过瘤胃氨基酸的研究进展_金桩

离氨基酸的差来计算氨基酸在瘤胃中的动态释放率； ②体外法，包括溶解度法、酶解法、人工瘤胃法等，如 Ｍｃ Ｄｏｕｇａｌｌ （１９４８）的 方 法 ，还 有 两 阶 段 法 （Ｔｉｌｌｅｙ 和 Ｔｅｒｒｙ，１９６３）、产气法（Ｍｅｎｋｅ 等，１９７９）和简单消化法
两种氨基酸。 ＭＨＡ 在低粗纤维饲粮中能提高乙酸与丙酸比
（Ｓｃｈｗａｂ，２００１）。 ４ 过瘤胃氨基酸对奶牛生产性能的影响
许多研究表明，在奶牛日粮中添加过瘤胃氨基 酸，不仅可以使奶牛达到最产奶量，而且可以降低 日粮中粗蛋白质供应量，提高饲料利用率，降低成本，
胃氨基酸的瘤胃释放率。目前，国际上比较理想的氨 避免蛋白质过剩给奶牛造成的负担。由于蛋氨酸和赖
基酸释放率测定方法主要有：①体内法，该方法是用 氨酸被认为是合成乳和乳蛋白的主要限制性氨基酸， 基础日粮与被测饲料在不同时间段内瘤胃样中总游 实际上所有添加氨基酸的试验研究都主要集中在这
蛋 氨 酸 羟 基 类 似 物 （ＭＨＡ）为液体，分子式为 Ｃ５Ｈ１０Ｏ３Ｓ，分子量为 １５０．２，结构式为：ＣＨ３—Ｓ—ＣＨ２—
ＯＨ
ＣＨ２—ＣＨ—ＣＯＯＨ。蛋氨酸羟基类似物是深褐色粘液， 含水量约 １２％，有硫化物的特殊气味，其 ｐＨ 值为 １～ ２，ＤＬ－ 蛋氨酸有效含量为 ８８％。它是单体、二聚体和 三聚体的混合物，其含量分别为 ６５％、２０％和 ３％，主 要由于羟基与羟基间的酯化作用而聚合。在胰腺中脂 酶的作用下，多聚体可水解成单体。羟基蛋氨酸在十 二指肠中被有效的吸收而进入血液，其吸收速度与 Ｌ－ 蛋氨酸在回肠中的吸收速度相近，到达肝脏和肾脏 后经羟基酸氧化酶、Ｄ－ 型氨基酸氧化酶和转氨基酶作 用转变为 Ｌ－ 蛋氨酸被机体利用。ＭＨＡ 在瘤胃内能稳 定 ２４～３６ｈ，而未被保护的 ＤＬ－ 蛋氨酸仅能稳定 ３～４ｈ。 ＭＨＡ 的一个优点就是它随瘤胃液移动，通过瘤胃的 速度很快，而 ＤＬ－ 蛋氨酸在瘤胃内随固相移动。Ｋｏｅｎｇ 等（２００３）发现 ＭＨＡ 可以在 ４～６ｈ 内通过瘤胃，从而避 免瘤胃微生物的降解。有试验证明，血液中蛋氨酸浓 度比十二指肠食糜中 ＭＨＡ 还高，说明 ＭＨＡ 的大部 分直接通过瘤胃壁或者在小肠前段中的某一点被吸 收。另外，肝脏和肾脏中含有将 ＭＨＡ 转化为 ＤＬ－ 蛋氨 酸的酶，ＭＨＡ 的过瘤胃效果至少能达到 ４０％。 ２．２ 蛋氨酸羟基类似物钙盐
瘤胃中具有很大惰性的复合物在小肠中也难于消化 氨基酸会被瘤胃微生物所降解的结论完全一致。而
吸收。为解决这一问题，可选用在中性和弱酸性瘤胃 Ｂｌｕｍ 等（１９９９）和足立憲隆等（２００３）在奶牛日粮中添
环境中稳定而较强酸性真胃环境中吸水膨胀的壳聚 加保护性蛋氨酸后，奶牛血清中蛋氨酸含量上升。另
糖、碳酸钙和磷酸氢钙等做崩解剂。 ２．５ 纤维素类、聚合物和共聚物包被氨基酸
反刍动物营养
《饲料工业》·２００６ 年第 ２７ 卷第 １７ 期
过瘤胃氨基酸的研究进展
金 桩 霍贵成
从 ２０ 世纪 ８０ 年代开始人们把反刍动物蛋白质 的研究重点转向过瘤胃氨基酸，使小肠中氨基酸的数 量明显增加并接近理想水平来达到节省蛋白质饲料、 提高生产性能的目的。不过氨基酸在反刍动物饲料中 的添加和利用比在猪、鸡生产中应用氨基酸困难得 多，因为牛和羊的瘤胃具有发酵降解功能，使添加的 氨基酸降解，而最终到达小肠被吸收利用的氨基酸量 减少。在这种情况下，过瘤胃氨基酸的生产技术及其 应用效果越来越受到人们的重视。 １ 过瘤胃蛋白质的局限性
据新版 ＮＲＣ 报道，添加赖氨酸和蛋氨酸预测基 础日粮中的可消化赖氨酸和蛋氨酸值的贡献估计如 下（ＮＲＣ，２００１）：①灌注的赖氨酸和蛋氨酸在小肠的可 利用率为 １００％。②用多聚物包被的瘤胃保护性赖氨 酸和蛋氨酸的过瘤胃率为 ９０％，肠道消化率为 ９０％ （Ｒｏｇｅｒｓ，１９７８；Ｓｃｈｗａｂ，１９９５ａ）。因此，饲喂的赖氨酸和 蛋氨酸约 ８１％被认为是可消化的。③过瘤胃蛋氨酸产 品 Ｋｅｔｉｏｎｉｎ 的过瘤胃率为 ８０％，肠道消化率为 ７５％ （Ｓｃｈｗａｂ，１９９５ａ；Ｙａｎｇ 等，１９８６）。 ５ 影响过瘤胃氨基酸饲用效果的因素 ５．１ 过瘤胃氨基酸的加工处理方法
这种方法都用植物油、脂肪酸、脂肪酸钙及氢化 脂肪类，同时选用羧甲基纤维素、壳聚糖或甲壳素、甲
外，血浆尿素氮（ＢＵＮ）和氮平衡值也与 ＲＰＡＡ 的稳定 性有密切关系（王宏荣，２００４）。 ３．３ 产品响应值分析方法
这种方法如前所述，当反刍动物饲料中缺乏氨基
基纤维素、乙基纤维素等；聚乙烯、聚酰胺、聚苯乙烯、 酸时，添加不同剂量的 ＲＰＡＡ 产品与标准乳蛋白质浓
３８
ＯＨ
ＣＨ３—Ｓ—ＣＨ２—ＣＨ２—ＣＨ—ＣＯＯ Ｃａ
ＣＨ３—Ｓ—ＣＨ２—ＣＨ２—ＣＨ—ＣＯＯ
ＯＨ
—
—
金桩等：过瘤胃氨基酸的研究进展
反刍动物营养
羟基蛋氨酸钙盐只含单体羟基蛋氨酸，是用液体 （Ｇｏｅｒｉｎｇ 和 Ｖａｎ Ｓｏｅｓｔ，１９７０）等；③半体内法，即运用
羟基蛋氨酸与氢氧化钙或氧化钙中和，经干燥、粉碎 尼龙袋测定氨基酸释放率。瘤胃尼龙袋法可靠性较
使用过瘤胃蛋白质存在以下局限性：①在日粮中 用非降解蛋白质代替降解蛋白质，会影响微生物蛋白 质的合成，导致进入小肠的微生物蛋白质数量下降。 ②可代谢蛋白质的氨基酸组成不平衡会影响牛奶的 产量。就氨基酸含量和瘤胃发酵能力来说，鱼粉是蛋 氨酸的良好来源；羽毛粉支链氨基酸含量丰富；血粉 含较多的赖氨酸，但蛋氨酸含量低；玉米面筋粉是亮 氨酸的良好来源，但赖氨酸含量低。结果饲喂某种氨 基酸含量低的过瘤胃蛋白质，就会加重该种氨基酸的 缺乏。③过瘤胃蛋白质在小肠内也可能不容易消化。 ④不同来源的过瘤胃蛋白质的消化产物相互作用，降 低了自身的营养价值。⑤瘤胃内环境的改变，微生物 合成效率的降低，食糜通过率的加快都会影响过瘤胃 蛋白质的功效。
蛋氨酸羟基类似物钙盐又称 ＭＨＡＣａ，分子式为 （Ｃ５Ｈ９Ｏ３Ｓ）２Ｃａ，分子量为 ３３８．４，结构式为：
金桩，海口市罗牛山股份有限公司博士后科研工作站， ５７０１２５，海口市南海大道海南职业技术学院行政办公楼 ４０７。
霍贵成，东北农业大学乳品科学教育部重点实验室。 收稿日期：２００６－ ０５－ ２９ ★ 国家西部计划项目“西部草食性家畜产业化关键技术的 集成与开发”资助（编号 ２００２ＢＡ９０１Ａ４６）
豆寇酸等。工艺上多采用挤压、冷喷、微胶囊化技术， 基酸，比较血液氨基酸响应曲线的 ＡＣＵ。明尼苏达大 多数产品其氨基酸含量占总重量的 ３０％左右。这种包 学兽医学院（１９８１）报道，每天在饲料中添加 ８０ｇ 普通
被处理方法的潜在问题是氨基酸会发生过度保护，在 蛋氨酸，血清中游离蛋氨酸浓度未见上升，这与普通
例。易治雄（１９８７）报道，饲喂 ＭＨＡ 的奶牛，奶、血和肝， 肾组织中蛋氨酸含量可提高 ２～３ 倍。补充 ＭＨＡ 的奶
３９
反刍动物营养
金桩等：过瘤胃氨基酸的研究进展
牛，产奶量可提高 １２％～１８％。补充 ＭＨＡ 的犊牛，增重 提高 １１％。在缺乏蛋氨酸的日粮中，添加蛋氨酸羟基 类似物— ——游离酸（ＭＨＡ－ ＦＡ），即 α－ 羟基—４—甲硫 基丁酸（ＨＭＢ），近 １２ 周的试验期内母牛产奶量显著 增加，其中从第 ６～９ 周增加最明显（张倩摘译，１９９８）。 氨基酸金属螯合物用于提高矿物质的生物利用率，蛋 氨酸锌和赖氨酸锌已成功作为瘤胃氨基酸的来源，可 提高奶牛泌乳量、免疫机能和降低奶中体细胞计数 （Ｓｐｅａｒｓ，１９９６）。但利用氨基酸螯合锌的缺点是会引起 日粮高锌，添加典型水平的氨基酸螯合锌会使锌高于 正常水平 １０～２０ 倍。薛汉山（１９９８）用添加包埋法制成 的保护性氨基酸（主要成分为赖氨酸和蛋氨酸）饲喂 奶牛 ６ｄ 后，产奶量开始上升，停喂后产奶量明显下 降。美国宾夕法尼亚州大学（朱钦龙译，１９９６）给奶牛 使用 ５０％玉米青贮料和 ５０％标准精饲料，每日补充 １５ｇ 过瘤胃蛋氨酸和 ４０ｇ 过瘤胃赖氨酸。结果表明，对 奶牛干物质摄入量、产奶量和乳脂生产量没有影响， 而其乳蛋白含量提高 ７．５％。国外多数试验研究表明， 给奶牛饲喂保护性氨基酸产品，可提高产奶量和牛奶 酪 蛋 白 含 量 （Ｄ． Ｊ． Ｉｌｌｇ，１９８７；Ｍａｒｋ．Ａｅｌｔｉｎｅ，１９９５；Ｌ．Ｍ． Ｒｏｄｅ，１９９８）。Ｍｉｃｈａｅｌ Ｌｏｏｐｅｒ（２００１）指出，在奶牛日粮 中添加 ＲＰＭｅｔ 和 ＲＰＬｙｓ 可减轻奶牛添加过瘤胃脂肪 所带来的乳蛋白下降的影响。
过瘤胃氨基酸尤其是包被氨基酸在实际运用中 还存在困难。例如，某些产品溶解度很低，在制粒、膨 化、混合和其它常用的加工过程中包膜被破坏，甚至
５．２ 日粮组成 Ｐｏｌａｎ （１９９１）在 玉 米 青 贮 日 粮 中 添 加 过 瘤 胃 蛋 氨
酸和过瘤胃赖氨酸。结果发现，以豆饼为蛋白源组的 乳蛋白产量比以玉米面筋粉为蛋白源组要高。由于玉 米面筋粉的氨基酸组成不平衡，这也说明奶牛的蛋白 质补充应以氨基酸为基础，而不应是粗蛋白。在以青 贮料为基础的混合日粮中，青贮玉米的 ｐＨ 值过低（低 于 ３．６），也会使过瘤胃氨基酸在瘤胃内就被降解。因 此，日粮的 ｐＨ 值以及与过瘤胃氨基酸混合的加工调 制过程也是值得注意的因素。 ５．３ 过瘤胃氨基酸的添加量
２—甲基—５—乙烯基吡啶、聚氨酯、聚乙烯乙二醇、聚 度 间 的 相 关 关 系 来 估 测 蛋 氨 酸 产 品 生 物 有 效 性
丁二烯、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂、石蜡等；硅酸 盐、碳酸钙、高岭土、铝矽酸钠等。 ３ 过瘤胃氨基酸的稳定性检验与评价 ３．１ 过瘤胃氨基酸的瘤胃释放率
检测氨基酸保护过瘤胃的效果，一般是测定过瘤
另外，饲喂过瘤胃蛋白质不仅成本高，而且会影响 奶牛的健康和生产状况。这是因为奶牛必须代谢过量 的氨基酸和排除过剩的氮素，从而也会造成环境污染。 ２ 过瘤胃氨基酸的类型及保护原理
过瘤胃氨基酸（ＲＰＡＡ），又称瘤胃保护氨基酸、瘤 胃旁路氨基酸，大致可分为二大类。第一类包括氨基 酸类似物、衍生物、金属螯合物等，其中应用较多的是 蛋氨酸羟基类似物，基于完成从类似物到氨基酸的转