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8樓
發(fā)表于 2009-9-7 07:02:06
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豬理想氨基酸平衡模式及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用
氨基酸, 蛋白質(zhì), 賴氨酸, 化學(xué), 理想
1 概念
理想氨基酸平衡模式(Ideal Amino Acid Pattern,IAAP)是與理想蛋白質(zhì)(Ideal Protein,IP)相對(duì)應(yīng)而言的,二者的內(nèi)涵相同,即氨酸酸組成、比例與動(dòng)物(豬)需要完全一致的蛋白質(zhì)。具體地講,IP是指含有最佳氨基酸模式的蛋白質(zhì); IAAP指理想蛋白質(zhì)各必需氨基酸的組成相對(duì)于參比氨基酸(賴氨酸)的比例關(guān)系。至于為何將賴氨酸定為參比氨基酸的主要原由有以上幾點(diǎn):賴氨酸是以谷物為基礎(chǔ)豬日糧的第一限制性氨基酸;賴氨酸幾乎全部被用于合成機(jī)體蛋白質(zhì);測定不同年齡豬的賴氨酸需要量要比測定其它氨基酸容易;賴氨酸的化學(xué)分析比含硫氨基酸容易等。
IP 或IAA P 概念的雛形是Mitchell和B1ock于1946提出的蛋白質(zhì)化學(xué)比分(Chemical Score,CS),以全卵蛋白質(zhì)的必需氨基酸含量為參比標(biāo)準(zhǔn)與待評(píng)定的其它蛋白質(zhì)相比,從各個(gè)氨基酸所占蛋白質(zhì)的百分?jǐn)?shù)中找出相差最懸殊待測蛋白質(zhì)的氨基酸百分?jǐn)?shù),其百分比值即該蛋白質(zhì)的化學(xué)比分。利用雞蛋中的必需氨基酸組成作為評(píng)定飼糧蛋白質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn),揭示了蛋白質(zhì)的營養(yǎng)實(shí)質(zhì)是氨基酸營養(yǎng)這一原理,至此,蛋白質(zhì)營養(yǎng)從粗蛋白質(zhì),經(jīng)歷可消化、可利用蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)生物學(xué)效價(jià)過度到氨基酸營養(yǎng);到1958年,由Howard最早提出, 正式應(yīng)用IP的是ARC (1981)。隨后, 美國NRC (1988)、法國AEC (1993)、加拿大PSCI(1995) 等在制定豬氨基酸需要量時(shí), 都相繼采納了IP。
2 豬IP或IAAP建立的研究方法簡述
研究建立IAAP的方法較多,但主要的常用方法有以下四種:
2.1 分析豬胴體組織的氨基酸組成:根據(jù)生長豬體組織的氨基酸組成研究確定IAAP方法的理論依據(jù)是豬胴體氨基酸組成與其氨基酸需要量之間高度相關(guān)。除初生乳豬體蛋白質(zhì)所含必需氨基酸比例較低,而甘氨酸和脯氨酸比例較高外,生長豬體蛋白質(zhì)的氨基酸模式在整個(gè)生長育肥階段中沒有顯著變化。通過比較發(fā)現(xiàn),豬體組織氨基酸成分與生長豬所需氨基酸的推薦模式非常一致,因此,采用體組織氨基酸組成值建立IAAP是可行的。
2.2 析因法:豬氨基酸需要可剖分為維持需要和生產(chǎn)需要,依據(jù)豬組織氨基酸與需要量的高度相關(guān)性,通過機(jī)體蛋白質(zhì)的沉積量即可估算出氨基酸需要量和相應(yīng)的IAAP,例如,ARC(1981)模式是以瘦肉組織中的氨基酸平衡為基礎(chǔ)。
2.3 綜合法:通過總結(jié)豬對(duì)單個(gè)氨基酸需要量估計(jì)值和飼糧蛋白質(zhì)中賴氨酸的最佳濃度數(shù)據(jù)推導(dǎo)得出最佳氨基酸模式。NRC(1998)模式就是采用此法借助文獻(xiàn)調(diào)研的數(shù)據(jù)推導(dǎo)而得。
2.4 N平衡試驗(yàn)法:N平衡試驗(yàn)是研究動(dòng)物體內(nèi)氨基酸平衡和氮利用率的一種有效方法。此法包括氨基酸扣除法和氨基酸添加法,二者的理論依據(jù)是飼料中氨基酸水平與豬生產(chǎn)性能之間的線性關(guān)系。氨基酸扣除法原理是依次從含全部氨基酸飼糧中扣除一定比例(一般約25%)的某種氨基酸,觀察扣除某種氨基酸后的動(dòng)物效應(yīng),根據(jù)動(dòng)物效應(yīng)(生產(chǎn)性能、血漿尿素氮和氮沉積等),綜合確定動(dòng)物限制性氨基酸,其中,F(xiàn)uller等(1990)就是以豬最大氮沉積為基礎(chǔ)建立IAAP。氨基酸添加法是在滿足其他氨基酸需要量的前提下,對(duì)待測氨基酸從不足開始按梯度添加合成氨基酸至過量。美國Ilinois大學(xué)Baker等(1992)模式即以飼喂補(bǔ)充晶體氨基酸的純合飼糧所得到的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。
此外,還有其它如傳統(tǒng)的飼養(yǎng)試驗(yàn)法、同位素示蹤法和營養(yǎng)免疫法等研究方法,在此就不一一詳述。
3 不同生長階段豬IAAP研究進(jìn)展
3.1 保育仔豬IAAP
有關(guān)保育仔豬IAAP的研究報(bào)道相對(duì)很少,最近的一項(xiàng)研究以生物學(xué)效價(jià)相同的DL-蛋氨酸(DL-Met)和蛋氨酸羥基類似物2-羥基-4-甲硫基-丁酸(2-hydroxy-4-methylthio-butanoic acid,HMTBA)作為蛋氨酸來源,采用三種不同的方法分別估測乳豬真可消化含硫氨基酸與賴氨酸的理想比值,結(jié)果表明,8-26 kg 瘦肉型保育仔豬的最佳真可消化含硫氨基酸與賴氨酸之比的平均值是59.0%(ADG)和60.8%(G∶F)(Gaines 等,2005)。
在生產(chǎn)實(shí)踐中,仔豬斷奶,特別是早期斷奶而導(dǎo)致的營養(yǎng)和環(huán)境等劇烈變化對(duì)仔豬造成很大的應(yīng)激反應(yīng),免疫功能抑制、機(jī)體抵抗力降低,結(jié)果表現(xiàn)為食欲差、消化功能紊亂、腹瀉、生長遲滯,因此,研究仔豬應(yīng)激條件下的IAAP具有重要意義。李建文等(2006)采用氨基酸部分扣除法研究了人工誘導(dǎo)免疫應(yīng)激條件下仔豬可消化賴氨酸、蛋氨酸、色氨酸、蘇氨酸之間的平衡比例。結(jié)果表明,仔豬處于正常和免疫應(yīng)激條件下的理想氨基酸模式存在差異,應(yīng)激和正常條件下,可消化賴氨酸、可消化蛋氨酸、可消化色氨酸和可消化蘇氨酸平衡模式分別為: 100∶27∶29∶59;100∶30∶21∶61。
3.2 生長育肥豬IAAP
盡管一般認(rèn)為生長豬體蛋白質(zhì)的氨基酸模式在整個(gè)生長育肥階段中沒有顯著變化,但是因受豬品種、生長階段和評(píng)價(jià)指標(biāo)等諸多因素的影響而異。
3.2.1 不同基因型生長育肥豬IAAP
張克英等(2000)通過研究比較體重接近的大長二元瘦肉型豬和我國地方品種雅南豬可消化賴、蛋+胱、蘇、色氨酸平衡模式,結(jié)果表明,大長豬和雅南豬可消化賴、蛋+胱、蘇、色氨酸平衡模式分別為100∶49∶72∶19 和100∶78∶76∶3.21,這說明飼糧IAAP因豬的基因型不同而異。雅南豬比大長豬需要更高比例的蛋+ 胱、蘇氨酸和色氨酸。
3.2.2 不同體重生長育肥豬IAAP
NRC(1998)推薦的含硫氨基酸、蘇氨酸和色氨酸于賴氨酸的相對(duì)比例均隨生長育肥豬體重的增加而上升,而王建明等(2001)試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)除色氨酸外,含硫氨基酸和蘇氨酸占賴氨酸的比例隨體重的增加呈較大幅度的下降。至于二者存在分歧的原因還不清楚,但是有資料表明,含硫氨酸有隨豬體重的增加而降低的趨勢,Kemm 等(1990) 研究發(fā)現(xiàn)20、30和90 kg 豬軀體中胱含量分別為1711、1519和1413 g/ kg 蛋白質(zhì)。
3.2.3 不同蛋白質(zhì)水平和能量進(jìn)食量生長育肥豬IAAP
Bikker 等(1994)研究發(fā)現(xiàn)日糧蛋白質(zhì)水平和能量進(jìn)食量影響豬機(jī)體氨基酸組成,這此變化很可能是由于胴體肌肉部分和非肌肉部分的比例、器官血液與實(shí)質(zhì)部分比例以及整個(gè)機(jī)體胴體和器官組織之比不同引起的,這些變化就會(huì)影響響氨基酸的需要量和IAAP。
3.2.4 不同評(píng)定指標(biāo)下生長育肥豬IAAP
結(jié)果表明,以生產(chǎn)性能和肉品質(zhì)為指標(biāo),育肥后期豬的最佳總含硫氨基酸與賴氨酸之比低于NRC(1998)的0.65,但若以最少脂肪沉積為目標(biāo)時(shí),其比為0.65。(Knowles等,1998)。以最適N存留率和利用率為指標(biāo),必需氨基酸與非必需氨基酸之比是50∶50,在低蛋白水平的情況下,必需氨基酸與非必需氨基酸之比更重要,本研究發(fā)現(xiàn),必需氨基酸與非必需氨基酸之比可以提高到70∶30,且不會(huì)降低N利用率,這樣,脫氨基的必需氨基酸被有效利用合成非必需氨基酸。(Lenis 等,1999)。
3.2.4 不同飼養(yǎng)條件下生長育肥豬IAAP
在保證其他必需氨基酸不缺乏時(shí),在我國飼養(yǎng)條件下較為適用的模式為:賴氨酸100,蛋氨酸十胱氨酸65,蘇氨酸65、色氨酸20、異亮氨酸65。必需與非必需氨基酸之比為;50∶50(伍喜林,2006)。
4 豬IAAP的實(shí)踐及存在問題
理想蛋白質(zhì)概念在實(shí)踐生產(chǎn)中的應(yīng)用的成功范例就是通過在日糧中添加單體氨基酸來配制低蛋白飼糧。有研究表明,玉米豆粕型日糧在保證其賴氨酸含量滿足生長豬(20-55 kg)需要的提前下,蛋白質(zhì)水平可以降低22%,而不會(huì)影響豬生產(chǎn)性能。如果在同樣的條件下,蛋白質(zhì)水平降低22%,就會(huì)影響育肥豬(55-100kg)生產(chǎn)性能(Tuitoek等,1997)。Otto 等(2003)通過添加氨基酸達(dá)到理想氨基酸模式,將日糧粗蛋白水平從15%降到12%不會(huì)影響N沉積,若粗蛋白從15%降到6%時(shí),會(huì)提高必需和非必需氨基酸回腸消化率。此外有報(bào)道,如果依據(jù)表觀回腸可消化氨基酸配制飼糧,蛋白源不會(huì)影響生產(chǎn)性能、胴體品質(zhì)和體組成;降低Lys∶DE之比,就會(huì)抑制豬生長,但不影響肉品質(zhì)性狀(Szabo 等,2001)。由此可見,完全可按照IAAP,通過添加單體氨基酸降低日糧的粗蛋白水平,這樣不僅節(jié)約有限的蛋白質(zhì)原料、開發(fā)非常規(guī)蛋白質(zhì)飼料資源、降低豬糞氮污染,而且還可降低仔豬對(duì)蛋白源的過敏反應(yīng)。隨著越來越多的必需氨基酸實(shí)現(xiàn)化學(xué)合成而應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際中,飼糧粗蛋白質(zhì)水平還進(jìn)一步降低的空間,然而近年來有研究表明,除游離氨基酸外,多數(shù)蛋白質(zhì)在消化后同時(shí)以寡肽形式被直接吸收,寡肽營養(yǎng)被人類認(rèn)識(shí),若飼糧蛋白質(zhì)水平過低,即使添加必需氨基酸也會(huì)影響動(dòng)物生長。因此,在應(yīng)用IAAP配制低蛋白質(zhì)飼糧時(shí),應(yīng)兼顧單體氨基酸和蛋白質(zhì)之間的比例。
到目前為止,IAAP的研究應(yīng)用還處在初級(jí)階段,隨著氨基酸真消化利用率、體內(nèi)氨基酸周轉(zhuǎn)率等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的研究積累,更為粗確的、動(dòng)態(tài)IAAP將更好地服務(wù)于畜禽養(yǎng)殖業(yè)。
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