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。