Valkuainen

Valkuaisaineet eli proteiinit

Valkuaisaineet ovat yksi eläinkunnan pääkomponentti. 40-70 prosenttia kalan kuivapainosta muodostuu valkuaisaineista. Suurin osa niistä löytyy kalan lihaksista. Lisäksi valkuaisaineet ovat tärkeitä muun muassa entsyymeissä, hormoneissa, immunoglobuliineissa ja lipoproteiineissa.  

Valkuaisaineet koostuvat pitkistä aminohappoketjuista. Erilaisia aminohappoja on reilut 20, joista noin 10 on kalalle niin sanottuja välttämättömiä. Näitä kala ei pysty itse valmistamaan. Loput se pystyy itse syntetisoimaan muokkaamalla muita aminohappoja.

Valkuainen sisältää energiaa noin 23.6 MJ/kg, josta muuntokelpoista noin 17.3 MJ/kg.

Kalan valkuaisen tarve

Kalan on saatava ravinnon kautta ne aminohapot joita se tarvitsee muodostaakseen itselleen sopivia valkuaisia. Mikään eläin ei pysty itse valmistamaan aminohappoja, vaan ainoastaan muodostamaan uusia valkuaisia niistä aminohapoista joita se on saanut ravintonsa kautta.

Kalan valkuaisainetarve riippuu monista tekijöistä, jotka tavalla tai toisella on kytketty kalojen kasvunopeuteen. Karkeasti voidaan sanoa että pienellä kalalla on isompi valkuaisainetarve kuin isolla, koska sen lihaskasvu on nopeampaa. Tästä syystä poikasrehujen optimaalinen proteiini-rasvasuhde on eri kuin kasvatusrehuilla.

Valkuaista tarvitaan ennen kaikkea lihasten rakentamiseen ja ylläpitämiseen mutta myös entsyymien valmistamiseen.  Entsyymit ovat siis myös valkuaisia. Sen lisäksi valkuaiset ja aminohapot voidaan myös käyttää energialähteenä.

Aminohappojen sisältämä energia on aminohappotuottajien, eli vihreiden kasvien sitomaa auringonenergiaa. Käytännössä kaikki energia mitä kasvit ja eläimet käyttävät, huolimatta siitä, onko se rasva- proteiini-, tai hiilihydraattimuodossa, on lähtöisin auringosta.  Mikäli valkuaiset käytetään energiaksi,  tarvitaan myös happea.

Valkuainen elimistössä

Rehun tai muun ravinnon sisältämät valkuaisaineet eivät imeydy sellaisenaan, vaan pitkät poly-peptidit pilkotaan ruoansulatuskanavassa pienimmäksi peptideiksi tai aminohapoiksi. Vasta nämä voidaan kuljettaa suolen seinämän läpi verenkiertoon.

Verenkierron kautta aminohapot kulkeutuvat ympäri organismia ja eri elimissä aminohapoista valmistetaan tarpeen mukaan uusia valkuaisia, riippuen siitä mihin eri elimien solut ovat erilaistuneet.  Valitettavasti entsyymit, hormonit eivätkä lihakset ole ikuisia vaan hajoavat jatkuvasti ja samalla rakennetaan uusia tilalle. Kalan ja kaikkien muidenkin eliöiden lihasten sisältämät aminohapot on siis "vaihdettu" elämän aikana moneen kertaan.

Vaihtoon menevät valkuaiset käytetään hyväksi energialähteenä. Valitettavasti tätä energiaa ei pystytä hyödyntämään sataprosenttisesti vaan aminohappojen amino-ryhmä (-NH3) poistuu kalasta joko sellaisenaan tai muutettuna virtsa-aineeksi. Tämä on taas ravintoa mikrobeille ja kasveille. Kalankasvatuksesta tuleva typpikuormitus on siis peräisin joko aminohapoista eli valkuaisista, joita on hajotettu ja käytetty energiana tai sitten sulamattomasta ravinnosta.

Aminohapposuhteet tärkeitä

Erilaisia aminohappoja tarvitaan tietyssä määrällisessä suhteessa toisiinsa nähden. Jos jostain välttämättömistä aminohapoista on vajetta ei kala kykene rakentamaan kaikkia niitä valkuaisia joita se tarvitsee. Ihanteellinen tilanne olisi se, että kaikkia aminohappoja olisi rehussa aivan oikeassa suhteessa kalan tarpeeseen nähden. Nykyisissä aminohappo-optimoiduissa kalanrehuissa tämä toteutuu.

Kun Raisioagro toi ensimmäisenä rehutehtaana Suomen markkinoille aminohappo-optimoidut kalanrehut, otettiin ensimmäinen askel kohti ympäristöystävällisempiä täsmärehuja. Tämän avulla rehujen kokonaisvalkuaista pystyttiin alentamaan mikä vähensi rehuista syntyvää typpikuormitusta.

Kalat, kuten eivät muutkaan eläimet, eivät pysty varastoimaan suuria määriä aminohappoja. Jos niitä on ravinnon kautta tullut enemmän kuin tarvitaan muutetaan ylimääräiset aminohapot energiaksi. Energiaa jota ei välittömästi tarvita, varastoidaan rasvana, koska rasva sisältää eniten energiaa painoyksikköä kohden ja on siis "edullisin" energiavarasto kantaa mukana.

Ravinnon sisältämä valkuainen

 Luonnossa petokalan ravinto koostuu muista kaloista. Kala sisältää vettä 65-75 prosenttia, valkuaista ja rasvaa sekä jonkin verran mineraaleja. Kun vesi otetaan pois jää jäljelle 40-70 prosenttia valkuaista, 20-40 prosenttia rasvaa ja 8-15 prosenttia mineraaleja. Rasvaisissa kaloissa, kuten kirjolohessa voi olla rasvaa  jopa yhtä paljon kun valkuaista, kun taas esimerkiksi silakassa on valkuaista noin 2 kertaa enemmän kuin rasvaa. Tämä tarkoittaa että petokala joka syö muita vähärasvaisia kaloja muuttaa, eli käytännössä tuhlaa valkuaista energiaksi tai käyttää sitä rasvan muodostamiseen. Jos kalanrehun valkuais-rasvasuhde on samanlainen on tällaisen rehun typpikuormitus huomattavasti korkeampi ja rehukerroin moninkertainen optimaalisen valkuais-rasvasuhteen omaavaan rehuun nähden.

Kaikki rehun sisältämä typpi on aminohapoissa eli valkuaisessa. Valkuainen sisältää typpeä 6,25 prosenttia. Rehujen typpimäärän saa siis selville jakamalla rehujen kokonaisvalkuaisprosentti luvulla 6,25.

Energianlähteenä valkuaisaineet ovat huomattavasti kalliimpia kuin rasvat. Siksi on tärkeää, että kala käyttäisi mahdollisimman vähän valkuaista energianlähteenä. Hyvä rehu sisältää siis oikean määrän valkuaista ja eri aminohappoja oikeassa suhteessa toisiinsa.