異亮氨酸在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

摘 要：蛋白飼料資源短缺已成為制約畜牧業(yè)發(fā)展的重要因素，非常規(guī)蛋白質(zhì)原料的開發(fā)以及低蛋白飼糧的配制技術(shù)已成為目前研究的重點之一。在當(dāng)前深入推廣實施的飼用豆粕減量替代行動與積極推廣低蛋白質(zhì)低豆粕多元化飼糧配制技術(shù)的行業(yè)背景下，異亮氨酸在家禽營養(yǎng)中的應(yīng)用備受重視。異亮氨酸是畜禽機(jī)體內(nèi)重要的必需氨基酸之一，具有促進(jìn)蛋白質(zhì)合成、修復(fù)肌肉、調(diào)控血糖水平和調(diào)節(jié)脂肪代謝等生理功能。本文就異亮氨酸的營養(yǎng)生理功能及其在家禽上的應(yīng)用效果等方面進(jìn)行綜述，為其在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用及相關(guān)機(jī)制研究提供參考。

關(guān)鍵詞：異亮氨酸；家禽；生產(chǎn)性能

中圖分類號：S816.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-1085（2024）08-0034-05

近年來我國畜牧行業(yè)迅猛發(fā)展，飼料產(chǎn)量和產(chǎn)值逐年穩(wěn)定增長，2023年我國工業(yè)飼料總產(chǎn)量達(dá)到了32 162.7萬t，飼料工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到了14 018.3億元。然而，我國主要蛋白質(zhì)原料（如大豆和魚粉）長期依賴進(jìn)口，其中2023年我國大豆進(jìn)口量達(dá)到了9 941萬t，對外依存度較高[1]；同時，因耕地不足、疫病等原因?qū)е吗B(yǎng)殖業(yè)蛋白質(zhì)飼料短缺的現(xiàn)狀加劇，嚴(yán)重制約了我國畜牧業(yè)的發(fā)展。為緩解蛋白質(zhì)原料的短缺問題，全國畜牧總站推廣實施了飼用豆粕減量替代行動和低蛋白低豆粕多元化飼糧配制技術(shù)，在降低飼糧粗蛋白質(zhì)水平的同時，補(bǔ)充一些必需氨基酸（如賴氨酸、蛋氨酸和蘇氨酸）從而使飼糧中氨基酸平衡，但這些氨基酸的添加易引起異亮氨酸和纈氨酸的缺乏。本文就異亮氨酸的營養(yǎng)生理功能及其在家禽上的應(yīng)用研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為異亮氨酸在家禽生產(chǎn)中的合理應(yīng)用提供參考。

1" 異亮氨酸概述

異亮氨酸于1901年由Fischer發(fā)現(xiàn)，1904年由Ehrlich從多種胰酶水解物中分離獲得。鑒于其化學(xué)組成與亮氨酸相同，但理化性質(zhì)有異，故命名為異亮氨酸[2]?；瘜W(xué)名稱為α-氨基-β-甲基戊酸，屬于疏水性氨基酸之一，也是支鏈氨基酸中唯一兼并生糖和生酮的氨基酸。異亮氨酸通常呈菱形片狀白色晶體[3]，較難溶于乙醚與乙醇，易溶于水。其分子式為C6H13NO2，相對分子質(zhì)量為131.17，結(jié)構(gòu)式見圖1；主要代謝場所為肌肉及小腸等組織 [4-6]。由于家禽自身不能合成，只能依賴外界供應(yīng)，因此異亮氨酸是必需氨基酸。異亮氨酸不僅能夠促進(jìn)機(jī)體合成所需的蛋白質(zhì)、激素和酶，阻止蛋白質(zhì)的分解，還能作為合成谷氨酰胺的底物，參與調(diào)控氨基酸代謝及能量供應(yīng)[7]。此外，異亮氨酸作為脂肪族中性氨基酸的一員，不僅能夠促進(jìn)肌肉修復(fù)，而且能與亮氨酸及纈氨酸協(xié)同作用，提升體內(nèi)生長激素的水平[8]。

2" 異亮氨酸的生理功能

2.1" 對蛋白質(zhì)代謝的影響

異亮氨酸是支鏈氨基酸，可促進(jìn)蛋白合成、抑制蛋白分解，是組織蛋白的基本構(gòu)建單元[9]。該氨基酸既可充當(dāng)?shù)鞍缀铣傻闹苯拥孜?，又可調(diào)控體內(nèi)蛋白合成的多個途徑，具有參與調(diào)節(jié)mRNA轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)翻譯等方面的功能[10]。研究表明，人為給予荷斯坦奶牛頸靜脈注射一定量的異亮氨酸和亮氨酸后，其產(chǎn)奶量和乳蛋白產(chǎn)量顯著提高[11]。在仔豬及生長育肥豬的低蛋白飼料中補(bǔ)充適量的異亮氨酸后，其血清尿素氮水平顯著降低。這一現(xiàn)象表明，異亮氨酸的添加有助于動物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成以及蛋白質(zhì)利用效率的提升[12-13]。

2.2" 對機(jī)體免疫功能的影響

支鏈氨基酸與動物機(jī)體的免疫密切相關(guān)，飼糧中支鏈氨基酸的失衡會導(dǎo)致機(jī)體免疫性能降低[14-15]。研究表明，異亮氨酸可以增強(qiáng)吞噬細(xì)胞的吞噬和殺菌能力。在卵形鯧鲹飼糧中添加異亮氨酸，不僅可以促進(jìn)免疫球蛋白M和補(bǔ)體的合成，提高其特異性免疫能力，還可以通過促進(jìn)血清補(bǔ)體合成來增強(qiáng)非特異性免疫力[16]。在草魚上的試驗研究中發(fā)現(xiàn)，異亮氨酸缺乏會導(dǎo)致魚鰓細(xì)胞間結(jié)構(gòu)損傷，主要原因是異亮氨酸可促進(jìn)促炎性細(xì)胞因子mRNA的表達(dá)，抑制抗炎性細(xì)胞因子mRNA的表達(dá)[17]。任曼等[18]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加過量異亮氨酸會對大鼠空腸黏膜上皮形態(tài)造成損傷，而添加適量異亮氨酸對其空腸防御素基因表達(dá)、黏膜上皮形態(tài)以及抗菌肽表達(dá)均有積極影響，進(jìn)而促進(jìn)其腸道健康。楊亞南等[19]在皖西白鵝飼糧中添加蘇氨酸和異亮氨酸后，發(fā)現(xiàn)異亮氨酸組盲腸腫瘤壞死因子-α含量顯著降低。鄭春田等[20]研究發(fā)現(xiàn)，在低蛋白飼料中添加適量異亮氨酸對仔豬的免疫功能有一定的抑制作用，但卻可顯著促進(jìn)其生長性能。

2.3nbsp; 對腸道健康的影響

腸道微生物群落的組成對動物自身健康水平有重要影響，個體越健康，種類多樣性可能越高。楊亞南等[19]在皖西白鵝飼糧中添加適量異亮氨酸后，其盲腸內(nèi)菌群豐度顯著提高，生長性能得到改善。在AA肉雞飼糧中添加過量異亮氨酸后，其盲腸內(nèi)致病菌豐度提高，損害其腸道健康[21]。研究發(fā)現(xiàn)，異亮氨酸大多在腸道內(nèi)被利用和氧化，具有為腸道供能、保障營養(yǎng)運輸和胞內(nèi)蛋白更新等功能[22-23]。研究顯示，仔豬低蛋白飼糧中添加0.4%的異亮氨酸（總異亮氨酸濃度為1.09%）可增加十二指腸、空腸和回腸中SGLT1和GLUT2轉(zhuǎn)運蛋白的表達(dá)，降低GLUT5轉(zhuǎn)運蛋白的表達(dá)。綜上，異亮氨酸可能通過調(diào)節(jié)局部葡萄糖的吸收與利用，進(jìn)而促進(jìn)腸道發(fā)育，并維持其健康狀態(tài)[24]。

3" 異亮氨酸在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

異亮氨酸是家禽的第四限制性氨基酸，在維持家禽生長發(fā)育及提高免疫力等方面有重要作用[8]。在蛋雞飼糧中適量添加異亮氨酸可使蛋雞獲得最大的氮沉積量，而超過一定限度則蛋雞體重會下降，而繼續(xù)提高添加量則會降低蛋雞的產(chǎn)蛋量[25]。劉將才[26]通過研究不同飼糧對蛋雞產(chǎn)蛋率的影響，發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充限制性氨基酸（如異亮氨酸、賴氨酸和蛋氨酸）可提高產(chǎn)蛋量，增加雞場經(jīng)濟(jì)效益。在肉雞飼糧中添加異亮氨酸，與對照組相比，400 mg/kg的異亮氨酸組肉雞42 d體重、日增重、全凈膛率和胸肌率顯著增加，腹脂率顯著降低，但飼糧中補(bǔ)充800 mg/kg的異亮氨酸會增加盲腸中致病菌豐度，降低有益菌豐度，不利于腸道健康[21]。林廈菁等[8]在40周齡的快大型黃羽肉種雞飼糧中添加不同水平的異亮氨酸，發(fā)現(xiàn)異亮氨酸水平過低會嚴(yán)重影響種雞的采食量，使其體重及產(chǎn)蛋性能降低，但異亮氨酸在飼糧中的添加量也不是越多越好，當(dāng)添加量超過需要量時，則會降低屠宰率；以生產(chǎn)性能為效應(yīng)指標(biāo)，飼糧中異亮氨酸的適宜添加水平為0.56%。因此，在家禽飼糧中應(yīng)合理添加異亮氨酸，避免產(chǎn)生負(fù)面影響。

4" 小結(jié)與展望

目前的研究表明，異亮氨酸對于家禽的生產(chǎn)性能有一定的影響，但關(guān)于異亮氨酸對家禽生產(chǎn)性能影響的研究結(jié)果并不一致，這可能與家禽的品種及生長階段、飼糧蛋白質(zhì)水平及支鏈氨基酸組成等不同有關(guān)。異亮氨酸的適宜添加量及其與其他支鏈氨基酸的互作機(jī)制有待進(jìn)一步深入研究。

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Research Progress on the Application of Isoleucine in Poultry Production

QI Mingyue1， LIU Xiaoping2， YANG Lingling2， GUO Jianlai3

（1. College of Animal Science and Technology， Henan University of Animal Husbandry and Economics， Zhengzhou" 450046， China; 2.Henan Kangxing Pharmaceutical Co.， Ltd. Zhengzhou" 451464， China; 3. Henan University of Animal Husbandry and Economics， Henan Provincial Key Laboratory of Unconventional Feed Resource Innovation and Utilization， Zhengzhou" 450046， China）

Abstract：" The shortage of protein feed resources has become an important factor restricting the development of animal husbandry. The development of unconventional protein feed and the preparation technology of low protein diets have become one of the focuses of current research. Under the background of the current in-depth promotion of the implementation of the reduction and replacement of feed soybean meal and the active promotion of the diversified diet preparation technology of low protein and low soybean meal， the application of isoleucine in poultry nutrition has attracted much attention. Isoleucine is one of the important essential amino acids in livestock and poultry. It has physiological functions such as promoting protein synthesis， repairing muscle， regulating blood glucose level and regulating fat metabolism. In this paper， the nutritional and physiological functions of isoleucine and its application effect in poultry were reviewed， so as to provide reference for its application in poultry production and related mechanism research.

Keywords：" Isoleucine; Poultry; Production performance