氨基酸在反刍动物中应用研究进展

氨基酸在反刍动物中应用研究进展
由瘤胃合成的微生物蛋白（MCP），过瘤胃蛋白（RUP）和内源蛋白（ECP）提供的各种氨基酸（AA）是反刍动物体组织和乳蛋白合成的原料。

少量吸收后的AA为机体合成其它代谢前体物所必需。

因此AA营养对反刍动物营养研究很重要。

随着各国新蛋白体系的相继建立，使反刍动物AA营养逐渐向模块化方向发展。

尤其是20世纪90年代美国CNCPS体系的建立，将蛋白质营养与碳水化合物营养联系起来，建立了描述小肠可利用AA的动态模型。

进入21世纪，人们越来越倾向于应用各种新技术，调控AA在组织层次上的代谢。

本文将主要介绍近年来反刍动物AA营养研究热点。

1 反刍动物限制性氨基酸（LAA）研究进展
限制性氨基酸（LAA）及其组成模式是决定反刍动物体内含氮物质利用的重要因素。

通
过对可吸收LAA平衡调控可降低日粮蛋白用量，提高利用率，从而节约资源并能减少环境
污染。

AA吸收效率、转运效率、吸收与排出比例是评定LAA顺序的基本方法（NRC 2001）。

在此基础之上应用饲养试验，十二指肠（真胃）AA灌注法和多血管瘘技术（沈向真，2004）
初步建立了LAA体系。

研究一致认为Lys和Met是反刍动物的第一和第二LAA，而对其余AA限制性顺序，学术界仍存在争议。

这是因为瘤胃微生物影响，日粮和动物种类、生产目的和研究方法不同引起的。

王洪荣（1998）评定了3种蛋白质饲料的不同LAA顺序。

Greenwood和Tigemeyer（2000）认为生长牛的LAA顺序为Lys、Met、Thr。

McCuistion （2004）
认为生长牛的LAA顺序为Lys、Met、His。

董晓玲（2003）研究了内蒙古绒山羊的LAA，根据氮沉积求出各种AA的相对限制性顺序依次为：Cys（72.17%）、Ser（54.25%）、Arg（51.76%）、Met（29.07%）、His（20.45%）；内蒙古绒山羊的LAA为Met和His。

然而甄玉国（2004）认为Met不是影响羊绒生长的主要LAA。

对于LAA对反刍动物生产性能的影响，也存在争议。

有研究表明，灌注或饲喂瘤胃保护性LAA可提高泌乳量和改善乳成分（Harrison等2000；Robinson等2000）。

但Bernard等（2004）认为补充瘤胃保护性LAA对乳产量无影响。

NRC（2001）总结了大量研究表明：①乳蛋白含量比产奶量对补充Lys和Met的反应更敏感，尤其是产奶高峰以后的奶牛。

②乳蛋白含量的增加与产奶量无关。

③酪蛋白是乳蛋白中最受影响的部分。

④当可代谢蛋白中其它AA达到或接近估测需要量时，乳蛋白增加对添加Lys和Met反应最敏感。

⑤在产奶量方面，泌乳早期奶牛比中期和晚期对Lys和Met更敏感。

王洪荣和董晓玲（2004）述了一些评价LAA 的新指标，如分子生物学指标，尿中3-甲基组氨酸（MMH）/肌苷比值，限制性氨基酸指数（LAAI），蛋白质周转等。

2 理想氨基酸（Ideal Amino Acid,IAA）模型及氨基酸平衡理论研究进展
影响蛋白质利用效率最重要的因素是小肠可消化AA模型，但由于瘤胃微生物对饲料的
降解，影响了IAA模型在饲料配制过程中的应用（Boisen等2000）。

近几年来，随着计
算机技术在动物营养学中的应用，可通过更复杂的数学模型来评估反刍动物IAA模型及AA 平衡。

瘘管术、灌注营养技术和多血管瘘技术等又为反刍动物AA平衡模式研究提供了重要工具。

王洪荣（1998）研究发现改进肌肉模式为生长绵羊小肠可消化IAA模式（M85+C15），即Lys 100%、Met+Cys 39.37%、Thr 76.17%、His 40.51%、Arg 72.25%、Leu 157.54%、Ile 81.47%、Val 104.75%、Phe 81.02%和Trp 12.94%，EAA:NEAA 1：
1.01。

甄玉国（2002）
认为在AA不平衡条件下，增加蛋白质水平实际上是对AA不平衡的一种补偿，但这种补偿是有限的，过度的补偿对蛋白质资源是一种浪费，同时也达不到理想的增绒效果。

AA 平衡以后可增加外周组织，尤其是皮肤对蛋氨酸的利用，从前胃以内源形式进人十二指肠的Met数量减少，提高了皮肤蛋白合成量，促进绒毛纤维生长。

研究同时表明，在一定范围内动物机体可通过自我稳衡调控功能，调节血液循环中的AA趋于平衡。

一旦超出动物本身调控范围，某些AA在血液循环中大量滞留，反而会影响AA平衡性。

同时也说明，小肠可吸收IAA模式是一个范围，在这一个理想模式范围内，动物借助机体的自我调控功能，使进人组织代谢层次的AA模式趋于理想平衡模式（卢德勋，2004）。

为此，甄玉国引入氨基酸平衡指数（Amino Acid Blance Index,AABI）概念，用以评价小肠可吸收AA平衡性。

甄玉国研究得出的绒山羊小肠可吸收IAA模式与王洪荣所确立的绵羊IAA模式相比，绒山羊含硫氨基酸(SAA)的比例约为绵羊的２倍，Leu和Ile明显低于绵羊，其它氨基酸则差异不大。

由于内脏组织消耗了大量的Leu，当根据肌肉和绒毛模式计算IAA式时低估了Leu 的实际需要，因此在甄玉国研究所确定的IAA模式的前提下应该适量提高Leu添加量。

同时也应该增加Ile和Ser比例。

苏鹏程等（2004）采用同样方法，测定了内蒙古白绒山羊小肠AA表观消化率，并对AA平衡性进行评定，结果表明：玉米—豆粕型日粮条件下，小肠可吸收AABI为0.69，要达到M85+C15的平衡模式，需要补充Met、Arg、His、Thr、Ser和Trp。

3 反刍动物可利用氨基酸研究进展
可利用氨基酸（Utilizable amino acid,uAA）指到达反刍动物十二指肠的、可被反刍动物消化的氨基酸。

到达十二指肠的uAA的来源包括MCP和RUP。

赵广永（2005）认为反刍动物uAA概念及其测定技术可正确反映含氮化合物在瘤胃中代谢过程，并且可对反刍动物常用饲料蛋白营养价值进行快速、准确、低成本的评定。

小肠可消化AA体系和可代谢AA体系虽然能够体现这3个方面的要求，但计算较复杂，限制了在反刍动物生产中应用。

随着各种反刍动物uAA需要量研究的进行，uAA体系在反刍动物日粮配合方面将被广泛应用。

Zhao和Lebzien（2002）用奶牛瘤胃液发酵测定uAA，结果表明体外培养技术可以用于饲料uAA测定。

并且体内试验计算的uAA （X，g/kg DM）与体外试验测定的uAA （X,g/kg DM）间存在显著相关关系（Ｙ=0.85Ｘ-6.67，ｒ2=0.85，P<0.001，ｎ=33）。

这一结果再次表明体外培养技术可以用于饲料uAA的测定。

赵广永（2005）还探讨了用羊粪缓冲液代替瘤胃液作为接种物测定饲料uAA的可能性。

4 反刍动物氨基酸营养调控
4.1 瘤胃微生物AA营养调控
MCP是进入小肠的主要蛋白质来源，对反刍动物AA营养有重要影响。

而且研究表明，
由于宿主动物消化道内环境稳衡机制的存在和宿主与消化道微生物菌群以及菌群之间存在
共生性平衡，消化道微生物对宿主动物氨基酸稳衡调控作用不容忽视（Metges，2000；卢
德勋，2004）。

但据报道，通过改变微生物数量和组成调控进入小肠的AA组成幅度是有
限的。

4.1.1 日粮调控微生物蛋白的AA组成
调控瘤胃微生物AA的主要方法是通过调节日粮可发酵能和AA组成来影响瘤胃微生物AA组成（钟诚，1996；周勃，冯仰廉，2000；Mitsumori等，2002；Yang等，2004；Scholljegerdes等,2004）。

但对于日粮及其在瘤胃中发酵对瘤胃微生物AA组成的影响在学术界一直存在争议。

有学者认为瘤胃微生物AA组成受日粮影响很小（Storm等1983；Martin等1996；Shabi等2000），但以Clark教授为代表的研究者认为瘤胃微生物AA 组成是可调控的（Clark等，1992；王洪荣，1998；Boisen等，2000；Mitsumori等，2002），这种观点在近几年占主流。

4.1.2 瘤胃原虫调控技术
原虫可吞噬大量细菌、真菌和小颗粒饲料，并利用它们的AA合成自身AA。

再通过自溶作用为宿主提供可利用AA，有研究报道原虫AA具有较高的小肠消化率，因此调控瘤胃原虫可间接调控反刍动物的AA利用。

这已为韩春燕等（2002），苑文珠等（2002）研究所证实。

通过分子生物学技术来调控原虫数量目前还鲜有报道，认为有广阔的前景。

通过调节瘤胃能氮平衡和瘤胃微生态平衡也可调节瘤胃微生物AA组成，但这方面的研
究报道不多。

4.2 过瘤胃蛋白对反刍动物氨基酸营养调控
可针对不同饲料的瘤胃降解特性和AA组成，通过特定的饲料加工方式、原料组合，调
整进入小肠RUP的AA组成，从而改变小肠可吸收AA数量和比例。

尽管对RUP部分与原
料中AA组成差异性尚存在争议，但越来越多的证据支持这种差异性存在，尤其是对支链AA的抗瘤胃降解性得到共识（刁其玉和冯仰廉，2002；晏向华等，2003）。

4.2.1 饲料组合效应调控RUP氨基酸组成
动物的采食水平，日粮蛋白补充料，易降解纤维，易发酵碳水化合物和脂肪的添加，以
及饲料间不同搭配、加工调质和一些营养调控措施等均会改变单个饲料消化率和利用率，即
反刍动物饲料间存在组合效应，可通过组合效应提高过瘤胃AA数量和质量（Chen等，1993；Haddad，2000；Liu等，2000；卢德勋,2004）。

4.2.2 饲料加工调控RUP氨基酸组成
常用的饲料加工方法（加热，碾压，膨化等）都可通过改变过瘤胃AA组成进而调控反刍动物AA代谢。

有的加工方法是通过改变瘤胃AA降解率来实现这种调控的（Ljфkjel 等,2000）。

有些是通过改变各种AA组分流量来实现的（Yang等，2004），但也有研究表明不同处理方法对小肠AA消化率影响不明显（Prestlфkken,1999），估计是研究方法和试验动物不同所致。