Nelle proteine alimentari, gli aminoacidi che sono relativamente insufficienti in base alle esigenze del corpo umano e al loro rapporto proporzionale sono chiamati aminoacidi limitanti. L'amminoacido limitante si riferisce all'amminoacido il cui rapporto tra la quantità di amminoacido essenziale contenuto in un determinato mangime o razione e la quantità di amminoacido essenziale proteico richiesto dagli animali è basso. L'insufficienza di questi aminoacidi limita la disponibilità da parte dell'animale di altri aminoacidi essenziali e non essenziali.
Nel processo di assorbimento, digestione e utilizzo, gli aminoacidi necessitano di un certo rapporto per essere completamente assorbiti e utilizzati. Quando un certo amminoacido in un certo alimento è lontano dal raggiungere questo rapporto, non importa quanto alto sia il contenuto proteico, non sarà in grado di esercitare i suoi vantaggi. Questo amminoacido è un amminoacido limitante. Ad esempio, la metionina nei fagioli e la lisina nei cereali sono i rispettivi aminoacidi limitanti.
L'amminoacido più basso è anche conosciuto come il primo amminoacido limitante. Secondo l'analogia di basso grado, esiste il secondo amminoacido restrittivo, il terzo amminoacido restrittivo e così via. Alcuni aminoacidi sono generalmente carenti nel mangime e non possono essere convertiti o sintetizzati da alcun aminoacido, il che limita la nutrizione delle proteine. Per le anatre ovaiole, la metionina è il primo amminoacido limitante, la lisina è il secondo amminoacido limitante e il triptofano è il terzo amminoacido limitante. Ad esempio, in una determinata dieta, altri aminoacidi sono abbondanti, ma la metionina può soddisfare solo il 60% del fabbisogno e tutti gli aminoacidi possono utilizzarne solo il 60%. Il restante 40% viene deaminato nel fegato e sintetizzato in urea, che viene escreta con le urine, con conseguente spreco di proteine.
Lisina, metionina o triptofano sono spesso indicati come il primo, il secondo e il terzo amminoacido limitante nelle proteine del mangime. L'utilizzo di altri aminoacidi e il valore biologico delle proteine sono limitati. Nella formulazione della dieta si considera innanzitutto il fabbisogno del primo, secondo e terzo aminoacidi limitanti. Di seguito una breve introduzione al metabolismo dei tre aminoacidi limitanti:
Lisina
La lisina viene metabolizzata nel corpo per produrre glutaril-CoA (acetoacetil-CoA). L'ulteriore metabolismo dell'acetoacetil-CoA può avere due sbocchi, uno è generare acetil-CoA e l'altro è generare una piccola quantità di Q-chetoglutarato per partecipare al metabolismo.
Metionina (amminoacido contenente zolfo)
Ci sono tre aminoacidi contenenti zolfo nel bestiame e nel pollame, vale a dire cisteina, cistina e metionina (metionina), che vengono infine metabolizzati in taurina. Gli amminoacidi contenenti zolfo possono generare piruvato durante il catabolismo, quindi sono amminoacidi che producono zucchero e lo zolfo in essi contenuto viene ossidato in acido solforico, motivo per cui l'acido solforico viene prodotto durante la decomposizione delle proteine.
Triptofano
Dopo l'ossidazione e la decarbossilazione, il triptofano viene trasformato in 5-idrossitriptamina, presente nel tessuto cerebrale e in piccola quantità anche nel tratto gastrointestinale e nel sangue. La sua funzione fisiologica è quella di restringere i microvasi e aumentare la pressione sanguigna, ed è anche un neurotrasmettitore. La disregolazione del metabolismo del triptofano può causare disfunzioni del sistema nervoso. Dopo che il triptofano è stato ossidato, può anche essere convertito in acido nicotinico. La niacina è un precursore per la sintesi della nicotinammide adenina dinucleotide (NAD) e della nicotinammide adenina dinucleotide fosfato (NADP). NAD e NADP sono Il coenzima della deidrogenasi anaerobica partecipa a varie reazioni redox nel corpo.
Gli aminoacidi limitanti ampiamente utilizzati nell'industria dei mangimi sono principalmente metionina e lisina. Inoltre nella produzione di mangimi composti vengono utilizzati anche triptofano, treonina , valina, ecc.