Aminozuurprofielen, totale stikstofgehaltes en berekende eiwit-efficiëntieverhoudingen van wortelschillen van Manihot esculenta en Dioscorea rotundata

Abstract

Knolwortels van cassave en yam zijn belangrijke bronnen van koolhydraten in de voeding van de mens, alternatieve energiebronnen in veevoer, en zetmeelbronnen in kleinschalige industrieën. Er werd onderzoek gedaan naar aminozuurprofielen, totale stikstofgehaltes en berekende-eiwit-efficiëntieverhoudingen (C-PER) van knolwortelschillen van Manihot esculenta Crantz en Dioscorea rotundata Poir. Aminozuuranalyses werden uitgevoerd met behulp van ionenwisselingschromatografiemethoden. Het totale stikstofgehalte werd gemeten met behulp van de micro-Kjeldahl-methode. Het C-PER werd berekend met behulp van regressievergelijking. De concentraties van aminozuren die werden gevonden in de cassaveschillen varieerden van 0,54 tot 6,54 g/100 g eiwit, terwijl die van yamschillen tussen 0,37 en 6,25 g/100 g eiwit lagen. De totale aminozuurconcentratie van de cassaveschillen was niet significant () hoger dan die van de yamschillen. Essentiële aminozuur scores toonden aan dat Phe + Tyr en Met + Cys de meest overvloedige en beperkende aminozuren waren, respectievelijk, in cassave en yam schillen. Het percentage stikstofgehalte en C-PER van de cassaveschillen waren significant () hoger dan die van de yamswillen. De cassave- en yemschillen waren geen bronnen van goede kwaliteit eiwitten. Daarom zou het gebruik van cassave- of yamschillen als veevoeder aangevuld moeten worden met andere bronnen die rijk zijn aan eiwitten van goede kwaliteit.

1. Inleiding

L-α-Aminozuren zijn de primaire bronnen van stikstofatomen voor biologische systemen. Zij zijn precursoren voor de biosynthese van stikstofhoudende verbindingen zoals haem, purines, ureum, pyrimidines, hormonen, neurotransmitters, biologisch actieve peptiden, en proteïnen. Van de meer dan 300 natuurlijk voorkomende aminozuren worden er precies 20 gebruikt in biologische systemen om enorme reeksen proteïnemoleculen te vormen. Voedingswetenschappers hebben aangetoond dat mensen en andere zoogdieren niet in staat zijn om ongeveer 10 van de 20 L-α-aminozuren die aanwezig zijn in eiwitten te synthetiseren in hoeveelheden die voldoende zijn om de groei van kinderen te ondersteunen of om het welzijn op volwassen leeftijd te handhaven. Bijgevolg moeten diëten voor mens en vee toereikende hoeveelheden van deze nutritioneel essentiële aminozuren bevatten, terwijl de resterende nutritioneel niet-essentiële aminozuren gemakkelijk biosynthetisch worden vervaardigd via metabolische routes waarbij amfibole tussenproducten betrokken zijn. Aminozuren zoals Leu, Ile, Trp, Lys, Phe, en Tyr worden ketogeen genoemd omdat zij precursoren zijn voor de synthese van ketonlichamen, namelijk aceton, acetoacetaat, en β-hydroxybutyraat, terwijl Arg, Gln, His, Pro, Ile, Met, Thr, Val, Phe, Tyr, Asp, Asn, Ala, Cys, Gly, Ser, en Trp glucogeen worden genoemd omdat zij tot glucose en glycogeen kunnen worden gemetaboliseerd. Ile, Trp, Tyr, en Phe zijn echter zowel ketogeen als glucogeen, terwijl Lys en Leu strikt ketogeen zijn.

De hoeveelheid en kwaliteit van eiwitten in de voeding zijn afhankelijk van de bron van het voedselmateriaal. Dieetproteïnen kunnen uiteenlopende fysiochemische eigenschappen vertonen wat betreft hun verteerbaarheid en biologische beschikbaarheid, alsmede hun overeenkomstige biologische waarde. Vanuit nutritioneel oogpunt is de eiwit-efficiëntieverhouding (PER) het quotiënt tussen de hoeveelheid geconsumeerd eiwit en het overeenkomstige lichaamsgewicht dat door het dier wordt bereikt. Bij afleiding is de berekende eiwit-efficiëntieverhouding (C-PER), zoals eerder gerapporteerd, een nuttige parameter voor de evaluatie van de eiwitkwaliteit. Dierlijke eiwitten worden over het algemeen als superieur beschouwd ten opzichte van plantaardige eiwitten, omdat zij een positieve stikstofbalans in het lichaam kunnen handhaven door alle essentiële aminozuren te leveren, zelfs als de enige stikstofbron in het dieet. Bovendien worden plantaardige eiwitten over het algemeen niet zo goed verteerd en geassimileerd als dierlijke eiwitten. Niettemin hebben studies aangetoond dat eiwitten afkomstig van plantaardige producten zoals maïskiemen, sojabonen, tarwekiemen, en gist ongeveer dezelfde verhouding aminozuren leveren als dierlijke eiwitten .

Over het geheel genomen zijn knolwortels van Manihot esculenta Crantz (cassave) en Dioscorea rotundata Poir. (yam) zijn belangrijke bronnen van voedingskoolhydraten voor de mens, alternatieve energiebronnen in veevoeders, en bronnen van zetmeel in kleinschalige industrie . Volgens het rapport van Okigbo bevatten de schillen van de cassavewortel iets meer eiwitten dan het zetmeelhoudende parenchym van de hele wortel. Enkele producten op basis van cassave die bekend zijn onder hun lokale namen zijn abacha, fufu, farinha, lio-lio, tapioca, en garri. De tropische gordel in Afrika produceert meer maniokwortels dan de rest van de wereld samen, met een productie die in 2010 meer dan 230 miljoen ton bedroeg. De buitenste laag of peridermale regio van de cassavewortel weegt ongeveer 0,5-2,0% van het totale natte wortelgewicht. Het corticale parenchym is tussen 1 en 2 mm dik en bevat het merendeel van de cyanogene glycosiden die in cassave aanwezig zijn. De eerste stap in de verwerking van cassavewortel tot diverse producten bestaat uit het handmatig verwijderen van het buitenste omhulsel met behulp van een mes.

De wortelknol is gewoonlijk cilindrisch van vorm en weegt 3-5 kg. De vorm en grootte kunnen echter variëren als gevolg van genetische en omgevingsfactoren. Hoewel er meer dan 200 soorten yamswortels bestaan, vormen slechts 10 soorten een bron van basisvoedsel in de tropen. In 2005 werd op 5 miljoen hectare in ongeveer 47 landen wereldwijd 48,7 miljoen ton yamswortels verbouwd, waarvan 97% in Afrika bezuiden de Sahara. Yams worden vaak gekookt, gebakken en geroosterd gegeten of tot witte pasta of donkerbruine pasta gestampt, in het zuiden van Nigeria Amala genoemd, een populaire lokale delicatesse in Yoruba-land die van yamswortelpoeder wordt gemaakt. Net als bij andere knol- en wortelgewassen begint de verwerking van yamswortelknollen met het verwijderen van het buitenste omhulsel met behulp van een mes. De samenstelling van voedingsstoffen en de energiewaarden van yamswortelsoorten zijn elders beschreven. De beschreven dwarsdoorsnede van een rijpe yamswortelknol toont een buitenste gedeelte of kurkachtige peridermis en een binnenste cortex onder de peridermis, die een kleine hoeveelheid opgeslagen zetmeel bevat. De meristematische laag bestaat uit dunne celwanden van waaruit scheuten ontstaan. De grondweefsels herbergen de vaatbundels en een groot aantal zetmeelcellen. De schillen van de yamswortel bestaan meestal uit de kurkachtige peridermis, de cortex en de meristematische laag.

Een van de vele maatregelen om de grote uitdagingen van de voedselzekerheid in Nigeria het hoofd te bieden, is een maximale benutting van voedselgewassen, waarbij de bijprodukten en het afval dat ontstaat tijdens de verwerkingsfase, worden omgezet in nuttige en consumeerbare produkten. In de veeteelt zijn cassave- en yamschillen goedkope bronnen van veevoer. Herkauwers verteren de vezels van de schillen met behulp van mutualistische micro-organismen tot methaan, CO2, azijnzuur, propionzuur en boterzuur, die door het dier (de gastheer) worden geabsorbeerd als een belangrijke bron van energie. In de kleinschalige agro-industrie echter, onderstreept de invloed van cassaveschillen op de milieuvervuiling de noodzaak om deze afvalstoffen om te zetten in nuttige produkten, hetgeen dient om de voedsel- en economische waarde van cassavewortels en, bij uitbreiding, yamknollen te verhogen. Daarom werd onderzoek gedaan naar het aminozuurprofiel, het totale stikstofgehalte en de C-PER van knolwortelschillen van M. esculenta en D. rotundata, om vast te stellen of ze gezamenlijk kunnen dienen als gemakkelijk beschikbare bronnen van voedingsaminozuren en kwaliteitseiwitten voor het behoud van een positieve stikstofbalans in het lichaam.

2. Materialen en Methoden

2.1. Gerijpte en gezonde wortels van de “bittere” cassave variëteit (M. esculenta) en “witte” yam variëteit (D. rotundata Poir.) werden geoogst tijdens het natte seizoen, op 16 augustus 2015, van Ofkaja Farm in Uruagu-Nnewi, Anambra State (breedtegraad 6°20′N; lengtegraad 7°00′E), Nigeria, dat in de regenwoudgordel ligt. De cassavewortels en yamknollen werden binnen 24 uur naar het laboratorium vervoerd, geïdentificeerd en geauthentiseerd door Dr. F. N. Mbagwu in het Herbarium van het Department of Plant Science and Biotechnology, Imo State University, Owerri, Nigeria. De monsters hebben de vouchernummers IMSUH 076 en IMSUH 116 voor respectievelijk de yamknollen en de cassavewortels.

2.2.

De cassavewortels en yamknollen werden gedurende 5 minuten onder een continue stroom leidingwater gewassen om vuil te verwijderen en daarna met vloeipapier drooggedept. Het buitenste omhulsel van de cassavewortels en yamswortelknollen werd met de hand verwijderd met een roestvrij keukenmes. De cassave- en yamswortelschillen werden afzonderlijk verzameld op roestvrijstalen schalen en gedurende 24 uur in de oven gedroogd (Gallenkamp Oven 300 plus series, Engeland) bij 150°C. De monsters werden bij een dergelijke temperatuur verhit omdat denaturatie van eiwitten door hitte vooral de waterstofbruggen beïnvloedt zonder de covalente bindingen in het polypeptide te verbreken. De gedroogde schillen werden afgekoeld tot kamertemperatuur (°C), tot poeder vermalen en in steriele glazen potten met schroefdoppen bewaard tot ze voor verdere analyses werden gebruikt.

2.3. Analyse op aminozuursamenstelling

De aminozuuranalyse werd uitgevoerd met ionenwisselingschromatografie (IEC) zoals beschreven door Spackman et al. , Ibegbulem et al. , en Ibegbulem en Belonwu . De monsters werden ontvet, zuur gedigesteerd alvorens de digestie in de aminozuuranalysator te brengen. Kort gezegd werden de gedroogde cassave- en yamschillen ontvet volgens standaardmethoden. Een hoeveelheid (6 g) van de verpulverde cassaveschillen werd gewogen en overgebracht in een extractiehuls. De extractie van het vetoplosbare materiaal van de schillen werd uitgevoerd met een chloroform/methanol (2 : 1; v/v) mengsel in een Soxhlet extractieapparaat. Vervolgens werd 4 g van de ontvette verpulverde schillen overgebracht in een glazen ampul. Een volume (8 ml) 6 N HCl werd aan het monster toegevoegd en zuurstof werd uit de omgeving van het monster/zuurmengsel verdreven door gasvormige stikstof in de glazen ampul te laten stromen. De ampul werd boven een bunsenbrandervlam afgesloten, overgebracht in een oven (Gallenkamp Oven 300 plus series, Engeland), vooringesteld op 105 ± 5 °C, en gedurende 22 uur laten staan. Het filtraat werd in een heteluchtoven (Gallenkamp Oven 300 plus serie, Engeland) tot droogte ingedampt. Ten slotte werd het residu opgelost in 5 mL acetaatbuffer (pH = 2,0) en in een plastic buisje bij een vriestemperatuur van -4°C bewaard tot gebruik voor de analyses. Een volume van 10 μL van de digest werd gedoseerd in de cartridge van de Technicon Sequential Multisample (TSM) aminozuuranalysator (Technicon Instruments Corporation, New York). De geautomatiseerde analyse duurde 76 min. De hele procedure werd herhaald voor de verpulverde yamswortels. De concentratie van elk vrij aminozuur was evenredig met het piekgebied dat werd afgetekend door een integrator die op de TSM-analysator was aangesloten.

2.4. Resolutie van Asp, Asn, Glu, en Gln inhoud van monster

De inhoud van Asp en Asn alsmede Glu en Gln werden opgelost zoals beschreven door Ibegbulem en Ibegbulem et al. met gebruikmaking van de verhouding van 5.3/4.3 voor Asp to Asn en 6.3/4.2 voor Glu to Gln. Aminozuren als Asp, Asn, Glu, en Gln hebben een gemiddeld voorkomen van respectievelijk 5.3, 4.3, 6.3, en 4.2, in 1150 eiwitten waarvan de aminozuursequenties bekend zijn (Nelson and Cox, 2008). Het totale Glu (Glx) en totale Asp (Asx) gehalte werd geschat voor de cassave en yam schillen op respectievelijk 6.54 en 6.00, en 6.25 en 5.81.

2.5. Berekening van aminozuurgroepen

De berekening van het totaal aminozuur (TAA), totaal essentieel aminozuur (TEAA), totaal niet-essentieel aminozuur (TNEAA), totaal zuur aminozuur (TAAA), en totaal basisch aminozuur (TBAA) van een monster werd berekend zoals beschreven door Ibegbulem et al. Totaal glucogeen aminozuur (TGAA) werd berekend door het optellen van de concentraties van Arg, Gln, His, Pro, Met, Thr, Val, Asp, Asn, Ala, Cys, Gly, en Ser, terwijl de totale ketogene aminozuren (TKAA) werden berekend door het optellen van de Lys en Leu inhoud van de monsters. Trp werd niet gebruikt in de berekeningen omdat het normaal vernietigd wordt tijdens dergelijke chemische analyses. Percentage Aminozuur/TAA Verhouding

Dit werd berekend als de verhouding van de concentratie van het aminozuur tot TAA vermenigvuldigd met 100.

2.7. Chemische scores van essentiële aminozuren

De score van een essentieel aminozuur (EAA) werd berekend als de verhouding tussen de concentratie van dat EAA (mg/g eiwit) en die van de gewenste concentratie (mg/g eiwit) in een referentie-voedingsproteïne . Als standaardreferentiewaarden werden de FAO/WHO/UNU aminozuurscores gebruikt.

2.8. Totale stikstofgehalte

De totale stikstofgehalten van de cassave- en yamschillen werden gemeten met behulp van de micro-Kjeldahl-methoden, zoals eerder beschreven.

2.9. Berekening van de verhouding proteïne-efficiëntie

De C-PER werd berekend met behulp van de regressievergelijking die door Alsmeyer et al. werd beschreven :

2.10. Statistische analyse

De resultaten werden uitgedrukt als gemiddelde ± SD, statistisch geanalyseerd met behulp van een-weg ANOVA, en het niveau van significantie werd vastgesteld op . De gegevens werden ook geanalyseerd met behulp van de procentuele variatiecoëfficiënt (%CV).

3. Resultaten

De concentraties van de verschillende aminozuren die in de cassaveschillen werden aangetroffen, varieerden van 0,54 tot 6,54 g/100 g eiwit, terwijl die van yamswortels tussen 0,37 en 6,25 g/100 g eiwit lagen (tabel 1). Verder bleek uit de resultaten in tabel 1 dat cassave- en yamswortels relatief hoge concentraties Leu en Glu bevatten, terwijl de concentraties Met en Cys relatief laag waren. Er was geen verschil in aminozuurconcentraties tussen de cassave- en yamswortels met betrekking tot Gly en Ala. Daarentegen was de variabiliteit in Ile-concentraties tussen de cassave- en yamschillen relatief zeer hoog, zoals blijkt uit het %CV = 29,75. Bovendien was de %CV van His, Met, Ser, Leu, Pro, Cys, en Phe concentraties tussen de cassave en yam schillen matig hoog.

Metc 0.54

.06

Amino acid Cassava schillen Yamschillen Mean SD %CV
Lysc 2.42 2.36 2.30 0.03 1.26
Hisc 1.08 0.95 1.02 0.07 6.40
Argc 3.23 3.15 3.19 0.04 1.25
Thrc 2.27 2.16 2.22 0.06 0.70 0.70 2.70
Metc 0.54 0.37 0.46 0.09 19.57
Ilec 3.13 1.70 2.42 0.72 29.75
Phec 2.82 2.29 2.56 0.27 10.55
Leuc 4.17 3.58 3.88 0.30 7.75
Valc 3.10 3.16 3.13 0.33 0.95
Aspb 3.31 3.21 3.26 0.05 1.53
Asnb 2.69 2.60 2.65 0.05 1.89
Serb 1.59 1.41 1.50 0.09 6.00
Glub 3.92 3.75 3.84 0.09 2.34
Glnb 2.62 2.50 2.56 0.06 2.34
Prob 1.62 1.39 1.51 0.12 7.95
Glyb 2.40 2.41 2.41 0.00 0.00
Alab 3.31 3.31 0.00 0.00 0.00 0.00
Cysb 0.55 0.41 0.48 0.07 14.50
Tyrb 1.99 1,90 1,95 0,05 2,56
Waarden zijn gemiddelden van drievoudige bepalingen; c = essentiële aminozuren; b = niet-essentiële aminozuren; SD = standaardafwijking; CV = variatiecoëfficiënt.
Tabel 1
Aminozuurprofiel (g/100 g eiwit) van cassave- en yamschillen.

De totale aminozurenconcentratie (TAA) van de cassaveschillen was niet significant () hoger dan die van de yamschillen (tabel 2). Evenzo was de totale concentratie niet-essentiële aminozuren (TNEAA) van de cassaveschillen niet hoger dan die van de yamswortels.

Groepen Cassavaschillen Yam schillen gemiddelde SD %CV
TAA (g/100 g eiwit) 46.76 42,61 44,69 2,08 4,65
TNEAA (g/100 g eiwit) 24,00 22,89 23,45 0,56 2.39
TEAA (g/100 g eiwit) 22,76 19,72 21,24 1,52 7.16
TAAA (g/100 g eiwit) 7,23 6,96 7,10 0,14 1,97
TBAA (g/100 g eiwit) 6.73 6,46 6,60 0,14 2,12
TGAA (g/100 g eiwit) 28,31 27.03 27.67 0.64 2.31
TKAA (g/100 g eiwit) 6.59 5.94 6.27 0.33 5.26
TEAA/TAA ratio 0.49 0.46 0.48 0.12 25.00
TNEAA/TAA ratio 0.51 0.54 0.53 0.12 22.64
TNEAA/TEAA ratio 1.05 1.86 1.46 0.40 27.40
TAAA/TBAA ratio 1.07 1.08 1.08 0.01 0.93
TGAA/TKAA ratio 4.30 4.55 4.43 0.03 0.68
%Pro/TAA ratio 3.46 3.26 3.36 0.10 2.98
%Gly/TAA ratio 5.13 5.66 5.40 0.27 5.00
Tabel 2
Gemiddelde aminozuurgroepen van cassave- en yamschillen en enkele verhoudingen.

Tabel 2 liet zien dat de yamswortels relatief lagere concentraties van totale essentiële aminozuren (TEAA) vertoonden dan die van de cassaveschillen. De verhoudingen van TEAA of TNEAA tot TAA, TNEAA tot TEAA, en %Gly/TAA tussen cassave- en yamschillen waren significant verschillend (). De verhoudingen van TAAA tot TBAA, TGAA tot TKAA, en %Pro/TAA tussen cassave- en yamswortelschillen waren echter niet significant verschillend ().

De waarden van de TEAA, TKAA, en TEAA/TAA verhoudingen van de cassaveschillen waren significant () hoger dan die van de yamschillen, terwijl de TNEAA/TAA en TNEAA/TEAA verhoudingen van de yamschillen significant () hoger waren dan die van de cassaveschillen (Tabel 2). De gemiddelde aminozuurconcentraties, in de cassave- en yamschillen, volgens hun groepen waren in de volgorde: TGAA > TNEAA > TEAA > TAAA > TBAA > TKAA.

De Met + Cys, Ile, Leu, en Phe + Tyr essentiële aminozuur scores van de cassave schillen waren significant () hoger dan die van de yam schillen (Tabel 3). De TEAA score van cassave schillen was significant () hoger dan die van de yam schillen.

Aminozuur Standaardwaarde Aminozuurscore (mg/g eiwit)
Cassavaschillen Yamschillen gemiddelde SD %CV
Lys 55 0.44 0.43 0.44 0.01 2.27
Thr 40 0.57 0.54 0.56 0.02 3.57
Met + Cys 35 0.31 0.22 0.27 0.05 18.52
Ile 40 0.78 0.43 0.61 0.18 29.51
Leu 70 0.60 0.51 0.56 0.05 8.93
Val 50 0.62 0.63 0.63 0.01 1.59
Phe + Tyr 60 0.80 0.70 0.75 0.05 6.66
Totaal 360 4,12 3,46 3,79 0,33 8.71
SD = standaardafwijking; CV = variatiecoëfficiënt; standaardwaarde van essentiële aminozuurscores volgens FAO/WHO/UNU .
Tabel 3
De essentiële aminozuurscores van cassave- en yamschillen ten opzichte van het voorlopige aminozuurscorepatroon.

Tabel 4 toonde aan dat het percentage stikstofgehalte (%N) en de C-PER-waarde van de cassaveschillen significant hoger waren dan die van de yamschillen.

2.25

Parameter Cassavaschillen Yam schillen gemiddelde SD %CV
%N 0.08 6.40
C-PER 1.14 0.88 1.01 0.13 12.87
%N = percentage stikstof; C-PER = berekende-eiwitrendementsverhouding; SD = standaardafwijking; CV = variatiecoëfficiënt. Gegevens op dezelfde rij met verschillende superscriptletters zijn significant verschillend ().
Tabel 4
Procentuele stikstofgehalten en berekende-eiwitefficiëntieverhoudingen van cassave- en yamschillen.

4. Discussie

Vorige rapporten hadden aangetoond dat wortelknollen van cassave en yam relatief lage hoeveelheden eiwitten bevatten, tussen 1-4%. Het eiwitgehalte van wortelknollen kan echter aanzienlijk variëren tussen verschillende soorten en cultivars, afhankelijk van de klimatologische, edafische en groeiomstandigheden, alsmede de mate van rijpheid bij de oogst. Het resultaat van de aminozuurprofielen van de huidige studie (tabel 1) toonde aan dat Leu en Glu relatief de meest overvloedige aminozuren waren in respectievelijk cassave- en yamschillen. De relatief hoge concentraties van Glu in yamschillen kwamen overeen met eerdere rapporten over de verdeling van het aminozuur in twee cultivars van D. rotundata knollen die worden opgeslagen en gerijpte M. esculenta wortels. Eerdere rapporten hadden opgemerkt dat het totale stikstofgehalte van cassavewortels ongeveer 50% van het ruweiwitgehalte uitmaakte, terwijl de andere 50% bestond uit vrije aminozuren, die voornamelijk uit Glu en Asp bestonden, en niet-eiwitbestanddelen zoals nitriet, nitraat, en cyanogene verbindingen . Het verschil in aminozuurgehalte tussen cassave- en yamschillen was zodanig dat de concentraties van Cys, Met, Phe en Ile tweecijferig varieerden, terwijl die van Ser, His, Leu en Pro eencijferig varieerden, zoals geïllustreerd door hun overeenkomstige %CV’s (tabel 1). Desondanks was de proteïnekwaliteit van cassaveschillen beter dan die van de yamschillen (Tabel 4) vanwege de hogere Pro- en Leu-gehalten (Tabel 1) zoals uitgedrukt in (1) en gedefinieerd door C-PER.

De verhoudingen van TAAA tot TBAA en TGAA tot TKAA tussen cassave- en yamschillen (Tabel 2) suggereerden dat hun proteïnen negatiever geladen waren en dat meer dan het viervoudige van het gehalte aan ketogene aminozuren gebruikt kan worden voor de synthese van glucose en glycogeen. De %Pro/TAA verhoudingen en %Gly/TAA verhoudingen gaven aan dat cassave- en yamschillen bolvormige eiwitten bevatten. Vezelige proteïnen zoals collageen bevatten 33% Gly en 13% Pro, terwijl bolvormige proteïnen zoals hemoglobine 4% Gly en 5% Pro bevatten. De aromatische aminozuren waren de meest overvloedige essentiële aminozuren in de schillen (Tabel 3), maar voldeden niet aan de adequate voedingsvereisten met 20 en 30% voor respectievelijk cassave- en yamschillen. Omgekeerd toonden de huidige bevindingen aan dat Met + Cys de minst essentiële amino score hadden in de knolvormige wortelschillen van respectievelijk cassave en yam, geïllustreerd door hun relatief lage niveaus (Tabel 1). Dit resultaat bevestigde eerdere rapporten. De zwavelhoudende aminozuren, Met + Cys, voldeden met 69 en 78% niet aan de adequate voedingsbehoefte in respectievelijk cassave- en yamschillen. Eerdere rapporten toonden aan dat Leu de laagste essentiële aminozuur score had in hittebehandelde verse palmwijnen van Raphia hookeri en Elaeis guineensis , terwijl Thr de laagste essentiële aminozuur score had in proceslijn cacao nibs en verwerkte cacao koek monsters . Echter, de grillen van het intermediaire metabolisme, vooral in knolvormige wortels tijdens opslag of kieming, kunnen leiden tot grote variabiliteit in hun aminozuurconcentraties en distributie. Aangezien de schillen alle essentiële aminozuren bevatten, kan hun aminozuurgehalte worden gebruikt om proteïnen te synthetiseren met opvallend verschillende eigenschappen en activiteiten, in tegenstelling tot die van palmpitolie, die geen essentiële aminozuren zoals Ile, Thr, en Val bevatte. De correcties voor de zwavelhoudende aminozuren in de schillen werden berekend op 1/0,31 of 3,23 maal en 1/0,22 of 4,55 maal het eiwitgehalte van respectievelijk cassave- en yamschillen. Het eiwitgehalte bedroeg 20,81% en 7,31% voor respectievelijk cassave- en yemschillen, indien hun %N-gehalten (tabel 4) vermenigvuldigd worden met de omrekeningsfactor 6,25. Dit waren aanwijzingen dat de cassaveschillen van betere eiwitkwaliteit waren dan de yamschillen, vooral omdat ze meer essentiële aminozuren bevatten. Eerdere rapporten hadden echter aangetoond dat yamsoorten zoals D. dumetorum (bittere yam) en D. trifida relatief hogere eiwitconcentraties bevatten, die, bij implicatie, een hogere hoeveelheid TAA bevatten vergeleken met D. rotundata. Overigens bleken yamsoorten relatief hoge eiwitconcentraties te bevatten die navenant rijk waren aan alkaloïden .

Het hogere percentage stikstof in cassavaschillen dan dat van de yamschillen (tabel 4) kan verband houden met de aanwezigheid van naar verhouding meer niet-eiwitstikstofelementen afkomstig van nitriet, nitraat, cyanogene glycosiden en blauwzuur (HCN) in cassavewortels , aangezien de totale aminozurenconcentraties van cassave- en yamschillen geen significant verschil vertoonden (tabel 2). De C-PER van cassaveschillen was hoger dan die van yamschillen, wat suggereert dat ze voedzamer zijn. De C-PER-indices van cassave- en yamschillen waren echter lager dan die van het hele lichaam, het vlees en het exoskelet van Sudananautes africanus (West-Afrikaanse zoetwaterkrab) en andere dierlijke eiwitten. De minimum drempel index van C-PER voor een goede kwaliteit eiwit werd gerapporteerd op 1,50 . Plantaardige eiwitten die in dit verband als van goede kwaliteit zijn aangemerkt, zijn onder meer die uit aardnoten C-PER = 2,62 , duivenerwt: C-PER = 1,82 , rauwe en warmtebehandelde vruchten van Canarium schweinfurthii (Afrikaanse elemi): C-PER = 1,69-2,10 , en gierst ogi: C-PER = 1,62 . Op grond van de bevindingen van het huidige onderzoek kunnen de eiwitten van cassave- en yamschillen dus niet als van goede kwaliteit worden aangemerkt op grond van hun C-PER-indices. Niettemin waren cassave- en yamschillen betere eiwitbronnen dan palmpitolie. Het gebruik van cassave- of yamschillen als veevoeder wordt echter meestal aangevuld met andere bronnen die rijk zijn aan eiwitten van goede kwaliteit of worden onderworpen aan biofortificatie en eiwitverrijking zoals eerder beschreven .

5. Conclusie

De huidige studie toonde aan dat cassave- en yamschillen een relatief laag eiwitgehalte hadden. Het aminozuurprofiel van de schillen van cassavewortels en yamswortelknollen gaf aan dat Leu en Glu de meest overvloedige aminozuren waren, terwijl Met en Cys de beperkende aminozuren waren. Schillen van cassave bevatten hogere gehalten aan stikstofhoudende elementen dan schillen van yamswortel. De C-PER indices gaven niet aan dat de eiwitten van cassave- en yamschillen van goede kwaliteit waren. Daarom moet het gebruik van cassave- of yamschillen als veevoer worden aangevuld met andere bronnen die rijk zijn aan eiwitten van goede kwaliteit of worden onderworpen aan biofortificatie en eiwitverrijking.

Belangenverstrengeling

De auteurs verklaren dat er geen sprake is van belangenverstrengeling met betrekking tot de publicatie van dit artikel.

Acknowledgments

De auteurs zijn dankbaar voor de technische bijstand aangeboden door de heer O. A. K. Emenyonu, Chief Academic Technologist, Department of Biochemistry, Imo State University, Owerri.