Advances of application of synthetic amino acids in （1國家飼料工程技術研究中心， 北京 100094） Wang Xu Li Xiaojie Qiao Shiyan Pan Baohai and Wang Dehui
(National Feed Engineering Technology Research Center Beijing 100094)
關鍵詞：豬 低蛋白質日糧 合成氨基酸 氮 環境污染
keywords：swine
low-protein ration synthetic amino acids nitrogen environmental pollution
近年來，公眾越來越關注畜牧業生產對環境所造成的負面影響。隨著畜牧業生產規模的不斷擴大和集約化程度的不斷提高，畜牧生產過程中產生的大量廢物和糞尿，造成了嚴重的環境污染，極大的影響了居民的生活環境質量和身體健康。其中，氮和磷是畜禽糞便中造成環境污染的主要物質，大部分氮損失與氮源的消化吸收效率低有關，因而提高營養物質的利用效率是非常重要的。
畜禽飼養密度的增加及環保要求（如降低糞中氮和磷對土壤和水的污染）的提高迫使人們提出一種新的畜禽飼養策略。解決該問題的主要辦法是使用利用率比較高的飼料原料以降低糞中氮的排出量。眾所周知，合成氨基酸有助于提高氨基酸（氮）的消化率，并且可促進瘦肉組織的高速增長，這是合成氨基酸在動物營養中的重要作用之一。Kerr 和Easter（1995）就提出日糧中蛋白質（需要補充合成氨基酸）降低一個百分點，糞便中氮的排出量就會降低8%。
隨著科學技術的進步，飼料級賴、蛋、蘇等限制性或必需氨基酸已能通過微生物發酵或化學合成等方法進行工業化生產，從而為配合日糧中氨基酸的平衡創造了條件。因此對于既缺乏動物蛋白原料，又缺乏植物蛋白原料的我國內陸各省的廣大農村而言，探討低蛋白日糧中賴、蛋、蘇氨基酸的適宜添加量，對促進日糧中氨基酸的平衡，減少飼料浪費，提高廣大養殖戶的經濟效益具有重大的指導作用。
張書賢等（2003）研究表明，在仔豬低蛋白日糧中添加一定量的賴、蛋、蘇氨基酸對日增重、飼料報酬均有重要貢獻。但從試驗結果中發現，當在14.5%的粗蛋白日糧中添加高劑量的賴氨酸（0.4%）、蛋氨酸（0.3%）、蘇氨酸（0.08%）時，日增重、飼料報酬反而下降，其中原因可能是過分強調賴、蛋、蘇等氨基酸用量，而忽視其他必須氨基酸的作用，導致日糧中其他必須氨基酸過少，使氨基酸出現新的不平衡，從而影響飼料報酬、日增重和經濟效益。從試驗中可以看出，在14.5%的粗蛋白日糧中添加0.2%-0.3%賴氨酸、0.1%-0.2%蛋氨酸、0.04%-0.06%蘇氨酸是比較合適的。
從文獻結果（表1）可以看出，對于生長育肥豬，日糧蛋白質水平降低2%或3%并補充合成氨基酸并不會影響生長性能（Lopez 等, 1994; Tuitoek 等, 1997; Liu 等, 1999）。但如果降低日糧蛋白水平而不補充氨基酸，氮的吸收就會降低（Zervas 和 Zijlstra, 2002b），并且飼料效率及平均日增重也會降低（Tuitoek 等, 1997; Liu 等, 1999），這可能是由于低蛋白質水平的日糧中，蛋白結合氨基酸的吸收效率下降，從而影響動物的生產性能。在低蛋白質日糧中添加合成氨基酸是否會影響蛋白結合氨基酸的消化率，目前尚不清楚。據Otto 等報道，對于50Kg的生長豬來說，將其日糧蛋白質水平由15%降到12%對于氮的吸收不會產生影響，但尿中氮的總排出量降低了20%。研究結果還表明，如果日糧蛋白質水平降低4%以上時，即使補充晶體L-谷氨酸或按照理想氨基酸模式配制飼料，氮的吸收率仍然會降低。這可能是因為日糧中其他氨基酸含量仍然缺乏造成的。因此，要優化營養策略，在不影響生產性能的基礎上減少氮的排放。Figueroa（2002） 將日糧分為五個處理，對照組蛋白含量為16%，試驗組分別為15%、14%、13%、12%、11%，并補充合成氨基酸（包括賴氨酸、色氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸）使各處理中氨基酸水平相當。結果表明，蛋白含量16%、15%、14%、13%、12%對豬的生產性能沒有顯著性影響，而11%處理組則表現較差的生產性能。所以Figueroa（2002）指出，氨基酸需要量的滿足，對氮平衡的影響要大于對生產性能的影響，并且有些氨基酸（如異亮氨酸、纈氨酸等）在日糧蛋白濃度降低4%以上時，會對豬的生產性能產生負面影響。
使用合成氨基酸的低蛋白日糧可以降低飼料成本和氮的排泄量。但有些研究表明，與飼喂高蛋白日糧組相比，給豬飼喂合成氨基酸的低蛋白日糧會增加胴體脂肪含量（Kerr 等, 1995; Tuitoek 等, 1997b）。此現象可能是由于日糧中蛋白含量的減少，使用于蛋白代謝的能量消耗降低，于是更多的能量用于了機體的脂肪合成。其他學者的研究也證實了上述試驗結果（Noblet 等, 1987; Lewis, 1989; Schoenherr, 1992; Chewning 等, 1995; Kerr 等, 1995）。補充合成氨基酸的低蛋白日糧增加胴體肥度的原因，目前尚不十分清楚。Goihl（1999）認為，這可能是日糧中凈能含量較高的緣故。研究表明，豬在飼喂補充合成氨基酸的低蛋白日糧時，會降低血漿尿素氮濃度（Kerr 和 Easter, 1995; Miller 等, 1996）。這表明，動物不必對過量的氨基酸進行脫氨基作用，從而減少能量的消耗。此外，豬采食補充合成氨基酸的低蛋白日糧后，胰臟的重量減輕了。這表明，胰臟的活性降低了，豬對能量的需要也降低了。研究表明，攝入過量的蛋白質會增加能量的消耗（Buttery 和 Boorman, 1976），并影響器官的大小和能量的代謝（Yen, 1997; Nyachoti 等, 2000）。
機體的產熱包括熱增耗，維持能量以及動物應付環境變化所需的那部分能量。Noblet 等（1987）報道給豬飼喂含37.5g CP / Mcal DE的日糧，其產熱量低于含45g CP / Mcal DE的日糧處理組。Kerr 等（2003）報道給生長豬飼喂12%粗蛋白并補充合成氨基酸的日糧，無論在熱中性還是熱應激環境下，其產熱量都要低于16%粗蛋白日糧處理組。Kerr 等（2003）研究表明，在環境溫度為23°C時，與對照組日糧（16%粗蛋白）相比，補充賴氨酸、色氨酸、蘇氨酸的的低蛋白日糧（12%粗蛋白）處理組的肉料比并未有明顯變化，但在33°C時，肉料比有所降低（日糧×溫度，P < 0.01）。給青年母豬飼喂補充賴氨酸、色氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸的低蛋白日糧，其生長速率及采食量與高蛋白組相似。試驗將日糧的凈能水平設為高、中、低三個水平，在高蛋白組隨著日糧凈能水平的降低，肉料比也呈一個降低的趨勢；但在添加合成氨基酸的低蛋白組中，只有低水平凈能處理組的肉料比有所降低。雖然低蛋白組中眼肌面積有所降低（P < 0.08），但其他胴體性能指標都無明顯差異（P > 0.10）。試驗表明，給豬飼喂添加合成氨基酸的低蛋白日糧（降低3%）與高蛋白日糧相比，不會影響生長性能、肉料比和胴體性能，并且日糧凈能的變化對于生長性能和胴體組成的影響并不顯著。Knowles 等（1998）研究表明，降低補充合成氨基酸的低蛋白日糧的凈能水平，對于肥育豬的生長性能、胴體性能、器官重量和機體能量消耗并未有明顯影響，但發現會增加肥胖度。所以，給肥育豬飼喂補充合成氨基酸的低蛋白日糧（降低3.1%-3.5%）不會影響其生長性能和胴體性能。氮、NH4+和可揮發性有機物（VOC）是豬廢棄物的主要污染源（Zahn 等, 1997）。豬糞便在土壤上的過量施用，會產生硝酸鹽類物質對土壤表面和地下水造成污染（Jongbloed 等, 1997）。未被利用的氮還會形成NH3和VOC散發到空氣中去（Miner, 1999），對大氣造成污染。Zahn 等（2001）報道，可揮發性脂肪酸是VOC的主要成分，也是養豬生產中產生惡臭
補 充合成氨基酸對豬日增重、飼料轉化效率和營養物質排出量的影響
* 注：*與對照日糧比較；1 高蛋白質日糧-低蛋白質日糧；2 后者補充合成氨基酸，前者未補充；3 玉米-血球粉-豆粕型日糧；4 玉米-豆粕型日糧；5 小麥-大麥-豆粕型日糧。
氣味的主要來源。有害氣體及氨氣的釋放，對眼睛及呼吸道都會產生刺激。產房中氨氣濃度過高，還會推遲母豬的發情期（Malayer 等, 1987）。所以，通過營養和管理的手段來降低圈舍的氨氣濃度及惡臭氣味，對于維持良好的生產性能是很必要的。Sutton 等（1996；1999）研究表明，降低日糧中粗蛋白含量可以降低豬排泄物中NH4+濃度；以及排泄物中所釋放的氨氣量（Turner 等, 1996）。據Otto 等（2003）報道，對于50Kg的生長豬，降低日糧蛋白水平（從15%降至9%）并補充合成氨基酸以滿足氨基酸需要，會顯著降低豬排泄物的氨氣釋放量，但并不會改善其惡臭氣味，也不會降低糞中可揮發性脂肪酸的含量。這是因為日糧中蛋白含量降低，是由于增加了玉米的比例，降低了豆粕含量，而碳水化合物可以促進可發酵酸的產量，尤其是可揮發性脂肪酸，所以對惡臭氣味的改善不明顯。
飼料中的氨基酸進入機體后的主要代謝去向是合成蛋白質和多肽，多肽的合成是在密碼子指導下的氨基酸排列。因此，從理論上講，密碼子的使用頻率就決定了氨基酸的使用頻率。在以玉米、豆粕為主的日糧中，賴氨酸為第一限制性氨基酸。以賴氨酸為基準，按編碼各種氨基酸的密碼子使用頻率與賴氨酸密碼子使用頻率之比來進行飼料氨基酸的生物配比，具有一定的指導意義。康懷彬等研究表明，以密碼子使用頻率為指導進行低蛋白日糧氨基酸生物配比，低蛋白日糧中添加氨基酸能顯著改善豬的生產性能。對照組與試驗組Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的日增重分別為561.07ｇ±48.02ｇ,389.27ｇ±27.31ｇ,526.79ｇ±33.72ｇ和476.71ｇ±39.59ｇ。試驗結果表明，在進行飼料氨基酸配比時，要保證最基本的粗蛋白含量，不能指望純粹依據添加氨基酸來改善豬的生產性能。
綜上所述，降低日糧中蛋白含量（<4%）并補充合成氨基酸對胴體品質不會產生負面影響，但其更深層次的機理尚需進一步研究。但有一點已成共識，即補充合成氨基酸的低蛋白日糧能降低豬糞尿中營養物質主要是氮的排出量。另外，適當降低補充合成氨基酸的低蛋白日糧的凈能水平，對豬的生產性能也沒有明顯影響。 | 
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狗仔卡
發表于 2008-8-18 14:55:52
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