色氨酸在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

閆麗紅

（黑龍江省獸藥飼料監(jiān)察所，哈爾濱 150069）

色氨酸在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

閆麗紅

（黑龍江省獸藥飼料監(jiān)察所，哈爾濱 150069）

色氨酸是一種具有代謝活性的氨基酸，在畜禽日采食量、氮沉降量及蛋白質(zhì)合成方面具有重要作用，傳統(tǒng)的玉米-豆粕型飼糧色氨酸含量不能滿足需要，適量添加色氨酸能平衡飼糧氨基酸，可以改善動物生產(chǎn)性能，減少糞源氮對環(huán)境的污染。文章對色氨酸在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用作以綜述。

色氨酸；生理功能；生產(chǎn)性能

色氨酸，是一種具有代謝活性的氨基酸，化學(xué)名稱為α-氨基β-吲哚基丙氨酸，有L型和D型兩種。L-色氨酸為常見的色氨酸，廣泛存在于自然界，是人體和動物必需的8種氨基酸之一；D-色氨酸在動物體內(nèi)存在較少，主要存在于微生物和植物中。色氨酸為白色或微黃色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，無臭，味微苦，由代謝活性體蛋白質(zhì)合成，是5-羥色胺、褪黑素、煙酸的前體，在調(diào)節(jié)畜禽采食量、改善動物生產(chǎn)性能方面發(fā)揮重要作用[1-5]。色氨酸是動物體必需氨基酸之一，但動物體自身難以合成，只能通過植物或微生物合成。高蛋白質(zhì)飼料原料中色氨酸含量較高，如魚粉、花生、血粉等，而傳統(tǒng)的玉米-豆粕型飼糧中，由于玉米中色氨基酸含量較低，常導(dǎo)致飼糧中色氨基酸含量低，影響畜禽對蛋白質(zhì)的吸收利用效率。

由于蛋氨酸、賴氨酸補(bǔ)充已廣泛普及，近年來，因蛋白質(zhì)飼料短缺而發(fā)展的低蛋白質(zhì)飼糧中，色氨酸成為關(guān)鍵的限制性氨基酸。色氨酸作為原料參與蛋白質(zhì)合成，還可促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成。當(dāng)飼料中缺乏色氨酸時，畜禽采食量下降、生長緩慢。飼料中適量添加L-色氨酸，不僅可調(diào)節(jié)氨基酸平衡，促進(jìn)畜禽的生長，在動物的免疫、抗應(yīng)激、抗氧化等方面也發(fā)揮著重要作用[6-11]。因此，飼料中添加色氨酸，是提高畜禽蛋白質(zhì)利用率的重要手段，可提高畜禽對蛋白質(zhì)吸收利用、降低糞源氮排放，有效節(jié)約蛋白質(zhì)資源，適應(yīng)現(xiàn)代畜牧業(yè)發(fā)展的需求。隨著色氨酸工業(yè)合成技術(shù)的成熟、成本的降低，飼料中添加色氨酸將會成為必然趨勢。

1 色氨酸的生物學(xué)作用

1.1 調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成

色氨酸不僅是組成蛋白質(zhì)的氨基酸之一，在動物體內(nèi)也能調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成，在畜禽肝蛋白質(zhì)合成中，L-色氨酸能影響肝臟RNA和蛋白質(zhì)代謝。任建波等研究表明，隨著生長豬飼糧中色氨酸含量的逐漸增加，氮沉積和氮利用率顯著提高，尿氮排泄量顯著下降（P＜0.05），蛋白質(zhì)沉積水平顯著提高（P＜0.05）[12]。劉鎖珠試驗(yàn)結(jié)果表明，低蛋白質(zhì)水平（18.5%）飼糧中添加色氨酸可使0～21日齡肉仔雞料重比增加[13]。蘇有健等研究表明，低蛋白質(zhì)飼糧中添加色氨酸與高蛋白質(zhì)飼糧飼喂仔豬時，生產(chǎn)性能無顯著差異，可節(jié)約飼糧中3%的蛋白質(zhì)[14]。

動物血液和肝臟中的堿性磷酸酶與蛋白質(zhì)的分泌和脂質(zhì)代謝有關(guān)，色氨酸調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成的作用可能與提高血清中堿性磷酸酶活性有關(guān)。試驗(yàn)研究表明，斷奶仔豬飼料中添加色氨酸后，血清中的堿性磷酸酶活性增強(qiáng)，斷奶仔豬的平均日增重顯著提高（P＜0.05）[15]。L-色氨酸可調(diào)節(jié)肝臟RNA和蛋白質(zhì)的代謝，能顯著促進(jìn)肝臟多核糖體和RNA的聚合[16]。

1.2 調(diào)節(jié)激素合成

李華偉等研究表明，斷奶仔豬對高色氨酸日糧敏感，自由采食情況下，日增重與血液中生長激素水平均高于低色氨酸組[17]。色氨酸在體內(nèi)氧化脫羧后生成5-羥色胺和鹽酸。余東游等研究表明，飼料中分別添加色氨酸0.20%、0.24%，兩組羅曼蛋雞血清中的促卵泡生成素（FSH）和雌二醇（E2）均顯著增加，可能與色氨酸促使雞體內(nèi)5-羥色胺含量上升有關(guān)[18]。任建波等研究表明，營養(yǎng)不足時血漿中胰島素樣生長因子濃度下降，但試驗(yàn)中無顯著差異[12]。

1.3 調(diào)節(jié)免疫過程

色氨酸在免疫過程中也發(fā)揮重要作用，是動物體內(nèi)唯一與血清白蛋白結(jié)合的氨基酸，是免疫相關(guān)的限制性氨基酸。L-色氨酸有促進(jìn)骨髓T淋巴細(xì)胞前體分化為成熟T淋巴細(xì)胞的作用[19]。色氨酸分解代謝對細(xì)胞免疫起到調(diào)控作用，水平不足時易造成動物免疫功能降低。王軍等研究表明，生長豬飼糧中添加蘇氨酸和色氨酸比例提高時，可提高血清免疫球蛋白G的含量，且在35 d時，免疫球蛋白G含量顯著提高（P＜0.05）[20]。Schrocksnadel等研究表明，色氨酸代謝對機(jī)體免疫有重要影響[21]。魏宗友等研究表明，高色氨酸水平飼喂揚(yáng)州鵝，血清中免疫球蛋白G、免疫球蛋白M含量均顯著增加（P＜0.05），且低色氨酸水平組揚(yáng)州鵝脾臟淋巴細(xì)胞呈現(xiàn)明顯的凋亡現(xiàn)象[22]。飼料中添加適量色氨酸有助于畜禽免疫器官的發(fā)育，提高機(jī)體免疫力。

1.4 調(diào)節(jié)抗氧化功能

色氨酸在動物機(jī)體的抗氧化功能可能與褪黑素存在一定關(guān)聯(lián)。馬玉娥等試驗(yàn)表明，飼糧中添加色氨酸可顯著提高黃羽肉雞血清中超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶活性，谷胱甘肽含量、總蛋白和白蛋白含量顯著提高（P＜0.05），總抗氧化能力提高[34]。揚(yáng)州鵝飼料中添加色氨酸也可顯著提高免疫球蛋白G、超氧化物歧化酶活性和總抗氧化能力，低色氨酸組揚(yáng)州鵝脾臟淋巴細(xì)胞明顯變形，核染色質(zhì)濃縮密集，產(chǎn)生凋亡的典型變化（P＜0.05）[22]。色氨酸缺乏時，畜禽抗氧化能力下降，脾臟器官發(fā)育受到抑制，適量添加色氨酸可提高畜禽抗氧化能力和體液免疫功能，促進(jìn)脾臟器官的發(fā)育，但具體的機(jī)制尚待研究。

2 色氨酸對畜禽生產(chǎn)性能的影響

2.1 豬

隨著外源蛋氨酸和賴氨酸在玉米-豆粕型飼糧中的大量使用，色氨酸由過去的第二或第三限制性氨基酸，成為目前動物飼糧中的主要限制性氨基酸[23]。色氨酸過量或不足均對豬的生產(chǎn)性能產(chǎn)生影響，當(dāng)色氨酸缺乏時，豬食欲減退、采食量降低、日增重緩慢甚至停滯、飼料利用率顯著降低，毛色差，在基礎(chǔ)日糧中添加適量色氨酸后其不良影響消失；當(dāng)色氨酸過量時，可通過血腦屏障在腦中生成5-羥色胺，抑制下丘腦的采食中樞，降低動物食欲，而色氨酸缺乏也會造成采食量下降[24]。

王榮發(fā)等研究表明，低蛋白質(zhì)飼糧飼喂生長豬，過低水平色氨酸和過高水平色氨酸均能造成豬采食量下降，在飼料中色氨酸含量0.15%～0.16%時，采食量較高[25]。夏彥斌研究表明，低蛋白質(zhì)飼糧中添加色氨酸可顯著提高斷奶仔豬日增重（P＜0.05），而高蛋白質(zhì)飼糧則無顯著差異（P＞0.05）[26]。唐茂妍等試驗(yàn)表明，生長豬飼料中色氨酸添加量為0.14%時，飼料轉(zhuǎn)化率較高，與王榮發(fā)等結(jié)論接近[27]。低蛋白質(zhì)飼糧中添加色氨酸對目前蛋白質(zhì)飼料不足及糞源氮污染情況均有緩解作用，降低飼養(yǎng)成本[27]。Paulicks等研究表明，泌乳母豬日糧中添加適量色氨酸可提高產(chǎn)奶量，并提高仔豬日增重[28]。適量的色氨酸對仔豬生長有重要作用。色氨酸是合成血清素的前體物質(zhì)，血清素作為一種重要的神經(jīng)遞質(zhì)，可調(diào)節(jié)仔豬采食量、提高仔豬日增重、降低料重比、提高生產(chǎn)性能，同時在一定程度上緩解仔豬應(yīng)激反應(yīng)。劉化偉等研究表明，飼糧中添加色氨酸能提高仔豬下丘腦5-羥色胺的含量，調(diào)控5-HT2A基因mRNA的表達(dá)水平，顯著降低仔豬唾液皮質(zhì)醇含量（P＜0.05），有效緩解仔豬混群后的應(yīng)激反應(yīng)，減少仔豬相互間的爭斗行為[23]。

2.2 禽類

由于玉米中色氨酸含量較低，傳統(tǒng)的玉米-豆粕型飼糧中色氨酸水平較低，適量添加色氨酸，可通過促進(jìn)促性腺激素釋放和提高蛋白質(zhì)利用率，提高肉雞、蛋雞的生產(chǎn)性能和蛋品質(zhì)，但色氨酸水平過高，也可能造成采食量降低。席鵬彬等研究表明，1～63日齡黃羽肉雞飼糧中色氨酸缺乏會導(dǎo)致其生長和采食受抑制、飼糧利用率下降、蛋白質(zhì)沉積率降低，補(bǔ)充一定量色氨酸可改善此現(xiàn)象，其中，對1～42日齡黃羽肉雞，飼糧色氨酸水平顯著影響氮攝入量、體氮沉積率、體蛋白質(zhì)和體脂肪沉積量（P＜0.05），母雞體蛋白質(zhì)沉積量高于公雞；對43～63日齡黃羽肉雞，則可提高體蛋白沉積率，且添加比例為0.17%時最佳，同時，添加色氨酸0.17%能顯著提高公雞的日采食和日增重（P＜0.05），效果較母雞更顯著[29-30]。Rosa等和Fatufe等研究結(jié)果均表明，飼料中添加適量色氨酸能不同程度提高肉雞采食量[31-32]。

色氨酸可通過促進(jìn)卵泡的生長和發(fā)育，抑制卵泡萎縮，提高卵巢中有效卵泡的個數(shù)，從而提高產(chǎn)蛋率和蛋品質(zhì)。饒巍等研究表明，適當(dāng)添加色氨酸也可使羅曼蛋雞產(chǎn)蛋率顯著提高（P＜0.05），改善產(chǎn)蛋性能[33]。馬玉娥等試驗(yàn)表明，28周齡黃羽肉雞飼料中添加色氨酸，可使肉種雞種蛋的受精率、孵化率和出雛率顯著提高，初生苗雞重顯著提高（P＜0.05），添加色氨酸0.18%組出生苗雞重提高3.99%[34]。羅曼蛋雞飼料中添加色氨酸0.20%可顯著提高產(chǎn)蛋率和日產(chǎn)蛋重，蛋白高度和哈氏單位顯著提高，血清中尿素氮含量顯著降低（P＜0.05）[35]。

2.3 其他

色氨酸通過合成褪黑素來促進(jìn)哺乳動物毛皮生長。L-色氨酸在大腦松果體腺細(xì)胞中經(jīng)過5-羥色胺-N-乙酰轉(zhuǎn)移酶和羥基吲哚-O-甲基轉(zhuǎn)移酶的聯(lián)合催化生成褪黑素。褪黑素是一種分布廣泛的多功能激素，色氨酸的抗氧化功能可能與生成的褪黑素有關(guān)。褪黑素具有明顯的晝夜節(jié)律變化，色氨酸合成5-羥色胺后暫時在松果體內(nèi)儲存，黑暗環(huán)境下，由于節(jié)后交感神經(jīng)到松果體的傳出量增加，使得大量褪黑素生成并釋放進(jìn)入血液和腦脊液中，控制動物的生物節(jié)律，調(diào)節(jié)動物的性成熟和毛發(fā)生長。殷清清等研究表明，飼糧中添加色氨酸0.218%對獺兔采食量、日增重?zé)o顯著影響，但極顯著增加生長獺兔的毛皮重量（P＜0.01），提高毛皮品質(zhì)，氮生物學(xué)價值及氮沉積率也顯著提高（P＜0.05），但添加量更高時產(chǎn)生抑制作用[36]。

3 小結(jié)

色氨酸特有的吲哚基團(tuán)，使其代謝產(chǎn)物具有活性，不僅參與調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成，還參與多個生理代謝活動，可以提高動物的蛋白質(zhì)吸收利用效率、促進(jìn)畜禽激素分泌、調(diào)節(jié)免疫功能、提高畜禽產(chǎn)品品質(zhì)[37]。色氨酸含量不足時，不僅影響畜禽對蛋白質(zhì)的吸收利用，而且嚴(yán)重?fù)p害畜禽生產(chǎn)性能，造成蛋白質(zhì)資源的損失和糞源氮對環(huán)境的污染。傳統(tǒng)的玉米-豆粕型飼糧中色氨酸含量低，不能滿足畜禽的生長需求，采用適量添加色氨酸的低蛋白質(zhì)飼料可有效節(jié)約蛋白質(zhì)資源。一般認(rèn)為，微量添加色氨酸即可達(dá)到目的，可提高蛋白質(zhì)的利用效率、提高動物生產(chǎn)性能，減少糞源氮污染，適宜目前畜禽養(yǎng)殖的發(fā)展需求，是提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。

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The Application of Tryptophan in Livestock and Poultry Production

YAN Lihong

（Feed Inspection and Supervision of Heilongjiang Province,Harbin 150069,China）

Tryptophan plays an vital role in feed intake,nitrogen deposition and protein synthesis with metabolic activity.Adding proper tryptophan can balance amino acid,improving animal production performance and reducing pollution from fecal nitrogen to improve tradition corn-soybean dietary which is low of tryptophan content.This paper reviewed the application of tryptophaninlivestockandploultry production.

Tryptophan;physiological function;production performance

S814；S816.7

A

1001-0084（2016）11-0015-04

2016-10-27

閆麗紅（1977-），女，黑龍江哈爾濱人，高級獸醫(yī)師，主要從事飼料檢測和動物營養(yǎng)研究。