乳蛋白是一種營養價值很高的蛋白質，它的氨基酸含量和構成比例基本上與人體所需氨基酸的數量比例相近。然而長期以來我國奶牛育種工作過分強調產奶量和乳脂率兩項生產性能指標，而忽視了乳蛋白的選育，因此奶牛乳蛋白濃度始終較低。近些年隨著研究的不斷深入，人們發現，牛奶中含有大量的高度飽和脂肪酸助長了膽固醇的循環水平，增加了心血管疾病的發生率，同時人們也發現，乳蛋白除給新生動物和人類提供蛋白、氨基酸外，某些乳蛋白及其消化產生的肽類活性物質還具有特定的生理功能。目前世界很多國家低脂乳銷售比例均在逐年增加，并且世界很多國家的牛奶價格體系中都把乳蛋白的價值放在首位，有的國家乳蛋白和乳脂肪比價甚至達1.5:1。我國的巴氏殺菌乳標準（GD5408.1-1999）也把乳蛋白（≥2.9％）作為一項主要指標列入。考慮到乳品消費者與生產者對乳成分需求的變化，提高乳蛋白濃度與產量將是奶業生產發展的必然趨勢。
乳蛋白的分泌主要決定于遺傳因素，另外營養、環境因素也是影響乳蛋白分泌重要因素。從營養角度來講提高奶中乳蛋白的措施，主要就是在滿足奶牛乳腺總氮需要量的前提下，為奶牛乳腺提供合成乳蛋白所需要最佳的氨基酸模式，即“理想氨基酸”模式。然而，目前奶牛等反芻動物的理想氨基酸的研究明顯落后于單胃動物，現在大部分就奶牛理想氨基酸的研究都是利用乳蛋白氨基酸組成模式為依據，來調控到達奶牛后部消化道的蛋白及氨基酸的量。
1奶牛的限制性氨基酸與理想氨基酸模式
限制性氨基酸的概念最初在單胃動物上建立起來的。當奶牛的微生物蛋白產量受到限制或宿主對氨基酸需要增加時，宿主對某些氨基酸的需求會出現限制。近年來，奶牛限制性氨基酸的研究已引起了人們的重視。奶牛的限制性氨基酸受泌乳階段與飼糧組分的影響。Boisen等（2000）研究了不同日糧的第一限制性氨基酸，對菜籽粕和魚粉來說，亮氨酸是第一限制性氨基酸；對谷類飼料賴氨酸是第一限制性氨基酸；豆粕蛋氨酸是第一限制性氨基酸；由大麥、玉米、菜籽粕、魚粉和干革配制的混合日糧賴氨酸是第一限制性氨基酸。
注：a維持＋3.2％乳蛋白的泌乳量（體組成蛋白不發生改變）
b.滿組能量需要時到達微生物十二指腸微生物蛋白的量
c.組成：大麥10％、玉米30％、萊籽粕30％、魚粉20％、干草10％
d.第一限制性氨基酸
Fraser等（1991）用酪蛋白為唯一氮源的泌乳奶牛試驗表明，賴氨酸、蛋氨酸和組氨酸分別為第一、二、三限制性氨基酸；苯丙氨酸也存在潛在的限制性。Schwab等（1992）用產奶牛試驗表明，賴氨酸是第一限制性氨基酸，蛋氨酸在產奶高峰期為第二限制性氨基酸，并且在產奶中期這2種氨基酸起協調作用。King等（1990）報道，對于玉米蛋白飼料蘇氨酸、蛋氨酸和賴氨酸為前3個限制性氨基酸。總之。目前對泌乳奶牛的限制性氨基酸絕大多數的鑒別工作表明，賴氨酸和蛋氨酸是代謝蛋白質（MP）第一限制性氨基酸，對于蛋氨酸和賴氨酸以外的其他限制性氨基酸的確定工作還很有限（2001NRC）。但最近幾年有關奶牛繼蛋氨酸與賴氨酸之后其他限制性氨基酸的研究已成為熱點，主要集中在精氨酸、組氨酸、苯丙氨酸與支鏈氨基酸（亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸）。
奶牛理想蛋白氨基酸模式與單胃動物有著根本的區別。日糧蛋白或氨基酸在經過瘤胃時，其形式發生了根本性的變化，即由日糧蛋白質轉化為微生物蛋白質。這樣到達十二指腸的蛋白質是由微生物蛋白與過瘤胃蛋白組成混合物，因此要使達到十二指腸蛋白為理想蛋白就必須平衡微生物蛋白和過瘤胃蛋白模式。進一步來進，要使到達乳腺的蛋白為合成乳蛋白的理想蛋白，必須根據不同蛋白或氨基酸的吸收利用率及日糧其他營養水平情況來進行平衡。目前奶牛理想氨基酸模式的研究還遠落后于單胃動物，單胃動物的理想氨基酸模式多根據研究目的，選擇一種參比蛋白，對于生長動物多以肌肉或胴體氨基酸組成為參比蛋白。Storm（1982）建議，把乳蛋白或微生物蛋白氨基酸模式作為奶牛理想蛋白氨基酸模式。由于微生物蛋白受日糧因素和內源蛋白的影響，現在大多數人以乳蛋白氨基酸模式為奶牛理想蛋白氨基酸模式。具體乳蛋白氨基酸模式見表2。
從表3可知，33種日糧中根據缺乏程度來看，第一、第二、第三限制性氨基酸分別為亮氨酸、蛋氨酸、賴氨酸。
2限制性氨基酸與理想蛋白氨基酸模式對奶牛乳蛋白分泌的影響。
奶牛限制性氨基酸對乳蛋白分泌影響的研究報道主要集中賴氨酸與蛋氨酸上。Koch等（1996）給以大豆粕為唯一蛋白質飼料的42頭奶牛（18頭初產，24頭經產）日糧添加過瘤胃蛋氨酸10.9g或蛋氨酸11.7g，賴氨酸14.6g，發現初產牛乳蛋白分別提高了1.8％、3.9％，經產牛提高2.5％、3.5％。Kampl等（1996）利用西門塔爾所作的試驗表明，添加15g／頭?d）保護性蛋氨酸能提高產奶量2.19kg/d和乳蛋白0.27個百分點。目前有關產奶奶牛對過瘤胃蛋氨酸和賴氨酸的反應已有文獻進行綜述（Rulquin和Verite，1993；Schwab，1995b，1996a；Garthwaite等，1998）。總體上這些綜述及最近的報道（Piepenbink等，199；Nocek等，1999；Sniffen等，1999a，1999b；Freeden等，1999；Rode等，1999；Wu等，1999，Nichol等，1998；Rulyn和Delasby，1997）都表明：①乳蛋白對過瘤胃蛋氨酸和賴氨酸的補充很敏感，尤其是產奶高峰以后的奶牛；②乳蛋白百分含量與產奶量無關③酪蛋白是乳蛋白中受影響的主要部分。過瘤胃蛋氨酸與賴氨酸除了對乳蛋白合成影響外，還有關于提高乳脂率的報道。瘤胃后灌注或添加過瘤胃蛋氨酸或蛋氨酸加賴氨酸均觀察到提高乳脂率的情況（Socha等，1994b；Bremer等，1997；Canale等，1990；Xu等，1998；Brunchwig和Augeers，1994），但具體機理還不清楚。
Vanhatalo等（1999）給不含玉米和蛋白質補充料的芬蘭愛而夏奶牛皺胃灌注6.5g/d的組氨酸，結果發現產奶量、乳蛋白分別提高了3.1％、3.7％，但乳蛋白含量沒有變化。Mackle等（1999）報道，對以苜蓿干草、玉米和大豆產品為基礎日糧的泌乳早期荷斯坦奶牛皺胃灌注支鏈氨基酸（亮氨酸、異亮氨酸做氨酸分別為55.5、39、0.55、5g／d），發現奶產量和乳成分都沒有發生變化。
3有待進一步研究的內容
總之，奶牛限制性氨基酸和理想氨基酸模式的研究已取得了很大的進展，但距離真正意義上的理想蛋白還有相當長的一段路程。為此，有許多研究工作有待完善的深入。如奶牛賴氨酸與蛋氨酸以外其他限制性氨基酸的研究；不同限制性氨基酸對乳蛋白分泌的影響及基因表達的影響；限制性氨基酸賴氨酸與蛋氨酸增加奶牛乳脂含量的機理研究；小腸對不同氨基酸吸收、利用與利用率及周轉機制的研究；乳腺組織泌乳理想氨基酸模式的研究；奶牛不同品種和生理狀態下氨基酸需要量和理想氨基酸模式的研究。在完成以上研究以后，根據特定的生理狀態下氨基酸的需要模式，針對不同日糧蛋白質限制性氨基酸含量及過瘤胃量，確定限制性氨基酸，對限制性氨基酸進行調控，最終達到理想氨基酸模式，使乳蛋白分泌達到最佳水平。
乳蛋白的分泌主要決定于遺傳因素，另外營養、環境因素也是影響乳蛋白分泌重要因素。從營養角度來講提高奶中乳蛋白的措施，主要就是在滿足奶牛乳腺總氮需要量的前提下，為奶牛乳腺提供合成乳蛋白所需要最佳的氨基酸模式，即“理想氨基酸”模式。然而，目前奶牛等反芻動物的理想氨基酸的研究明顯落后于單胃動物，現在大部分就奶牛理想氨基酸的研究都是利用乳蛋白氨基酸組成模式為依據，來調控到達奶牛后部消化道的蛋白及氨基酸的量。
1奶牛的限制性氨基酸與理想氨基酸模式
限制性氨基酸的概念最初在單胃動物上建立起來的。當奶牛的微生物蛋白產量受到限制或宿主對氨基酸需要增加時，宿主對某些氨基酸的需求會出現限制。近年來，奶牛限制性氨基酸的研究已引起了人們的重視。奶牛的限制性氨基酸受泌乳階段與飼糧組分的影響。Boisen等（2000）研究了不同日糧的第一限制性氨基酸，對菜籽粕和魚粉來說，亮氨酸是第一限制性氨基酸；對谷類飼料賴氨酸是第一限制性氨基酸；豆粕蛋氨酸是第一限制性氨基酸；由大麥、玉米、菜籽粕、魚粉和干革配制的混合日糧賴氨酸是第一限制性氨基酸。
注：a維持＋3.2％乳蛋白的泌乳量（體組成蛋白不發生改變）
b.滿組能量需要時到達微生物十二指腸微生物蛋白的量
c.組成：大麥10％、玉米30％、萊籽粕30％、魚粉20％、干草10％
d.第一限制性氨基酸
Fraser等（1991）用酪蛋白為唯一氮源的泌乳奶牛試驗表明，賴氨酸、蛋氨酸和組氨酸分別為第一、二、三限制性氨基酸；苯丙氨酸也存在潛在的限制性。Schwab等（1992）用產奶牛試驗表明，賴氨酸是第一限制性氨基酸，蛋氨酸在產奶高峰期為第二限制性氨基酸，并且在產奶中期這2種氨基酸起協調作用。King等（1990）報道，對于玉米蛋白飼料蘇氨酸、蛋氨酸和賴氨酸為前3個限制性氨基酸。總之。目前對泌乳奶牛的限制性氨基酸絕大多數的鑒別工作表明，賴氨酸和蛋氨酸是代謝蛋白質（MP）第一限制性氨基酸，對于蛋氨酸和賴氨酸以外的其他限制性氨基酸的確定工作還很有限（2001NRC）。但最近幾年有關奶牛繼蛋氨酸與賴氨酸之后其他限制性氨基酸的研究已成為熱點，主要集中在精氨酸、組氨酸、苯丙氨酸與支鏈氨基酸（亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸）。
奶牛理想蛋白氨基酸模式與單胃動物有著根本的區別。日糧蛋白或氨基酸在經過瘤胃時，其形式發生了根本性的變化，即由日糧蛋白質轉化為微生物蛋白質。這樣到達十二指腸的蛋白質是由微生物蛋白與過瘤胃蛋白組成混合物，因此要使達到十二指腸蛋白為理想蛋白就必須平衡微生物蛋白和過瘤胃蛋白模式。進一步來進，要使到達乳腺的蛋白為合成乳蛋白的理想蛋白，必須根據不同蛋白或氨基酸的吸收利用率及日糧其他營養水平情況來進行平衡。目前奶牛理想氨基酸模式的研究還遠落后于單胃動物，單胃動物的理想氨基酸模式多根據研究目的，選擇一種參比蛋白，對于生長動物多以肌肉或胴體氨基酸組成為參比蛋白。Storm（1982）建議，把乳蛋白或微生物蛋白氨基酸模式作為奶牛理想蛋白氨基酸模式。由于微生物蛋白受日糧因素和內源蛋白的影響，現在大多數人以乳蛋白氨基酸模式為奶牛理想蛋白氨基酸模式。具體乳蛋白氨基酸模式見表2。
從表3可知，33種日糧中根據缺乏程度來看，第一、第二、第三限制性氨基酸分別為亮氨酸、蛋氨酸、賴氨酸。
2限制性氨基酸與理想蛋白氨基酸模式對奶牛乳蛋白分泌的影響。
奶牛限制性氨基酸對乳蛋白分泌影響的研究報道主要集中賴氨酸與蛋氨酸上。Koch等（1996）給以大豆粕為唯一蛋白質飼料的42頭奶牛（18頭初產，24頭經產）日糧添加過瘤胃蛋氨酸10.9g或蛋氨酸11.7g，賴氨酸14.6g，發現初產牛乳蛋白分別提高了1.8％、3.9％，經產牛提高2.5％、3.5％。Kampl等（1996）利用西門塔爾所作的試驗表明，添加15g／頭?d）保護性蛋氨酸能提高產奶量2.19kg/d和乳蛋白0.27個百分點。目前有關產奶奶牛對過瘤胃蛋氨酸和賴氨酸的反應已有文獻進行綜述（Rulquin和Verite，1993；Schwab，1995b，1996a；Garthwaite等，1998）。總體上這些綜述及最近的報道（Piepenbink等，199；Nocek等，1999；Sniffen等，1999a，1999b；Freeden等，1999；Rode等，1999；Wu等，1999，Nichol等，1998；Rulyn和Delasby，1997）都表明：①乳蛋白對過瘤胃蛋氨酸和賴氨酸的補充很敏感，尤其是產奶高峰以后的奶牛；②乳蛋白百分含量與產奶量無關③酪蛋白是乳蛋白中受影響的主要部分。過瘤胃蛋氨酸與賴氨酸除了對乳蛋白合成影響外，還有關于提高乳脂率的報道。瘤胃后灌注或添加過瘤胃蛋氨酸或蛋氨酸加賴氨酸均觀察到提高乳脂率的情況（Socha等，1994b；Bremer等，1997；Canale等，1990；Xu等，1998；Brunchwig和Augeers，1994），但具體機理還不清楚。
Vanhatalo等（1999）給不含玉米和蛋白質補充料的芬蘭愛而夏奶牛皺胃灌注6.5g/d的組氨酸，結果發現產奶量、乳蛋白分別提高了3.1％、3.7％，但乳蛋白含量沒有變化。Mackle等（1999）報道，對以苜蓿干草、玉米和大豆產品為基礎日糧的泌乳早期荷斯坦奶牛皺胃灌注支鏈氨基酸（亮氨酸、異亮氨酸做氨酸分別為55.5、39、0.55、5g／d），發現奶產量和乳成分都沒有發生變化。
3有待進一步研究的內容
總之，奶牛限制性氨基酸和理想氨基酸模式的研究已取得了很大的進展，但距離真正意義上的理想蛋白還有相當長的一段路程。為此，有許多研究工作有待完善的深入。如奶牛賴氨酸與蛋氨酸以外其他限制性氨基酸的研究；不同限制性氨基酸對乳蛋白分泌的影響及基因表達的影響；限制性氨基酸賴氨酸與蛋氨酸增加奶牛乳脂含量的機理研究；小腸對不同氨基酸吸收、利用與利用率及周轉機制的研究；乳腺組織泌乳理想氨基酸模式的研究；奶牛不同品種和生理狀態下氨基酸需要量和理想氨基酸模式的研究。在完成以上研究以后，根據特定的生理狀態下氨基酸的需要模式，針對不同日糧蛋白質限制性氨基酸含量及過瘤胃量，確定限制性氨基酸，對限制性氨基酸進行調控，最終達到理想氨基酸模式，使乳蛋白分泌達到最佳水平。
