人類于1922年發現蛋氨酸，并在1928年首次人工合成，開始應用于醫藥行業，大約在1955年開始作為飼料添加劑大量使用。蛋氨酸是禽類第一限制性必需氨基酸。由于日糧中的蛋氨酸含量不能滿足禽類快速生產的要求，因而在飼糧中必須添加蛋氨酸…。隨著飼料科學研究的發展，蛋氨酸在豬和反芻動物中的重要作用亦成為研究的熱點。目前使用的蛋基酸主要有DL-蛋氨酸、MHA-FA(Me- thionine Hydroxy Analogue free acid)、蛋氨酸羥基類似物鈣鹽Met-Ca(DL-Methionine Hydroxy Analogue Calcium)、N-羥甲基蛋氨酸鈣等。對于這幾種產品在不同動物體內的代謝吸收機制和生物學效價的問題一直有爭議。這是目前也是將來研究的重點。
1蛋氨酸及類似物的結構、理化性質及作用
1．1蛋氨酸
    蛋氨酸又名甲硫氨酸，化學名為2一氨基-4一甲硫基丁酸(2-Amino-4-methylthiobutyric acid)，含有一個氨基和一個羧基，屬非極性R基氨基酸，γ位碳原子上連有一個甲硫基(一SCH3)，分子式為 CsH~jNOzS，相對分子質量為149．22，化學結構式為：

    蛋氨酸具旋光性，分為L型和D型。在動物體內，L型易被腸壁吸收，D型要經酶轉化成L型后才能參與蛋白質的合成。
蛋氨酸在動物體內主要是用于蛋白質的合成，也有少部分在體內分解，轉化成與動物發育有關的重要物質。蛋氨酸可轉化成胱氨酸，具有保肝解毒的作用。在體內可提供甲基，預防脂肪肝的發生。過量添加會引起“蛋氨酸中毒”，抑制動物生長。
1．2液態蛋氨酸羥基類似物
    液態蛋氨酸羥基類似物又名MHA_FA(MethionineHydrxynalogue free acid)、HMB(D，L-2-hydroxy-4-methylthio-butanoic acid)，商品名為Alimet，化學名為2一羥基-4-甲硫基丁酸(2-hydroxy-4-methylth～ iobutyri9 acid)，含有一個羥基和一個羧基。分子式為 CsH—o％S，相列分子質量為150.2，化學結構式為：

  液態蛋氨酸羥基類似物是深褐色黏液，含水量約為12％，有硫化物氣味。pH值為1-2。MHA-FA是由65％的單體、23％的二聚體、多聚體組成的混合物，單體可直接被吸收，二聚體和多聚體必須先水解成單體才能被吸收(Lawsml和Ivm，1986)。
  液態蛋氨酸羥基類似物盡管沒有氨基，但在體內仍可合成為L-蛋氨酸，參與體內代謝。Dibner(1990)報道，在不添加蛋氨酸羥基類似物的情況下，體內仍可發現有蛋氨酸羥基類似物的存在。這說明蛋氨酸羥基類似物本來就是機體代謝的中間產物，機體可100％地利用。
  研究表明蛋氨酸和液態羥基蛋氨酸在細胞刷狀緣膜的吸收是不同的，蛋氨酸是通過依賴于鈉離子載體吸收的，液態羥基蛋氨酸的吸收是通過依賴于氫離子的非立體專一性的轉運系統來完成的。
l-3蛋氨酸羥基類似物鈣鹽
  蛋氨酸羥基類似物鈣鹽又名MHA-Ca，化學名為2一羥基一4一甲硫基丁酸鈣鹽(2-llydmxv-4- methylthiobutyric acid calcium salt)，分子式為(C5H903S)2Ca，相對分子質量為338．4，化學結構式為：

  蛋氨酸羥基類似物鈣鹽是由液態蛋氨酸羥基類似物與氫氧化鈣或氧化鈣中和，經干燥、粉碎和篩分后制得。成品為淺褐色粉末或顆粒，有含硫基團的特殊氣味，可溶于水。
1．4 β一羥甲基蛋氨酸鈣
  N一羥甲基蛋氨酸鈣，商品名為Mepron，又稱保護性蛋氨酸，由德國Degussa公司生產。主要適用于反芻動物。分子式為(c~HuN03S)2Ca，相對分子質量為396．53。化學結構式為：

N-羥甲基蛋氨酸鈣是可自由流動的白色粉末，帶有硫化物的特殊氣味。N-羥甲基蛋氨酸鈣可過瘤胃，從而避免瘤胃內脫氨基，造成浪費。用于反芻動物，可提高奶牛產奶量及乳脂率。
2蛋氨酸及類似物在動物體內的代謝
氨基酸在非反芻動物中的分解代謝簡單地說就是經脫氨基作用，生成α一酮酸殘基，最后分解成酮體、葡萄糖、C02、H20、能量等。
2．1羥基蛋氨酸與D-蛋氨酸代謝生成L-蛋氨酸
    羥基蛋氨酸多聚體在胰腺酯酶的作用下可水解為單體，在十二指腸被吸收進入血液，在肝臟中在羥基酸氧化酶的作用下被氧化為α一酮式蛋氨酸，再經轉氨酶作用生成L一蛋氨酸。

2．2蛋氨酸、膽堿、甜菜堿三者代謝的相互關系
    三者都含有甲基，就供甲基而言，三者可互相

替代。按甲基含量計算，1 kg 97％的甜菜堿相當于2．3kg50％的氯化膽堿或相當于3．75 kg 99％的蛋氨酸(王宏，1999)。但甜菜堿在甲基反應過程中只能提供一個甲基(Workel，1998)。膽堿可以轉化為甜菜堿，但此過程不可逆。在幼齡動物體內甜菜堿可提供甲基給胱氨酸合成蛋氨酸，而半胱氨酸還可由蛋氨酸代謝而來，甜菜堿提高了蛋氨酸的利用率，但不能替代蛋氨酸用于蛋白質的合成。如果日糧中缺乏甜菜堿和膽堿，甲基供應不足，則甲基只能由蛋氨酸提供。
3蛋氨酸及其類似物在生產中的應用
    對于蛋氨酸在動物生產中的重要作用無人懷疑，然而對于液態羥基蛋氨酸，自從誕生以來，圍繞其生物學效價問題一直是爭論的焦點。
    一方認為在單胃動物生產中65％的固體蛋氨酸與100％的液態羥基蛋氨酸在增重、料重比等方面差異不顯著，從而得出其生物效價為65％。
    這里有一部分原因是由于液態羥基蛋氨酸比 L一蛋氨酸在腸道中的吸收降低有關。Drew(21等研究表明在肉仔雞的腸道中腸道細菌可明顯地降低液態羥基蛋氨酸的吸收。該試驗將雞只分為兩組，一組無菌飼喂，另一組正常。在預飼3周后，禁食1夜，飼以含有1．11 x107 Bq·kg-1的3HMHA或3HMet，1．11 X107 Bq·kg-1。的51CrCl3作示蹤劑，3 h后安樂死，摘取全部腸道并分成6段，通過3H：51Cr的比率計算出消化的食物中殘余的Met和MHA-FA。無菌飼喂雞回腸末端殘余的MHA比對照組低(4．7％和10．2％，P<0．05)，與之相反，無菌飼喂雞回腸末端殘余的Met與對照組差異不顯著(3．O％和3．7％，P>0． 05)。但同時也指出不是所有的細菌都可利用 MHA-FA。如胚芽乳桿菌(Lactobaeillus plantarum)，胚膜樣明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)和干酪乳桿菌(Lactobacillus C(Ises)等均可利用蛋氨酸，卻不能利用液態羥基蛋氨酸。因而這種宿主與內臟細菌對營養的競爭影響了宿主對營養的吸收。
    Mitchell和Huner(1996)用4至5周齡的肉雞試驗發現，在不同的溫度環境下，MHA-FA的二聚體和多聚體的吸收率比單體差。雖然二聚體和多聚體約占液體MHA-FA含量的23％，但其吸收率僅為DL-MHA-FA混合物的1．5％。Van Weerden等(1992)按照報酬遞減規律進行的試驗發現，飼喂添加二聚體和多聚體日糧，肉雞日增重和料肉比明顯比飼喂MHA-FA混合物日糧的肉雞低。然而劉永剛提到Martin-Venegas等(2002)運用活體灌注和外翻腸囊技術對標準MHA和單體MHA進行比較研究，發現小腸壁能有效水解多聚體，這兩種羥基類似物在血漿中的單體含量沒有差異。將外翻腸囊漿膜側置于MHA或者Met中培養，發現腸囊漿膜室中半胱氨酸和牛磺酸濃度沒有差別，而且隨著 MHA和DL-Met的轉運，漿膜中半胱氨酸和牛磺酸的出現遵循相同的pH模式。說明肉雞小腸能夠有效地將MHA轉化為這些含硫氨基酸。
  另一方則認為，液態羥基蛋氨酸的生物學效價為100％，Frank Ivey認為前者在測定液態羥基蛋氨酸生長對比試驗時采用了錯誤的方法。一方面在設計配方時不能簡單地按重量來計算，應按等摩爾來計算。MHA-FA含水 12％左右，因而添加O 1％的飼料級DL-Met(98 5％)，折算成MHA-FA(88％)，則為O．1％×98．5％×150,2÷149．2÷88％= O．112 7％，折算成MHA-Ca(97％)，則為O 1％×98．5％x338．4÷2÷149．2÷97％=0．115％。另外，在設計添加量時應充分考慮報酬遞減率，即選擇一適宜添加量，通常在飼料中添加012％的蛋氨酸，以65％的效價折算液態蛋氨酸為O．3％，這已超出所需量。Knight(1998)試驗早期斷奶乳豬蛋氨酸缺乏情況下，等摩爾的液態蛋氨酸和DL-蛋氨酸的效果相同。Drewt zt的試驗也同時說明90％以上的DL— Met和MHA-FA在回腸前端已被吸收，這也僅僅說明Met比MHA-Fa的利用率高，并不能說明 MHA-FA只吸收了相當于Met的65％。
    等摩爾計算的問題易解決，但蛋氨酸適宜添加量的問題目前卻無法定論。因為蛋氨酸需要量的測定方法也存在較大爭議。這也是DL—Met和MHA— FA生物學效價爭議遲遲無法定論的主要原因之一。
    目前生產中大都采用析因法(維持和生產)和劑量反應法測定蛋氨酸需要量。通過比較不同添加量的生產性能，如體增重、氮沉積量、飼料轉化率、血液尿酸(UA)含量、血液游離氨基酸含量、血清尿素氮(BUN)含量、產蛋率、飼料報酬等，綜合分析后確定最適需要量。在查閱NRC、ARC及日本等國的飼養標準時會發現差別較大。飼養動物的品種與性別、年齡和體重、日糧類型、生產性能指標、環境溫度、日糧能量水平、蛋白質水平、非必需氨基酸的含量和比例(如胱氨酸)，氨基酸間的相互作用，其他營養物質，維生素B,2、膽堿等等都會引起需要量的差異。正是由于這些綜合因素的影響，造成了在實際生產和試驗過程中的Met和 MHA—FA的使用效果存在較大差異和爭議。
    表1  各國內雞飼養標準中蛋氨酸的需要

標準	周齡	粗蛋白(％)	蛋氨酸(％)
NRC(1994)	0～3     3～6     6～8	23     20     18	0.50     0.38     0.32
日$(1992)	0～3     >3	2l     17	0.46     0.37
中國	0~4     >4	2l     19	O 45     0.36
澳大利亞	0～4     4～8	22.6     21.3	0,45     0.43
ARC	0～4     4～7		0.53     0.41
羅納普朗克     (1993)	0～4     4～7		0.53     0.41

　
    蛋氨酸羥基類似物在反芻動物中的應用越來越普遍。由于其沒有氨基，因而在代謝中不會發生脫氨基作用，在體內代謝形成蛋氨酸時會利用血中的游離氨，增加體內的氮沉積，減少了糞中的氮水平，進而減少了對環境的污染。Noftsger等…研究低蛋白氨基酸平衡的日糧可顯著降低奶牛向環境排出的氮量。低蛋白、高可消化過瘤胃蛋白、液體蛋氨酸類似物日糧(LoCP-HiDRUP+HMB)與低蛋白、高可消化過瘤胃蛋白日糧(LoCP- HiDRUP)相比，總氮效率(Gross N efficiency=乳中氮含量睬食氮含量)分別為35％和31．7％，環境效率(Enviromental efficiency=排出氮kg／乳中氮kg)分別為1．89和2．19，差異顯著。
  MHA-FA、MHA-Ca、N-羥甲基蛋氨酸鈣用于反芻動物均取得了顯著的效果，奶牛產奶量，乳蛋白的含量都有較大提高…。Koenig等研究表明添加的蛋氨酸類似物中平均有39．5％可過瘤胃，并且不受類似物的種類和量的影響。其中真胃吸收和十二指腸吸收分別為17．6％和22％，血清中的蛋氨酸濃度隨添加量的增加而增加。Noftsger等研究表明液態蛋氨酸對揮發性脂肪酸有節約作用，因為其不需要向合成纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸的氨提供碳源。
4結語
    國外的研究者在20世紀八、九十年代對蛋氨酸和蛋氨酸羥基類似物在單胃動物小腸中的代謝機制進行了大量的體外模擬試驗，部分闡明了其在小腸中的吸收過程及一些影響因素，但在體內的實際過程是否和體外試驗一致卻由于試驗手段的限制仍未有定論。對于單胃動物使用的效果仍需進一步研究和探討。
    目前，蛋氨酸及類似物在動物生產中的應用研究重點正由家禽、豬向反芻動物的研究擴展。例如蛋氨酸類似物在反芻動物體內的代謝過程、在瘤胃中是否或如何消化的、過瘤胃量是多少、在真胃、十二指腸、小腸中是如何代謝的等等；不同生長階段的奶牛、羊的吸收利用有何不同及適宜添加量；包括蛋氨酸與蛋氨酸類似物過瘤胃量，真胃及腸道利用率的異同等等。