1985), maka, oleh karena itu,

bahwa pola persyaratan untuk spesies yang berbeda akan juga akan serupa. Meskipun tidak terbukti, itu tidak masuk akal untuk menduga bahwa hubungan yang serupa juga ada untuk udang dan udang air tawar. Untuk tujuan perbandingan Tabel 3 menyajikan persyaratan EAA pola diet untuk ikan, seperti yang ditetapkan oleh Ogino (1980a), bersama-sama dengan pola EAA bangkai seluruh jaringan tubuh ikan, Penaeus japonicus

Gambar 3 Hubungan antara pola persyaratan yang ditemukan oleh EAA makan percobaan menggunakan uji asam amino makanan dengan ikan mas (•), japanese eel (■), ikan lele (□) dan angin chinook salmon (o) dan pola asam amino yang sama dalam ikan bangkai. Tingkat masing-masing asam amino direpresentasikan sebagai persentase dari jumlah semua 10 EAA's di setiap pola. Garis kebetulan mewakili kebutuhan dan pola jaringan. Larva dan remaja, Penaeus paulensis remaja, kerang berleher pendek jaringan (Venerupis philippinarum; dianggap sebagai ideal yang sangat baik dan makanan alami bagi udang laut), dan otot ekor Macrobrachium rosenbergii. Berdasarkan profil asam amino yang disajikan akan tampak bahwa udang mempunyai kebutuhan diet yang lebih tinggi untuk arginin, triptofan dan tirosin, dan makanan yang lebih rendah persyaratan untuk valin, treonin dan lisin daripada ikan.

Tabel 3. Makanan ikan berarti pola kebutuhan EAA (%) dan pola EAA di seluruh jaringan tubuh ikan, berleher pendek kerang, udang laut, dan udang air tawar.

EAA

Ikan persyaratan (Ogino, 1980a)

Seluruh tubuh ikan jaringan (Wilson & Cowey, 1985)

Short-necked clam jaringan (Deshimaru et al, 1985)

P. Japonicus larva (Teshima, Kanazawa & Yamashita, 1986)

P. Japonicus remaja (Deshimaru & Shigeno, 1972)

P. Paulensis remaja (unpublished data)

M. Rosenbergii ekor otot (Farmanfarmian & Lauterio, 1980)

Treonin 10,6 9,2 9,6 5,9 8,2 6,7 7,5 Valin 9,5 9,5 8,5 8,8 8,3 13,6 7,3 Metionin 5,4 5,5 5,4 5,7 5,4 7,0 6,5 Isoleusin 7,5 8,0 6,8 9,1 8,6 6,9 7,4 Leusin 13,5 14,6 14,0 12,1 15,0 12,6 14,8 Fenilalanin 9,5 8,3 7,7 8,6 9,0 9,2 7,3 Lisin 16,8 16,9 14,7 13,1 15,8 15,4 17,1 Histidin 4,8 5,2 4,4 4,5 4,5 4,4 4,5 Arginin 11,6 12,3 15,5 14,1 15,2 14,3 20,6

Triptofan 1,7 1,7 2,7 6,3 NA NA NA

Sistin * 2,7 2,0 2,7 2,4 2,1 3,0 NA

Tirosin * 6,5 6,6 7,8 9,2 7,8 6,7 6,6

NA - data tidak tersedia (tidak dianalisis). * - Non-acids.All amino esensial nilai-nilai yang dinyatakan sebagai persentase dari total EAA ditambah sistin dan tirosin.

Dengan tidak adanya perusahaan informasi kuantitatif mengenai persyaratan EAA diet udang dan mayoritas spesies ikan bertani, kebutuhan diet awalnya dapat dihitung berdasarkan pola EAA bangkai hadir dalam 35% dari kebutuhan protein diet yang dikenal dari kata spesies ; pada EAAs dasar umum (termasuk NEAAs sistin dan tirosin) merupakan sekitar 35% dari total protein yang dibutuhkan oleh ikan (Tabel 2). Jadi, jika seorang udang atau ikan yang dikenal memiliki kebutuhan protein 45%, kemudian persyaratan EAA diet akan dihitung pada EAA bangkai pola 35% dari tingkat protein. Sebagai contoh, jika pola EAA bangkai lisin adalah 16,9% dari total EAA ditambah sistin dan tirosin hadir, maka tingkat kebutuhan diet lisin akan

atau 2,66% dari makanan kering (mis. 45% protein ikan jatah).

Sebagai garis panduan Tabel 4 menyajikan hasil perhitungan kebutuhan EAA diet ikan dan udang di tingkat protein yang berbeda-beda berdasarkan mean pola EAA bangkai ikan utuh jaringan dan berleher pendek masing-masing jaringan kerang (kerang berleher pendek jaringan digunakan di sini dalam berarti tidak adanya pola untuk EAA bangkai udang).

Tabel 4. Calculated dietary EAA requirements of fish and shrimp at varying dietary protein levels (values are expressed as a percent of the dry diet)

EAA

Dietary protein level (%) Carcass EAA pattern (%) 25 30 35 40 45 50 55

IKAN 1

Arginin 1,07 1,29 1,51 1,72 1,94 2,15 2,37 12,3 Histidin 0,45 0,55 0,64 0.73 0,82 0,91 1,00 5,2 Isoleusin 0,70 0,84 0,98 1,12 1,26 1,40 1,54 8,0 Leusin 1.28 1,53 1,79 2,04 2,30 2,55 2,81 14,6 Lisin 1,49 1,77 2,07 2,37 2,66 2,96 3,25 16,9 Metionin 0,48 0,58 0,67 0,77 0,87 0,96 1,06 5,5

Cystine * 0,17 0,21 0,24 0,28 0,31 0,35 0,38 2,0

Fenilalanin 0.73 0,87 1,02 1,16 1,31 1,45 1,60 8,3

Tyrosine * 0,58 0,69 0,81 0,92 1,04 1,15 1,27 6,6

Treonin 0,80 0,97 1,13 1,29 1,45 1,61 1,77 9,2 Triptofan 0,15 0,18 0,21 0,24 0,27 0,30 0,33 1,7 Valin 0,83 1,00 1,16 1,33 1,50 1,66 1,83 9,5

UDANG 2

Arginin 1,36 1,63 1,90 2,17 2,44 2,71 2,98 15,5 Histidin 0,38 0,46 0,54 0,62 0,69 0,77 0,85 4,4 Isoleusin 0,59 0,71 0,83 0,95 1,07 1,19 1,31 6,8 Leusin 1,22 1,47 1,71 1,96 2,20 2,45 2,69 14,0 Lisin 1,29 1,54 1,80 2,06 2,31 2,57 2,83 14,7 Metionin 0,47 0,57 0,66 0,76 0,85 0,95 1,04 5,4

Sistin * 0,24 0,28 0,33 0,38 0,42 0,47 0,52 2,7

Fenilalanin 0,67 0,81 0,94 1,08 1,21 1,35 1,48 7,7

Tirosin * 0,68 0,82 0,96 1,09 1,23 1,37 1,50 7,8

Treonin 0,84 1,01 1,18 1,34 1,51 1,68 1,85 9,6 Triptofan 0,24 0,28 0,33 0,38 0,42 0,47 0,52 2,7 Valin 0,74 0,89 1,04 1,19 1,34 1,49 1,64 8,5

1 Carcass EAA pattern of whole fish tissue (Wilson & Cowey, 1985) 2 Carcass EAA pattern of short-necked clam (Deshimaru et al ., 1985) * Non-essential amino acids

2.6.2 Utilization of free amino acids

Fish or juvenile shrimp fed rations in which a significant proportion of the dietary protein is supplied in the form of 'free' or crystalline amino acids generally display sub-optimal growth and feed conversion efficiency compared with animals fed protein-bound amino acids or 'whole'

proteins (Wilson et al ., 1978; Robinson et al ., 1981; Yamada et al ., 1981; Walton et al ., 1982; Deshimaru, 1981; Deshimaru & Kuroki, 1974a, 1975).

Secara umum, diet asam amino bebas lebih cepat berasimilasi dalam ikan daripada terikat protein asam amino. Percobaan dengan rainbow trout (Yamada et al., 1981), Common carp (Plakas et al., 1980) dan nila (Oreochromis niloticus; Yamada et al., 1982) asam amino bebas makan diet tes menunjukkan bahwa asam amino plasma puncak konsentrasi terjadi cepat (12-24h, 2-4h, 2h, masing-masing) dibandingkan dengan yang setara berbasis diet kasein (24-36h, 4h, 4h, masing-masing). Lebih jauh lagi, di ikan gurami. asam amino bebas individu muncul untuk diserap pada tingkat yang berbeda-beda dari saluran gastrointestinal, dan konsekuensinya konsentrasi plasma puncak individu asam amino tidak terjadi secara simultan (Plakas et al., 1980). Juvenile udang dalam situasi tampaknya sebaliknya. Sebagai contoh, Deshimaru (1981) menunjukkan bahwa tingkat asimilasi diet arginin bebas ke otot protein oleh Penaeus japonicus remaja sangat rendah (asimilasi kurang dari 0,6%) dibandingkan dengan protein - terikat arginin (asimilasi di atas 90%). However, although Deshimaru (1981) reported no beneficial effect on growth of free amino acid supplemented diets with P . japonicus juveniles, recent studies have demonstrated that the larvae of the same species is capable of utilizing amino acid supplemented diets for growth (Teshima, Kanazawa & Yamashita, 1986).

For optimal protein synthesis to occur, it is essential that all amino acids (whether they be derived from whole proteins or amino acid supplements) are presented simultaneously to the tissue. If such an equilibrium is not achieved, then amino acid catabolism (breakdown) ensues with consequent loss of growth and and feed efficiency. For those warm water fish species which display a rapid uptake and assimilation of free amino acids, it is therefore essential that either; (1) the release or absorption of free amino acids from the diet is reduced so as to minimise the variations in absorption rate observed between free and protein-bound amino acids (achieved by coating individual amino acids with casein, zein or nylon-protein membranes; Murai et al ., 1982; Teshima, Kanazawa & Yamashita, 1986); or (2) that the frequency of feed presentation is increased from two or three feeds per day to up to 18 feeds per day so as to minimise the variations observed in plasma amino acid concentration (Yamada, Tanaka & Katayama, 1981).

2.6.3 Amino acid composition and protein quality

On the basis of the above discussions it is evident that the protein quality of a feed ingredient is dependent upon the amino acid composition of the protein and the biological availability of the amino acids present. In general, the closer the EAA pattern of the protein approximates to the dietary EAA requirement of the species, the higher its nutritional value and utilization. For example, Table 5 presents the 'chemical score' or potential protein value of some commonly used feed proteins. Chemical scores of 100 indicate that the level of a particular EAA within the feed protein is identical to the dietary EAA requirement level for fish (when expressed as a percentage of the total EAAs plus cystine and tyrosine) as determined by Ogino (1980a). The chemical score of the protein is taken to be the percentage of the EAA in greatest deficit relative to the dietary requirement pattern. This method of assessing protein quality is based on the concept that the nutritive value of a protein depends primarily on the amount of the EAA in greatest deficit in that protein, compared to a reference protein (in this case the reference protein is the dietary EAA requirements of fish as determined by Ogino. 1980a). It can be seen from Table 5 that compared to fish meal or fish muscle, which has a well balanced EAA profile and high chemical score (c. 80), the majority of protein sources presented have amino acid imbalances which render them unsuitable as a sole source of dietary protein for fish within

complete diets intended for intensive farming systems. The aim of feed formulation is to mix proteins of various qualities to obtain the desired EAA pattern of the fish or shrimp species in question (complete diet feeding).

However, the above relationship between protein quality and EAA pattern will only hold true if the individual amino acids are equally biologically available to the animal. For example, under certain conditions some of the amino acids may be unavailable because the proteins in the diet are incompletely digested. Thus, for carnivorous fish and shrimp species, the cellulose cell wall within plant protein sources may render the proteins present within the cell inaccesible to the digestive enzymes. In other cases, digestion may be hindered by the presence of enzyme inhibitors within the food protein; trypsin inhibitor within raw soybeans. Although it is possible to inactivate these inhibitors by moderate heat processing, under conditions of excessive heat treatment proteins become more resistant to digestion due to peptide bond formation occurring between the side chains of lysine and dicarboxylic acid. The free epsilon amino groups of lysine are particularly susceptible to heat damage, forming addition compounds with non-protein compounds (ie. reducing sugars such as glucose) present in the food stuff (Cockerell, Francis & Halliday, 1972). This reaction is known as the Maillard reaction, and renders the lysine biologically unavailable. Substances other than reducing sugars which are known to react with the free epsilon amino group of lysine include gossypol; phenol based compound present in cottonseed meal. An estimate of the biological availability of amino acids within feed proteins, and hence an indicator of protein quality, can be made by chemically measuring the free or available lysine content of the feed protein (Cowey, 1979).

Table 5. Chemical score and limiting essential amino acids of some commonly used feed proteins 1

Feedstuffs Source 2 Thr Val Bertemu

Cys ILS Leu

Phe Tyr Lys Miliknya Arg Trp

1st limiting asam amino

Chick pea 1 64 * 89 63 * 104 119 110 113 86 72 100

166 129 Bertemu

Kacang hijau 1 59 * 110 54 * 48 *

127

121 124 94 79 114

123 123 Cys

Cow pea 1 65 * 103 61 * 59 *

116

116 116 100 75 127

134 129 Cys

Yellow lupin 2 66 * 81 20 * 126 117 125 85 94 64 * 117

192 135 Bertemu

Lima bean 2 84 110 57 * 74

135 118 125 106 72 112 98

106 Bertemu

Broad bean 3 77 103 30 *

41 *

115

118 98

118 77 98 160

118 Bertemu

Kacang buncis 1 80 103 43 *

67 *

120

121 118 83 92 127

104 129 Bertemu

Safflower 2 68 *

125 63 * 141 111 99 101 100

43 * 121

181 118 Lys

Crambe 2 98 121 67 * 218 117

104 83 86

66 * 104

111 200 Lys

Palm kernel 2 62 *

113 94 133 95 89 72 78

41 * 98

225 311 Lys

Kapas 2 65 *

102 52 * 118 92 94 122 89 52 * 117

205 141 Met/Lys

Sunflower 2 65 * 124 83 137 115 104 109 91 42 * 119

159 165 Lys

Rami 2 71 122 93 156 111 90 105 92 43 * 100

174 182 Lys

Wijen 2 58 * 98 109 148 91 105 86

114 33 * 114 211

153 Lys

Kelapa 4 65 * 114 61 * 96 115

112 95 92 37 * 81

217 123 Lys

Kacang 4 55 * 99 39 * 133 117 100 107 117 53 * 100

196 141 Bertemu

Rapeseed 4 93 118 83 70

113 116 94 77 74 131

112 159 Cys

Kedelai 4 74 101 46 * 130 128

115 105 97 76 106

123 176 Bertemu

Potato protein concentrate 5 89

125 63 * 96 128

120 112 149 74 73 73

118 Bertemu

Leaf protein concentrate 6 84

127 57 * 56 *

112

120 122 129 71 90 96

141 Cys

Spirulina maxima 2 87 136 52 *

30 *

159

118 105 123 55 * 75

111 165 Cys

Saccharomyces cerevisiae 4 93

116 63 * 85 139

112 91

108 86 106 89 141 Bertemu

Torulopsis utilis 4 94 118 54 * 81

144 98 137 117 84 104 86 118 Bertemu

M . methylotrophus 7 97 134 89

59 *

115

107 115 138 71 83 84

118 Cys

Whole hen's egg 8 77 125 100 130 132

109 97 98 78 92 96

135 Thr

Fish muscle 9 83 98 98 85 108

110 80

117 101 121 97 135 Phe

Fish meal (herring) 4 76 127 109 78

117 107 80 95 89 96

111 123 Thr

Fish meal (white) 4 81 106 104 93

121 109 81 94 90 94

116 129 Thr/Phe

Fish protein concentrate 2 83

110 118 63 *

127

109 85

103 92 90 95 153 Cys

Fish silage 10 98 122 ---72---

101 129 120 94 98 121

108 59 * Trp

Whole shrimp meal 2 83 97 109 85 112

106 95

105 86 73 134

106 Miliknya

Makanan daging 4 77 59 * 89 88 60 86 100 88 Bertemu

dan tulang 128 109 113 * 150

Makan darah 4 69 * 158 33 * 52 *

24 *

162 124

69 * 89 214

62 *

123 ILS

Liver meal 2 76 135 72 89

105 121 109 106 71 98

105 153 Lys

Poultry by-product meal 4 76

125 81 141 132 123 80

60 * 71 87

134 112 Tyr

Hydrolysed feather meal 4 91

164 24 * 289 131 124 78 86 33 * 50 *

147 76 Bertemu

Worm meal 11 107 99 106 52 *

112

124 84

108 79 125 98 82 Cys

House fly larvae 12 75 103 72

52 * 96 90 128 218 77 127 82

147 Cys

1 Scores based on comparison with the mean essential amino acid requirements of rainbow trout andcarp (Ogino, 1980). Mean EAA requirement (expressed as % of total EAA) being: threonine 10.6;valine 9.5; methionine 5.4; cystine 2.7; isoleucine 7.5; leucine 13.5; phenylalanine 9.5;tyrosine 6.5; lysine 16.8; histidine 4.8; arginine 11.6; and tryptophan 1.7

2 Source: 1-Kay (1979); 2-Gohl (1980); 3-Bolton and Blair (1977); 4-National Research Council(1983); 5-Tunnel AVEBE Starches Ltd., UK; 6-Cowey et al . (1971); 7-Unpublished data; 8-Coweyand Sargent (1972); 9-Connell and Howgate (1959); 10-Jackson, Kerr and Cowey (1984); 11-Tacon,Stafford and Edwards (1983); 12-Spinelli (1980)

* Limiting essential amino acids (present below 30% mean fish requirement)

2.7 Evaluation of protein quality

Apart from chemically measuring amino acids and their availability within feed proteins, there are many biological methods of evaluating protein quality:

Specific growth rate (SGR) The rate of growth of an animal is a fairly sensitive index of protein quality; under controlled conditions weight gain being proportional to the supply of essential amino acids. Daily SGR can be calculated by using the formula:

Food conversion ratio (FCR) Defined as the grams of feed consumed per gram of body weight gain.

* As fed basis ie. dry weight

** Wet or fresh weight gain

Food efficiency (FE) Defined as the grams of weight gained per gram of feed consumed. Units of expression as above.

Protein efficiency ratio (PER) Defined as the grams of weight gained per gram of protein consumed.

* With this method no allowance is made for maintenance: ie. method assumes that all protein is used for growth.

Apparent net protein utilization (Apparent NPU) Defined as the percentage of ingested protein which is deposited as tissue protein.

where Pb is the total body protein at the end of the feeding trial, Pa is the total body protein at the beginning of the feeding trial, and Pi is the amount of protein consumed over the feeding trial. In this calculation no allowance is made for endogenous protein losses. In contrast to the previous methods of evaluating protein quality, this method requires that a representative sample of animals be sacrificed at the beginning and end of the feeding trial for carcass protein analysis.

The main drawback of these methods of predicting diet or protein quality is that they have to be performed under controlled experimental conditions in the absence of natural food organisms. Consequently, these methods can only be used within intensive or clear water culture systems.

2.8 Nonprotein nitrogenous constituents

Amino acids are important not only as building blocks of protein but as the primary constituents or nitrogen precursors for many nonprotein nitrogencontaining compounds. Table 6 lists some of the more biologically important nonprotein nitrogenous compounds that originate from amino acids.

Tabel 6. Nonprotein nitrogenous constituents derived from amino acids in animals 1

Nitrogenous compound Amino acid precursor Physiological function of compound

Purines & pyrimidines 2 Glycine & aspartic acid

Constituents of nucleotides and nucleic acids

Creatine Glycine & arginine Energy storage as creatine phosphate in muscle

Bile acids (glycoholic & taurocholic acids) Glycine & cysteine Bile acids, aid in fat digestion and

absorption Thyroxine, epinephrine & norepinephrine Tirosin Hormon

Ethanolamine & choline Serin Constituents of phospholipids Histamin Histidin A vasodepressor Serotonin Triptofan Transmission of nerve impulses

Porphyrins Glycine Constituents of haemoglobin and cytochromes

Niacin Triptofan Vitamin Melanin Tirosin Pigment of skin and eyes

1 Lloyd, McDonald & Crampton (1978)

2 Pyrimidine and purine have been suggested to be essential dietary nutrients fornewly hatched fish larvae (Dabrowski & Kaushik, 1982) and Artemia salina (Hernandorena, 1983) respectively.

2.9 Protein and amino acid pathology

2.9.1 Dietary Essential Amino Acid Deficiency

Although all fish examined to date display reduced growth when fed EAA deficient diets, the following additional gross anatomical deficiency signs have been observed under experimental conditions with juvenile fish fed synthetic rations deficient in one or more EAAs:

Limiting EAA Ikan Deficiency signs 1

Lisin Salmo gairdneri Dorsal/caudal fin erosions (1,2); increased mortality (2) Cyprinus carpio Increased mortality (3)

Metionin S. gairdneri Cataract(4,5) Salmo salar Cataract (6)

Triptofan S. gairdneri Scoliosis 2 (7–10); lordosis 2 (7,10); renal calcinosis (8); cataract (7,9); caudal fin erosion; decreased carcass lipid content (9); elevated Ca, Mg, Na and K carcass concentration (7)

Oncorhynchus nerka

Scoliosis (11)

Miscellaneous O. keta Scoliosis/ lordosis (12)

C. carpio Increased mortality and incidence of lordosis observed with dietary defi- ciencies of leucine, isoleucine, lysine, arginine and histidine (3)

1 1-Walton, Cowey and Adron (1984); 2-Ketola (1983); 3-Mazid et al . (1978);4-Walton, Cowey and Adron (1982); 5-Poston et al . (1977); 6-Barash, Poston andRumsey (1982); 7-Walton et al . (1984); 8-Kloppel and Post (1975); 9-Poston andRumsey (1983); 10-Shanks, Gahimer and Halver (1962); 11-Halver and Shanks (1960);Akiyama et al . (1985a).

2 Curvature of the vertebral column

Under intensive farming conditions dietary EAA deficiencies may arise from one of four possible routes:

Poor feed formulation arising from the use of disproportionate amounts of feed proteins with natural specific EAA deficiencies (Table 5).

Dietary imbalances may also arise from the presence of disproportionate levels of specific amino acids; including leucine/isoleucine antagonisms, and to a lesser extent arginine/lysine and cystine/methionine antagonisms. For example, blood meal is a rich source of valine, leucine and histidine, but is a very poor source of methionine and isoleucine. However, in view of the antagonistic effect of excess leucine on isoleucine, animals fed high dietary levels of blood meal suffer from an isoleucine deficiency caused by an excess of dietary leucine (Taylor, Cole and Lewis, 1977). Although similar antagonisms have also been reported for cystine/ methionine (use of hydrolysed feather meal; Ichhponani and Lodhi, 1976) and arginine/ lysine (Harper, Benevenga and Wohlhueter, 1970) in terrestrial farm animals, they have not been found to occur in fish fed synthetic amino acid diet combinations (Robinson, Wilson and Poe, 1981).

Dietary EAA deficiencies may arise from excessive heat treatment of feed proteins during feed manufacture.

Dietary EAA deficiencies may arise from the chemical treatment of feed proteins with acids (silage production) or alkalies, due to the loss of free tryptophan and lysine/cystine respectively (Kies, 1981).

Dietary EAA deficiencies may arise from the leaching of free and protein bound amino acids into the water. For example, Grabner, Wieser and Lackner (1981) reported the loss, through leaching, of almost all the free and about one-third of the free plus protein bound amino acids from frozen or freezedried zooplankton ( Artemia salina and Moina spp.) after a 10 minute water immersion period at 9°C. Considerable losses of water-soluble amino acids have also been observed in carp during mastication (Yamada and Yone, 1986). However, the problem of nutrient leaching of water soluble materials is probably greatest for crustaceans due to their very slow demersal feeding habit and necessity to masticate their food externally prior to ingestion (Farmanfarmaian, Lauterio and Ibe, 1982). For example, Bages and Sloane (1981) reported a 28% loss of dietary protein during the preparation and rehydration of a dry alginate-bound shrimp diet prior to feeding, and a total protein loss of 39–47% after a six hour immersion period in seawater. In general nutrient losses are greater in freshwater than in seawater (Balazs, Ross and Brooks, 1973). However, problems of nutrient leaching can be minimised by using an appropriate feeding regime (ie. regular rather than infrequent feeding; Sedgwick, 1979) and a suitable diet binding or micro-encapsulation technique (Goldblatt, Conklin and Duane Brown, 1980; Jones et al ., 1976).

2.9.1 Toxic non-essential amino acids

Nutritional pathologies may also arise from the ingestion of feed proteins containing toxic amino acids. Commonly used feed proteins which are known to contain toxic amino acids include alkali-treated soybean (toxic amino acid - lysinoalanine), the legume Leucaena leucocephala or 'ipil ipil' (toxic amino acid - mimosine), and the faba bean Vicia faba (toxic amino acid - dihydroxyphenylalanine).