赖氨酸在猪生产中的研究进展论文

1概念理想氨基酸平衡模式(Ideal Amino Acid Pattern，IAAP)是与理想蛋白质(Ideal Protein，IP)相对应而言的，二者的内涵相同，即氨酸酸组成、比例与动物(猪)需要完全一致的蛋白质。具体地讲，IP是指含有最佳氨基酸模式的蛋白质;IAAP指理想蛋白质各必需氨基酸的组成相对于参比氨基酸(赖氨酸)的比例关系。至于为何将赖氨酸定为参比氨基酸的主要原由有以上几点：赖氨酸是以谷物为基础猪日粮的第一限制性氨基酸;赖氨酸几乎全部被用于合成机体蛋白质;测定不同生长阶段猪的赖氨酸需要量要比测定其它氨基酸容易;化学分析赖氨酸含量比含硫氨基酸容易等。IP或IAAP概念的雏形是Mitchell和B1ock于1946提出的蛋白质化学比分(Chemical Score，CS)，以全卵蛋白质的必需氨基酸含量为参比标准与待评定的其它蛋白质相比，从各个氨基酸所占蛋白质的百分数中找出相差最悬殊待测蛋白质的氨基酸百分数，其百分比值即该蛋白质的化学比分。利用鸡蛋中的必需氨基酸组成作为评定饲粮蛋白质的标准，揭示了蛋白质的营养实质是氨基酸营养这一原理，至此，蛋白质营养从粗蛋白质，经历可消化、可利用蛋白质、蛋白质生物学效价过度到氨基酸营养;到1958年，由Howard最早提出IP，而正式在生产中应用IP的是ARC(1981)。随后，美国NRC(1988)、法国AEC(1993)、加拿大PSCI(1995)等在制定猪氨基酸需要量时，都相继采纳了IP。2猪IP或IAAP建立的研究方法简述研究建立IAAP的方法较多，但主要的常用方法有以下四种：2.1分析猪胴体的氨基酸组成根据生长猪体组织的氨基酸组成研究确定IAAP方法的理论依据是猪胴体氨基酸组成与其氨基酸需要量之间高度相关。除初生乳猪体蛋白质所含必需氨基酸比例较低，而甘氨酸和脯氨酸比例较高外，生长猪体蛋白质的氨基酸模式在整个生长育肥阶段中没有显著变化。通过比较发现，猪体组织氨基酸成分与生长猪所需氨基酸的推荐模式非常一致，因此，采用体组织氨基酸组成值建立IAAP是可行的。2.2析因法猪氨基酸需要可剖分为维持需要和生产需要，依据猪组织氨基酸与需要量的高度相关性，通过机体蛋白质的沉积量即可估算出氨基酸需要量和相应的IAAP。例如，ARC(1981)模式是以瘦肉组织中的氨基酸平衡为基础。[NextPage] 2.3综合法通过总结猪对单个氨基酸需要量估计值和饲粮蛋白质中赖氨酸的最佳浓度数据推导得出最佳氨基酸模式。NRC(1998)模式就是采用此法借助文献调研的数据推导而得。2.4N平衡试验法N平衡试验是研究动物体内氨基酸平衡和氮利用率的一种有效方法。此法包括氨基酸扣除法和氨基酸添加法，二者的理论依据是饲料中氨基酸水平与猪生产性能之间的线性关系。氨基酸扣除法原理是依次从含全部氨基酸饲粮中扣除一定比例(一般约25%)的某种氨基酸，观察扣除某种氨基酸后的动物反应，根据动物反应(生产性能、血浆尿素氮和氮沉积等)，综合确定动物限制性氨基酸，其中，Fuller等(1990)就是以猪最大氮沉积为基础建立IAAP。氨基酸添加法是在满足其他氨基酸需要量的前提下，对待测氨基酸从不足开始按梯度添加合成氨基酸至过量。美国Ilinois大学Baker等(1992)模式即以饲喂补充合成氨基酸的纯合饲粮所得到的数据为基础。此外，还有其他如传统的饲养试验法、同位素示踪法和营养免疫法等研究方法，在此就不一一详述。3不同生长阶段猪IAAP研究进展3.1保育仔猪IAAP有关保育仔猪IAAP的研究报道相对较少。最近的一项研究以生物学效价相同的DL-蛋氨酸(DL-Met)和蛋氨酸羟基类似物2-羟基-4-甲硫基-丁酸(2-hydroxy-4-methylthio-butanoicacid，HMTBA)作为蛋氨酸来源，采用三种不同的方法分别估测仔猪真可消化含硫氨基酸与赖氨酸的理想比值，结果表明，8-26千克瘦肉型保育仔猪的最佳真可消化含硫氨基酸与赖氨酸之比的平均值是59.0%(ADG)和60.8%(G∶F)(Gaines等，2005)。在生产实践中，仔猪断奶，特别是早期断奶而导致的营养和环境等剧烈变化对仔猪造成很大的应激反应，免疫功能抑制、机体抵抗力降低，结果表现为食欲差、消化功能紊乱、腹泻、生长迟滞，因此，研究仔猪应激条件下的IAAP具有重要意义。李建文等(2006)采用氨基酸部分扣除法研究了人工诱导免疫应激条件下仔猪可消化赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸之间的平衡比例。结果表明，仔猪处于正常和免疫应激条件下的理想氨基酸模式存在差异，应激和正常条件下，可消化赖氨酸、可消化蛋氨酸、可消化色氨酸和可消化苏氨酸平衡模式分别为：100∶27∶29∶59和100∶30∶21∶61。[NextPage] 3.2生长育肥猪IAAP尽管一般认为生长猪体蛋白质的氨基酸模式在整个生长育肥阶段中没有显著变化，但是因受猪品种、生长阶段和评价指标等诸多因素的影响而异。3.2.1不同基因型生长育肥猪IAAP张克英等(2000)通过研究比较体重接近的大长二元瘦肉型猪和我国地方品种雅安猪可消化赖、蛋+胱、苏、色氨酸平衡模式，结果表明，大长猪和雅安猪可消化赖、蛋+胱、苏、色氨酸平衡模式分别为100∶49∶72∶19和100∶78∶76∶21，这说明饲粮IAAP因猪的基因型不同而异。雅安猪比大长猪需要更高比例的蛋+胱、苏氨酸和色氨酸。3.2.2不同体重生长育肥猪IAAPNRC(1998)推荐的含硫氨基酸、苏氨酸和色氨酸与赖氨酸的相对比例均随生长育肥猪体重的增加而上升，而王建明等(2001)试验结果发现除色氨酸外，含硫氨基酸和苏氨酸占赖氨酸的比例随体重的增加呈较大幅度的下降。至于二者存在分歧的原因还不清楚，但是有资料表明，含硫氨酸有随猪体重的增加而降低的趋势，Kemm等(1990)研究发现20、30和90千克猪躯体中胱含量分别为1711、1519和1413克/千克蛋白质。3.2.3不同蛋白质水平和能量进食量生长育肥猪IAAPBikker等(1994)研究发现日粮蛋白质水平和能量进食量影响猪机体氨基酸组成，这些变化很可能是由于胴体肌肉部分和非肌肉部分的比例、器官血液与实质部分比例以及整个机体胴体和器官组织之比不同引起的，这些变化就会影响响氨基酸的需要量和IAAP。3.2.4不同评定指标下生长育肥猪IAAP结果表明，以生产性能和肉品质为指标，育肥后期猪的最佳总含硫氨基酸与赖氨酸之比低于NRC1998)的0.65，但若以最少脂肪沉积为目标时，其比为0.65(Knowles等，1998)。以最适N存留率和利用率为指标，必需氨基酸与非必需氨基酸之比是50∶50，在低蛋白水平的情况下，必需氨基酸与非必需氨基酸之比更重要，Lenis等(1999)研究发现，必需氨基酸与非必需氨基酸之比可以提高到70∶30，且不会降低N利用率，这样，脱氨基的必需氨基酸被有效利用合成非必需氨基酸。3.2.5不同饲养条件下生长育肥猪IAAP在保证其他必需氨基酸满足需要时，在我国饲养条件下较为适用的模式为：赖氨酸100，蛋氨酸+胱氨酸65、苏氨酸65、色氨酸20、异亮氨酸65。必需与非必需氨基酸之比为：50∶50(伍喜林，2006)。4猪IAAP的实践及存在问题理想蛋白质概念在实践生产中的应用的成功范例就是通过在日粮中添加单体氨基酸来配制低蛋白饲粮。有研究表明，玉米豆粕型日粮在保证其赖氨酸含量满足生长猪(20-55千克)需要的提前下，蛋白质水平可以降低22%，而不会影响猪生产性能。如果在同样的条件下，蛋白质水平降低22%，就会影响育肥猪(55-100千克)生产性能(Tuitoek等，1997)。Otto等(2003)通过添加氨基酸达到理想氨基酸模式，将日粮粗蛋白水平从15%降到12%不会影响N沉积，若粗蛋白从15%降到6%时，会提高必需和非必需氨基酸回肠消化率。此外有报道，如果依据表观回肠可消化氨基酸配制饲粮，蛋白源不会影响生产性能、胴体品质和体组成;而降低Lys∶DE之比，就会抑制猪生长，但不影响肉品质性状(Szabo等，2001)。由此可见，完全可根据IAAP，通过添加单体氨基酸降低日粮的粗蛋白水平，这样不仅节约有限的蛋白质原料、开发非常规蛋白质饲料资源、降低猪粪氮污染，而且还可降低仔猪对蛋白源的过敏反应。随着越来越多的必需氨基酸实现化学合成而应用于生产实际中，饲粮粗蛋白质水平还进一步降低的空间，然而近年来有研究表明，除游离氨基酸外，多数蛋白质在消化后同时以寡肽形式被直接吸收，寡肽营养被人类认识，若饲粮蛋白质水平过低，即使添加必需氨基酸也会影响动物生长。因此，在应用IAAP配制低蛋白质饲粮时，应兼顾单体氨基酸和蛋白质之间的比例。到目前为止，IAAP的研究应用还处在初级阶段，随着氨基酸真消化利用率、体内氨基酸周转率等基础数据的研究积累，更为精确的、动态IAAP将更好地服务于畜禽养殖业。