第4節 理想蛋白質

藍馨

第4節理想蛋白質

　　理想蛋白質氨基酸模式是指飼糧中多種氨基酸的最佳平衡，這種平衡不能通過增減或替換任何氨基酸而得到改善，其中的氨基酸準確地處在動物所需的比例，具有這種氨基酸模式的日糧給出最高的利用率。
1、蛋白質營養原理

　　動物對飼料蛋白質的利用，是將蛋白質消化降解為氨基酸，然后以氨基酸（少部分以短肽）的形式吸收、參與機體代謝，合成各種動物組織蛋白，生產產品。各種蛋白質不僅消化率不同，所含氨基酸組成比例也不同。當動物合成某一組織蛋白（或生產某一特定產品，如雞蛋）時，動物只是按所要合成蛋白質中氨基酸組成比例利用飼料蛋白質中的氨基酸。如果其中一種或幾種必需氨基酸比例低于所要合成蛋白質中相應氨基酸的比例，則會限制其他氨基酸的利用，降低飼料蛋白質的生物學價值。只有供給的蛋白質中所含氨基酸比例與要合成蛋白質一致時，蛋白質才能最有效地被利用，各種氨基酸的效價也最高。可見，飼料蛋白質的質量不僅取決于所含氨基酸的總量和消化率，而且還取決于氨基酸組成的比例。一般說來，動物性蛋白質所含必需氨基酸量和比例都與動物需要量接近，因而生物學效價高，品質好。多數谷物及其他植物性蛋白質含必需氨基酸總量少，比例不符合動物需要，生物學價值低，品質差。
2、理想蛋白質的概念

　　動物蛋白質營養的理論和實踐，經歷了粗蛋白質（CP）-可消化粗蛋白質（DCP）-可利用粗蛋白質（UCP）-蛋白質生物學價值（BV）-氨基酸（AA）-化學比分（CS）-必需氨基酸指數（EAAI）-理想蛋白質（ID）-理想蛋白質可消化氨基酸模式（ID-DDAP）一個逐漸發展的過程，理想蛋白質是由Howard(1958)提出的“完全蛋白質”（Complete Protein）引伸發展而來。80年代后，經ARC、AEC、NRC以及其他學者的工作，更名為“理想蛋白質”（Ideal Protein），得到業界承認和應用。

　　理想蛋白質是指各種必需氨基酸以及供給合成非必需氨基酸的氮源之間有最佳平衡比例的日糧蛋白質。這種日糧蛋白質的各種氨基酸消化、代謝、利用，最終與動物的總體氨基酸需要恰相吻合，此時，動物對日糧蛋白質的利用最佳，無效消耗最低，這種日糧蛋白質就叫做理想蛋白質。

　　最初，出于簡單的想法，日糧蛋白質的氨基酸組成與單位體蛋白質相同，就應當是全價的，模擬試驗效果良好。這樣就不再用全卵蛋白質作為全價標準來評價日糧蛋白質的CS和EAAI了。實踐中，理想蛋白質很難把20余種氨基酸都考慮周全，一般只考慮10種必需氨基酸的組成比例，這也就是所說的理想蛋白質的氨基酸成分模式。

　　人們進一步了解到十種必需氨基酸的消化利用并非等效的，日糧蛋白質經動物消化吸收后，原來的氨基酸模式就發生了改變。同時，結合動物的氨基酸營養需要的深入研究，動物體蛋白的氨基酸模式，對各種動物，尤其是非生長-肥育動物（乳畜、蛋禽），并不是恰好。除各種氨基酸消化利用上的差異外，還有動物產品生產所需氨基酸組成比例的不同。于是，從動物的營養需要角度構建了理想蛋白質的氨基酸（成分或可消化成分）模式。

　　一般地說，必需氨基酸總量與非必需氨基酸總量之間的比例為1:1～45：55。通常以日糧賴氨酸為基準，以賴氨酸的量為100%，以其它氨基酸占賴氨酸的百分比表示理想蛋白質的氨基酸模式。
3、蛋雞的理想蛋白質模式

　　家禽的氨基酸需要量受能量、粗蛋白水平、遺傳、性別和環境等諸多因素的影響。因此，在上述諸多因素的綜合作用下，實際很難用劑量反應法來逐個確定每種必需氨基酸的需要量。但是對一定條件下的畜禽來說，它們對不同氨基酸需要量之間的比例關系基本無影響或影響不大，因此，通過確定必需氨基酸相對賴氨酸的理想比率來計算氨基酸的需要量更容易適應多樣性的環境條件。

　　理想氨基酸模式的研究已進行了十幾年，但許多影響因素和遺傳類型(品種)、環境和其它營養成分都還沒有考慮進去，理想氨基酸模式很可能隨動物基因型、性別、體重、日糧及環境等因素的不同而異。現今的理想氨基酸模式都還比較粗糙，今后還有相當的改進余地，理想蛋白的實際應用還需一定的成熟條件。

國內外有不少關于家禽的氨基酸模式，差異很大。理想蛋白質氨基酸模式是以日糧賴氨酸為基準的。產蛋雞對特定數量單體氨基酸的生理需要主要是用于生產雞蛋蛋白和體組織蛋白。尹清強等（1995）推薦羅曼蛋雞產蛋前期氨基酸模式見表1。
表1.羅曼蛋雞產蛋前期的各種氨基酸模式
氨基酸        A*        B*        C*        
氨基酸        A*        B*        C*
賴氨酸        100      100       100   

纈氨酸        106       98        97
蘇氨酸        78        72        72        異亮氨酸       76        69        73
蛋氨酸        43        42        44        亮氨酸        
205      189       196
胱氨酸        27        25        24        酪氨酸        
69        63        64
色氨酸        16        15        15        苯丙氨酸       110       101       101
組氨酸        57        53        53        精氨酸        
124       119       119
注：引自中國獸醫學報，1995，15(4)。Ａ*為飼養試驗的最佳氨基酸模式；Ｂ*為回歸分析優選氨基酸模式；Ｃ*回歸分析優選可消化氨基酸模式。
　　氨基酸需要量的最好表達方式是以每天氨基酸的攝入量(一般為mg/d)直接表示而不是占飼糧的百分比。NRC(1994)根據體重及日采食量對產蛋雞每日氨基酸需要量進行了計算。見附錄。
4肉仔雞的理想氨基酸模式
肉仔雞的氨基酸需要量受日齡、性別、溫度、品種和氨基酸平衡的影響。
表2不同研究機構和人員推薦的肉雞育雛階段的理想蛋白模式

來源	NRC(1994)	GfE(1999)	Baker(1994)	Baker等(2002)	Gruber(1999)
方法	文獻綜述法	析因法	析因法	劑量效應實驗法	耗竭法
氨基酸基礎	總氨基酸	總氨基酸	真可消化氨基酸	真可消化氨基酸	真可消化氨基酸
肉雞性別	混養	混養	雄性	雄性	混養
日糧賴氨酸含量, %	1.1	1.09	1.12	1.03	未描述
與賴氨酸的比例 （賴氨酸設為100）
蛋氨酸	46	36	36	-	37
蛋＋胱氨酸	82	71	72	-	70
蘇氨酸	73	67	67	56	66
色氨酸	18	16	16	17	14
精氨酸	114	108	105	-	108
異亮氨酸	73	69	67	61	63
亮氨酸	109	112	109		108
纈氨酸	82	96	77	78	81
苯丙+酪氨酸	122	118	105		121
組氨酸	32	32	35		38

表3 不同研究機構和人員推薦的肉雞育成階段的理想蛋白模式

來源	Schutte(1996)	NRC(1994)	GfE(1999)	Baker(1994)	Mack等（1999
方法	文獻綜述法	文獻綜述法	析因法	析因法	劑量效應實驗法
氨基酸基礎	表觀可消化氨基酸	總氨基酸	總氨基酸	真可消化氨基酸	真可消化氨基酸
肉雞性別	混養	混養	混養	雄性	雄性
日糧賴氨酸含量, %	1.02	1	0.92	0.89	1.15
與賴氨酸的比例 （賴氨酸設為100）
蛋氨酸	38	38	38	37
蛋＋胱氨酸	73	72	87	75	75
蘇氨酸	65	74	76	70	63
色氨酸	16	18	17	17	19
精氨酸	105	110	117	105	112
異亮氨酸	66	73	78	67	71
亮氨酸	-	109	125	109
纈氨酸	80	82	109	77	81
苯丙+酪氨酸	-	122	137	105	-
組氨酸	-	32	33	32	-

下表列舉了一些研究機構所建議的氨基酸需要量。NRC(1994)將肉仔雞的氨基酸需要量按三個生長階段進行劃分，ARC(1981)和SCA(1987)則按兩個生長階段進行劃分。NRC(1994)的估測值看起來比較合理，因為生長動物的營養物質需要量，尤其是蛋白質和氨基酸的需要量隨生長階段而急劇變化。
表4.肉仔雞氨基酸需要量

項目	NRC(1994)			ARC(1981)		SCA(1987)
	0-3周齡	4-6周齡	7-8周齡	0-4周齡	5-8周齡	0-4周齡	5-8周齡
消化能MK/Kg	13.38	13.38	13.38	13	13	12.54	13.38
粗蛋白質	23	20	18	18.8	15.6
精氨酸	1.44	1.2	1	1.03	0.76	1.02	0.94
甘+絲氨酸	1.5	1	0.7	1.4	1.02
組氨酸	0.35	0.3	0.26	0.48	0.36	0.4	0.35
異亮氨酸	0.8	0.7	0.6	0.85	0.64	0.57-0.8	0.51
亮氨酸	1.35	1.18	1	1.47	1.07	0.16-1.94	1.22
賴氨酸	1.2	1	0.85	1.1	0.8	1.13	0.9
蛋＋胱氨酸	0.93	0.72	0.6	0.92	0.67	0.85	0.59
蛋氨酸	0.5	0.38	0.32	0.48	0.36	0.45	0.35
苯丙+酪氨酸	1.34	1.17	1	1.58	1.16	1.36	1.13
苯丙氨酸	0.72	0.63	0.54	0.85	0.64	0.79	0.63
蘇氨酸	0.8	0.74	0.68	0.74	0.53	0.68	0.54
色氨酸	0.23	0.18	0.17	0.21	0.15	0.21	0.17
纈氨酸	0.82	0.72	0.62	0.98	0.71	0.77-1.06	0.73

5、理想蛋白質氨基酸模式的應用
(1)配制低蛋白質日糧.在設計飼料配方時，添加限制性氨基酸使日糧氨基酸水平與需要量處于平衡，可降低飼養標準中粗蛋白質1～2個百分點，最大限度地提高飼料利用率。在利用理想蛋白體系配制低蛋白氨基酸平衡日糧時必須注意，以可利用氨基酸為基礎配制日糧和采用自由采食方式效果才較好。
(2)有效利用非常規蛋白飼料.緩解蛋白質資源缺乏的另一個重要方法是充分利用非常規蛋白質飼料，如菜籽粕、棉籽粕、肉骨粉、羽毛粉等。棉籽餅和菜籽餅中有毒物質。一般以化學去毒劑和限制在日糧中的使用比例來減少其毒性和對適口性的影響；而對其營養不平衡性，改善途徑是以可消化氨基酸為基礎按理想蛋白氨基酸模式配制日糧。利用理想氨基酸模式，使家禽對日糧蛋白質的利用率提高，從而減少由排泄物導致的環境污染。
(3)因為過多的氮以尿素或尿酸形式排出，而合成這些物質需耗用能量，所以理想氨基酸平衡可緩解家禽應激，這對籠養雞特別重要。
6、理想蛋白質氨基酸模式目前存在的問題
現有理想氨基酸模式在理論和實踐上存在一些問題.
（1）理想蛋白質的氨基酸有效性：應定位于可消化必需氨基酸（DEAA），非必需氨基酸不必逐一考慮，規定其對必需氨基酸總量的配比（50-60：50-40）即可。需要澄清的是，通常說的可利用（Available）必需氨基酸（AEAA），是套用有效能量的代謝能（ME）指標而命名的含混指標。氨基酸不同于氮，消化吸收而未利用的氨基酸，降解成含氮物由尿排除。代謝試驗中檢測不到未利用的氨基酸，因而，AEAA測得值實質上是DEAA。氨基酸有效性測定中，人們傾向用荷術動物，即回-直腸吻合豬、摘盲腸雞作試驗，以消除后腸微生物發酵帶來的有效氨基酸測值誤差。多數研究報告表明，用荷術動物測得的飼料可消化氨基酸的可加性更好。
(2)飼料中蛋白質結合態氨基酸與合成氨基酸間存在差異，研究理想蛋白質是利用基礎日糧中添加合成氨基酸的方式進行的，而結合態氨基酸與合成氨基酸的吸收速度、轉運到目的地的時效性和利用率不同。目前理想蛋白質的必需氨基酸或可消化必需氨基酸模式，不論對豬還是雞，基本上都是靜態的。然而事實上，真正平衡的家畜日糧應該能以合適的速度和比例為合成新組織的把細胞（而不是胃腸）提供氨基酸，這里強調的是各種氨基酸到達把細胞的時間和比例。所以要隨動物種質進展、機體內外環境改變、對產品品質要求等，要測定各種相關參數向動態方向發展完善。
(3)理想蛋白質注重蛋白質“質”的要求，并無“量”的規定。因此，在指導生產實踐時，要輔以量化參數，有針對性地規定恰當的日糧蛋白質水平和動物采食量。日糧蛋白質的氨基酸與加入的合成氨基酸在消化吸收速度上存在同步配合問題，特別對分頓次喂的動物應加以考慮。這一問題還缺乏嚴格驗證，有待試驗研究確切闡明。
(4)動物體內存在蛋白質周轉，已降解的體蛋白并不完全隨排泄物或分泌物排出，而是大部分被動物重新利用合成體蛋白。這部分氨基酸如何與日糧氨基酸相平衡，有待深入研究.
(5)氨基酸吸收受體內離子平衡狀況和代謝調節的影響。目前尚不清楚氨基酸以小肽形式吸收和轉運的營養作用對理想氨基酸模式的影響。胃腸激素及許多中樞神經遞質（多巴胺、兒茶酚氨、5-羥色胺）都與飼糧中相應氨基酸水平有密切聯系，但理想氨基酸模式與它們的關系仍有待澄清。

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