Sacharidy ve výživě ryb

Autor: Petr Novák · 6.12.2200 · Článek #341 ·

Sacharidy jsou oproti výživě teplokrevných živočichů méně energeticky zastoupenou složkou výživy ryb, ale právě přecenění nebo nedocenění jejich významu, a někdy nedostatečné informace o vzájemných vztazích vedou k chybám v jejich používání při výživě ryb. Kromě toho mezi sacharidy jsou i látky, které výrazně mohou pomoci při zlepšování zdravotního stavu ryb a krmných živočichů.

Co jsou sacharidy?

Podle biochemické terminologie pojem sacharidy znamená totéž, co se dříve označovalo jako uhlohydráty, uhlovodany, karbohydráty, glycidy. I v současné době jsou v krmivářství někdy nejasně popisovány, zejména nebývá dostatečně rozlišena vláknina od ostatních sacharidů. Je to významné zejména s ohledem na obsah vlákniny v krmivech a potřebu výživy dravých ryb.

Sacharidy jsou polyhydroxylované aldehydy a ketony s minimálně třemi atomy uhlíku, a některé jejich sloučeniny.

Výraz "cukerná jednotka"
V podstatě cukerná jednotka znamená totéž, jako molekula monosacharidu nebo jeho derivátu. Název cukerná jednotka místo označení molekuly jednoduchého cukru (monosacharidu) se někdy používá proto, aby se více zdůraznily "malé molekuly" jednoduchých cukrů, které spojením tvoří velkou molekulu oligosacharidů nebo větších sacharidů. Totiž i obrovská molekula škrobu je jedna molekula, ale je složená ze stovek cukerných jednotek.

Podle počtu cukerných jednotek se sacharidy z hlediska přísně teoretického dělí na:
- monosacharidy (jedna cukerná jednotka),
- oligosacharidy (dvě až deset jednotek),
- polysacharidy (11 a více jednotek),
- konjugované sacharidy (složené sacharidy, kromě cukrů jsou zde ještě navázané jiné složky, např. tuky, peptidy nebo bílkoviny. Typicky jsou zastoupené ve vazivové tkáni. Jako energetický zdroj jsou bezvýznamné).

Z hlediska praktického je výhodné držet se dříve používaných dělení, kdy oligosacharidy jsou děleny ještě podrobněji na:
- disacharidy (dvě cukerné jednotky neboli molekuly monosacharidů),
- oligosacharidy (3 – 10 cukerných jednotek).

Dále pak polysacharidy jsou děleny:
a) podle počtu cukerných jednotek na:
- dextriny (11 až 100 molekul monosacharidů neboli cukerných jednotek)
- škroby (nad 100 molekul).

b) podle výchozích sacharidů, ze kterých jsou tvořeny:
- glukany (tvořeny molekulami glukózy). Dále se dělí na alfa-glukany, například glykogen a škrob, a beta glukany, například celulóza nebo některé speciální beta-glukany s biologickou aktivitou, například na imunitu)
- fruktany (tvořeny molekulami fruktózy)
- manany (tvořeny molekulami manózy)
- galaktany (tvořeny molekulami galaktózy)
- xylany (tvořeny molekulami xylózy)

Vlastnosti sacharidů v těchto podskupinách jsou v něčem velmi podobné a lépe se vysvětlují.

mg+:8116]

Trávení sacharidů

Ještě před popisem některých vlastností sacharidů je vhodné zmínit se o tom, jak je organismus získává z potravy. V ústech a žaludku ryb se sacharidy netráví.

V tenkém střevě na začátku se škroby tráví pomocí amyláz a maltáz, vylučovaných pankreatem a stěnou střeva, až na úroveň monosacharidů. Monosacharidy se vstřebávají stěnou střeva do krevního oběhu.
Sacharidy se krevním oběhem portální žílou ostávají do jater, která jich část přímo zpracují, a zbytek teprve jde ostatním orgánům – viz. ČLÁNEK: Anatomie trávicí a vylučovací soustavy ryb.

Z hormonů, které se podílejí na metabolismu sacharidů, má anabolický efekt pouze inzulin. Glukagon, kortikoidy a somatotropní hormon, glukokortikoidy, katecholaminy a thyroxin jsou katabolické hormony.

Monosacharidy

Z monosacharidů, které se mohou vyskytovat v krmivech ryb, jsou obvyklé:
- Glukóza, jinak označovaná jako dextróza nebo hroznový cukr.
- Fruktóza, jinak označovaná jako levulóza nebo cukr ovocný.
- Galaktóza, je složkou mléčného cukru, galaktolipidů, mnoha rostlinných polysacharidů, ve formě monosacharidu se běžně nevyskytuje.
- Manóza, v malém množství se vyskytuje v rostlinných krmivech. Je však velmi zajímavě využitelná.

Glukóza je klíčový sacharid v metabolismu, protože organismus může většinu stravitelných sacharidů přeměnit na tento základní cukr a následně jej využít energeticky, nebo jej přeměnit na zásobní živočišný polysacharid glykogen, který ukládá jako svalový glykogen ("svalový škrob") nebo jaterní glykogen, případně se přemění na zásobní tuk. Na zvýšenou hladinu glukózy v krvi reaguje organismus jako na jev, který může poškodit nejjemnější kapiláry včetně mozku i jiné orgány a snaží se glukózu snížit vyplavením hormonu inzulinu. Inzulin jako širokoúčinný anabolický hormon podporuje vstup glukózy do buněk, tedy i její energetické využití a také přeměnu na zásobní tuk a má anabolické účinky i na tvorbu bílkovin.

mg+:8117]

Fruktóza je zajímavá tím, že ačkoliv ji organismus může přeměnit na glukózu, činí tak velmi neochotně a to pouze v případě, že v organismu chybí glukóza (hypoglykémie). Fruktóza má totiž metabolicky „našlápnuto“ ke snadné přeměně na podkožní tuk a organismus toho využívá.

Galaktóza tvoří polovinu molekuly mléčného cukru laktózy, u živočichů se podílí na tvorbě vazivové tkáně jako konjugovaný sacharid.

Manóza je v čistém stavu velmi drahá surovina. Při požití manózy se část metabolizuje jako glukóza, a část se nevyužije a prochází do moči. V moči zabraňuje některým zánětlivým patogenním baktériím (zejména Escherichia coli) přilnout na epitel močové soustavy, a tím dojde k jejich vyplavení z organismu a potlačení infekce.

Disacharidy

Jak název naznačuje, jedná se o spojení dvou cukerných jednotek neboli dvou molekul monosacharidů. V praxi nejznámější jsou disacharidy sacharóza, maltóza a laktóza.

Sacharóza neboli řepný cukr vzniká spojením glukózy a fruktózy. Má klasicky dokonalou sladkou chuť a v organismu se štěpí na glukózu a fruktózu. Pro zajímavost, ryby dobře vnímají sladkou chuť, a to i umělých sladidel.

Laktóza neboli mléčný cukr vzniká spojením glukózy a galaktózy. Jeho typickou vlastností je nepatrná sladivost, která umožňuje, aby tvořila hlavní zdroj sacharidů v mléce savců, aniž by toto mléko bylo nadměrně sladké. Má i mírně prebiotické vlastnosti a podporuje vstřebávání minerálních látek. Na štěpení laktózy je nutný enzym laktáza, který se tvoří pouze u savců. Dávky laktózy v krmivech živočichů, kteří na ni nejsou zvyklí, by neměly překročit 4 % v trávenině, aby nevznikly trávicí potíže.

Maltóza neboli sladový cukr je spojením dvou jednotek glukózy. Typicky se tvoří v klíčícím obilí, kde vzniká ze zásobního škrobu.

mg+:8118]

Několik poznámek k disacharidům
Med je tvořen především fruktózou a glukózou, s trochou sacharózy a maltózy, a nepatrně minerálních látek a vitamínů. Čím dříve a snadněji med krystalizuje, tím má vyšší podíl glukózy a nižší podíl fruktózy. Med se může používat jako jedna ze surovin při kultivaci krmného hmyzu (zavíječ voskový).

Hnědý cukr je nevyčištěný řepný nebo třtinový cukr v různém stupni znečištění cukrové šťávy. Obsahuje zbytky rostlinných šťáv, zbytky zeminy apod. Snem všech cukrovarníků je prodávat takto nečistý cukr bez další úpravy. Přes veškerou propagaci je nutno k němu přistupovat podobně jako k cukru. Hnědý cukr a melasa se někdy používají při svépomocné výrobě kultivačního substrátu pro octomilky.

Melasa je sladký odpad při zpracování cukru, z něhož již nelze oddělit zbytkovou sacharózu. Je to koncentrát odpadních látek z čištění cukrové šťávy. Obsahuje zbytky zeminy a v důsledku toho vysoký podíl minerálních a organických látek. Často se používá jako zdroj sacharidů pro fermentační technologie.

mg+:8119]

Sladový extrakt, vyráběný z naklíčeného ječmene, je velmi atraktivní surovinou obsahující kromě maltózy biologicky aktivní látky z klíčícího ječmene. Působí příznivě na játra. Má příjemně sladkou chuť s typickou příchutí sladu. Pro kultivaci octomilek je nejvhodnější.

mg+:8128]

Oligosacharidy (3 – 10 cukerných jednotek)

Z hlediska velikosti molekul by sem mělo patřit pojednání o nich. Jsou známé především kvůli prebiotickým účinkům, které u ryb jsou poměrně málo vyzkoušeny.

Polysacharidy

Dextriny
Řetězce 11-100 cukerných jednotek, nejznámější je maltodextrin vyráběný štěpením škrobu. V praxi jsou zajímavé tím, že jsou lépe vstřebatelné a stravitelné než škroby.

Rostlinné škroby a živočišný glykogen
Obsahují více než 100 cukerných jednotek. U obratlovců se označují jako glykogen, u rostlin jako škrob. Jsou to zásobní látky, v buňkách nezpůsobují osmotické problémy, jako kdyby zde byly skladovány monosacharidy.

Glykogen
U živočichů (obratlovců) se polysacharid z mnoha glukózových molekul nazývá glykogen, nejvíce je ve svalech a v játrech. Jeho struktura vypadá jako řetězec, z něhož do stran jdou ještě kratší řetězce. Svalový glykogen je zdrojem energie pro svaly, kde se při katabolických procesech (svalový výkon, hladovění) rozkládá působením hormonu glukagonu (antagonista inzulinu). Při zátěži se glykogenu může vyčerpat pouze přibližně třetina, a to jen z postranních řetězců. Také se označuje jako disponibilní glykogen. Pokud by se narušila struktura hlavního řetězce, došlo by k nevratnému poškození.

mg+:8120]

Škroby rostlinné
Tvoří zásobní zdroj energie v rostlinách (obiloviny, luštěniny, brambory). Dravé ryby tráví škroby poněkud hůře, zejména jejich potěr. Škroby v materiálech v přírodní tepelně nezpracované formě jsou pro ryby obtížně stravitelné, protože jsou uloženy v buňkách z celulózy, která je pro ryby nestravitelná. Škroby by měly být zpracované tak, aby byly lépe přístupné pro trávicí enzymy, například vařením, extruzí (ČLÁNEK: Extrudované výrobky v akvaristice) a podobně.

Vláknina
Obecně se do této skupiny s poněkud nepřesným chemickým ohraničením řadí neškrobové polysacharidy, celulóza, hemicelulóza, pektiny, lignin (není to sacharid, ale je považován za vlákninovou složku), rostlinné gumy a rostlinné slizy a mikrobiální polysacharidy. Někdy jsou sem řazeny i oligosacharidy obsahující 2-10 molekul, protože pod pojmem vláknina jsou někdy uváděny nestravitelné sacharidy ve stravě. Celulóza a lignin jsou nerozpustné, ostatní mají schopnost bobtnat nebo se rozpouštět ve vodě. Některé jsou zcela nestravitelné, některé je organismus schopen částečně využít. Ještě lépe je dokáže využít mikroflóra trávicí soustavy.

Chitin
Polysacharid chitin (polymer N-acetyl-D-glukosaminu) tvoří u hmyzu kutikulu a u korýšů exoskelet, který v podstatě nahrazuje kostru a chrání měkké tkáně a orgány. Je obsažen i v houbách a kvasinkách. Ryby v trávicí soustavě produkují enzym chitinázu, takže jej mohou trávit, protože významnou složkou jejich potravy je hmyz a vodní korýši. Chitin ve výživě ryb tedy není typicky nestravitelnou balastní látkou, jak se někteří akvaristé domnívají.

mg+:8121]

Mukopolysacharidy
Tvoří vazkou tekutinu například ve slizu, kloubech, nebo složku vazivové tkáně.

Význam sacharidů ve výživě, dávkování

K níže uvedeným hodnotám je nutno dodat, že v tabulkách doporučených hodnot živin pro krmiva ryb jsou v případě bílkovin a tuků uváděny minimální dávky, v případě sacharidů a vlákniny nejvyšší doporučené množství. Uvedeny jsou doporučené horní limity obsahu sacharidů, které jsou považovány za nejméně významnou základní živinu. Ovšem toto doporučení je v návaznosti na nejvíce zastoupené živiny, a to jsou bílkoviny, a vychází z průměrně 50 % využitelnosti aminokyselin v bílkovinách, což je obvyklé. Nevyužité aminokyseliny jsou využity jako zdroj energie podobně jako sacharidy. Pokud je však dobře spočítáno zastoupení aminokyselin v jednotlivých bílkovinách použitých v receptuře, využitelnost bílkovin se zvýší (běžně na 80 % i víc) a potom může být obsah bílkovin nižší a obsah sacharidů a kvalitních lipidů v krmivu se může (výhodně) zvýšit.

Množství sacharidů v krmivech ryb
Nedostatek sacharidů v krmivu vede k tomu, že organismus zbytečně používá cenné bílkoviny jako zdroj energie. Proces glukoneogeneze (tvorba sacharidů z bílkovin a tuků) je u ryb a krevetek velmi účinný, ale z hlediska profesionální akvaristiky je málo ekonomický, protože sacharidy patří mezi nejlevnější živiny a bílkoviny jsou velmi drahé. Kromě toho glukóza je nutná jako palivo pro mozek a nervy, syntézu mukopolysacharidů, chitinu a nukleových kyselin. Pokud je však zastoupení aminokyselin v proteinové složce krmiva velmi hodnotné (biochemicky definovaná výživa), může být sacharidová složka výhodně zvýšena.

Obsah sacharidů v krmivu
Doporučený nejvyšší obsah sacharidů v sušině krmiva pro masožravé ryby by měl být u potěru 15 %, a během růstu se postupně zvyšuje až na 25 % u generačních ryb.
Doporučený nejvyšší obsah sacharidů v sušině krmiva pro všežravé ryby by měl být u potěru 30 %, a postupně se zvyšuje během růstu až na 40 %.
Uvedené hodnoty platí pro sladkovodní i mořské ryby.

Doporučený nejvyšší obsah sacharidů v sušině krmiva pro masožravé krevetky by měl být u nejmenších mláďat 5 %, a během růstu se postupně zvyšuje až na 15 – 20 % u generačních jedinců.
Doporučený nejvyšší obsah sacharidů v sušině krmiva pro všežravé krevetky by měl být u nejmenších mláďat 15 %, a postupně se zvyšuje během růstu až na 25 – 35 %.

Nejvyšší doporučený obsah sacharidů (uvedená vyšší hodnota) v krmivu krevetek je pro dospívající jedince. Uvedené hodnoty platí pro sladkovodní i mořské krevetky.

mg+:8122]

Glykemický index sacharidových krmiv
V podstatě vyjadřuje rychlost vstřebávání sacharidů a nárůst hladiny glukózy v krvi ve srovnání s čistou glukózou. Toto vstřebávání je zpomaleno právě obsahem vlákniny a také ostatních živin.

Vláknina a výživa

Obsah vlákniny v krmivu je v podstatě klíčový ukazatel snadnosti využití živin.

Vláknina nejvíce ovlivňuje rychlost průchodu stravy trávicí soustavou a rychlost vstřebávání živin. Nerozpustná hrubá vláknina, zejména celulóza dráždí povrch stěny střeva a tím urychluje peristaltiku a průchod tráveniny střevem. Při rychlém průchodu organismus nestačí vstřebat všechny živiny. Rozpustná vláknina zpomaluje činnost trávicích enzymů a zpomaluje vstřebávání živin. V žaludku velký objem vlákniny zvyšuje pocit nasycenosti, zpomaluje jeho vyprazdňování. Vláknina mnohanásobně váže vodu a ta se z ní uvolňuje až v tlustém střevě. Výrazně zvyšuje objem výkalů. Nadměrný obsah vlákniny v přirozené stravě nebo umělém krmivu je největší brzdou vstřebávání živin a omezením výkonnosti trávicí soustavy.

Doporučený nejvyšší obsah nerozpustné hrubé vlákniny v sušině krmiva pro masožravé ryby by měl být u potěru 1 %, a během růstu se postupně zvyšuje až na 2,5 % u generačních ryb.
Doporučený nejvyšší obsah nerozpustné hrubé vlákniny v sušině krmiva pro všežravé ryby by měl být u potěru 1,5 %, a postupně se zvyšuje během růstu až na 4 %.

Uvedené hodnoty platí pro sladkovodní i mořské ryby.

mg+:8123]

Doporučený nejvyšší obsah nerozpustné hrubé vlákniny v sušině krmiva pro masožravé krevetky by měl být u nejmladších 1,5 %, a během růstu se postupně zvyšuje až na 1,5 – 2,0 % u generačních jedinců.
Doporučený nejvyšší obsah nerozpustné hrubé vlákniny v sušině krmiva pro všežravé krevetky by měl být u nejmladších 1 %, a postupně se zvyšuje během růstu až na 2 – 3 %.

Nejvyšší doporučený obsah nerozpustné hrubé vlákniny (uvedená vyšší hodnota) v krmivu krevetek je u dospívajících jedinců. Uvedené hodnoty platí pro sladkovodní i mořské krevetky.

mg+:8124]

Ostatní sacharidy
V textu není pojednáno o dalších sacharidech, jako jsou například biologicky aktivní beta-glukany a další speciální sacharidy a jejich deriváty. Je to téma již poněkud vzdálené základnímu postavení významu sacharidů jako energetického zdroje pro výživu.