家禽氨基酸需要量的研究进展

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氨基酸是构成蛋白质的基本单位，家禽对蛋白质的需要实际上是对构成蛋白质的多种氨基酸的数量及相互比例的需要。该文着重综述了家禽氨基酸需要量的评定方法；影响家禽氨基酸需要量的因素；家禽氨基酸需要量的表示方法及家禽理想氨基酸模式。
　　关键词家禽氨基酸需要量
　　蛋白质是畜禽日粮中最主要的物质之一。蛋白质是生命过程中的重要物质，是组成机体结构物质、体内代谢活性物质的主要成分，是组织更新修补的原料。对家禽蛋白质、氨基酸需要的认识已从经典的粗蛋白和总氨基酸需要向可利用氨基酸需要，小肽营养及理想蛋白模式方向发展。家禽对蛋白质的需要实际上是对构成蛋白质的多种氨基酸的数量和相互比例的需要。当前，在鸡的日粮配合中氨基酸指标已逐步取代蛋白质作为计算日粮配方的指标，蛋白质指标只作参考。根据氨基酸在鸡体内的代谢过程，鸡对饲料氨基酸的需要可分为必需与非必需两个部分。对于家禽必需氨基酸有11种，即赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸、组氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、精氨酸、缬氨酸和甘氨酸，甘氨酸在体内能够合成，但不能满足家禽最大生长需要。
　　1.家禽氨基酸需要量的评定方法
　　氨基酸需要量的评定方法可分为两类：析因法和剂量反应法。
　　1.1析因法
　　析因法的依据是组织氨基酸组成与需要量高度相关。Fisher(1980)认为用析因法来评价动物的营养需要具有较多的优点，所建立的数学模型也具有一定的生物学意义。析因法把家禽的氨基酸需要量剖分为维持需要，胴体蛋白质沉积和羽毛蛋白质沉积需要。通常用成年家禽喂无氮日粮测出它的内源氨基酸的排出量及模式，用低氮日粮测出成年动物在维持状态下的皮屑氮损失，测定排泄物中的肌酸肌酐总量推测出甘氨酸、精氨酸和蛋氨酸的损失(形成1mol肌酸肌酐需消耗甘氨酸、精氨酸、蛋氨酸各1mol)，这3项之和即为氨基酸的维持需要。通过屠宰试验分析胴体及羽毛的氮含量和氨基酸组成估测家禽用于生长的氨基酸需要量。维持需要量和生长需要量之和即为家禽的总氨基酸需要量，再根据饲料采食量，从而得到日粮中氨基酸的需要水平。Hurwitz和Bornstein(1973)用析因法建立了两个估测蛋鸡氨基酸需要量的数学模型，Smith(1978)将上述模型进行了修订，并将其应用于蛋鸡氨基酸需要量的估测。Hurwitz等(1978，1983)用析因法分别研究了肉鸡和火鸡的氨基酸需要量，所获结果与NRC(1972)的推荐值十分接近，不过赖氨酸需要量偏低。计成等(1999)和贺建华等(1997)用析因法分别研究了产蛋鸡理想氨基酸模式和天府肉鸭氨基酸需要量及其模式，贺建华所得肉鸭氨基酸需要量的结果与北京鸭前期的氨基酸需要量值十分接近(r=0.94)，但后期需要量偏低。
　　1.2剂量反应法
　　剂量反应法是根据饲料中氨基酸水平与生长性能的直接关系，确定氨基酸的需要量。常用玉米-豆粕作基础日粮，在满足其它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，根据反应指标与饲料中氨基酸含量(％)或氨基酸采食量的关系，得出反应曲线，反应曲线中的平衡点对应的量即为最适需要量。剂量反应法的关键是基础日粮的设计，基础日粮的设计要点是保证提供所有其它必需的养分都是合适的且不能过量。但剂量反应法涉及多种氨基酸需要量测定的多次重复性试验，工作相当繁琐，同时由于研究条件的差异，如日粮组成，饲养水平等以及选取的指标不同得出的氨基酸需要量差异比较大，即使采用平均值，与实际需要相比，也存在一定的差距；其次，剂量反应法对各种营养素平衡的考虑也有待进一步验证；再者，目前只有商品形式的赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸添加，这就为其它氨基酸的研究带来了困难。
　　评价氨基酸需要量的指标主要有日增重、饲料转化率、氮沉积率、血液尿酸(UA)含量、血液游离氨基酸含量、血清尿素氮(BUN)含量等。在一定的氨基酸水平范围内，日增重、饲料转化率和氮沉积率随日粮氨基酸浓度或氨基酸摄入量的增加而增大，并达到最高点，而后趋于平衡或下降，转折点所对应的量即为需要量。UA为禽类氨基酸代谢的主要终产物之一，饲粮蛋白质含量的高低或氨基酸平衡与否，均会影响血浆中UA浓度。Scott(1982)指出，尿素氮含量直接反映动物体内蛋白质分解代谢水平，罗兰(1994)、吴维辉等(1996，1997)的研究表明，BUN可以做为衡量肉仔鸡蛋氨酸和色氨酸需求参数的参考指标。Zimmerman和Scott(1965)首次提出血液游离氨基酸浓度可以用来确定氨基酸需要量。当日粮氨基酸含量不足时，血浆游离氨基酸浓度始终处于较低的相对稳定的状态，可将这时的血浆游离氨基酸含量的许多点作一条回归直线；随着日粮氨基酸进食量的增加，尤其在满足需要量之后，血浆游离氨基酸将迅速积累起来，发生突然的，近于直线上升性的变化，可将这时血浆游离氨基酸含量的许多点作另一条直线，这两条直线的交叉点(或称拐点)就是氨基酸的需要量。
　　然而，许多研究证实利用血浆游离氨基酸法确定的需要量往往偏低。血液采集时间是在饲养试验的最后一天而不是在中途，这是造成结果偏低的原因之一。在确定需要量时，往往不是采取单一指标，而是综合多种反应指标与氨基酸水平的关系得出最佳需要量。
　　2.影响家禽氨基酸需要量的因素
　　影响家禽氨基酸需要量的因素很多，主要包括环境温度、遗传因素及某些营养因素。
　　2.1环境温度
　　环境温度影响家禽采食量。环境温度越低采量量就越高，反之越少(NRC，1981)。因此，在较热环境条件下，氨基酸的需要量应提高；在较冷的环境条件下，这些数值应下调，以与预期的采食量变化相协调，确保适宜的氨基酸日摄入量。
　　2.2品系与性别
　　不同类型、品种和品系家禽的遗传特性不同，其生长速度、体格大小、胴体组成、产蛋性能以及消化生理不同。因而不同家禽品种、品系的氨基酸需要量也不同。雌雄家禽对氨基酸的需要量也有所不同。Han和Baker(1993)报道，达到最大生产性能时雄鸡赖氨酸需要量比雌鸡高。
　　2.3日龄
　　家禽的年龄和体重不同，对氨基酸的需要量也不同。总的趋势是当用日粮百分含量表示需要量时，氨基酸需要量随年龄和体重的增长而下降，但当用g/只?d表示时则随年龄和体重的增长而增加，也就是相对需要量下降，绝对需要量增加。
　　2.4评价指标
　　选用的评价指标不同，得出的需要亦不尽相同。如Schutle和Pack(1995)研究指出，若仅考虑饲料转化率时2.2kg体重的上市肉鸡取得最大利润的总含硫氨基酸需要量为0.85％，若同时考虑饲料转化率和胸肌率产量则2.2kg上市肉仔鸡取得最大利润的总含硫氨基酸需要量为0.89％。Han和Baker(1994)研究报道，肉鸡获得最大饲料转化率所需的赖氨酸需要量高于获得最大生长速度所需的量。如前所述，利用血浆游离氨基酸浓度评定的需要量偏低。
　　2.5营养因素
　　2.5.1日粮能量水平
　　家禽是以满足其能量需要而调节其采食量的，当日粮能量浓度高时，家禽的采食量减少，反之升高。因此应根据日粮能量浓度的不同而调整日粮蛋白质和氨基酸浓度。一般用“蛋白能量比”和“氨基酸能量比”来表示。
　　2.5.2日粮蛋白质水平
　　日粮蛋白质浓度会影响多种必需氨基酸的需要量。一般而言，随着日粮蛋白质水平增加，必需氨基酸需要量(占日粮的百分比)增加；若以占蛋白质的百分比计算，这种影响很小。
　　2.5.3非必需氨基酸的含量和比例
　　日粮中胱氨酸不足会加重蛋氨酸的需要，酪氨酸不足会加重苯丙氨酸的需要量，因而饲料中如果含有充足的胱氨酸和酪氨酸，则可降低蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量。同时应注意蛋氨酸与胱氨酸，苯丙氨酸与酪氨酸之间的比例。对于雏鸡而言，非必需氨基酸与必需氨基酸应保持1∶1.5，即非必需氨基酸应占40％。
　　2.5.4氨基酸间的相互作用
　　氨基酸的拮抗是影响氨基酸需要的重要因素之一。在家禽的消化、代谢过程中一些结构相似的氨基酸相互竞争或排斥，一种氨基酸干扰另一种氨基酸的消化或利用。如过多的赖氨酸显著降低精氨酸的效能，增加精氨酸的需要量，但过多的精氨酸对赖氨酸的影响较小。亮氨酸含量过高时特异地增高对异
　　亮氨酸和缬氨酸的需要量。氨基酸之间的拮抗作用还发生在：苏氨酸和色氨酸、异亮氨酸和缬氨酸、异亮氨酸和苯丙氨酸、苯丙氨酸和苏氨酸、丝氨酸和苏氨酸及蛋氨酸和甘氨酸之间。日粮中氨基酸的平衡亦影响家禽对氨基酸的需要量。日粮中某些氨基酸的不足和过量都会使日粮氨基酸之间失去平衡。
　　2.5.5其它营养物质
　　日粮维生素B12、胆碱不足，会妨碍蛋氨酸在合成体蛋白过程的利用，从而使家禽增加对蛋氨酸需要量。大量研究证实，日粮中添加甜菜碱、L-肉碱可节约蛋氨酸的需要量。尼克酸不足，家禽将利用色氨酸合成尼克酸，从而增加对色氨酸的需要量。吡哆醇不足亦会增加色氨酸的需要。
　　2.5.6饲料氨基酸的消化率或利用率
　　近些年来，氨基酸的营养研究已深入到测定饲料可利用氨基酸含量并以此为基础配合日粮。氨基酸利用率是饲料蛋白质营养价值的一个重要指标，它对畜禽氨基酸需要量的测定也具有重要的影响。Yamazaki和Kaku(1988)认为，以可利用氨基酸需要量为标准可缩小各研究者之间的差异。
　　然而，随着蛋白质营养的深入发展，人们已逐步认识到小肽营养的重要性，蛋白质营养就是氨基酸营养的提法已不十分确切。与游离氨基酸相比，小肽的吸收具有速度快、耗能低、载体不易饱和等特点，而且日粮中当以小肽形式作为氮源时，整体蛋白质沉积高于相应的氨基酸日粮或完整蛋白质日粮。因此，小肽与氨基酸需要量之间的关系值得深入研究。
　　3.家禽氨基酸需要量的表示方法
　　家禽氨基酸需要量主要以以下4种方法表示：①每日各个氨基酸需要的毫克数，即mg/d；②每兆焦代谢能所含的氨基酸克数；③占日粮的百分比(％)；④占日粮粗蛋白的百分比(％)。方法①显然是表示氨基酸需要量最准确的方法，但不便于饲料制造商使用。方法③不完全准确，因为家禽采食量在很大程度上取决于日粮的能量浓度。当能量浓度提高时，采食量减少，日粮中每种氨基酸的百分比必须提高。这样看来最好采用方法②，该法将氨基酸需要量与日粮能量联系起来，在实践中应用非常方便。
　　4.家禽理想氨基酸模式
　　如前所述，家禽的氨基酸需要量受能量、粗蛋白水平、遗传、性别和环境等诸多因素的影响。因此，在上述诸多因素的综合作用下，实际很难用剂量反应法来逐个确定每种必需氨基酸的需要量。但是对一定条件下的畜禽来说，它们对不同氨基酸需要量之间的比例关系基本无影响或影响不大，因此，通过确定必需氨基酸相对赖氨酸的理想比率来计算氨基酸的需要量更容易适应多样性的环境条件。
　　理想氨基酸模式是指饲粮中多种氨基酸的最佳平衡，这种平衡不能通过增减或替换任何氨基酸而得到改善，其中的氨基酸准确地处在动物所需的比例，具有这种氨基酸模式的日粮给出最高的利用率。表1列出了几种家禽的理想氨基酸模式。
　　表1所列的几套理想氨基酸模式中，Baker(1994)模式是基于可消化氨基酸，其余均以总氨基酸为基础。理想氨基酸模式的研究已进行了十几年，但许多影响因素和遗传类型(品种)、环境和其它营养成分都还没有考虑进去，理想氨基酸模式很可能随动物基因型、性别、体重、日粮及环境等因素的不同而异。现今的理想氨基酸模式都还比较粗糙，今后还有相当的改进余地，理想蛋白的实际应用还需一定的成熟条件。