豬的理想蛋白質(zhì)概念與應(yīng)用

中圖分類號：S816 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C 文章編號：1001-0769（2015）06-0063-02

1. 氨基酸與理想蛋白質(zhì)

1.1 氨基酸

動物生產(chǎn)為人類營養(yǎng)提供優(yōu)質(zhì)動物源蛋白。氨基酸是蛋白質(zhì)的組成單位，由一個氨基（-NH2）、一個羧基（-COOH）及不同的側(cè)鏈組成。賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、組氨酸、纈氨酸、異亮氨酸及亮氨酸是（日糧）必需氨基酸，因?yàn)樨i不能合成這些氨基酸的碳鏈，絲氨酸、甘氨酸、精氨酸、丙氨酸、脯氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸和天冬酰胺的碳鏈可以合成，因此被稱為非必需氨基酸。雖然豬能合成這些氨基酸，但這并不意味著合成的量足以滿足需要。精氨酸通常被認(rèn)為是非必需氨基酸之一，但（仔）豬的合成能力可能不足。酪氨酸和半胱氨酸被認(rèn)為是半必需氨基酸，因?yàn)槔野彼峥捎杀奖彼岷铣桑腚装彼崾呛虬被?，可以由蛋氨酸向絲氨酸轉(zhuǎn)移硫來合成。

生長需要的氨基酸量在很大程度上取決于蛋白質(zhì)沉積情況。身體不同部位和乳中氨基酸組成是不同的，胴體占蛋白質(zhì)沉積的比例最大，雖然毛發(fā)僅占身體蛋白的一小部分，但其中半胱氨酸占身體半胱氨酸的15 %以上。在哺乳母豬中，泌乳對總蛋白合成的貢獻(xiàn)最大。氨基酸的需要主要由乳蛋白量決定。必需和非必需氨基酸不僅參與蛋白質(zhì)代謝，也具有生理功能。

1.2 理想蛋白質(zhì)

理想蛋白質(zhì)是指氨基酸供應(yīng)量與氨基酸需要量完全相符。在理想蛋白質(zhì)中氨基酸需要量通常以對賴氨酸的相對需要量表示（即賴氨酸=100 %）。賴氨酸通常是豬日糧中的第一限制性氨基酸，因此得到大部分營養(yǎng)學(xué)家的最大關(guān)注和研究，其他氨基酸的需要量大多是由蛋白質(zhì)合成量決定。理想蛋白質(zhì)概念最早由ARC付諸實(shí)踐，并成為表達(dá)氨基酸需要的一種常規(guī)方式。

1.3 正確表示氨基酸需要和飼料價(jià)值

如前所述，氨基酸需要量取決于身體蛋白沉積或乳蛋白合成潛能。日糧提供的氨基酸需要消化、吸收并轉(zhuǎn)運(yùn)到目標(biāo)組織，在到達(dá)目標(biāo)組織前可能會（部分）分解，因此供應(yīng)（即飼料中的氨基酸含量）與需要（即將在蛋白質(zhì)中沉積的氨基酸）之間存在潛在的差異。目前普遍的做法是在標(biāo)準(zhǔn)回腸可消化率（SID）基礎(chǔ)上表示氨基酸飼料價(jià)值和需要量。使用回腸消化率是因?yàn)橹挥性诮K端回腸之前被消化和吸收的氨基酸才能被動物利用，未能被回腸消化的氨基酸將在盲腸和結(jié)腸進(jìn)行微生物發(fā)酵，不能被宿主吸收和利用。標(biāo)準(zhǔn)化是指基于基礎(chǔ)內(nèi)源損失（如脫落損失的腸細(xì)胞和內(nèi)源性分泌）校正的回腸消化率。如果這些內(nèi)源性損失造成的消化率沒有得到校正，就是回腸表觀消化率（AID）?；A(chǔ)內(nèi)源性損失被假設(shè)為僅取決于干物質(zhì)攝入量，而與日糧組成無關(guān)?？梢酝ㄟ^為動物提供一個無蛋白日糧并測定回腸氨基酸流失情況定量這些損失，利用基礎(chǔ)內(nèi)源損失校正回腸消化率后得到SID值。

1.4 確定氨基酸需要量

確定氨基酸需要量基本上有兩種方法：因子分析法和實(shí)驗(yàn)法。

因子法基于所有組成因素的計(jì)算，如下例所示：

假設(shè)：

體重：50 kg

采食量：2 kg/d

蛋白沉積：150 g/d

身體蛋白賴氨酸含量：6.96 %

賴氨酸最大利用率：72 %

賴氨酸維持需要量：0.028 4 g/kg BW 0.75 / d

基礎(chǔ)內(nèi)源性賴氨酸損失：0.313 g/kg干物質(zhì)采食量

計(jì)算：

蛋白質(zhì)沉積需要的賴氨酸：150×0.069 6 / 0.72 =14.5 g/d

賴氨酸維持需要量：0.028 4×500.75 =0.534 g/d

基礎(chǔ)內(nèi)源性賴氨酸損失：0.313×2 =0.626 g/d

SID賴氨酸需要量：14.5 + 0.534 + 0.626 =15.66 g/d（或日糧中SID賴氨酸含量0.78 %）

本實(shí)例表明，與蛋白沉積的需要量相比，維持和基礎(chǔ)內(nèi)源性損失需要量相對較少。

利用試驗(yàn)法估計(jì)氨基酸需要量和理想蛋白質(zhì)組成，NRC建議：

使用缺乏待測氨基酸的基礎(chǔ)日糧

除了待測氨基酸外，其他營養(yǎng)素水平在基礎(chǔ)日糧中含量充足

使至少使用4個水平的待測氨基酸

與反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)一致的充足試驗(yàn)時(shí)間

采用適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)模型來描述動物對氨基酸供應(yīng)的響應(yīng)并確定氨基酸需要量

隨著待測氨基酸供應(yīng)量增加，響應(yīng)指標(biāo)（如平均日增重）將提高，最終進(jìn)一步增加氨基酸供應(yīng)將不會改善響應(yīng)指標(biāo)水平。大多數(shù)氨基酸需要量的研究是通過在基礎(chǔ)日糧中添加不同水平的晶體氨基酸進(jìn)行的，響應(yīng)指標(biāo)是最常見的生產(chǎn)性狀，如生長母豬的增重或飼料報(bào)酬，妊娠母豬的氮存留率以及哺乳母豬的窩增重。

采用不同類型的模型描述動物對氨基酸供應(yīng)量增加的響應(yīng)。線性-平穩(wěn)模型和曲線-平穩(wěn)模型最為常用。漸近或二次模型也有使用，但是這些模型的缺點(diǎn)是響應(yīng)指標(biāo)的最大值從未達(dá)到（漸近模型），或模型預(yù)測氨基酸水平增加導(dǎo)致響應(yīng)指標(biāo)下降。線性-平穩(wěn)模型和曲線-平穩(wěn)模型差別在于線性-平穩(wěn)模型中低于氨基酸需要量的邊際響應(yīng)不變，而曲線-平穩(wěn)模型是氨基酸供應(yīng)量的線性函數(shù)。此概念上的差異對氨基酸需要量估計(jì)值有重要的影響，從曲線-平穩(wěn)模型獲得的估計(jì)值要大于線性-平穩(wěn)模型獲得的估計(jì)值。因此了解以何種模型估計(jì)的氨基酸需要量很重要。

希望通過單一試驗(yàn)提供可靠的氨基酸需要量估計(jì)值是不可能的。動物品種、生理狀況、日糧和環(huán)境都可能對動物利用限制性營養(yǎng)素產(chǎn)生影響，并進(jìn)而影響理想蛋白質(zhì)組成。因此需要在不同條件下進(jìn)行試驗(yàn)，以確定對氨基酸利用的影響，系統(tǒng)或薈萃分析是了解這種影響的有用工具。（未完待續(xù)）