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动物的蛋氨酸营养研究进展


山东畜牧兽医

2007 年第 28 卷

动物的蛋氨酸营养研究进展
乔德堂
中图分类号:S816.11

(惠民县畜牧局 251700)
文章编号:1007-1733(2007)04-0057-02 硫醚,在内酶(T-hionase)作用下成为半胱氨酸进而合成 胱氨酸。 2.3 脱氨基后生

成糖 多余的蛋氨酸经脱氨基后变成 α? 氧代丁基酸,在脑和肝脏中遇酶而转变为丙酸,后又经琥 珀酸变成肝糖。 3 蛋氨酸的生物学功能 蛋氨酸的生理功能是多方面的,有人统计,动物体内 有 80 种以上的生化反应需要蛋氨酸的参与。 除了参与合成 机体蛋白质,并充当蛋白质合成过程的起始氨基酸外,它 们供甲基作用还是诸如氨基酸代谢,磷脂合成、DNA 和 RNA 合成等一系列生化过程的必要条件。动物体内许多重 要物质如胱氨酸、精氨酸、甘氨酸、色氨酸、谷胱甘肽、 含硒蛋白、胆碱、肉碱、维生素 B12、叶酸、磷脂、肌酸、 肾上腺素、嘌呤、嘧啶等都与蛋氨酸密切相关。 蛋氨酸的营养功能主要有: (1)蛋氨酸在动物体内能合成机体蛋白,并能很快转换 为胱氨酸,满足动物需要。 (2)为机体提供活性甲基,用来合成胆碱、角质素和核 酸等一些甲基化合物。 (3)直接或间接参与体内活性物质的合成,半胱氨酸是 蛋氨酸代谢的中间产物,它不仅是谷胱甘肽的重要组成部 分,也是 DNA 结合蛋白的结构域(Zn 指或 Zn 簇)的重要 组成部分(周顺五,1999) 。 (4) 促进细胞增殖和动物生长, 其在体内代谢生成聚胺, 聚胺对动物细胞增殖具有非常重要的促进作用;同时还参 与精胺、半精胺等和细胞分裂有关的化合物的合成。 4 蛋氨酸的免疫功能 一些报道表明,日粮中蛋白质和氨基酸水平影响动物 的免疫机能,Cook(1991)指出,各种氨基酸对动物免疫 反应的影响是可变的,鸡最佳免疫力所需要的蛋氨酸水平 过最大生长所需的水平。Tsiagbe 等(1987a,b)发现,雏鸡 饲喂缺乏蛋氨酸的日粮时,对绵羊红细胞的抗体应自校正 控制器和植物凝集素 (PHA) 的迟发型超敏反应均降低 (火 鸡亦有此类情况) 。 Swain 等(zaoo)在基础日粮(Met 0.36%)中添加 0.15%、0.30%、0.45% Met 显著提高了新城疫疫苗免疫后 第 21 天肉仔鸡淋巴细胞迁移抑制率(Migration Inhibitian

文献标识码:A

蛋氨酸是动物生长所必需的氨基酸之一,是必需氨基 酸中唯一的含硫氨基酸, 动物体内有 80 种以上的反应都需 要蛋氨酸参与,被誉为“生命性氨基酸”。直到 1928 年才确 认其结构。此后,人们对蛋氨酸的营养代谢进行了大量的 研究。 在以植物性蛋白饲料为动物蛋白主要来源的日粮中, 蛋氨酸常常是猪的第二、鸡的第一、反刍动物的第一限制 性氨基酸。 1 1.1 蛋氨酸的理化性质及商品形式 蛋氨酸的理化性质 蛋氨酸,又名甲硫丁氨酸,分子

式为 H3C-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH,是具有旋光性的化 合物,分为 L 型和 D 型。在动物体内 L 型易被吸收,D 型 要经酶转化为 L 型后才能参与蛋白质的合成。蛋氨酸是白 色片状或粉末状晶体, 具有微弱的含硫化合物特殊的气味, 易溶于水、稀酸和稀碱,微溶于乙醇,不溶于乙醚,熔点 为 281℃,相对密度为 1.340。 1.2 蛋氨酸的商品形式 (1)DL-蛋氨酸及其钠盐(白色 或淡黄色片状结晶及粉末) 。 DL-蛋氨酸羟基类似物 (2) (褐 色或棕色粘液)及其钙盐(浅褐色粉末或颗粒)(3)蛋氨 。 酸的衍生物。主要有液态羟基氨酸(MHA) 、羟基蛋氨酸 钙盐(MHACa) 、N-羟基蛋氨酸钙等。 2 蛋氨酸的吸收利用及代谢 蛋氨酸的吸收主要发生在十二指肠和空肠。蛋氨酸 (包括 Met 及 HMB)主要吸收途径为主动转运,要依靠小 肠上皮细胞刷状缘上的依 H 的钠泵系统耗能进入血液系 统。除 Na 依赖型吸收后,Met 还存在钠无关型和扩散型吸 收途径(Knight 等,1994) 。也有人认为 HMB 的吸收为一 个非耗能的被动转运过程,吸收部位主要在十二肠,在大 肠中亦有吸收。 蛋氨酸在体内的代谢主要有以下几种: 2.1 合成新的蛋白质 蛋氨酸被机体吸收后与转移核糖酸 (tRNA) 结合生成蛋氨酸 tRNA 并运至细胞质的核糖体上, 在信使核糖核酸(mRNA)指导下生成蛋白质。且动物合 成蛋白质的起始氨基酸均为蛋氨酸。 2.2 合成非蛋白性的含氮物 蛋氨酸在三磷酸腺苷转移酶 的作用下生成 S?腺苷蛋氨酸, 它是一个活泼的甲基供应者, 可为营养素肌酸、胆碱、甜菜碱等的合成提供原料。脱甲 基后蛋氨酸变成同型半胱氨酸,后者与丝氨酸作用生成胱
+ +

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2007 年第 4 期(总第 129 期) MI) ,且随日粮蛋氨酸水平的升高表现出剂量反应规律。 5 5.1 蛋氨酸的毒性与解毒功能 蛋氨酸的毒性 蛋氨酸具有较高的营养价值,但是添 7 7.1 影响动物对蛋氨酸需要量的因素 日粮中胱氨酸含量

文献综述

在动物体内,蛋氨酸可转化为胱

氨酸和半胱氨酸,如日粮中胱氨酸不足,则会增加蛋氨酸 的需要量。当胱氨酸满足或过量时,因胱氨酸不能转化为 蛋氨酸, 则只是相对节约了转化为胱氨酸的那部分蛋氨酸。 7.2 日粮中粗蛋白水平 英国诺丁汉大学的研究认为:蛋 氨酸的需要量随日粮中蛋白水平波动,其和日粮的总蛋白 水平成一定比例关系,一般认为应占蛋白含量的 3.5%。 7.3 日粮中胆碱、甜菜碱以及硫酸盐和蛋氨酸之间存在一 如果日粮中前三者中某一个或同时缺乏 定的相关关系

加过量会抑制动物生长,这是一种“氨基酸中毒症”。在低 蛋白(10%)饲粮中添加 1.0%~1.5%的蛋氨酸,鸡的采食 量明显减少,生长严重受阻,若强饲则发生弱腿,嗉囔排 空迟滞,于试验 4~11 d 内死亡。 5.2 蛋氨酸的解毒功能 蛋氨酸是动物的必需氨基酸,转 化成胱氨酸后有保肝解毒的作用,对铅中毒的大鼠或雏鸡 添加蛋氨酸,可使中毒缓解。对于钴、铜和硒中毒,也有 同样效果。这可能因为生成谷胱甘肽与金属的复合物从尿 中排出。蛋氨酸与胆碱类似,可以提供活性甲基,有预防 脂肪肝的作用。另外蛋氨酸能减轻黄曲霉毒素对动物的毒 性作用(E.van Heugten,J W Spears 1994) 。 6 6.1 蛋氨酸与其他营养素代谢之间的关系 蛋白质水平 蛋氨酸的需要量随饲料中蛋白水平的不

时,会增加蛋氨酸的需要量,但所增加的蛋氨酸并不能完 全替代其各自的生物功能。而当日粮中蛋氨酸缺乏时,添 加这三者或其中一种能稍稍缓解蛋氨酸的缺乏,但不会减 少动物对蛋氨酸的需要量,更不能替代蛋氨酸作用。 7.4 8 动物的年龄、生理状况、性别、品种、外界环境等也 蛋氨酸在动物生产中的应用 由于常用饲料原料中蛋氨酸含量及家禽对它的消化 率都较低,导致家禽日粮最易缺乏蛋氨酸,因此蛋氨酸添 加剂在家禽饲粮中的应用最为广泛。对产蛋鸡来说,饲料 中添加 0.32%~0.33%的蛋氨酸, 饲料中可减少 13.5%~16.5% 的粗蛋白质。据德国报导,肉鸡日粮中添加 0.075%~0.25% 的蛋氨酸, 可使其体重增加 11.8%~15.9%。 Swick 等 (1990) 报道了在家禽热应激情况下,蛋氨酸添加剂对家禽有较好 的生产性能,用火鸡和肉鸡作试验,同样证实了上述效果。 美国和日本为生长猪设计的氨基酸理想营养模式中 蛋氨酸的需要量较高。日粮中适当添加蛋氨酸,可使猪体 重增加 6.1%~15.3%,饲料消耗减少 5.5%~13.2%。 蛋氨酸在反刍动物上的应用报道日益增多。为了使蛋 氨酸通过瘤胃时不受微生物影响,一般采用皱胃注射、皮 下注射或保护性蛋氨酸,即包被蛋氨酸(胶囊制剂) 。燕磊 (2005)实验表明,瘤胃保护性蛋氨酸的最适宜添加量为 0.485%。据前苏联 1990 报道,在哺乳期犊牛日粮中添加一 定量的合成蛋氨酸,能增强消化功能,改善能量代谢,提 高饲料报酬 7%~9%,平均日增重增加 8.4%~10.3%。对奶 牛可提高其产奶量 12%~18%,还增加牛奶蛋白的含量。 9 结语 蛋氨酸是动物体的必需氨基酸,具有非常重要的生理 功能和营养价值,应用十分广泛,一般在配合饲料中添加 1%的蛋氨酸,可以提高蛋白质的利用率 2%~3%,对提高 产蛋率、增加猪的瘦肉率都有效。有人估计,每使用 1 000 t 蛋氨酸,大约可以节约 10 万 t 配合饲料。但是蛋氨酸的 添加应根据不同的动物,不同动物的生长阶段及蛋氨酸的 添加形式来确定添加的剂量, 充分发挥蛋氨酸的营养作用。 (收稿日期:2007―01―31) 是影响动物对蛋氨酸需要量的重要因素。

同而不同,在饲料蛋白水平偏低的情况下添加蛋氨酸,仔 猪增重可达到与通常饲料相等的效果。Morris 等(1992) 发现,维持肉仔鸡最大生产性能的蛋氨酸需要量随日粮蛋 白质水平的增加几乎呈正比例增加。他们提出,在实际制 作配方时,日粮蛋氨酸含量不应低于日粮粗蛋白浓度的 0.025 倍。产蛋鸡添加蛋氨酸可降低饲料中粗蛋白质的含量。 6.2 胱氨酸 动物体内蛋氨酸能够通过硫转移合成胱氨 酸,该转化不可逆,生成 1 分子胱氨酸需要两分子蛋氨酸。 动物对蛋氨酸的需要只能由蛋氨酸满足,对胱氨酸的需要可 由蛋氨酸满足,日粮中含有足够的胱氨酸则可降低蛋氨酸的 消耗。Graber 等(1971)利用纯合日粮研究发现,完全用蛋 氨酸满足肉鸡对含硫氨基酸的需要高于用蛋氨酸和胱氨酸 共同满足时,相应的需要分别为 0.52%、0.47%和 0.52%。 6.3 胆碱与甜菜碱 蛋氨酸和胆碱之间存在着一定关系。 在胆碱合成过程中,蛋氨酸可作为甲基来源,由于蛋氨酸不 能用胆碱合成,因而胆碱的效果多半表现为节省蛋氨酸。甜 菜碱代谢的中间产物,能够为甲基化反应提供甲基。在胆碱 严重不足的日粮中,甜菜碱可使蛋氨酸不被用作甲基供体而 节省蛋氨酸,从而提高生长速度,而在日粮胆碱充足时,甜 菜碱不能代替氨酸用来合成蛋白质这一重要代谢功能,而是 转甲基特环的中间代谢物。呙于明等(1997)研究了甜菜碱 与蛋氨酸之间的替代比例, 认为甜菜碱可分别替代 0~3 周龄 和 3~6 周龄肉仔鸡蛋氨酸添加量的 1/2 和 2/3。 6.4 矿物元素 硒在鸡的含硫氨基酸代谢有关。在动物体 内由蛋氨酸转变为半胱氨酸过程中,硒起着关键性作用。 当硒过量时可取代体内含硫氨基酸中的硫,抑制其活性, 发生代谢障碍,引起硒中毒。在第三代微量元素添加剂氨 基酸微量元素赘合盐营养中,蛋氨酸可与微量元素锰、锌、 铁、 硒形成鳌合物, 提高蛋氨酸与微量元素的生物学利用率。

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参考文献
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