第4節(jié)理想蛋白質(zhì)
理想蛋白質(zhì)氨基酸模式是指飼糧中多種氨基酸的最佳平衡,這種平衡不能通過增減或替換任何氨基酸而得到改善,其中的氨基酸準(zhǔn)確地處在動物所需的比例,具有這種氨基酸模式的日糧給出最高的利用率。
1、蛋白質(zhì)營養(yǎng)原理
動物對 飼料蛋白質(zhì)的利用,是將蛋白質(zhì)消化降解為氨基酸,然后以氨基酸(少部分以短肽)的形式吸收、參與機體代謝,合成各種動物組織蛋白,生產(chǎn)產(chǎn)品。各種蛋白質(zhì)不僅消化率不同,所含氨基酸組成比例也不同。當(dāng)動物合成某一組織蛋白(或生產(chǎn)某一特定產(chǎn)品,如雞蛋)時,動物只是按所要合成蛋白質(zhì)中氨基酸組成比例利用飼料蛋白質(zhì)中的氨基酸。如果其中一種或幾種必需氨基酸比例低于所要合成蛋白質(zhì)中相應(yīng)氨基酸的比例,則會限制其他氨基酸的利用,降低飼料蛋白質(zhì)的生物學(xué)價值。只有供給的蛋白質(zhì)中所含氨基酸比例與要合成蛋白質(zhì)一致時,蛋白質(zhì)才能最有效地被利用,各種氨基酸的效價也最高??梢?,飼料蛋白質(zhì)的質(zhì)量不僅取決于所含氨基酸的總量和消化率,而且還取決于氨基酸組成的比例。一般說來,動物性蛋白質(zhì)所含必需氨基酸量和比例都與動物需要量接近,因而生物學(xué)效價高,品質(zhì)好。多數(shù)谷物及其他植物性蛋白質(zhì)含必需氨基酸總量少,比例不符合動物需要,生物學(xué)價值低,品質(zhì)差。
2、理想蛋白質(zhì)的概念
動物蛋白質(zhì)營養(yǎng)的理論和實踐,經(jīng)歷了粗蛋白質(zhì)(CP)-可消化粗蛋白質(zhì)(DCP)-可利用粗蛋白質(zhì)(UCP)-蛋白質(zhì)生物學(xué)價值(BV)-氨基酸(AA)-化學(xué)比分(CS)-必需氨基酸指數(shù)(EAAI)-理想蛋白質(zhì)(ID)-理想蛋白質(zhì)可消化氨基酸模式(ID-DDAP)一個逐漸發(fā)展的過程,理想蛋白質(zhì)是由Howard(1958)提出的“完全蛋白質(zhì)”(Complete Protein)引伸發(fā)展而來。80年代后,經(jīng)ARC、AEC、NRC以及其他學(xué)者的工作,更名為“理想蛋白質(zhì)”(Ideal Protein),得到業(yè)界承認(rèn)和應(yīng)用。
理想蛋白質(zhì)是指各種必需氨基酸以及供給合成非必需氨基酸的氮源之間有最佳平衡比例的日糧蛋白質(zhì)。這種日糧蛋白質(zhì)的各種氨基酸消化、代謝、利用,最終與動物的總體氨基酸需要恰相吻合,此時,動物對日糧蛋白質(zhì)的利用最佳,無效消耗最低,這種日糧蛋白質(zhì)就叫做理想蛋白質(zhì)。
最初,出于簡單的想法,日糧蛋白質(zhì)的氨基酸組成與單位體蛋白質(zhì)相同,就應(yīng)當(dāng)是全價的,模擬試驗效果良好。這樣就不再用全卵蛋白質(zhì)作為全價標(biāo)準(zhǔn)來評價日糧蛋白質(zhì)的CS和EAAI了。實踐中,理想蛋白質(zhì)很難把20余種氨基酸都考慮周全,一般只考慮10種必需氨基酸的組成比例,這也就是所說的理想蛋白質(zhì)的氨基酸成分模式。
人們進一步了解到十種必需氨基酸的消化利用并非等效的,日糧蛋白質(zhì)經(jīng)動物消化吸收后,原來的氨基酸模式就發(fā)生了改變。同時,結(jié)合動物的氨基酸營養(yǎng)需要的深入研究,動物體蛋白的氨基酸模式,對各種動物,尤其是非生長-肥育動物(乳畜、蛋禽),并不是恰好。除各種氨基酸消化利用上的差異外,還有動物產(chǎn)品生產(chǎn)所需氨基酸組成比例的不同。于是,從動物的營養(yǎng)需要角度構(gòu)建了理想蛋白質(zhì)的氨基酸(成分或可消化成分)模式。
一般地說,必需氨基酸總量與非必需氨基酸總量之間的比例為1:1~45:55。通常以日糧賴氨酸為基準(zhǔn),以賴氨酸的量為100%,以其它氨基酸占賴氨酸的百分比表示理想蛋白質(zhì)的氨基酸模式。
3、蛋雞的理想蛋白質(zhì)模式
家禽的氨基酸需要量受能量、粗蛋白水平、遺傳、性別和環(huán)境等諸多因素的影響。因此,在上述諸多因素的綜合作用下,實際很難用劑量反應(yīng)法來逐個確定每種必需氨基酸的需要量。但是對一定條件下的畜禽來說,它們對不同氨基酸需要量之間的比例關(guān)系基本無影響或影響不大,因此,通過確定必需氨基酸相對賴氨酸的理想比率來計算氨基酸的需要量更容易適應(yīng)多樣性的環(huán)境條件。
理想氨基酸模式的研究已進行了十幾年,但許多影響因素和遺傳類型(品種)、環(huán)境和其它營養(yǎng)成分都還沒有考慮進去,理想氨基酸模式很可能隨動物基因型、性別、體重、日糧及環(huán)境等因素的不同而異?,F(xiàn)今的理想氨基酸模式都還比較粗糙,今后還有相當(dāng)?shù)母倪M余地,理想蛋白的實際應(yīng)用還需一定的成熟條件。
國內(nèi)外有不少關(guān)于家禽的氨基酸模式,差異很大。理想蛋白質(zhì)氨基酸模式是以日糧賴氨酸為基準(zhǔn)的。產(chǎn)蛋雞對特定數(shù)量單體氨基酸的生理需要主要是用于生產(chǎn)雞蛋蛋白和體組織蛋白。尹清強等(1995)推薦羅曼蛋雞產(chǎn)蛋前期氨基酸模式見表1。
表1.羅曼蛋雞產(chǎn)蛋前期的各種氨基酸模式
氨基酸 A* B* C*
氨基酸 A* B* C*
賴氨酸 100 100 100
纈氨酸 106 98 97
蘇氨酸 78 72 72 異亮氨酸 76 69 73
蛋氨酸 43 42 44 亮氨酸
205 189 196
胱氨酸 27 25 24 酪氨酸
69 63 64
色氨酸 16 15 15 苯丙氨酸 110 101 101
組氨酸 57 53 53 精氨酸
124 119 119
注:引自中國獸醫(yī)學(xué)報,1995,15(4)。A*為飼養(yǎng)試驗的最佳氨基酸模式;B*為回歸分析優(yōu)選氨基酸模式;C*回歸分析優(yōu)選可消化氨基酸模式。
氨基酸需要量的最好表達方式是以每天氨基酸的攝入量(一般為mg/d)直接表示而不是占飼糧的百分比。NRC(1994)根據(jù)體重及日采食量對產(chǎn)蛋雞每日氨基酸需要量進行了計算。見附錄。
4肉仔雞的理想氨基酸模式
肉仔雞的氨基酸需要量受日齡、性別、溫度、品種和氨基酸平衡的影響。
表2不同研究機構(gòu)和人員推薦的肉雞育雛階段的理想蛋白模式
來源
| NRC(1994)
| GfE(1999)
| Baker(1994)
| Baker等(2002)
| Gruber(1999)
| 方法
| 文獻綜述法
| 析因法
| 析因法
| 劑量效應(yīng)實驗法
| 耗竭法
| 氨基酸基礎(chǔ)
| 總氨基酸
| 總氨基酸
| 真可消化氨基酸
| 真可消化氨基酸
| 真可消化氨基酸
| 肉雞性別
| 混養(yǎng)
| 混養(yǎng)
| 雄性
| 雄性
| 混養(yǎng)
| 日糧賴氨酸含量, %
| 1.1
| 1.09
| 1.12
| 1.03
| 未描述
| 與賴氨酸的比例
(賴氨酸設(shè)為100)
|
|
|
|
|
| 蛋氨酸
| 46
| 36
| 36
| -
| 37
| 蛋+胱氨酸
| 82
| 71
| 72
| -
| 70
| 蘇氨酸
| 73
| 67
| 67
| 56
| 66
| 色氨酸
| 18
| 16
| 16
| 17
| 14
| 精氨酸
| 114
| 108
| 105
| -
| 108
| 異亮氨酸
| 73
| 69
| 67
| 61
| 63
| 亮氨酸
| 109
| 112
| 109
|
| 108
| 纈氨酸
| 82
| 96
| 77
| 78
| 81
| 苯丙+酪氨酸
| 122
| 118
| 105
|
| 121
| 組氨酸
| 32
| 32
| 35
|
| 38
|
表3 不同研究機構(gòu)和人員推薦的肉雞育成階段的理想蛋白模式
來源
| Schutte(1996)
| NRC(1994)
| GfE(1999)
| Baker(1994)
| Mack等(1999
| 方法
| 文獻綜述法
| 文獻綜述法
| 析因法
| 析因法
| 劑量效應(yīng)實驗法
| 氨基酸基礎(chǔ)
| 表觀可消化氨基酸
| 總氨基酸
| 總氨基酸
| 真可消化氨基酸
| 真可消化氨基酸
| 肉雞性別
| 混養(yǎng)
| 混養(yǎng)
| 混養(yǎng)
| 雄性
| 雄性
| 日糧賴氨酸含量, %
| 1.02
| 1
| 0.92
| 0.89
| 1.15
| 與賴氨酸的比例
(賴氨酸設(shè)為100)
|
|
|
|
|
| 蛋氨酸
| 38
| 38
| 38
| 37
|
| 蛋+胱氨酸
| 73
| 72
| 87
| 75
| 75
| 蘇氨酸
| 65
| 74
| 76
| 70
| 63
| 色氨酸
| 16
| 18
| 17
| 17
| 19
| 精氨酸
| 105
| 110
| 117
| 105
| 112
| 異亮氨酸
| 66
| 73
| 78
| 67
| 71
| 亮氨酸
| -
| 109
| 125
| 109
|
| 纈氨酸
| 80
| 82
| 109
| 77
| 81
| 苯丙+酪氨酸
| -
| 122
| 137
| 105
| -
| 組氨酸
| -
| 32
| 33
| 32
| -
|
下表列舉了一些研究機構(gòu)所建議的氨基酸需要量。NRC(1994)將肉仔雞的氨基酸需要量按三個生長階段進行劃分,ARC(1981)和SCA(1987)則按兩個生長階段進行劃分。NRC(1994)的估測值看起來比較合理,因為生長動物的營養(yǎng)物質(zhì)需要量,尤其是蛋白質(zhì)和氨基酸的需要量隨生長階段而急劇變化。
表4.肉仔雞氨基酸需要量
項目
| NRC(1994)
| ARC(1981)
| SCA(1987)
| 0-3周齡
| 4-6周齡
| 7-8周齡
| 0-4周齡
| 5-8周齡
| 0-4周齡
| 5-8周齡
| 消化能MK/Kg
| 13.38
| 13.38
| 13.38
| 13
| 13
| 12.54
| 13.38
| 粗蛋白質(zhì)
| 23
| 20
| 18
| 18.8
| 15.6
|
|
| 精氨酸
| 1.44
| 1.2
| 1
| 1.03
| 0.76
| 1.02
| 0.94
| 甘+絲氨酸
| 1.5
| 1
| 0.7
| 1.4
| 1.02
|
|
| 組氨酸
| 0.35
| 0.3
| 0.26
| 0.48
| 0.36
| 0.4
| 0.35
| 異亮氨酸
| 0.8
| 0.7
| 0.6
| 0.85
| 0.64
| 0.57-0.8
| 0.51
| 亮氨酸
| 1.35
| 1.18
| 1
| 1.47
| 1.07
| 0.16-1.94
| 1.22
| 賴氨酸
| 1.2
| 1
| 0.85
| 1.1
| 0.8
| 1.13
| 0.9
| 蛋+胱氨酸
| 0.93
| 0.72
| 0.6
| 0.92
| 0.67
| 0.85
| 0.59
| 蛋氨酸
| 0.5
| 0.38
| 0.32
| 0.48
| 0.36
| 0.45
| 0.35
| 苯丙+酪氨酸
| 1.34
| 1.17
| 1
| 1.58
| 1.16
| 1.36
| 1.13
| 苯丙氨酸
| 0.72
| 0.63
| 0.54
| 0.85
| 0.64
| 0.79
| 0.63
| 蘇氨酸
| 0.8
| 0.74
| 0.68
| 0.74
| 0.53
| 0.68
| 0.54
| 色氨酸
| 0.23
| 0.18
| 0.17
| 0.21
| 0.15
| 0.21
| 0.17
| 纈氨酸
| 0.82
| 0.72
| 0.62
| 0.98
| 0.71
| 0.77-1.06
| 0.73
|
5、理想蛋白質(zhì)氨基酸模式的應(yīng)用
(1)配制低蛋白質(zhì)日糧.在設(shè)計飼料配方時,添加限制性氨基酸使日糧氨基酸水平與需要量處于平衡,可降低飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)中粗蛋白質(zhì)1~2個百分點,最大限度地提高飼料利用率。在利用理想蛋白體系配制低蛋白氨基酸平衡日糧時必須注意,以可利用氨基酸為基礎(chǔ)配制日糧和采用自由采食方式效果才較好。
(2)有效利用非常規(guī)蛋白飼料.緩解蛋白質(zhì)資源缺乏的另一個重要方法是充分利用非常規(guī)蛋白質(zhì)飼料,如菜籽粕、棉籽粕、肉骨粉、羽毛粉等。棉籽餅和菜籽餅中有毒物質(zhì)。一般以化學(xué)去毒劑和限制在日糧中的使用比例來減少其毒性和對適口性的影響;而對其營養(yǎng)不平衡性,改善途徑是以可消化氨基酸為基礎(chǔ)按理想蛋白氨基酸模式配制日糧。利用理想氨基酸模式,使家禽對日糧蛋白質(zhì)的利用率提高,從而減少由排泄物導(dǎo)致的環(huán)境污染。
(3)因為過多的氮以尿素或尿酸形式排出,而合成這些物質(zhì)需耗用能量,所以理想氨基酸平衡可緩解家禽應(yīng)激,這對籠養(yǎng)雞特別重要。
6、理想蛋白質(zhì)氨基酸模式目前存在的問題
現(xiàn)有理想氨基酸模式在理論和實踐上存在一些問題.
(1)理想蛋白質(zhì)的氨基酸有效性:應(yīng)定位于可消化必需氨基酸(DEAA),非必需氨基酸不必逐一考慮,規(guī)定其對必需氨基酸總量的配比(50-60:50-40)即可。需要澄清的是,通常說的可利用(Available)必需氨基酸(AEAA),是套用有效能量的代謝能(ME)指標(biāo)而命名的含混指標(biāo)。氨基酸不同于氮,消化吸收而未利用的氨基酸,降解成含氮物由尿排除。代謝試驗中檢測不到未利用的氨基酸,因而,AEAA測得值實質(zhì)上是DEAA。氨基酸有效性測定中,人們傾向用荷術(shù)動物,即回-直腸吻合豬、摘盲腸雞作試驗,以消除后腸微生物發(fā)酵帶來的有效氨基酸測值誤差。多數(shù)研究報告表明,用荷術(shù)動物測得的飼料可消化氨基酸的可加性更好。
(2)飼料中蛋白質(zhì)結(jié)合態(tài)氨基酸與合成氨基酸間存在差異,研究理想蛋白質(zhì)是利用基礎(chǔ)日糧中添加合成氨基酸的方式進行的,而結(jié)合態(tài)氨基酸與合成氨基酸的吸收速度、轉(zhuǎn)運到目的地的時效性和利用率不同。目前理想蛋白質(zhì)的必需氨基酸或可消化必需氨基酸模式,不論對豬還是雞,基本上都是靜態(tài)的。然而事實上,真正平衡的家畜日糧應(yīng)該能以合適的速度和比例為合成新組織的把細(xì)胞(而不是胃腸)提供氨基酸,這里強調(diào)的是各種氨基酸到達把細(xì)胞的時間和比例。所以要隨動物種質(zhì)進展、機體內(nèi)外環(huán)境改變、對產(chǎn)品品質(zhì)要求等,要測定各種相關(guān)參數(shù)向動態(tài)方向發(fā)展完善。
(3)理想蛋白質(zhì)注重蛋白質(zhì)“質(zhì)”的要求,并無“量”的規(guī)定。因此,在指導(dǎo)生產(chǎn)實踐時,要輔以量化參數(shù),有針對性地規(guī)定恰當(dāng)?shù)娜占Z蛋白質(zhì)水平和動物采食量。日糧蛋白質(zhì)的氨基酸與加入的合成氨基酸在消化吸收速度上存在同步配合問題,特別對分頓次喂的動物應(yīng)加以考慮。這一問題還缺乏嚴(yán)格驗證,有待試驗研究確切闡明。
(4)動物體內(nèi)存在蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn),已降解的體蛋白并不完全隨排泄物或分泌物排出,而是大部分被動物重新利用合成體蛋白。這部分氨基酸如何與日糧氨基酸相平衡,有待深入研究.
(5)氨基酸吸收受體內(nèi)離子平衡狀況和代謝調(diào)節(jié)的影響。目前尚不清楚氨基酸以小肽形式吸收和轉(zhuǎn)運的營養(yǎng)作用對理想氨基酸模式的影響。胃腸激素及許多中樞神經(jīng)遞質(zhì)(多巴胺、兒茶酚氨、5-羥色胺)都與飼糧中相應(yīng)氨基酸水平有密切聯(lián)系,但理想氨基酸模式與它們的關(guān)系仍有待澄清。 |