蛋氨酸钙在反刍动物中的应用

     众所周知，蛋白质营养实际上是氨基酸的营养，关于反刍动物利用氨基酸的研究，最初只是从瘤胃微生物的营养需要来考虑，但对于高产反刍动物（如高产奶牛），仅靠瘤胃微生物合成的菌体蛋白质，尚不能满足其对蛋白质的需要。由于反刍动物具有特殊的瘤胃发酵降解功能，如果在饲料中直接添加未经保护的氨基酸，则在瘤胃中部分或完全降解，最终到达小肠可被吸收利用的氨基酸量减少。因此经过处理的过瘤胃氨基酸，越来越受到人们的重视。由于蛋氨酸和赖氨酸是反刍动物增重、产奶或产毛的限制性氨基酸，因此过瘤胃氨基酸（又称瘤胃保护性氨基酸、瘤胃旁路氨基酸）的研究主要集中在这两种氨基酸上。

    氨基酸的过瘤胃保护性措施有：

    1）将易被水解的氨基酸，转变成氨基酸的衍生物（如氨基酸的类似物、聚合物等）使其在瘤胃中不被瘤胃微生物所利用，从而避开了瘤胃内的脱氨和转氨作用，而在真胃中可被利用；

    2）对氨基酸进行包被（埋）处理，选择对pH敏感的包被材料（如脂肪、纤维素及其衍生物、聚合物等）对氨基酸进行包埋或微胶囊化处理，使其在瘤胃内稳定而在真胃内可被分解，从而使氨基酸游离出来，被小肠吸收以达到保护氨基酸的目的。   

    N－羟甲基－DL－蛋氨酸钙是蛋氨酸的衍生物，对于反刍动物属于过瘤胃氨基酸。本文简要介绍其在反刍动物蛋白质营养和饲养中的应用研究发展。

    １ Ｎ－羟甲基－ＤＬ－蛋氨酸钙：Ｎ－羟甲基－ＤＬ－蛋氨酸钙是蛋氨酸的衍生物，商品名为Mepron,分子式为[CH3(CH2)2－CH（NH－CH20H）－COO］2Ca·2H20，分子量为432，技术指标：DL－蛋氨酸≥67％，甲醛≤14％，钙≥97％。微溶于水和乙醇，易溶于稀酸，可溶于醚，毒性低，是甲基供体和抗脂肪肝剂。N－羟甲基－DL－蛋氨酸及其盐类具有广泛的抗菌和抑菌活性，对革兰氏阳性和阴性菌均具有抑制作用。N一羟甲基－DL－蛋氨酸钙可通过α－氨基酸的羟甲基化而得。2 N一羟甲基－DL－蛋氨酸钙对反刍动物生产性能的影响：Mihaly等（1990）研究的一种内含蛋氨酸、N－羟甲基－DL－蛋氨酸盐的催乳激素预混剂，可提高产奶量并可调节生理代谢，阻止代谢紊乱。T．M．Kenna和C．G. Schwab（1981）研究了不同氨基酸衍生物（24g／d N－羟甲基－DL－蛋氨酸钙、64g/d二羟甲基－L－赖氨酸钙、638g／d甲醛处理酪蛋白酸钠）又对自由采食67％玉米青贮料、33％浓缩料和2.2kg干草／头／d（其粗蛋白质含量为11％～12％）的泌乳牛生产性能的影响，发现氨基酸衍生物对饲料采食量、产奶量、乳组成以及日粮氮的利用无影响，但甲醛处理酪蛋白组的产奶量、乳蛋白、乳脂肪、饲料转化率等校正为4％的奶时最高；处理组相对于其他必需氨基酸而言，血浆中蛋氨酸和赖氨酸浓度没有差异。日粮低pH值可能是导致这些衍生物在消耗以前就大量分解，从而导致试验结果差异不明显的原因。   

    Bungstaller等（1983）研究了日粮中添加保护性大豆蛋白和N－羟甲基－DL－蛋氨酸钙对高产奶牛的采食量、产奶量、乳中尿素、血液中尿素、葡萄糖、胆红素含量和肝脏中酶活性的影响，在高产奶牛泌乳期内的前14周，分别添加14％用12.5％甲醛处理的大豆蛋白、0.2％ N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙，与对照组相比，产奶量既不受保护性蛋白质也不受N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙的影响，各组均在泌乳期的第4周达到泌乳高峰，在试验的后一阶段和试验后的6个月亦未发现差异。各组在泌乳期的前2周乳脂含量较高，它提示奶牛泌乳初期不可避免地动用了体脂贮备。两个试验组在泌乳期的第3～4周乳脂含量已经稳定，但对照组在泌乳期内乳脂含量持续降低直到第7～8周，尔后又逐渐升高。各组乳蛋白含量均显著降低直至泌乳期的第3～4周，各组之间无差异。在泌乳期的前两个月，随着基础饲料采食量的增加，血浆中尿素的平均含量增加，但3个试验组均维持在生理正常范围内，没有差异，整个试验期内血液中葡萄糖含量相对较高。饲喂甲醛处理的大豆蛋白组相对于N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙组和其他组别，泌乳期2周内血液中葡萄糖平均含量显著降低；N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙组血液中胆红素含量处于生理正常范围内，而对照组1个月以后才达到，喂保护性大豆蛋白组更迟才达到生理正常水平。对照组肝脏中的谷氨酸脱氢酶显著高于两个试验组，而谷氨酸转移酶三者无差异。饲喂保护性蛋氨酸之动物肝功能稳定应归功于N一羟甲基－DL一蛋氨酸钙支持了肝脏的代谢。   

    Doil和Harmyer（1987）研究认为，在妊娠末期最后一周和泌乳期内的前8周，在奶牛日粮中添加21 g/d N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙，可降低血液中酮体水平的增加，并限制血液中糖浓度的降低，这一效应尤其表现在能量限制性日粮中。在能量充足的日粮中，产奶量不受N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙的影响，而在能量限制性日粮中，N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙可提高产奶量。在日粮中添加N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙可降低泌乳早期的乳脂含量，而增加泌乳后期的乳脂含量。   

    Aleksandrov等（1987，1988）报道：在奶牛日粮中添加35g／d N一羟甲基一 DL一蛋氨酸钙进行了为期30d的试验，结果日均产奶量 N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙组、未保护的蛋氨酸组、微胶囊包被处理的蛋氨酸组、对照组（不添加）分别为28．1、26．7、25．3、25．6kg，表明日粮中添加 N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙可避免瘤胃微生物的降解，从而提高产奶量、血浆中游离蛋氨酸水平以及乳脂肪、乳蛋白的含量。在奶牛日粮中添加N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙可提高日平均干物质的摄食量，矿物质和其他营养物质的消耗与干物质的消耗具有相似的趋势；添加组血浆中平均尿素水平为28．88 mg／kg，而不添加组为30．57mg/kg，但二者差异不显著；在整个泌乳期之前就添加保护性蛋氨酸将提高动物的采食量，并对高产奶牛的产奶量具有潜在的增加趋势（Yekini等，1989）。   

    化学保护性蛋氨酸（N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙）和物理保护性蛋氨酸在体外瘤胃液中培养3 h以测定 DL－蛋氨酸转化为甲基硫酸的量，化学保护性蛋氨酸和物理保护性蛋氨酸的降解率分别为对照组的60．0 ％和73．8％（Khristov等，1988）。在39℃、18 h瘤胃液体外培养试验中，蛋氨酸表现出最大的促瘤胃微生物生长反应，DL－S一甲基一蛋氨酸盐酸盐和N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙次之，而蛋氨酸羟基类似物和蛋氨酸亚规则未表现出促生长效应（Hegedus等，1993 ）。以上体外培养试验结果表明N一羟甲基一DL蛋氨酸钙可相对避免瘤胃微生物的降解。   

    在青年荷斯坦犊牛日粮中添加 0.10 ％ N羟甲基一DL一蛋氨酸钙，加或不加 0．30 ％ N一羟甲基一L一赖氨酸钙直到 12周龄，或添加 0．20％ N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙于含57％玉米粉、10％苜蓿草粉、10％燕麦、10％燕麦壳、3％豆粕，粗蛋白质水平为13％（干物质基础）的颗粒型开食料中，其体增重、氮平衡、营养物质的消化率等未得到改善；在断奶后的5～12周添加 0．10％ N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙可显著提高平均增重，肉料比（试验组、对照组分别为0．38、0．35）；在开食料中将粗蛋白质含量提高到 15％，可提高体增重、饲料转化率以及日粮中可消化营养物质的含量，处理组血浆蛋氨酸、胱氨酸浓度不受影响，但随着N－羟甲基一DL一蛋氨酸钙添加量的增加，蛋氨酸＋胱氨酸占总必需氨基酸的比例呈线性增加（Charles和Schwab，1980）。   

    生长牛的氮平衡试验和血浆游离氨基酸水平的试验研究表明：生长牛喂以半纯合日粮口服N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙和皱胃灌注L一蛋氨酸均比对照组增加日平均氮存留；在肉牛的自然日粮中，添加 N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙或添加用甲醛处理的豆粕，其日增重、增重耗料比与对照组相当或更高并增加氮存留，表明添加剂的促生长效应（Baker等，1976）。羔羊日粮中以DL一蛋氨酸、N一羟甲基一DL－蛋氨酸钙、油酰－DL一蛋氨酸形式添加0．2％的蛋氨酸，在氮平衡上未表现出差异，但油酰一DL一蛋氨酸组羔羊血浆蛋氨酸浓度较低，而DL一蛋氨酸、N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙两组血浆蛋氨酸浓度本表现出差异，血浆赖氨酸水平差异不显著（Peteron等，1978）。在饲料中添加 4g／d蛋氨酸或5．3g/d的N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙，5周后与对照组相比，可分别提高羊毛生长104％、122％，表明 N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙具有提高营养、促进羊毛生长等特点（Goldund，1974）。Cottle（1988）在青年阉羊、美利坚羔羊、芜利奴断奶羊中所做的试验，亦得到了相似的结论。Stewart和 Masters（1990）报道：连续 3周添加 3．6g／d N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙和不添加组相比较，羊毛生长、体增重以及血浆蛋氨酸水平无差异，但血浆硫酸酯水平较对照组高25％～40％。   

    从以上综述的情况看，N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙对反刍动物生产性能的影响效果不一，但总的来看，在日粮中添加适量的N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙，可提高动物的产奶量、产毛量、日增重。饲料转化率。N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙的添加效应，受诸多因素的影响，比如：动物品种与性别、饲粮组成（精粗比例）。添加剂量与添加期别、能量与蛋白质营养水平高低、矿物质与维生素、氨基酸的组成与平衡等。为了充分发挥N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙的添加效应，必须全面考虑影响反刍动物生产性能的各方面因素。3 N羟甲基一DL一蛋氨酸钙的毒性：鸡的生物学试验表明：在蛋氨酸缺乏日粮中添加0．l％的 N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙，可达到与DL一蛋氨酸同分异构体相同的功效，但当添加超过需要量水平时，N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙比DL一蛋氨酸表现更大的毒性（Richanlson等，1976）。

    羟甲基蛋氨酸钙对于鸡以0.5 ％的水平添加于日粮中和蛋氨酸一样有效，可提高采食量和日增重，但当以2％水平添加羟甲基蛋氨酸钙时将导致生长率显著降低（Buttery等，1977）。4 N羟甲基一DL一蛋氨酸钙含量分析方法：可用硫代硫酸钠滴定分析N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙中的蛋氨酸含量或用铬变酸（1，8－二羟基萘一3，6－二磺酸）与其发生显色反应并采用分光光度法来分析甲醛的含量，从而得以分析测定出N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙纯品或混合物中的含量。上述方法测定蛋氨酸和甲酸的回收率均较高，分别为97．2％、99．3 ％，而且采用上述方法对N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙中蛋氨酸一甲醛比例的测定与理论值相吻合（Ranfft，1981），因此这两种方法均可采用。5 N一羟甲基一DL一蛋氨酸钙生物学效价的评定方法：可通过饲养试验以观察动物的生长生产性能指标（如日增重、产毛量、产奶量、采食量。耗料增重比、饲料转化效率等）；也可通过动物生理生化代谢试验以观察血浆（血清）中尿素、尿酸、蛋氨酸、甲基硫醇、硫酸酯水平以及通过氮平衡试验、体外水解试验等评定。这些方法可以单独使用，亦可结合使用，应视具体情况灵活应用。