甘氨酸在低蛋白肉雞日糧中發(fā)揮關(guān)鍵作用

在肉雞生產(chǎn)過程中，有望在保證對飼料的生長性能不會產(chǎn)生負(fù)面影響的前提下，通過優(yōu)化飼料中甘氨酸的當(dāng)量水平和其他會影響甘氨酸和絲氨酸反應(yīng)的因素來進(jìn)一步減少飼料中粗蛋白的含量。

中圖分類號：S831.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C 文章編號：1001-0769（2016）01-0070-03

未消化的養(yǎng)分是動物生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物。減少未消化的養(yǎng)分，尤其是氮和磷成分，是動物生產(chǎn)的一個重要目標(biāo)。

酶制劑的成功應(yīng)用已提高了氮和磷的消化率。合成氨基酸的使用，同時結(jié)合高效的計算機(jī)配方系統(tǒng)，已經(jīng)有效降低了肉雞日糧中蛋白質(zhì)的含量，同時能夠保持甚至能提高動物的生產(chǎn)性能。使用合成蛋氨酸和賴氨酸，并配制理想的日糧氨基酸比例，能夠顯著降低日糧的粗蛋白水平。

隨著各種新的合成氨基酸商業(yè)化應(yīng)用，日糧蛋白質(zhì)水平甚至得到了進(jìn)一步降低。然而，似乎已經(jīng)達(dá)到了一個平衡點——即使?jié)M足所有必需氨基酸的需要，進(jìn)一步減少蛋白質(zhì)水平還是會降低動物的生產(chǎn)性能。

德國Hohenheim大學(xué)的W. Siegert和M. Rodehutscord在第二十屆歐洲家禽營養(yǎng)學(xué)術(shù)研討會（The 20th European Symposium on Poultry Nutrition）上發(fā)表了一篇關(guān)于甘氨酸與低蛋白肉雞日糧關(guān)系的論文。作者探索了日糧低粗蛋白水平會降低動物生產(chǎn)性能的幾種可能原因。

在低粗蛋白日糧中，必需氨基酸的最佳比率可能會不同。當(dāng)某些必需氨基酸的水平發(fā)生變化時，其結(jié)果是生長性能得到了部分的改善，但不及日糧高粗蛋白水平時的生產(chǎn)性能。例如，精氨酸與甘氨酸和蘇氨酸與甘氨酸等一些必需氨基酸和非必需氨基酸的相互作用可能會導(dǎo)致生長出現(xiàn)差異。

在利用率上，添加的合成氨基酸與存在于高粗蛋白日糧中的肽結(jié)合氨基酸可能存在差異。動物體循環(huán)中氨基酸的不平衡可能是合成氨基酸快速通過腸壁的結(jié)果。但是，這些特定的吸收因素在肉雞上的影響并不重要，因為它們可以不斷采食，并且嗉囊能夠?qū)z入的飼料分配給消化道。

該作者指出，通過改變必需氨基酸總濃度和非必需氨基酸總濃度之比，或通過改變非必需氨基酸總濃度，非特定的非必需氨基酸的作用得到了評估。這些改變并不能重復(fù)避免低蛋白日糧引起的生產(chǎn)性能降低。

當(dāng)游離天冬氨酸和谷氨酸的混合物以及游離天冬氨酸、谷氨酸和丙氨酸的混合物加入低粗蛋白日糧中時，并不會影響生長性能。游離谷氨酸和甘氨酸的混合物以及游離酪氨酸和絲氨酸的混合物可以提高生產(chǎn)性能，但是提高的幅度不及標(biāo)準(zhǔn)粗蛋白水平日糧的。

在低粗蛋白日糧中添加特定的非必需氨基酸（甘氨酸和絲氨酸），一直是提高動物生產(chǎn)性能最有效的方法。通過添加甘氨酸使日糧粗蛋白含量從約18 %或16.2 %提高到22 %，結(jié)果使試驗組動物的生長速度和飼料轉(zhuǎn)化率與對照組不相上下。游離的天冬按酸、谷氨酸、丙氨酸和脯氨酸等都未能扭轉(zhuǎn)低蛋白日糧的劣勢。

其他研究表明，粗蛋白含量為20 %的日糧添加甘氨酸后和粗蛋白含量為23 %的日糧，其生長速度無顯著差異。

由于飼料轉(zhuǎn)化率的不斷提高，特定非必需氨基酸變得越來越重要。在某種程度上，這可能是由于缺乏合成非必需氨基酸所需的代謝前體，或者是由于內(nèi)源性代謝轉(zhuǎn)化過程太慢等原因造成的。

該作者稱，被廣受認(rèn)可的是肉雞飼料中甘氨基酸不足是阻礙粗蛋白進(jìn)一步降低的限制因素，因而甘氨酸是限制性非必需氨基酸之首。業(yè)已證明，對于日糧以玉米和豆粕為主的1～18日齡的肉雞，甘氨酸在日糧所有限制性氨基酸中排名第四（排在蛋氨酸、賴氨酸和蘇氨酸之后）。

甘氨酸和絲氨酸可以相互轉(zhuǎn)化。甘氨酸可以通過代謝脫去絲氨酸的羥甲基基團(tuán)由絲氨酸代謝轉(zhuǎn)化而成。這一反應(yīng)可以通過把來自四氫葉酸的一個甲基轉(zhuǎn)給甘氨酸而反向進(jìn)行。

對于家禽來說，一般認(rèn)為甘氨酸和絲氨酸的相互轉(zhuǎn)化并不受代謝限制。因此，它們經(jīng)常被一起考慮。

然而，在同等摩爾量下而不是在同等重量或同等百分比下，甘氨酸和絲氨酸具有同等活性。絲氨酸的分子量比甘氨酸大得多：兩者的分子量比為1.0∶0.714 3。絲氨酸的相對甘氨酸百分比當(dāng)量或重量當(dāng)量等于絲氨酸當(dāng)量值的71.43 %。

1 甘氨酸、絲氨酸蛋白

甘氨酸和絲氨酸是可以結(jié)合成蛋白質(zhì)，并具有許多生理功能。膠原蛋白和彈性蛋白富含甘氨酸，在其一級結(jié)構(gòu)的每一個第三位點上結(jié)合的是甘氨酸。在肉雞生產(chǎn)中，膠原蛋白含量低導(dǎo)致的肉雞皮膚強(qiáng)度差會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

角蛋白富含甘氨酸和絲氨酸。角蛋白主要存在于羽毛和爪中。當(dāng)家禽日糧中甘氨酸含量不足時，羽毛的發(fā)育會受到影響。

粘蛋白富含絲氨酸。絲氨酸為低聚糖鏈提供附著位點，低聚糖鏈在粘蛋白中比例很高。粘蛋白為腸上皮細(xì)胞提供潤滑作用，保護(hù)上皮細(xì)胞免受酸性環(huán)境和蛋白酶的破壞，并對營養(yǎng)物起到選擇性滲透屏障作用。同時，粘蛋白能夠結(jié)合共生菌，保護(hù)上皮細(xì)胞免受病原體感染，同時可作為細(xì)菌發(fā)酵的底物。

2 代謝過程

尿酸是家禽體內(nèi)氮代謝的主要產(chǎn)物。每產(chǎn)生一個尿酸分子需要一分子的甘氨酸來構(gòu)建嘌呤環(huán)。蛋白質(zhì)合成和細(xì)胞增殖都依賴于DNA的合成，該過程需要甘氨酸來合成嘌呤。

用蛋氨酸合成半胱氨酸的過程需要絲氨酸。膽汁鹽是肝臟中的膽固醇合成而來，隨后與甘氨酸或?；撬峤Y(jié)合。約75 %～85 %的膽汁鹽結(jié)合了甘氨酸。而與此相關(guān)的研究表明，甘氨酸不足會影響脂肪的消化率，因此會影響飼料的能值。甘氨酸是肌酸結(jié)合精氨酸過程中不可或缺的組成部分。

3 甘氨酸和絲氨酸的影響

對日糧甘氨酸和絲氨酸的進(jìn)行的一些劑量反應(yīng)研究發(fā)現(xiàn)，它們的反應(yīng)并不一致，這表明其他日糧因素對反應(yīng)也有影響。

研究表明，當(dāng)飼料含硫氨基酸總含量充足但半胱氨酸不足時，添加甘氨酸會造成飼料轉(zhuǎn)化率改變。過量蛋氨酸并沒有改善動物的生長性能。添加半胱氨酸會降低甘氨酸的正向作用。

對于低粗蛋白日糧，通常需添加合成蛋氨酸來滿足半胱氨酸的需求。由于沒有添加半胱氨酸，蛋氨酸和總含硫氨酸的比值會升高。

飼料中蛋氨酸和半胱氨酸的濃度均會顯著影響動物對日糧甘氨酸的需求。滿足半胱氨酸的需求，因其可以降低蛋氨酸轉(zhuǎn)化為半胱氨酸的壓力。所有未轉(zhuǎn)化為甘氨酸的蛋氨酸分子都能減少對半胱氨酸的需求。

一分子的蘇氨酸可以轉(zhuǎn)換為一分子的甘氨酸。鑒于其各自的摩爾重量，理論上，一個質(zhì)量單位的蘇氨酸的重置價值不能超過0.63質(zhì)量單位的甘氨酸。該作者認(rèn)為，對于蘇氨酸和甘氨酸含量有限的低蛋白日糧，增加蘇氨酸含量可能會產(chǎn)生超預(yù)期的效果。添加蘇氨酸可以減少蘇氨酸缺乏癥，還可以協(xié)調(diào)其他氨基酸的利用。這些氨基酸不會再代謝分解為尿酸，從而減少了對甘氨酸的需求。

膽堿是甘氨酸的另一個前體，甜菜堿是中間產(chǎn)物。膽堿含量會對添加甘氨酸的作用產(chǎn)生顯著影響。

4 飼料中的甘氨酸

飼料中甘氨酸當(dāng)量的絕對濃度值（按分子當(dāng)量對甘氨酸和絲氨酸進(jìn)行換算）存在巨大差別。然而，在很多谷物、谷物副產(chǎn)品、釀酒副產(chǎn)品、油籽和豆類中，每單位粗蛋白中甘氨酸當(dāng)量的比例差異非常微小，每100 g粗蛋白的甘氨酸當(dāng)量的范圍在 7.3 g到8.3 g之間。肉和肉骨粉中甘氨酸當(dāng)量的相對比例（每100 g粗蛋白中的克數(shù)）最高。

在植物性飼料中，要提高或減少甘氨酸當(dāng)量對粗蛋白的相對比例極其困難。動物副產(chǎn)品有助于提高飼料中甘氨酸當(dāng)量的含量，但是，目前歐盟通常禁止給家禽飼喂動物性蛋白。據(jù)作者稱，歐盟目前尚未允許將合成甘氨酸和絲氨酸作為飼料原料。

在美國，法規(guī)并沒有禁止在家禽飼料中添加動物副產(chǎn)品，甘氨酸和絲氨酸被列為普遍認(rèn)為安全的動物飼料添加劑。

5 減少粗蛋白

作者指出，即使?jié)M足肉雞所有必需氨基酸的需求，當(dāng)肉雞日糧中的粗蛋白含量低于19 %～20 %時，肉雞的生長速度和飼料轉(zhuǎn)化率仍會下降。

當(dāng)日糧中甘氨酸和絲氨酸的含量足夠時，喂給日糧粗蛋白含量為17 %～18 %的肉雞具有與飼喂日糧粗蛋白含量超過20 %的肉雞相同的生長速率和飼料轉(zhuǎn)化率。在這些研究中，蛋氨酸與總含硫氨酸的比值、甘氨酸和絲氨酸內(nèi)原性前體的濃度以及會影響甘氨酸和絲氨酸反應(yīng)的其他營養(yǎng)成分可能都不是在最佳狀態(tài)。

在保證對飼料的生長性能不產(chǎn)生負(fù)面影響的前提下，通過優(yōu)化飼料中甘氨酸當(dāng)量水平和其他會影響甘氨酸和絲氨酸反應(yīng)的因素來進(jìn)一步減少飼料中粗蛋白的含量應(yīng)該是可能的。

作者預(yù)計，應(yīng)該可以將1日齡～21日齡肉雞日糧中的粗蛋白含量減少至大約16 %。

他們指出，甘氨酸和絲氨酸是需要量已被量化的第一個非必需氨基酸。當(dāng)其他非必需氨基酸的作用得到更多認(rèn)識以及其需求量得到量化后，可以預(yù)測是有可以減少日糧粗蛋白含量而不會降低生產(chǎn)性能的可能性。

6 總結(jié)

由于甘氨酸和絲氨酸在許多代謝機(jī)能中起到非常重要的作用，同時它們可以與其他營養(yǎng)成分相互作用，因此當(dāng)日糧中粗蛋白含量明顯減少時，它們很有可能會成為生產(chǎn)性能的限制性因子。

注：2015年8月24至27日，第二十屆歐洲家禽營養(yǎng)學(xué)術(shù)研討會在捷克共和國布拉格舉行。本研討會由世界家禽科學(xué)協(xié)會第二工作組主辦，每兩年舉辦一次。本次研討會共呈現(xiàn)了19場大型講座、4場衛(wèi)星座談會、18場短報告，張貼了226張海報，提交334份摘要和172篇完整的論文。詳見http：//espn2015.guarant.eu/proceedings。