過瘤胃氨基酸在肉牛養(yǎng)殖業(yè)中的應用研究進展

劉喜君,韓建林,王善興, 王家鵬,林 清

(1.北京亞禾營養(yǎng)高新技術有限責任公司，北京 海淀區(qū) 100085；2.陜西楊凌益多寶生物科技有限公司，陜西 楊凌 712100；3.西北農林科技大學 動物科技學院, 陜西 楊凌 712100)

反芻動物蛋白質營養(yǎng)的實質和核心是氨基酸營養(yǎng)。由于瘤胃內微生物的作用反芻動物日糧中直接添加氨基酸，會在瘤胃中部分或完全降解，最終到達小腸可被吸收利用的氨基酸量減少[1]。因此氨基酸過瘤胃保護非常重要。許多研究表明，在日糧中添加過瘤胃氨基酸是為反芻動物提供理想小腸氨基酸是簡便、直接而又有效的調控方法之一，對提高飼料利用率、減少蛋白質和氨基酸浪費、降低生產成本、綠色健康養(yǎng)殖、提高反芻動物生產性能都具有重要意義。

1 過瘤胃氨基酸在反芻動物養(yǎng)殖中的應用現狀

蛋白質對反芻動物的最終生物學價值決定于小腸內出現的供吸收的氨基酸數量和種類。為此國外專家及我國學者提出了反芻動物蛋白質營養(yǎng)新體系，雖然各國新體系所采用的主要參數不完全一致，但其共同特點是以小腸蛋白質，即小腸氨基酸平衡為基礎。小腸內可吸收氨基酸主要受制于微生物蛋白質(MCP)和未降解日糧蛋白質(非降解蛋白)構成的數量和質量。微生物蛋白質有一個優(yōu)秀的氨基酸組成，但是研究表明，即使瘤胃微生物蛋白質合成達到最大程度，還是沒有足夠的蛋白質進人小腸，從而不能實現現代高產反芻動物潛在的生產量，因此必須增加進人小腸的真蛋白質和氨基酸的數量。過去，營養(yǎng)學家們常給反芻動物補充瘤胃非降解蛋白質。

魚粉、肉骨粉、羽毛粉、玉米蛋白粉、去毒大豆粉和玉米面筋粉等含有較多的過瘤胃蛋白質，是反芻動物飼料常用的非降解蛋白質源。但是，國外瘋牛病發(fā)生后，我們國禁止動物源性產品用在反芻動物上，并且單靠提高過瘤胃蛋白質數量并不一定保證反芻動物增產。許多學者提出使用過瘤胃蛋白質存在一定的局限性，如(1)使通向小腸的細菌蛋白減少；(2)過瘤胃蛋白質在小腸內可能不容易消化吸收；(3)過瘤胃蛋白質的氨基酸組成不易平衡，在滿足某些必需氨基酸的同時也會導致其他必需和非必需氨基酸過量，反芻動物必須代謝過量的氨基酸和排除過剩的氮素，不但造成環(huán)境污染，也會影響奶牛的健康和生產狀況；(4)不同來源的過瘤蛋白質的消化產物相互作用，降低了自身的營養(yǎng)價值；(5)瘤胃內環(huán)境的改變，微生物合成效率的降低，食糜通過率的加快都會影響過瘤胃蛋白質的功效；(6)不同包被方法處理的過瘤胃蛋白質在小腸內的釋放速度也可能有一定差異， 出現各種氨基酸利用的時間差問題。因而提出瘤胃保護性氨基酸，又稱過瘤胃氨基酸的概念，是指氨基酸經過物理或化學技術處理后能夠耐受瘤胃pH和抵抗瘤胃微生物發(fā)酵降解，較好地平衡小腸氨基酸營養(yǎng)，且克服了過瘤胃蛋白質上述缺點，可以作為調控、優(yōu)化動物蛋白質和氨基酸的理想指標。

2 過瘤胃氨基原酸技術處理

美國國家科學研究委員會(NRC)的營養(yǎng)標準中：耐氨酸(Lys) 和 蛋氨酸(Met)是飼喂玉米基礎飼糧的反芻動物蛋白質合成過程中限制性最強的兩種氨基酸。飼糧配合過程中的一個挑戰(zhàn)就是，如何僅靠飼料中提供的蛋白質來獲得理想的 Lys 和 Met 含量，對飼糧非降解蛋白(RUP )需要量水平較高的動物來說尤為如此。補充結晶型 Lys 和 Met 通常無效，因為它們在瘤胃中會被快速脫氨(Chalupa，1976；Onodera，1993)。因此，已經進行了大量工作中，研究不被瘤胃微生物降解、同時又不過分影響在小腸中消化的氨基酸就集中在 Lys 和 Met上。由于 Lys 的理化特性特殊，目前許多技術的應用僅限于 Met。對評價過的保護游離氨基酸免遭瘤胃降解的一些方法(Loerch 和 Oke，1989；Schwab，1995a)已有詳細綜述。就技術而言，目前采用的方法可分為以下三類：

(1)采用脂肪酸或對pH 值敏感的多聚體的混合物進行表面包被技術。它是一種在瘤胃后提供營養(yǎng)物質的體系，它不依賴于消化酶的功能，而只取決于瘤胃和皺胃間的 pH 值差異。此技術的物化產品屬于瘤胃惰性產品，具有較高的表觀瘤胃保護效率(Mbanzamihigo 等，1997；Robert 和 Williams，1997；Schwab，1995a)，而且包被氨基酸還具有較高的小腸釋放效率(Robert 和 Williams，1997)。通過血液中 Met 濃度明顯增加的結果顯示，該技術似乎是最有效增加 MP 中 Met 含量的技術(Blum 等，1999；Robert 等，1997)。北京亞禾營養(yǎng)公司研發(fā)生產的過胃康(保護性懶氨酸)、過胃寶(保護性蛋氨酸)屬于此類型產品。

(2)用脂肪或飽和脂肪酸和礦物質進行包被或結合技術。它是具有一定不穩(wěn)定性，并有學者進行了評價(Loerch 和 Oke，1989；Schwab，1995a)。由于 Lys 理化特性的特殊性，此類技術目前僅限于 Met。該技術需要確定處理工藝和包被材料之間的恰當組合；選用的材料通常是包被物或基質，它們對營養(yǎng)物質提供較為合理程度的保護以防止瘤胃降解；在瘤胃中具有相對惰性特征的飽和脂肪可滿足這些要求，另外這種材料還能保證營養(yǎng)物質在腸道具有較為合理程度的釋放。運用這一技術生產的瘤胃保護性 Met(RPMet)的表觀生物學利用率(瘤胃非降解比率×腸道釋放率)要低于利用包被技術生產的瘤胃保護性 Met(RPMet)。(Overton 等，1996;Mbanzamihigo 等，1997；Blum 等，1999；Berthiaume 等，2000；Bach 和 Stem，2000)。

(3)直接使用液體的 Met 羥基類似物(DL-2-羥基-4-甲硫基丁酸，即HMB)技術。即利用液態(tài) HMB是對包被或膠囊方法生產保護 Met 的替代技術。HMB 的鈣鹽，一般稱為 Met 羥基類似物，作為提高產奶量和乳脂量的補充物，已經進行了廣泛的研究 (Loerch 和 Oke，1989)。雖然現在已不再生產 HMB 鈣鹽，但是液態(tài)的 HMB 還在使用，目前仍作為 Met 的替代品應用于養(yǎng)禽業(yè)和養(yǎng)豬業(yè)。但對單胃動物，關于 Met 吸收和轉化后的總利用效率仍存在爭議(Patterson 和 Kung，1988)；而在反芻動物中，它經瘤胃和瓣胃上皮細胞吸收(McCollum 等，2000)，且反芻動物擁有將 HMB 轉化為 Met 所需的各種酶(Belasco，1972，1980；Papas 等，1994)。Koenig 等，1999)的試驗是目前惟一在奶牛上試圖定量研究液態(tài) HMB過瘤胃和在小腸吸收數量的研究工作。在此研究中，產奶牛飼喂含有 HMB(含量為 30g/d)基礎飼糧，并以 90g 的脈沖劑量補充 HMB。根據在瘤胃和十二指腸 HMB 消失的部分速度常數和液體流量，研究者報道，有 50% HMB 逃避了瘤胃的降解作用。不過，對飼糧中 HMB 在多大程度上能夠替代用于蛋白質合成的 Met 還有疑問，因為觀察發(fā)現，HMB 對血液Met 濃度(Johnson 等，1999；Robert 等，1997)和乳蛋白含量(Johnson 等，1999；Rode 等，1998)的影響很小。

3 過瘤胃氨基酸在肉牛飼養(yǎng)中的應用效果

(1)向白菊等，選擇20頭年齡相近且健康狀態(tài)良好的肉用水牛，隨機分成4組，每組5頭，在相同飼養(yǎng)管理條件下，每組添加不同量的RPLys(過瘤胃賴氨酸)和RPMet(過瘤胃蛋氨酸)。結果表明，添加過瘤胃氨基酸的3個組平均日增重分別為0.82 kg、0.87 kg和0.68 kg，均比對照組的0.42 kg高[5]。

(2)欒玉靜等:采用 10 月齡魯西黃牛 ×利木贊雜交公牛 3 只，裝有瘤胃、十二指腸和回腸瘺管，根據基礎日糧 + 待測氨基酸的方法，按 6 ×3不完全拉丁方設計，從瘤胃投飼 6 種水平的包被賴氨酸，分別為 0、6、9、12、15 和 18 g/ d。試驗結果表明:各組瘤胃液 pH 值和氨氮的差異不大，,6 個水平組的試驗牛的 pH 值和氨氮在 24 小時內的變化規(guī)律一致。投飼 15 g/ d 的動物油包被賴氨酸，日增重、可消化氮、沉積氮、沉積氮/ 可消化氮顯著高于其他四組，分別為 361152 g/ d ±1212 g/ d、84140 g/ d ±3133 g/ d、19108 g/ d ±3161 g/ d 和 20173 % ±3166 %。瘤胃投飼 15 g/ d 的賴氨酸，ADF 和 NDF 在瘤胃的含量最低，表明牛 ADF 和 NDF 在瘤胃的降解率提高，但 DM含量最大[3]。

(3)孟慶祥、薛峰等：促進肥育肉牛生長 選用 24 頭利木贊 F1 雜交公牛分別飼喂添加不同含量的過瘤胃賴氨酸( 0、5、10 和 15 g/ d) 的日糧。飼喂 14 周后全部屠宰, 測定胴體品質和肉質性狀相關指標。結果顯示: 隨著賴氨酸添加量的增加, 背膘厚呈線性降低( Y= - 0. 016X + 0. 585) , 其中 15 g/ d 賴氨酸組顯著低于對照組(P< 0. 05) 。日糧中過瘤胃賴氨酸的添加量對肌肉肉色 b*( P= 0. 048) 產生二次曲線規(guī)律的影響。15g/ d 賴氨酸組的滴水損失和肉樣蛋白質的含量顯著高于對照組( P < 0. 05) 。隨著賴氨酸添加量的增加肉樣中天冬氨酸( Y= 0. 015 2X + 7. 831)和異亮氨酸( Y = 0. 008 4X + 4. 317) 含量呈線性升高, 但其他氨基酸含量、必需氨基酸、非必需氨基酸及總氨基酸的含量沒有顯著變化。結果表明, 在低賴氨酸日糧中補充適量的賴氨酸, 可以降低肉牛背膘厚, 增強肉質中蛋白質的合成, 同時也會降低牛肉的系水力, 但對其他肉質形狀沒有影響[2]。

(4) 作者本人選用過胃康(過瘤胃賴氨酸)、過胃寶(過瘤胃蛋氨酸)對肉牛增重實驗，在山西選用西門塔爾雜交牛，實驗組27頭、對照組46頭。初始平均體重實驗組：301kg、對照組：290kg，育肥期三個月時間，期末平均體重實驗組：419.8kg、對照組：399.25kg，實驗組比對照組平均增重20.55kg。實驗牛實行TMR全混合日糧，小腸氨代謝蛋白基酸平衡技術，在同等飼養(yǎng)條件、相同日糧配方(預混料配方不同)、同期月齡、實驗組比對照組增重明顯，毛色光滑，牛體健康。根據馮仰廉(肉牛營養(yǎng)需要),小腸代謝蛋白賴氨酸、蛋氨酸模型為6.4%、2.2%(奶牛為6.6%～2.2%、7.2%～2.4%)為最好。根據國內閹牛消化代謝實驗研究在飼喂氨化稻草-玉米-棉粕日糧條件下，生長閹牛維持的小腸表觀可吸收懶氨酸和蛋氨酸需要量分別為0.1127g和0.0384g/kgW0.75對體表皮屑和毛發(fā)損失加以考慮，維持小腸表觀可吸收賴氨酸和蛋氨酸需要量分別為0.1206和0.0410g/W0.75 小腸表觀可吸收懶氨酸與蛋氨酸需要量之比為2.94:1 (奶牛為3:1)以此為營養(yǎng)數據模型，配制肉牛各階段的TMR(全混合日糧)，添加亞禾過瘤胃懶氨酸和蛋氨酸，滿足育肥牛各階段對氨基酸的需要量，達到小腸氨基酸平衡。作者TMR配方對肉牛的能蛋、鈣磷、精粗也進行了系統(tǒng)的規(guī)范。

在哺乳期犢牛日糧中添加一定量的合成蛋氨酸，能增強消化功能，改善能量代謝，提高飼料報酬 7%～9% ，平均日增重增加8.4%～10.3%。飼料中添加過瘤胃蛋氨酸和賴氨酸，平衡了氨基酸，強化了免疫功能。有人發(fā)現過瘤胃蛋氨酸、賴氨酸的添加，對生長牛來講能顯著提高生產性能。

(5) 減少日糧非降解蛋白質數量 許多研究表明，在反芻動物日糧中添加過瘤胃氨基酸，不僅可以使其達到增重，而且可以降低日糧中粗蛋白質供應量，提高飼料利用率，降低成本，避免蛋白質過剩給動物造成的負擔。

4 研究展望

過瘤胃氨基酸的添加首先應根據特定狀態(tài)下動物氨基酸需要模式，針對微生物蛋白質和過瘤胃蛋白質進行初步調控，然后借助預測模型，估測調控后小腸氨基酸的供應和模式，找出相應的限制性氨基酸，最后利用瘤胃保護性氨基酸進行調控，以期最終達到理想氨基酸平衡模式。可見，通過日糧手段對氨基酸平衡進行調控尚有許多工作要做，如各種飼料瘤胃降解率和各部分氨基酸組成的數據庫的建立以及飼料原料中氨基酸準確含量；微生物蛋白質和小腸供應預測模型的完善，動物不同種類和生理狀態(tài)下氨基酸需要量和理想氨基酸模式的確定等。

單胃動物(雞、豬)已經很完善，反芻動物中奶牛國內外的研究也很多，但是肉牛營養(yǎng)的模式相對于國外非常落后，氨基酸模型也不完善，很期待豐富氨基酸營養(yǎng)的數據模型。

參考文獻:

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[3] 欒玉靜,楊在賓,姜淑貞,張崇玉,于玲玲,張桂國. 不同水平賴氨酸對肉牛瘤胃營養(yǎng)物質代謝規(guī)律的影響[J].中國草食動物,2004(04):3-5.

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