过瘤胃氨基酸

反刍动物的过瘤胃保护性氨基酸营养添加剂价值评估
反刍动物蛋白质营养的实质和核心是氨基酸营养，由于瘤胃微生物的作用，反刍动物日粮中直接添加氨基酸，会在瘤胃中部分或完全降解，最终到达小肠可被吸收利用的氨基酸量减少。

因此氨基酸过瘤胃保护非常重要。

许多研究表明，在日粮中添加过瘤胃氨基酸(Rumen —Protected Amino Acids，RPAA)是为反刍动物提供理想小肠氨基酸简便、直接而又有效的调控方法，对提高饲料利用率、减少蛋白质和氨基酸浪费、降低生产成本、提高高产反刍动物生产性能具有重要意义。

1 过瘤胃氨基酸应用的必要性
许多研究表明，蛋白质对反刍动物的最终生物学价值决定于小肠内出现的供吸收的氨基酸数量和种类。

为此，英、法、美、德、瑞士、荷兰、澳大利亚、北欧及我国学者提出了反刍物蛋白质营养新体系，虽然各国新体系所采用的主要参数不完全一致，但其共同特点是以小肠蛋白质，即小肠氨基酸平衡为基础。

小肠内可吸收氨基酸主要受制于微生物蛋白质和未降解日粮蛋白质构成的数量和质量。

微生物蛋白质有一个优秀的氨基酸组成，但是研究表明，即使瘤胃微生物蛋白质合成达到最大程度，还是没有足够的蛋白质进人小肠，从而不能实现现代高产反刍动物潜在的生产量，因此必须增加进人小肠的真蛋白质和氨基酸的数量。

过去，营养学家们常给反刍动物补充瘤胃非降解蛋白质。

鱼粉、肉骨粉、羽毛粉、玉米蛋白粉、去毒大豆粉和玉米面筋粉等含有较多的过瘤胃蛋白质，是反刍动物饲料常用的非降解蛋白质源。

但是，单靠提高过瘤胃蛋白质数量并不一定保证反刍动物增产。

许多学者提出使用过瘤胃蛋白质存在一定的局限性，如：
(1)使通向小肠的细菌蛋白减少；
(2)过瘤胃蛋白质在小肠内可能不容易消化；
(3)过瘤胃蛋白质的氨基酸组成不易平衡，在满足某些必需氨基酸的同时也会导致其他必需和非必需氨基酸过量，反刍动物必须代谢过量的氨基酸和排除过剩的氮素，不但造成环境染，也会影响奶牛的健康和生产状况；
(4)不同来源的过瘤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；
(6)不同包被方法处理的过瘤胃蛋白质在小肠内的释放速度也可能有一定差异，因此出现各种氨基酸利用的时间差问题。

瘤胃保护性氨基酸，又称过瘤胃氨基酸或瘤胃旁路氨基酸，是指氨基酸经过物理或化学技术处理后能够耐受瘤胃pH和抵抗瘤胃微生物发酵降解，较好地平衡小肠氨基酸营养，且克服了过瘤胃蛋白质上述缺点，可以作为调控、优化动物蛋白质和氨基酸的理想指标。

2 过瘤胃氨基原酸技术处理
过瘤胃氨基酸，就是通过物理和化学方法处理，将氨基酸以某种方式修饰或保护起来，尽可能减少该氨基酸在瘤胃中被微生物降解，而且这种产品又能在瘤胃的后消化道中被有效地吸收和利用。

瘤胃保护性氨基酸大致分为两大类：第一类包括氨基酸类似物、衍生物、合物、金属螯合物等，其中应用较多的是蛋氨酸羟基类似物(MHA)，相当于蛋氨酸70%左右(蛋氨酸羟基类似物有游离酸MHA-FA和羟基蛋氨酸钙MH A-Ca两种商品，前者为深褐色粘稠液体，含水12%；后者为浅褐色粉末或颗粒，含量>97%)。

其保护原理是，在瘤胃内分解羟基变为氨基，完成从类似物到氨基酸的转化，从而达到过瘤胃保护的效果；蛋氨酸羟基类似物-游离酸(MHA-FA)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-FA的一个优点就是它随瘤胃液移动，通过瘤胃的速度要快得多，而DL-蛋氨酸在瘤胃内随固相移动。

Koeng等发现MHA-FA可在6~9h内通过瘤胃，从而避免被瘤胃微生物降解，其通过率为40%。

血液中蛋氨酸浓度和速度比十二指肠中MHA-FA更高、更快，说明MHA-FA的大部分直接通过瘤胃壁或者在小肠中的某一点被吸收，肝脏、肾脏中含有把MHA-FA转化为DL-蛋氨酸的酶。

第二类为包被氨基酸，即选择对pH敏感的材料(如脂肪，纤维素及其衍生物或由苯乙烯和2-甲基-5-乙烯基吡啶组成的共聚物)包被氨基酸，在瘤胃内(pH=5)稳定，在真胃(pH=2.4)内被分解，使氨基酸游离出来，从而达到保护的目的。

用脂肪包被的氨基酸产品中氨基酸占30%左右。

瘤胃保护性氨基酸尤其是包被氨基酸在实际运用中还存在困难。

由于制造工艺问题，某些产品在制粒、膨化、混合和其它常用的加工过程中包膜被破坏，氨基酸在瘤胃内就被降解，从而影响其饲用效果。

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)也可能使瘤胃保护性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。

当然，过瘤胃氨基酸也会出现“过度保护问题”，即其在小肠内完全或部分地不能被消化利用。

因此，必须注意氨基酸包被材料及包被方法的选择，同时兼顾氨基酸的生物利用率。

采用体外发酵法测定6种过瘤胃氨基酸样品，所得结果有较好的准确性和可靠性，并且简单、稳定，适宜用作大规模筛选氨基酸保护材料的研究方法。

3 过瘤胃氨基酸的应用效益
3.1 提高奶牛产奶量和乳蛋白含量
牛奶蛋白质中平均80%是由酪蛋白组成的，其中赖氨酸和蛋氨酸的含量特别高。

在乳蛋白合成中两种氨基酸的需要量，赖氨酸的需要量为7.3%，蛋氨酸为2.5% 。

如果用占十二指肠消化物中氨基酸总量的百分率来表示，赖氨酸的需要量为15%，蛋氨酸为5%。

在饲喂奶牛以不同日粮时，赖氨酸和蛋氨酸是前两个限制性氨基酸，因此奶牛日粮中添加瘤胃保护性氨基酸的试验研究主要集中在这两种氨基酸上，结果表明可提高产奶量、乳蛋白量和乳脂率，而且还可以防止酮病的发生。

3.2 减少日粮非降解蛋白质数量
许多研究表明，在高产反刍动物日粮中添加过瘤胃氨基酸，不仅可以使其达到最高产量，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，避免蛋白质过剩给奶牛造成的负担。

3.3 添加量
过瘤胃氨基酸的添加量不仅由日粮中该种氨基酸缺乏程度和反刍动物十二指肠可吸收氨基酸模式中限制性氨基酸的相对限制程度和次序来确定,而且还要兼顾其成本和其他蛋白质资源的可利用性。

值得注意的是,高水平的添加会降低饲料适口性,从而影响动物的采食,还会引起氨基酸中毒(尤其是Met),造成氨基酸的浪费。

试验表明,在玉米蒸馏酒糟(CDG)日粮中添加20 g赖氨酸和6 g蛋氨酸,可以满足奶牛对蛋氨酸的需要量,但是奶牛血液中的赖氨酸含量并没有提高,这说明添加的赖氨酸水平不足,如果提高赖氨酸的水平,可能还会提高乳产量。

3. 4添加时期
奶牛在不同的生理阶段添加过瘤胃氨基酸其效果也存在差异。

给泌乳初期奶牛添加过瘤胃氨基酸,要比中后期的效果明显。

可能是由于泌乳初期奶牛所需氨基酸的缺乏所造成的。

3.5过瘤胃氨基酸的使用效果
2010年10月20日—2011年1月20日，在内蒙古奶联科技有限公司窑子湾牧场进行了过瘤胃氨基酸的饲喂实验，实验期总共为105天，其中预饲期为15天，正式饲喂期为90天。

通过3个多月的实验，现得到以下数据，饲喂后奶量及乳指标对比如下：
奶量平均增长1.64kg/天，脂肪增长0.2%，蛋白增长0.07%，干物质增长0.65%。

增长原因分析：①季节因素，随着冬季的来临，乳指标一般会有一定幅度的提高，但产奶量会有所下降。

②添加了包被赖氨酸，使日粮蛋白水平增加，提高了奶产量和乳指标。

在以植物蛋白为主的奶牛日粮中添加包被赖氨酸,可以提高产奶量、乳总固形物含量和改善乳的品质。

奶牛对氨基酸的需要量也受多种因素的影响,在添加过程中综合考虑,在不过量的情况下,通过补充足够的氨基酸,可提高蛋白质的利用效率,减少氮的排放量。

4小结
过瘤胃氨基酸的使用可以满足反刍动物对限制性氨基酸的需要,增加小肠可利用氨基酸的供给,从而提高反刍动物的生产性能和饲料利用率。

反刍动物日粮中添加过瘤胃氨基酸,可以提高动物的生产能力,提高饲料利用率,降低氮的排放量。

在高产反刍动物日粮中添加过瘤胃保护氨基酸,不但可以提高其生产性能和经济效益,而且对世界蛋白质饲料资源紧缺的现状和环境保护具有极其重要的意义。

但过瘤胃氨基酸在实际应用中还存在一些困难,也是需要尽快解决的问题。

首先,需要对氨基酸的过瘤胃方法做进一步的研究,寻找到一种能够大规模应用于生产的方法;其次,要确定过瘤胃氨基酸的添加量、添加时期以及不同氨基酸之间的比例问题,以便达到最佳的使用效果。