Advances of application of synthetic amino acids in （1国家饲料工程技术研究中心， 北京 100094） Wang Xu Li Xiaojie Qiao Shiyan Pan Baohai and Wang Dehui
(National Feed Engineering Technology Research Center Beijing 100094)
关键词：猪 低蛋白质日粮 合成氨基酸 氮 环境污染
keywords：swine
low-protein ration synthetic amino acids nitrogen environmental pollution
近年来，公众越来越关注畜牧业生产对环境所造成的负面影响。随着畜牧业生产规模的不断扩大和集约化程度的不断提高，畜牧生产过程中产生的大量废物和粪尿，造成了严重的环境污染，极大的影响了居民的生活环境质量和身体健康。其中，氮和磷是畜禽粪便中造成环境污染的主要物质，大部分氮损失与氮源的消化吸收效率低有关，因而提高营养物质的利用效率是非常重要的。
畜禽饲养密度的增加及环保要求（如降低粪中氮和磷对土壤和水的污染）的提高迫使人们提出一种新的畜禽饲养策略。解决该问题的主要办法是使用利用率比较高的饲料原料以降低粪中氮的排出量。众所周知，合成氨基酸有助于提高氨基酸（氮）的消化率，并且可促进瘦肉组织的高速增长，这是合成氨基酸在动物营养中的重要作用之一。Kerr 和Easter（1995）就提出日粮中蛋白质（需要补充合成氨基酸）降低一个百分点，粪便中氮的排出量就会降低8%。
随着科学技术的进步，饲料级赖、蛋、苏等限制性或必需氨基酸已能通过微生物发酵或化学合成等方法进行工业化生产，从而为配合日粮中氨基酸的平衡创造了条件。因此对于既缺乏动物蛋白原料，又缺乏植物蛋白原料的我国内陆各省的广大农村而言，探讨低蛋白日粮中赖、蛋、苏氨基酸的适宜添加量，对促进日粮中氨基酸的平衡，减少饲料浪费，提高广大养殖户的经济效益具有重大的指导作用。
张书贤等（2003）研究表明，在仔猪低蛋白日粮中添加一定量的赖、蛋、苏氨基酸对日增重、饲料报酬均有重要贡献。但从试验结果中发现，当在14.5%的粗蛋白日粮中添加高剂量的赖氨酸（0.4%）、蛋氨酸（0.3%）、苏氨酸（0.08%）时，日增重、饲料报酬反而下降，其中原因可能是过分强调赖、蛋、苏等氨基酸用量，而忽视其他必须氨基酸的作用，导致日粮中其他必须氨基酸过少，使氨基酸出现新的不平衡，从而影响饲料报酬、日增重和经济效益。从试验中可以看出，在14.5%的粗蛋白日粮中添加0.2%-0.3%赖氨酸、0.1%-0.2%蛋氨酸、0.04%-0.06%苏氨酸是比较合适的。
从文献结果（表1）可以看出，对于生长育肥猪，日粮蛋白质水平降低2%或3%并补充合成氨基酸并不会影响生长性能（Lopez 等, 1994; Tuitoek 等, 1997; Liu 等, 1999）。但如果降低日粮蛋白水平而不补充氨基酸，氮的吸收就会降低（Zervas 和 Zijlstra, 2002b），并且饲料效率及平均日增重也会降低（Tuitoek 等, 1997; Liu 等, 1999），这可能是由于低蛋白质水平的日粮中，蛋白结合氨基酸的吸收效率下降，从而影响动物的生产性能。在低蛋白质日粮中添加合成氨基酸是否会影响蛋白结合氨基酸的消化率，目前尚不清楚。据Otto 等报道，对于50Kg的生长猪来说，将其日粮蛋白质水平由15%降到12%对于氮的吸收不会产生影响，但尿中氮的总排出量降低了20%。研究结果还表明，如果日粮蛋白质水平降低4%以上时，即使补充晶体L-谷氨酸或按照理想氨基酸模式配制饲料，氮的吸收率仍然会降低。这可能是因为日粮中其他氨基酸含量仍然缺乏造成的。因此，要优化营养策略，在不影响生产性能的基础上减少氮的排放。Figueroa（2002） 将日粮分为五个处理，对照组蛋白含量为16%，试验组分别为15%、14%、13%、12%、11%，并补充合成氨基酸（包括赖氨酸、色氨酸、苏氨酸、蛋氨酸）使各处理中氨基酸水平相当。结果表明，蛋白含量16%、15%、14%、13%、12%对猪的生产性能没有显著性影响，而11%处理组则表现较差的生产性能。所以Figueroa（2002）指出，氨基酸需要量的满足，对氮平衡的影响要大于对生产性能的影响，并且有些氨基酸（如异亮氨酸、缬氨酸等）在日粮蛋白浓度降低4%以上时，会对猪的生产性能产生负面影响。
使用合成氨基酸的低蛋白日粮可以降低饲料成本和氮的排泄量。但有些研究表明，与饲喂高蛋白日粮组相比，给猪饲喂合成氨基酸的低蛋白日粮会增加胴体脂肪含量（Kerr 等, 1995; Tuitoek 等, 1997b）。此现象可能是由于日粮中蛋白含量的减少，使用于蛋白代谢的能量消耗降低，于是更多的能量用于了机体的脂肪合成。其他学者的研究也证实了上述试验结果（Noblet 等, 1987; Lewis, 1989; Schoenherr, 1992; Chewning 等, 1995; Kerr 等, 1995）。补充合成氨基酸的低蛋白日粮增加胴体肥度的原因，目前尚不十分清楚。Goihl（1999）认为，这可能是日粮中净能含量较高的缘故。研究表明，猪在饲喂补充合成氨基酸的低蛋白日粮时，会降低血浆尿素氮浓度（Kerr 和 Easter, 1995; Miller 等, 1996）。这表明，动物不必对过量的氨基酸进行脱氨基作用，从而减少能量的消耗。此外，猪采食补充合成氨基酸的低蛋白日粮后，胰脏的重量减轻了。这表明，胰脏的活性降低了，猪对能量的需要也降低了。研究表明，摄入过量的蛋白质会增加能量的消耗（Buttery 和 Boorman, 1976），并影响器官的大小和能量的代谢（Yen, 1997; Nyachoti 等, 2000）。
机体的产热包括热增耗，维持能量以及动物应付环境变化所需的那部分能量。Noblet 等（1987）报道给猪饲喂含37.5g CP / Mcal DE的日粮，其产热量低于含45g CP / Mcal DE的日粮处理组。Kerr 等（2003）报道给生长猪饲喂12%粗蛋白并补充合成氨基酸的日粮，无论在热中性还是热应激环境下，其产热量都要低于16%粗蛋白日粮处理组。Kerr 等（2003）研究表明，在环境温度为23°C时，与对照组日粮（16%粗蛋白）相比，补充赖氨酸、色氨酸、苏氨酸的的低蛋白日粮（12%粗蛋白）处理组的肉料比并未有明显变化，但在33°C时，肉料比有所降低（日粮×温度，P < 0.01）。给青年母猪饲喂补充赖氨酸、色氨酸、苏氨酸、蛋氨酸的低蛋白日粮，其生长速率及采食量与高蛋白组相似。试验将日粮的净能水平设为高、中、低三个水平，在高蛋白组随着日粮净能水平的降低，肉料比也呈一个降低的趋势；但在添加合成氨基酸的低蛋白组中，只有低水平净能处理组的肉料比有所降低。虽然低蛋白组中眼肌面积有所降低（P < 0.08），但其他胴体性能指标都无明显差异（P > 0.10）。试验表明，给猪饲喂添加合成氨基酸的低蛋白日粮（降低3%）与高蛋白日粮相比，不会影响生长性能、肉料比和胴体性能，并且日粮净能的变化对于生长性能和胴体组成的影响并不显著。Knowles 等（1998）研究表明，降低补充合成氨基酸的低蛋白日粮的净能水平，对于肥育猪的生长性能、胴体性能、器官重量和机体能量消耗并未有明显影响，但发现会增加肥胖度。所以，给肥育猪饲喂补充合成氨基酸的低蛋白日粮（降低3.1%-3.5%）不会影响其生长性能和胴体性能。氮、NH4+和可挥发性有机物（VOC）是猪废弃物的主要污染源（Zahn 等, 1997）。猪粪便在土壤上的过量施用，会产生硝酸盐类物质对土壤表面和地下水造成污染（Jongbloed 等, 1997）。未被利用的氮还会形成NH3和VOC散发到空气中去（Miner, 1999），对大气造成污染。Zahn 等（2001）报道，可挥发性脂肪酸是VOC的主要成分，也是养猪生产中产生恶臭
补 充合成氨基酸对猪日增重、饲料转化效率和营养物质排出量的影响
* 注：*与对照日粮比较；1 高蛋白质日粮-低蛋白质日粮；2 后者补充合成氨基酸，前者未补充；3 玉米-血球粉-豆粕型日粮；4 玉米-豆粕型日粮；5 小麦-大麦-豆粕型日粮。
气味的主要来源。有害气体及氨气的释放，对眼睛及呼吸道都会产生刺激。产房中氨气浓度过高，还会推迟母猪的发情期（Malayer 等, 1987）。所以，通过营养和管理的手段来降低圈舍的氨气浓度及恶臭气味，对于维持良好的生产性能是很必要的。Sutton 等（1996；1999）研究表明，降低日粮中粗蛋白含量可以降低猪排泄物中NH4+浓度；以及排泄物中所释放的氨气量（Turner 等, 1996）。据Otto 等（2003）报道，对于50Kg的生长猪，降低日粮蛋白水平（从15%降至9%）并补充合成氨基酸以满足氨基酸需要，会显著降低猪排泄物的氨气释放量，但并不会改善其恶臭气味，也不会降低粪中可挥发性脂肪酸的含量。这是因为日粮中蛋白含量降低，是由于增加了玉米的比例，降低了豆粕含量，而碳水化合物可以促进可发酵酸的产量，尤其是可挥发性脂肪酸，所以对恶臭气味的改善不明显。
饲料中的氨基酸进入机体后的主要代谢去向是合成蛋白质和多肽，多肽的合成是在密码子指导下的氨基酸排列。因此，从理论上讲，密码子的使用频率就决定了氨基酸的使用频率。在以玉米、豆粕为主的日粮中，赖氨酸为第一限制性氨基酸。以赖氨酸为基准，按编码各种氨基酸的密码子使用频率与赖氨酸密码子使用频率之比来进行饲料氨基酸的生物配比，具有一定的指导意义。康怀彬等研究表明，以密码子使用频率为指导进行低蛋白日粮氨基酸生物配比，低蛋白日粮中添加氨基酸能显著改善猪的生产性能。对照组与试验组Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的日增重分别为561.07ｇ±48.02ｇ,389.27ｇ±27.31ｇ,526.79ｇ±33.72ｇ和476.71ｇ±39.59ｇ。试验结果表明，在进行饲料氨基酸配比时，要保证最基本的粗蛋白含量，不能指望纯粹依据添加氨基酸来改善猪的生产性能。
综上所述，降低日粮中蛋白含量（<4%）并补充合成氨基酸对胴体品质不会产生负面影响，但其更深层次的机理尚需进一步研究。但有一点已成共识，即补充合成氨基酸的低蛋白日粮能降低猪粪尿中营养物质主要是氮的排出量。另外，适当降低补充合成氨基酸的低蛋白日粮的净能水平，对猪的生产性能也没有明显影响。 | 
IP卡
狗仔卡
发表于 2008-8-18 14:55:52
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
抢沙发
显身卡
京公网安备 11010802025824号