氨基酸添加劑在豬飼料中的應用研究進展

　　魯友均1 劉樹民1 劉平2 張英3 王光輝4

　　1.陜西省渭南市畜牧技術推廣中心(渭南714100);2.渭南市臨渭區畜牧局; 3.渭南市澄城縣畜牧局; 4.渭南市華陰畜牧局

　　中圖分類號： S816.7， S828.5 文獻標識碼： C 文章編號： 1002-2996(2014)03-0027-03

　　摘要： 我國人口眾多，蛋白飼料原料短缺、人畜爭糧現象制約著我國養豬產業的發展。飼用氨基酸工業的快速發展為我國飼料工業和養殖業帶來了新的希望。但在飼用氨基酸的應用中普遍存在著應用范圍不夠大、添加量不合理、搭配不合理等問題。筆者總結了國內外相關研究成果，從以下四個方面闡述了飼用氨基酸在豬飼料中的應用研究進展：①氨基酸工業發展的歷史和現狀;②在飼料中添加氨基酸的作用;③豬對合成氨基酸與蛋白質利用上的區別;④合理利用合成氨基酸的對策和注意事項。

　　關鍵詞： 氨基酸，理想氨基酸模式，凈能體系，電解質平衡

　　隨著我國畜牧業的快速發展，人畜爭糧的現象和蛋白原料短缺已經是不爭的事實。由于豬對日糧中氮的利用率較低，不被消化吸收的氮排泄到糞中，而消化吸收后不被生產利用的氮主要以尿氮的形式被排泄掉，這既是對蛋白原料的浪費，同時也增大了對生態環境的壓力。豬采食氮的70%通過糞尿排到環境中[1]，其中約20%通過糞便排出，50%通過尿液排出[2]。因此，飼料中氮的含量和消化率決定糞氮的產量，吸收氮的量和其利用率決定尿氮的含量。通過在豬日糧中添加合成氨基酸、減少飼料粗蛋白的投入成了降低養殖成本和減少過量氮排泄造成環境污染的重要技術。

　　1· 飼用氨基酸工業發展歷史和現狀

　　氨基酸是含氨基和羧基的有機化合物的統稱，其中蛋白質氨基酸有20 種，非蛋白質氨基酸有450多種。氨基酸是構成蛋白質的基本單位，是生物有機體的重要組成部分。氨基酸作為人類營養添加劑、調味劑、飼料營養性添加劑、醫藥等在食品工業、農業、畜牧業及人類健康保健等諸多方面有著廣泛的應用，其中飼料添加劑占30%～40%。從1866 年德國化學家里豪森利用硫酸水解小麥面筋得到谷氨酸開始，在140 多年的時間里，氨基酸工業得到迅猛發展。2011 年,全球僅飼用氨基酸產業規模就達到289 萬t，市場價值超過95 億美元。其中我國飼用氨基酸產量達到91 萬t,排在前四位的分別是賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸和色氨酸[3]。

　　2· 在飼料中添加氨基酸的作用

　　在飼料中添加氨基酸已經被廣泛采用。一般在谷物和豆粕為主的植物性飼料中賴氨酸、蛋氨酸等含量較低，不能滿足動物的需要，添加氨基酸可以大大節省蛋白質用量，降低飼養成本，提高動物的生產效率。

　　添加氨基酸可以改善豬肉的品質。在肉豬飼糧中添加賴氨酸可以改善肉質、提高瘦肉率。試驗證明，在動物飼糧中添加賴氨酸，可以提高動物體內合成蛋白質的效率，相對地降低畜體脂肪含量，增加瘦肉比例，改善肉質[4]。

　　添加氨基酸可以提高動物消化機能、減少環境污染。在集約化飼養仔豬的飼糧中粗蛋白含量較高，容易發生腹瀉等消化系統疾病。這不僅造成飼料浪費，而且影響動物生長。采取降低動物日糧的蛋白質水平，額外補加蛋氨酸、賴氨酸以及谷氨酸等方法，既可以有效地改善動物的消化機能、減少疾病、增強動物的抗病力，同時又減少了糞氮和尿氮的排放，有效改善豬舍小環境、減輕了糞污處理的壓力[5,6]。添加氨基酸可以減少豬的應激。應激是由于外界環境條件變化，使動物產生不適應現象，會使采食量急劇下降，影響畜產品產量及質量。試驗表明，添加色氨酸可以防止豬因斷奶、飼養密度過大而產生的咬尾等應激現象[7]。

　　3· 豬對合成氨基酸與蛋白質利用上的區別

　　飼料中添加的氨基酸主要是氨基酸鹽的形式，動植物原料中的氨基酸主要以蛋白質或肽的形式存在，豬利用二者的過程存在一些差異。首先，動植物原料中的氨基酸需要通過動物分泌的消化酶或添加的外源消化酶將大分子的蛋白質降解成氨基酸才可以利用。合成氨基酸多以鹽的形式直接添加到飼料中的，不需要消化酶的參與。其次，動物對二者的利用效率不同。動植物源性的氨基酸的利用效率受本身的組成特性和動物消化酶的限制，消化利用率差異很大;合成氨基酸雖然不受此限制，但是合成氨基酸多為消旋型，即L 構型與D 構型各50%的混合物。

　　動物機體只能利用L 型氨基酸，D 型氨基酸必須轉化成L 型氨基酸才能被利用。由于各種D 型氨基酸的脫氨基強度不同，因而機體對D 型氨基酸的利用率也不同[8]。

　　4 ·合理利用合成氨基酸的對策和注意事項

　　廣泛應用的飼用氨基酸主要有賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸和色氨酸，其他氨基酸應用較少。在添加合成氨基酸時應注意以下幾點：

　　4.1 氨基酸之間的平衡

　　飼糧氨基酸平衡的重要性很早就受到人們的注意。Harper 發現，氨基酸不平衡會使動物體內發生拮抗或引起中毒。自20 世紀50 年代開始，氨基酸平衡理論逐漸形成。理想蛋白概念最早由Howard提出，當時稱完全蛋白(complete protein)。Cole、Fuller 等都對理想蛋白提出過自己的定義。盡管許多學者對理想蛋白概念的表達方式不同，但意義相近。理想蛋白是指必需氨基酸之間及其與非必需氨基酸之間具有最佳平衡的蛋白[3]。因此，理想蛋白的精髓是氨基酸之間的平衡。隨著氨基酸分析、發酵、提取、化學合成技術的飛速發展，對氨基酸營養作用的研究已經從單純研究各種必需氨基酸需要量深入到綜合考慮各種氨基酸的平衡模式上來。理想氨基酸模式(ideal amino acid pattern)是指飼糧中各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。

　　4.2 賴氨酸與能量的平衡

　　NRC(1998)指出，對于生長豬存在最適賴氨酸與能量比[9]。人們對賴氨酸能量比的研究已經從對賴氨酸消化能比和賴氨酸代謝能比的研究深入到日糧中賴氨酸凈能比(lysine to net energy ratio,Lys：NE)的研究[10,11]。由于凈能最能反映真正用于動物維持和生產目的的能量需要。因此，以低蛋白質日糧為基礎，添加合成氨基酸，結合凈能體系配制豬的日糧能更有效地節省蛋白和能量，同時更好地發揮所添加的合成氨基酸的作用。

　　4.3 不同氨基酸吸收同步

　　氨基酸在體內的轉運過程決定著其到達最終利用位點的組成。豬吸收進入體內的氨基酸不能以游離分子的形式儲存，必須進入合成代謝途徑形成肽、蛋白質、激素和其他生物活性分子，或進入分解代謝途徑分解為脲。人們希望豬吸收更多的氨基酸進入合成代謝途徑，而不是分解代謝途徑。但合成代謝途徑需要多種氨基酸同時存在，這就要求日糧中的氨基酸消化吸收過程盡量同步，在實際生產過程中完全的同步是不可能做到。研究表明，每天飼喂少于3 次會顯著降低日糧中添加的合成氨基酸的效果，這一結果可以通過少食多餐或自由采食得到改善[12]。

　　4.4 日糧電解質平衡

　　電解質平衡有不同的表示方法, 其中最常見者為電解質平衡(dEB)。日糧電解質平衡值dEB=Na++K+-Cl-。豬飼料中添加的氨基酸主要是賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸和色氨酸，其中賴氨酸的添加量是最大的。飼料中添加賴氨酸一般是以L- 賴氨酸鹽酸鹽或L- 賴氨酸硫酸鹽的形式添加的，在添加賴氨酸的同時也加入了Cl- 或SO42- 。在其他條件相同時，添加L- 賴氨酸鹽酸鹽會降低dEB。一般認為，在低K 或低dEB 水平的日糧中, 提高dEB 水平或提高營養物質消化率, 其作用機制尚不清楚。當日糧蛋白水平過低或賴氨酸缺乏且色氨酸較低時, 添加K或Na 的代謝鹽,可提高豬的生長速度,這種現象稱之為K 或Na 鹽的賴氨酸節約效應(Lysine sparingeffect)。Leibholz 等(1996)首次發現了這一效應,后來Calvert 等(1981)、Froseth 等(1982)、Austic等(1983)、Miya-da 等(1983)、Wahlstrom 等(1983)和Kephart 等(1990)也都證實了這一效應的存在[3]。此效應可能與K 或Na 的代謝鹽促進了賴氨酸的吸收有關。值得注意的是,若添加的是K 或Na 的固定鹽(如硫酸鹽),則可能抑制生長。國外已將這一理論用于實際生產,在仔豬、生長豬和肥育豬日糧中添加KHCO3,以降低賴氨酸的添加量。在育肥豬配合飼料中添加KHCO3 1.82 kg/t,能節約0.09%的賴氨酸,相當于1 kg L- 賴氨酸鹽酸鹽[3]。

　　綜上，在豬飼料中添加合成氨基酸可以按照以下步驟和方法進行：第一，確定日糧能量水平，在設計日糧能量水平時應充分考慮到原料的能量濃度和特定階段豬的采食量;第二，設計賴氨酸能量比值;第三，設計各種合成氨基酸與非合成氨基酸的比值，計算其添加量;第四，計算配方，檢查非必須氨基酸含量，確保足量、平衡;第五，檢查和調整電解質平衡。