淺析蛋氨酸對動物生產性能的影響

譚興智 榮鳳梅

（①山東省煙臺市煙臺開發區農業與海洋漁業局 264006 ②臨沂出入境檢驗檢疫局）

1922年，在酪蛋白水解產物中發現一種為溶血性鏈球菌繁殖不可缺少的氨基酸，到1928年才確認其結構，為甲硫基丁氨酸，即蛋氨酸。蛋氨酸的分子式為CH3SCH2CH(NH)2COOH，是具有旋光性的化合物，分為L型和D型。在動物體內L型易被吸收，D型要經酶轉化為L型才能參與蛋白質的合成。蛋氨酸是白色片狀或粉末狀晶體，具有微弱的含硫化合物特殊的氣味，易溶于水、稀酸和稀堿，微溶于乙醇，不溶于乙醚，熔點為281℃，相對密度為1.340。其1%水溶液的PH為5.6～6.1，產品含量≥98.5%。

蛋氨酸是動物生長必需的一種重要氨基酸，在玉米－豆粕型日糧中，蛋氨酸是第一限制性氨基酸。在畜禽日糧中添加蛋氨酸可以降低日糧中蛋白質水平，這緩解了植物性蛋白飼料的短缺問題。

1 蛋氨酸對動物生長性能的影響

蛋氨酸作為動物生長所必需的氨基酸之一，適量添加蛋氨酸可以改善動物的生長性能。研究表明，適當提高日糧蛋氨酸水平可顯著改善肉仔雞體增重和飼料轉化效率。Davidson和Spreadbury(1975)研究表明，由花生殼組成的日糧單獨提供賴氨酸(Lys)時，對肉兔的生長率沒有顯著影響，然而，當同時添加賴氨酸和蛋氨酸時能提高生長率，這表明蛋氨酸是限制性氨基酸。Boushy (1978)報道，在19%粗蛋白水平的日糧中適量添加蛋氨酸和賴氨酸比23%粗蛋白水平處理組的日增重、飼料轉化效率高。Koreleski(1979)等研究發現低蛋白水平(14.4%)的日糧添加賴氨酸0.4%,蛋氨酸0.2%后日增重較對照組(粗蛋白17.9% )顯著提高。當其他的必需氨基酸充足時，提供Met和Lys，生長肉仔雞的日糧蛋白質水平可以由21%降低到17%(Bunchasak，1997)。Larbier等(1980)指出，添加DL—蛋氨酸顯著提高了雞的體重，改善了飼料報酬。同時，蛋氨酸添加劑還大大減少或完全消除肉雞脂肪的增加。肉雞日糧中添加蛋氨酸0.56%～0.60%，肉雞胴體脂肪含量減少到15%，瘦肉的增加量可達到3.5%～7.5%，且在粗蛋白21%時達最高。Swick等(1990)報道了在家禽熱應激情況下，蛋氨酸添加劑對家禽有較好的生產性能，用火雞和肉雞作試驗，同樣證實了上述效果。蛋氨酸作為含硫氨基酸還具有促進產毛的作用，安哥拉兔產毛性能達最大時，蛋氨酸的適宜添加量為0.3%(日糧蛋氨酸含量為0.61%)。同時對血液指標的結果可知，蛋氨酸含量為0.41%時，蛋白質的消化率最高(李福昌，姜文學，2003)。瞿明仁、盧德勛(2004)報道，日糧蛋氨酸水平對料重比有顯著影響。對于泰和烏骨雞公雞來說蛋氨酸含量在0.22%～0.24%～0.26%范圍內，隨日糧蛋氨酸的提高，日增重有提高的趨勢，料重比明顯降低(P<0.05)。

日糧中添加蛋氨酸可以提高動物的生長性能，但超量添加并不能進一步提高，甚至會出現下降趨勢。張麗君等(1989)報道在4～8周齡肉仔雞日糧中分別添加不同水平的蛋氨酸后，肉仔雞體重隨著蛋氨酸水平的升高呈現先升高后降低的趨勢，且在8周齡，0.47%蛋氨酸水平組肉仔雞體重顯著高于0.42%和0.52%蛋氨酸處理組(P<0.05)。王春霞等(1991)研究表明，向基礎日糧添加0.24%蛋氨酸可顯著提高全期(1～6周)肉仔雞的相對增重率和飼料轉化率，但繼續提高蛋氨酸水平未見顯著效果，且增重和飼料轉化效率有下降趨勢。這說明適當的蛋氨酸添加水平能提高動物生產性能，缺乏或超量添加對動物都是不利的。

2 蛋氨酸對動物的毒性與解毒功能

2.1 蛋氨酸的毒性 蛋氨酸具有較高的營養價值，但是添加過量會抑制動物生長，這是一種“氨基酸中毒癥”。在低蛋白(10%)飼糧中添加1.0%～1.5%的蛋氨酸，雞的采食量明顯減少，生長嚴重受阻，若強飼則發生弱腿，嗉囔排空遲滯，于試驗4～11d內死亡。7周齡，體重為70kg的荷爾斯坦牛的日糧中，每日添加蛋氨酸的量為18 g，則會引起體重減輕、料重比下降、氮的利用率下降(Abe，Okada等，2000)。8～22日齡的雄雞分別飼喂0.5%(對照)和蛋氨酸缺乏的日糧(0.4%、0.3%和0.2%)，結果發現飼喂0.4%蛋氨酸水平的日糧采食量增加10%但是卻無明顯體增重。0.3%和0.2%的蛋氨酸則引起采食量和體增重的下降(Carew等，2000)。

2.2 蛋氨酸的解毒功能 蛋氨酸是動物的必需氨基酸，轉化成胱氨酸后有保肝解毒的作用，對鉛中毒的大鼠或雛雞添加蛋氨酸，可使中毒緩解。對于鈷、銅、和硒中毒，也有同樣效果。這可能因為生成谷胱甘肽與金屬的復合物從尿中排出。蛋氨酸與膽堿類似，可以提供活性甲基，有預防脂肪肝的作用。另外蛋氨酸能減輕黃曲霉毒素對動物的毒性作用(Van Heugten和Spears，1994)。

3 蛋氨酸對動物免疫功能的影響

一些報道表明，日糧中蛋白質和氨基酸水平影響動物的免疫機能，Cook(1991)指出，各種氨基酸對動物免疫反應的影響是可變的，雞最佳免疫力所需要的蛋氨酸水平超過最大生長所需的水平。Swain等(2000)在基礎日糧(Met，0.36%)中添加0.3%蛋氨酸可顯著提高新城疫病毒(NDV)疫苗接種后21d血清抗NDV抗體效價，同樣過量添加(0.45%)則無顯著影響。Swain等(2000)發現，雛雞飼喂缺乏蛋氨酸的日糧時，對綿羊紅細胞的抗體應答和對植物凝集素(PHA)的遲發型超敏反應均降低(火雞亦有此類情況)。Taliahashi等分別用含5.6g/kg和9.3g/kg含硫氨基酸(蛋氨酸+胱氨酸)的日糧飼喂雞，發現9.3g/kg的含硫氨基酸可提高注射大腸桿菌后自細胞介素-I的活性。

Swain等(2000)在基礎日糧( Met，0.36%)中添加0.15%，0.30%，0.45% 蛋氨酸顯著提高了新城疫疫苗免疫后第21d肉仔雞淋巴細胞遷移抑制率(Migration Inhibitian，MI)，且隨日糧蛋氨酸水平的升高表現出劑量反應規律。

4 蛋氨酸對動物基因表達調控的影響

上個世紀80年代，認識到營養素可直接和獨立地調節基因表達，從而對營養素功能的認識深入到了基因水平。目前已經證明日糧中大量成分(如糖類，脂肪酸)和微量成分(微量元素、維生素)都參與基因表達的調節。但有關氨基酸對哺乳動物基因表達的影響還所知甚少。

蛋氨酸攝入量過高可導致機體腺苷蛋氨酸(S-adenosylmethionine, SAM)水平升高，SAM可加強DNA甲基化，而DNA甲基化與基因轉錄密切相關。SAM是重要的基因轉錄調控方式－DNA甲基化的供體來源。細胞培養試驗表明，高水平SAM可誘導HL-60細胞(早幼粒白細胞病細胞)基因組DNA甲基化程度增高，使DNA轉錄活性降低(白堅石等，2000a，2000b，2001)。飼養試驗表明，采食蛋氨酸、葉酸和膽堿均缺乏的日糧，導致大鼠肝臟中DNA甲基化水平降低，甚至發生癌癥(Mihai等，2002)。這表明日糧中蛋氨酸作為甲基供體也可影響動物體內DNA甲基化狀態從而影響基因表達的調控，這可能是蛋氨酸調控動物體內蛋白質沉積的分子基礎。

動物的生長主要受生長軸的調控，下丘腦-垂體-肝臟構成的生長軸是調控動物生長的中心環節，生長激素(GH)和類胰島素生長因子-I (IGF-I)在該生長軸中最能反映動物的營養和生長狀況，它們直接促進細胞的生長，增加氨基酸的攝取，提高蛋白質和RNA的合成，增強肌肉的生長，可與其它生長因子協同促進肌細胞、成骨細胞、脂肪細胞以及膠質細胞等的增殖和分化，尤其IGF-I與體內氮平衡和日增重之間呈顯著的正相關。

研究表明，對肉雞飼喂低蛋白的日糧，會顯著降低血清中IGF-I的含量，當日糧蛋白質升高時，血清中IGF-I的含量恢復(Lauterio和 Scanes，1988；Rosebrough等，1989；Rosebrough和McMurtry，1993)。然而，飼喂低蛋白日糧，不會改變組織中IGF-I mRNA的活性(Kita等，1996)，短期限飼，血清或血漿中的IGF-I水平降低，恢復飼喂時，依然保持較低水平(Kim等，1991；Beccavin等，2001)或恢復正常(Kita等，1996)。另外，在限飼期間，IGF-I mRNA的表達受到抑制(Beccavin等，2001)。最近研究表明，蛋白質缺乏(Thissen等，1994；Ketelslegers等，1995)與蛋氨酸缺乏會抑制小鼠體內血清中IGF-I的水平，但是對肝臟中胰島素養生長因子結合蛋白(IGFBP-I)mRNA 的含量及血清中IGFBP-I水平沒有影響(Ammann等，2000；Takenka等，2000)。蛋氨酸作為動物生長所必需的氨基酸之一，并且作為單胃動物的肉兔，蛋白質的營養即為氨基酸的營養，因此，蛋氨酸在一定程度上影響基因表達。

5 影響蛋氨酸在動物體內吸收的因素

蛋氨酸在動物體內的吸收與日糧蛋白水平、其他氨基酸、膽堿與甜菜堿及礦物元素有著密切的聯系。

5.1 蛋白質水平 蛋氨酸的需要量隨飼料中蛋白水平的不同而不同，在飼料蛋白水平偏低的情況下添加蛋氨酸，仔豬增重可達到與通常飼料相等的效果。Morris等(1992)發現，維持肉仔雞最大生產性能的蛋氨酸需要量隨日糧蛋白質水平的增加幾乎呈正比例增加。他們提出，在實際制作配方時，日糧蛋氨酸含量不應低于日糧粗蛋白濃度的0.025倍。產蛋雞添加蛋氨酸可降低飼料中粗蛋白質的含量。

5.2 胱氨酸 動物體內蛋氨酸能夠通過硫轉移合成胱氨酸，該轉化不可逆，生成1分子胱氨酸需要兩分子蛋氨酸。動物對蛋氨酸的需要只能由蛋氨酸滿足，對胱氨酸的需要可由蛋氨酸滿足，日糧中含有足夠的胱氨酸則可降低蛋氨酸的消耗。Ohta和Ishibashi (1994)研究了維持肉用仔雞最大生產性能的蛋氨酸和胱氨酸水平及比例。結果表明，維持8～18日齡肉用仔雞最大生產性能需要的含硫氨基酸(蛋氨酸+胱氨酸；SAA)為0.66%，蛋氨酸為0.33%(與總的SAA水平無關)。日糧蛋氨酸水平超過0.7%時，會抑制生長，然而當日糧胱氨酸水平超過1.90%時并無不良影響。

5.3 蘇氨酸 研究表明，蘇氨酸能有效減輕蛋氨酸過量引起的中毒反應，對因蛋氨酸過量引起的采食量、體增重下降，添加蘇氮酸有改善作用。在白鼠試驗中發現，因添加過多的蛋氨酸，致使血漿和組織中的蘇氨酸濃度顯著下降，蘇氨酸和蛋氨酸都有抗脂肪肝的作用，對二者如何影響肝沉積等問題，值得深入研究。

5.4 精氨酸和甘氨酸 Ohta和Ishibashi(1995)發現在肉仔雞日糧中添加甘氨酸可使蛋氨酸過多引起的生產性能降低恢復到生長潛力的80%，但對蛋氨酸缺乏引起的生長受阻沒有緩解作用，血漿蛋氨酸隨甘氨酸水平的升高而降低。

5.5 膽堿與甜菜堿 蛋氨酸和膽堿之間存在著一定關系。在膽堿合成過程中，蛋氨酸可作為甲基來源，由于蛋氨酸不能用膽堿合成，因而膽堿的效果多半表現為節省蛋氨酸。甜菜堿是膽堿代謝的中間產物，能夠為甲基化反應提供甲基。在膽堿嚴重不足的日糧中，甜菜堿可使蛋氨酸不被用作甲基供體而節省蛋氨酸，從而提高生長速度，而在日糧膽堿充足時，甜菜堿不能代替蛋氨酸用來合成蛋白質這一重要代謝功能，而是轉甲基循環的中間代謝物。咼于明等(1997)研究了甜菜堿與蛋氨酸之間的替代比例，認為甜菜堿可分別替代0～3周齡和3～6周齡肉仔雞蛋氨酸添加量的1/2和2/3。

5.6 礦物元素 硒與雞的含硫氨基酸代謝有關。在動物體內由蛋氨酸轉變為半瞇氨酸過程中，硒起著關鍵性作用。當硒過量時可取代體內含硫氨基酸中的硫，抑制其活性，發生代謝障礙，引起硒中毒。在第3代微量元素添加劑氨基酸微量元素鰲合鹽營養中，蛋氨酸可與微量元素錳、鋅、鐵、硒形成鰲合物，提高蛋氨酸與微量元素的生物學利用率。

6 動物對蛋氨酸的需要量

關于動物對蛋氨酸的需要量在家禽和豬方面的研究很多。姚元枝(2003)對烏骨雞的研究表明，0～4周齡烏骨雞蛋氨酸的需要量為0.48%，5～8周齡的需要量為0.42%。燕磊(2005)的試驗表明，生長期小尾寒羊對瘤胃保護性蛋氨酸的最適添加量為0.485%。關于肉兔對蛋氨酸需要量的研究很少，Adamson和Fisher(1973)表明，當6周齡肉兔達到最大的體增重時，蛋氨酸的水平為0.6%，而且同時滿足了半胱氨酸的需要量。Chung等(1992)研究表明，對于5～20kg的斷奶仔豬，蛋氨酸的需要量為0.255%。Xie等(2006)對北京肉鴨的研究表明，21～49日齡肉鴨達到最大的日增重和胸肉產出率時，蛋氨酸的添加量為0.377%和0.379%。

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