饲料中可利用氨基酸研究进展

第4期401～409 JOURNAL OF GANSU AGRICULTURAL UNIVERSITY 季刊2饲料中可利用氨基酸研究进展刘超，闵育娜，雷海宁，白存江，段建功（西北农林科技大学畜牧兽医研究院，咸阳窖店 712039）摘要：综述了可利用氨基酸在饲料中的研究进展，对部分研究成果进行了评述。

认为氨基酸可利用率的测定方法应从生产现场进行选择，畜禽可利用氨基酸需要量研究应成为研究重点，并对可利用氨基酸在日粮中的应用前景进行了展望。

关键词：饲料；可利用氨基酸；研究进展中图分类号：S 816.11 文献标识码：A文章编号：1003-4315(2002)04-0401-091 氨基酸营养研究的理论基础以蛋白质配制日粮并评定营养价值，是由于蛋白质是次于能量的重要营养物质，构成动物体蛋白质必需的氮元素与植物体相差的百分率最大（70.0 %）[1]；部分饲料成本，蛋白质饲料约占四分之一。

因此，蛋白质资源利用和低蛋白质日粮的研究，是以提高蛋白质的生物学价值为目的。

对氨基酸营养的认识，使人们明白蛋白质营养价值变化的基本原因。

蛋白质不是整体消化，而是被分解成小肽或氨基酸吸收利用。

使用纯合日粮或低蛋白质平衡氨基酸日粮并不能使动物达到最佳生产性能[2~4]，肽在蛋白质营养中有着特殊的意义[5，6]。

蛋白质生物学价值不具备可加性，在实践上难以依次配制日粮[7]。

由于不同氨基酸蛋白质配合后的互补作用，以及添加限制性氨基酸可使日粮其它氨基酸平衡性得到改变的事实，说明蛋白质生物学价值不具备理想的重现性，只能在特定的如基础日粮为无氮日粮时才能重现[8]。

氨基酸可利用率的可加性、重现性，因能在日粮或非常规饲料评价中成功表达受到学者认同[9]，是蛋白质营养走向氨基酸营养的重要原因。

氨基酸从19世纪末Magendie发现到结构测定（Fischer）及willcock等人的添加试验，已认识到蛋白质营养价值受氨基酸组成的影响。

Rose通过试验将氨基酸划分为必需和非必需。

Block和Bolling注意到营养价值高的蛋白质在氨基酸组成上与采食该种蛋白质动物体蛋白氨基酸构成基本相似，由此提出了生长动物氨基酸需要量大体可由体蛋白氨基酸组成来确定的“理想蛋白质”新理论。

Mettchell建议以体组织中赖氨酸与其它氨基酸的比例关系估测其需要量，由此赋予“理想蛋白质”以实质性内容，表示日粮中最佳氨基酸组成模作者简介：刘超（1963–），男，陕西兴平人，副研究员，从事动物营养研究。

资助基金：陕西省重大产业科技示范资助项目（编号：96ST07）收稿日期：2002–02–20 修改稿日期：2002–05–20式，是以赖氨酸为参照的各种氨基酸比例关系。

由于不同来源的饲料配制的相同氨基酸平衡日粮，也可能得到不同的饲养效果，学者开始注意到氨基酸的生物学价值问题[10、11]，Carpenter提出了氨基酸有效率的概念，Sibbald发明了真代谢能测定方法，并将其移植到氨基酸真消化率测定上，形成了氨基酸研究的新领域。

2 氨基酸营养研究的方法和途径氨基酸的营养研究大体可分为三个领域，一是氨基酸饲料资源研究，这对于棉籽饼粕、动物屠宰下脚料等非常规饲料和大豆饼粕等常规饲料资源，以及传统饲料资源如玉米、豆饼和非传统饲料资源如蚯蚓、蟾蜍都有重要意义，为生产现场客观评价饲料提供了理论依据和实测方法。

二是工业合成氨基酸研究，通过氨基酸的同分异构体及其衍生物研究，生产具有相同分子量结构或相同生理营养功能的必需氨基酸，如一羟基蛋氨酸等生产工艺和生物活性工业检测研究等。

三是氨基酸营养效率研究，寻找提高氨基酸营养功能的方法和途径。

氨基酸营养效率的研究有四个途径，一是氨基酸功能结构研究，以寻找氨基酸营养功能的官能团及其活化部位。

如赖氨酸的ε—氨基处于游离状态时才有生物学价值。

这种研究已在破译控制氨基酸合成和营养功能基因密码及密码子上获得重要进展[12、13]，证实生物体或组织中存在可以表示群体含量抽样概率的特定氨基酸生物配比模式，通过这种模式可以增加对蛋白质结构的预见性和饲料中氨基酸含量测度的准确性。

这种研究有望破解生物体中氨基酸构型构象之迷，从而为以生物生产具有生物活性的氨基酸奠定了基础，其研究可直接与低蛋白日粮相联系[14~26]，已在赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸上获得成功[22]。

二是影响氨基酸营养功能因素研究，如能量与必需氨基酸的比例关系[23]、必需氨基酸与非必需氨基酸之比[24]等。

三是理想蛋白质氨基酸构成模式研究，方向多为单胃动物，多以赖氨酸为参比，是基于和其他氨基酸相比，其测定简单易行，且机体吸收的赖氨酸主要用于蛋白质沉积，同源的三甲基赖氨酸不用于沉积，而是用于合成参与脂肪氧化的肉毒碱。

从日粮配制上说，赖氨酸是畜禽需要量较大的限制性氨基酸，配制日粮时可应用工业合成的单体赖氨酸，同时对畜禽赖氨酸需要量和影响因素研究的比较清楚。

第四条途径是可利用性研究，这已从研究方法、研究对象、研究手段上初具体系雏形，其学术价值和实践意义在于通过这种研究可形成新型饲料配方体系。

3 氨基酸可利用率的测定饲料中的氨基酸多以化合物（蛋白质）形式存在，在畜禽消化道内不能100 %的被吸收[25]，不同原料中的相同氨基酸在同一动物体内的消化率不同，同一原料中相同的氨基酸在畜禽间的消化率不同，同一原料中的不同氨基酸在同一动物的消化率不同。

这种可消化性是指饲料中的氨基酸有多少可被畜禽消化吸收，实质上是氨基酸的生物学价值，而生物学第4期刘超等：饲料中可利用氨基酸研究进展 403价值具有多种含义，实际引用中常被界定在消化阶段上，从而有表观消化率和真消化率之说。

真与表观两者的差异在于是否用内源氨基酸进行了校正，常趋于真消化率。

在测定方法上有去盲肠和不去盲肠之别，在排空取样的时间上又有32小时和48小时之分，使同名术语的技术参数失去了可比性。

理论上，氨基酸是蛋白质消化吸收的最小单位，完全相同的氨基酸不能区分为消化与不消化，仅由于动物吸收速率或效率的限制使其来不及吸收而排出体外。

实践上，正常生理状况下血液和淋巴中氨基酸含量的恒定，表明已吸收的氨基酸对代谢着的氨基酸进行等量补偿，使消化、吸收、代谢氨基酸等量，代谢即利用。

在应用上，同一表达式被赋予消化率、吸收率等不同定义。

消化率和利用率有着同样的生物学意义和理论数理基础，只要统一测定方法并规范赋式定义，所测参数即可相互参考。

家禽中进入大肠的蛋白质或氨基酸对动物几乎没有营养作用，但很大一部分却被微生物降解和再合成，盲肠是微生物活动的主要场所[26、27]，食糜中有相当数量的未被消化的氨基酸进入盲肠被微生物利用[28]，影响了可利用率测值[29、30]，切除盲肠又可导致正常生理消化规律的变化。

盲肠严重干扰测值[31]，其来自盲肠微生物还是去盲肠后的手术生理应激，尚无直接实验证据。

猪粪氮的60 % ~ 80 %来自大肠微生物降解含氮物，使可利用率测值严重偏差，为此产生了回肠末端取样法，派生出屠宰法、瘘管法、回–直吻合法等。

马永喜[32]对此进行了详细综述，从手术操作、取样代表性和可测饲料种类上推荐了回–直吻合法。

根据真可利用率的计算方法，内源氨基酸是影响测值的重要因子，去盲肠否对内源氨基酸的影响当然引起关注。

内源氨基酸的排泄量去盲肠鸡极显著地高于未去盲肠鸡[33、34]，这种差异仅是相互比较的相对值，而不是绝对值，不能说明去盲肠增加了排泄量，还是未去盲肠减少了排泄量。

未去盲肠动物当然处于正常生理期，内源氨基酸的排泄量符合生产实际排泄量。

据此则去盲肠显著增加氨基酸排泄量，使测值偏离真值，采用正常鸡可能更接近其消化生理和生产现场[35、36]。

以氨基酸消化率的可加性评价去盲肠与不去盲肠测值[9]，是将测定方法推向生产现场。

最直接的方法是以生产性能评价两种测值[36]，这既符合畜禽正常生理，也接近生产实际。

马永喜[32]对猪饲料氨基酸生物学价值评价方法做了评述，认为可加性及重现性是测定方法的重要原则。

学者趋向认同回肠末端瘘管取样法和回–直吻合述所得数据的内源氨基酸校正值。

4 饲料中可利用氨基酸含量的计算饲料中可利用氨基酸含量是可利用率乘以其氨基酸含量所得，这在可利用率测不准上又增加偶然误差，饲料氨基酸含量可因地域或时空变化而改变。

如果就饲料本身研究可利用率既脱离生产现场又缺乏理论基础，氨基酸构象上虽有D、L型之分和左右旋之别，尚未证实其就是可利用与不可利用的化学基础，植物中的氨基酸大多数为L型却不能100 %的被利用。

以体内或体外氮消化率、体外氨基酸消化率、蛋白质回肠末端消化率和氨基酸含量为自变量建立回归模型以估计饲料氨基酸消化率[37]，受原始数据及测定方法等诸多因素影响，距实际应用还有许多问题需要研究。

以TME法测定鸡饲404 甘肃农业大学学报 2002年料氨基酸利用率，盲肠显著影响（P＜0.05）消化率低的饲料氨基酸可利用率测定值[38]。

戎易等应用体外法（Carpenter）的化学染色法之染色结合赖氨酸（dyebindinglysine, DLB）测定了赖氨酸含量，对其测定结果与TME法进行比较[39、40]，两者相关系数达0.96。

用可溶性蛋白指数估算氨基酸利用率[41]，只有赖氨酸、精氨酸、苯丙氨酸的相关系数达0.9以上，其余没有相关性。

体外法测定的“可利用”或“有效”氨基酸，只能代表饲料样品活性氨基酸含量，并不意味着“可利用”，也不能完全反映动物消化吸收的量。

但体外法简单快速的优点和体内法的诸多争议使体外法的研究前景大为可观。

基因拼接技术的日趋成熟，可以展望育成可利用氨基酸含量高的饲料作物。

但除动物因素外，控制氨基酸在动物体内消化利用的蛋白质因素仍需深入研究。

如果单体氨基酸在动物体内能100 %被吸收，可能氨基酸在蛋白质中的结合状态和结构状态是影响消化吸收的主要因素。

5 动物可利用氨基酸需要量由于氨基酸消化率的测定方法尚未统一，畜禽可利用氨基酸需要量的研究资料较少。

一些试验研究所使用的需要量是根据氨基酸可利用率可加性原理，以组成日粮的单个原料氨基酸消化率加权均值与日粮氨基酸含量乘积而得。

常用的估测氨基酸需要量的方法是稀释法和低蛋白日粮法[42]，均是以氨基酸的浓度梯度法进行试验，其日粮的生产性能指标多不一致，以增重、产蛋率、饲料成本等不同目标函数所求得的条件函数必然不同（Jensen）。

吴世林等[23]用此法测出肉仔鸡和5~110 kg猪最佳生产性能的日粮氨基酸需要量，再根据组成日粮原料氨基酸可利用率，推荐了肉仔鸡可利用蛋+胱氨酸和可利用赖氨酸需要量为氨基酸需要量的90 % ~ 92 %，据此分生长体重阶段给出了猪的赖氨酸、蛋+胱氨酸、苏氨酸、色氨酸的可利用氨基酸需要量。

Green等人[43]以消化试验测定了混合日粮的消化率，并结合生长试验推荐了猪和鸡的可利用氨基酸需要量。