动物养殖饲料蛋白质营养价值的评定.docx

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1、动物养殖饲料蛋白质营养价值的评定蛋白质营养价值的评定是从20世纪初才有所认识，Thomas(1909)提出了蛋白质生物学价值的概念。进入20世纪30年代以后评价饲料营养价值的研究重点转移至维生素、矿物质和氨基酸。20世纪40年代建立了氨基酸的微生物分析法以及50年代的化学分析法。以后，随着化学、生理、生化、微生物的发展，分析过程的改进和其他相关科学的完善，更多地关注营养成分的有效性研究，并推进了饲料营养价值评定的发展和完善。一、粗蛋白动物所需要的氮大部分是用于蛋白质的合成，饲料里的氮也大都以蛋白质的形式存在,因此几乎全球都是以蛋白质来表达动物的氮需要和饲料的氮含量。从化学上讲，饲料中的蛋白质含

2、量是根据多次修正的凯氏定氮法测定的饲料氮计算出来的。用凯氏法测定的氮，除了蛋白质中所含氮外，还包括其它一些含氮化合物所含的氮，如硝酸盐、亚硝酸盐以及一些环状含氮化合物。在根据含氮量计算蛋白质时，有2个假设：所有的饲料氮都是以蛋白质的形式存在，所有的蛋白质均含16%的氮，而实际上这2个假设均不完全成立(表34),因此，这样计算的蛋白质营养上称为“粗蛋白”。二、可消化粗蛋白粗蛋白虽然提供了饲料中的氮含量，但几乎不知它能否被动物利用。饲料蛋白质在变成对动物有用的化合物之前都必须经过消化和降解，使复杂的蛋白质变成简单、可吸收的氨基酸，因此，在很长一段时期内，可消化蛋白质作为评定单胃动物饲料蛋白质营养价

3、值的指标之一。可消化蛋白质可以由消化实验来测定氮的消化率。由于盲肠微生物能利用部分没有被动物消化和吸收的食糜中的氮，而且大肠吸收的氮对动物几乎无营养意义，因此，用回肠末端的氮消化率能更准确地反映饲料的蛋白质营养价值。三、饲料氨基酸含量对单胃动物而言，蛋白质的营养价值因其所构成的氨基酸的种类和结合状态不同而异。特别是必需氨基酸的含量对蛋白质的营养价值影响很大。如果必需氨基酸的含量不能满足家畜的需要，则其蛋白质的营养价值就低。因此饲料氨基酸含量的分析在现代饲料工业中具有十分重要的意义。氨基酸分析的常用方法有以下3种：(一)高效液相色谱(HPLC)法高效液相色谱技术是目前用于氨基酸分析的常用技术。许

4、多学者对柱前、柱后的衍生条件进行了大量研究，并在此基础上建立了不同的分析程序，如柱后邻苯二甲醛(OPA)法、丹磺酸(DNS)法及PlTC法。表34含氮量转换成粗蛋白的系数(引自MCDonaldP.2002,AnimalNutrition,6lhedition)饲料蛋白源含氮量（gkg）转换系数棉籽188.75.30大豆175.15.71大麦171.55.83玉米160.06.25燕麦171.55.83小麦171.55.83鸡蛋160.06.25肉160.06.25奶156.86.38（二）亚二硫基二乙酸（DTDGA）保护法测定半胱氨酸测定蛋白质和多肽中氨基酸的组成，绝大部分均是采用了6molL

5、HC1、Il（TC水解24h传统方法。然而这种传统方法在精确测定蛋白质中的含硫氨基酸（蛋氨酸、胱氨酸）时却遇到了困难，因为含硫氨基酸在酸解的过程中均不同程度地遭到破坏。近十年来，含硫氨基酸越来越受到营养学家（包括人类营养和动物营养）的重视，因此，研究含硫氨基酸分析测定方法的人越来越多。目前，含硫氨基酸的测定方法大致有2类：一类是过甲酸氧化法；另一类是二硫化物类试剂保护法。过甲酸氯化法把胱氨酸和半胱氨酸转化成磺基丙氨酸，虽然测定了半胱氨酸,但过甲酸使甲硫氨酸转化成了碉，酪氨酸也被破坏（Hoogerheideetal.,1992）oBarkolt等（1989）提出用二硫化物类试剂作为保护试剂，如亚

6、二硫基二丙酸、亚二硫基二丁酸等。二硫化合物与半胱氨酸可形成稳定的衍生物，并且仍可与发光衍生试剂反应，供仪器检测。用亚二硫基二乙酸作为保护剂，二乙酸的碳链短，既不影响衍生物的稳定性又可以缩短分析时间。使用氨基酸分析技术的柱前PITC衍生，高效液相色谱分离测定，可以快速、准确的分析半胱氨酸、甲硫氨酸和所有的氨基酸。四、氨基酸的有效性已有多种可测定饲料中氨基酸利用率的方法,通常不采用单一的方法来进行测定。为方便起见将这些方法分为三大类:体外法、间接体内法和直接体内法.（一）体外法此方法的目的是通过对饲料的实验检测来估计动物可利用氨基酸的含量。体外法有3种形式：化学法、酶法和微生物法。1 .化学分析法

7、这种方法多用于测定赖氨酸的利用率。前提条件是赖氨酸的胺基必须是游离状态，以确保赖氨酸的生物利用率。最原始的方法是用赖氨酸与1-氨，2,4-二硝基苯(l-fluoro-2,4-dinitrobenzene,FDNB)反应，这种方法后来得到了改进。也有使用不同试剂的其它方法,如2,4,6-三硝基苯磺酸(2,4,6-trinitrobenzxenesulfonicacid,TNBS),还有基于染料(如酸性桔12,acidorange12)被蛋白质吸收的简易方法。虽然同一种饲料的许多样品的化学检测方法可能有异，而且可能在质量控制上起作用。然而，并不鼓励直接用动物检测氨基酸利用率与化学方法检测之间的结果

8、比较。Batterham等用化学方法和猪的生长实验对同一饲料的赖氨酸利用率的估计做了一系列的实验,这些实验表明化学估计和用猪做实验得到的数据没有相关性。对谷类饲料中赖氨酸利用率进行的类似比较，也发现化学和生物学估计的结果之间没有相关。用FDNB和NBS法及鸡生长鉴定法测定了几种鱼粉、肉骨粉、羽毛粉和动物毛粉(hairmeal)中赖氨酸的利用率。鸡生长法结果与FDNB-赖氨酸和TNBS-赖氨酸之间的相关系数分别为0.83和0.90。2 .酶法有人建议用模拟肠道内酶消化的体外测试法。有几种酶(包括胃蛋白酶、链霉蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶)曾被实验过。一致认为该法最大的弊端是很难确定一种酶或酶复合

9、物真正模拟了体内混合酶的反应,而且这些酶是否对各种饲料都有效也很难确定。体外酶消化的终产物包括氨基酸、不同长度的肽和未被消化的蛋白。3 .微生物评定法曾经是饲料中氨基酸含量测定的基本方法，也被用来估测氨基酸利用率。这种方法是基于微生物的生长对所研究的氨基酸有特别需求，用作实验的微生物是细菌(Streptococcuszymogenes)和原生动物(TCtrahymCnapyriformis)0由于微生物法测定氨基酸利用率存在许多理论和实际中的困难，至今很少用它。通常体外测定法为加工工艺对氨基酸利用率的影响提供有用的资料,特别是加热过程对赖氨酸的破坏。但是，用体外法测得的数据来作为饲粮配方的依据

10、并没有得到认可。关于体外法的更详细的资料可参考CarPenteNl973)和Sibbald(1987)的综述(二)间接体内法用实验动物测定氨基酸生物利用率很显然比单独在实验室里进行更理想，但是，用动物来直接测定既费时、成本也高，因此设法用间接法来测定氨基酸利用率。有两种这样的方法,一种是用血浆氨基酸浓度来测量，另一种是通过测量氮的消化率来测定。自从RiChardSOn等(1953)和DentOrS和Elvehjem(1954)所做的实验以来，就已清楚地知道动物血液中的氨基酸浓度受饲粮水平的影响，而且用血浆中限制性氨基酸的浓度来估计家禽和猪的氨基酸需要已完全得到了应用。有人曾提议用血浆中氨基酸浓

11、度的改变来估计饲料中氨基酸的利用率，不过这种方法没有得到更全面的改进，主要是由于有多种因素在制约着血浆中氨基酸浓度。而且，进行血浆氨基酸浓度分析有许多困难，还有经费问题。如果单个氨基酸的消化率和总的蛋白质消化率之间有密切的相关,那么通过氮的消化率的测量对氨基酸利用率进行预测，为间接体内法提供了方便的途径。在一些实验中，曾报道过某些氨基酸的利用率与氮消化率之间存在一定的相关，但这种方法仍有局限性。(三)直接体内法1 .氨基酸消化率许多研究者着力于利用饲料中可消化氨基酸水平来配制饲粮。肠道后段的微生物发酵改变了流入粪中的氨基酸，从而导致氨基酸在肠道的损失(或合成)。这样并不利于动物体内的氨基酸营养

12、作用。因此，通过比较饲粮摄入和粪中排泄来测定消化率不能很可靠地估计饲料中对动物有用的那部分氨基酸。微生物降解说明了有大量的氨基酸从后段损失掉，与粪中消化率相比，回盲段消化率更具营养意义。在大部分实验中，回盲消化率值比粪消化率值低，这说明粪消化率过高地估计了饲料来源的粪中氨基酸值。以饲料摄入和粪尿中排出直接比较测定的消化率受粪尿中内源物质的影响。由于那些具有蛋白质特性的消化酶和脱落到消化道的粘膜上皮细胞，因此，包括氨基酸在内的内源性含氮物质大量存在。为尽可能减少这些内源性排泄物对消化率测定数据的影响，将粪中这部分内源氮扣除掉，所得的消化率叫真消化率。估测内源氨基酸的方法之一就是在动物饲喂无氮饲粮

13、时测定其粪中的氨基酸的损失,但是内源根失受饲粮摄入量和种类的影响。例如，CraigandBroderick(1981)在鼠中发现每消耗Ikg干物资，相应的内源氮损失为1.84g。另一种方法就是找出粪氮(氨基酸)损失与蛋白质(或氨基酸)摄入之间的回归关系，这2种方法都不能解析饲粮摄入的蛋白质对分泌到消化道的内源蛋白的影响作用。饲料中的每种氨基酸都有4种可能的值来表示其消化率：即粪和回盲的表观和真消化率。(1)猪回肠氨基酸消化率的测定由于大肠微生物干扰较大，使测定值偏高(约10%),故均采用回肠末端收取食糜的方法测定回肠氨基酸消化率。由于从消化道后段排出的氨基酸对机体没有价值(Rerat,1978

14、),故必须测定来自回肠的氨基酸。这就需要在氨基酸流入结肠时，用外科痿管来收集所有的消化液或是消化液样品。采用这种方法要在回肠后段安装一个瘦管，另一个瘦管安在回肠末端收集已测量好的回流的消化液样品。使用的瘦管有凹型和T型2种，凹型痿管能准确测定消化液的流出量,但是，胃肠道的破坏会影响到小肠的功能。使用T型痿管时，在食糜离开回肠时收集消化液样品，根本不会损坏肠道，然而，T型痿管需要一个标记来测定流出量。安装矮管的动物限制在笼子里，一天24h进行收集，从30min到120Inin不等收集到的消化液样品测出总的排泄量。取完样品后，剩余的从末端瘦管流回猪体内，比较回肠氨基酸流出量和饲粮氨基酸摄入量可计算

15、出表观回肠消化率。这种方法是可行的和有用的，因为它显示出了动物最小的氨基酸净损失量。表观消化率经过内源损失修正后，得到的真消化率结果更准确，改进程度视日粮摄入的氨基酸量而定。但是BUraCZeUSki和HoraCZynSki(1983)发现，把蛋白质水平从10%提高到20%对表观回肠消化率无影响。实际上大多数研究已把表观回肠消化率作为饲料氨基酸利川率的指标。Taverner等(1981)测定了谷物中的氨基酸回肠表观和真消化率。就赖氨酸而言，3种小麦样品的表观值从70%到81%,真消化率值从79%到89乐因此用内源氨基酸进行修正很少改变它变化的域值。通过外科手术收集回肠末端食糜的主要方法有：T型

16、管(SimPIeT-CannUlas)、桥式矮管（Re-entrantcannulas）、回-直肠接合技术（IIeo-rectaianastomosistechnique）n可移动（可操纵）的回盲瘦手术（Steeredileo-caecalvalve）o每种方法的测值并无太大的差异，加上氨基酸分析测定的误差本身较大，所以很难说哪一个方法测值最准确。目前主要是看哪种方法最简便，包括取样程序和对术荷猪的影响。相对说来，回一直肠吻合术还较可取，虽手术麻烦，但粪样（食糜）收集简单，而且可做到样品有代表性。（2）禽类氨基酸消化率的测定禽饲料氨基酸消化率的测定相对较简单，因禽大肠较短，而且主要是盲肠，所以不必安装屡管，安装也困难。为减少盲肠的影响，可切除盲肠。关于切不切除盲肠现有争议，大多数饲料切除盲肠与否对氨基酸消化率无显著影响，只少