新型蛋白質中的氨基酸（綜述）

韓浩月 夏俊花

中圖分類號：S816 文獻標志碼：C 文章編號：1001-0769（2018）01-0072-04

氨基酸（Amino Acid，AA）是所有動物體內蛋白質的基本構架，在細胞中起著多重調節功能。對豬而言，AA分兩大類：必需氨基酸（Essential Amino Acid，EAA）和非必需氨基酸（Non-Essential Amino Acid，NEAA）。EAA無法在動物的生理系統內自然合成，因此EAA必須通過日糧提供給動物；而NEAA則可在動物體內合成，因此無需在日糧中額外添加。在單胃動物所需的20種AA中（表1），豬的EAA僅為9種（蛋氨酸、組氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸、色氨酸、賴氨酸和纈氨酸）。這種不可缺少的AA因動物物種的不同也有所不同。

1 AA的添加

AA應該通過日糧以蛋白質或晶體（合成）AA的形式供應，以滿足動物的所需。高品質的蛋白質含有處于可接受水平的全部必需AA。但是，低品質的蛋白質會存在一種或多種AA缺乏的情況。因此，由于在豬日糧中使用了不同品質的蛋白質，導致某些必需AA的缺乏，這些AA被稱為限制性AA。大部分情況下，賴氨酸是第一限制性AA，隨后為蛋氨酸，這兩種AA通常需要在日糧中另外添加。若日糧缺乏一種或多種必需AA，蛋白質的合成則會受限于第一限制性AA的水平。通過將動物的AA需求量和日糧中AA真實含量進行比較，可以估測“限制性AA”的排序。豬日糧的限制性AA順序為賴氨酸、蘇氨酸和色氨酸。當日糧的蛋白質含量不足時，合成氨基酸應該按限制性氨基酸的順序進行添加。各種飼料原料中豬的限制性AA含量如表2所示。生長豬的日糧AA需求量如表3所示。

2 AA替代源

豆粕是豬日糧中所用的最廣為人知的AA的植物性來源。但是，出于營養和經濟的原因，在豬日糧中使用豆粕替代品的情況日益增加。下面我們介紹其中幾種替代品。

2.1 棉籽粕

與豆粕相比，我國棉籽粕的產量位居第二。但由于在其種子的色素腺體中存在殘留的自由棉酚（一種由真菌產生的毒性物質）具有毒性效應，棉籽粕的使用因此受到限制。棉籽粕含有極高水平的蛋白質，但是賴氨酸和色氨酸的含量很低。有人建議用棉籽粕代替日糧中的蛋白質添加物或豆粕的水平應低于50%，以便將日糧中自由棉酚的含量控制在0.01%以下，從而不會影響豬的正常生長。

2.2 向日葵粕

向日葵粕是向日葵種子榨油后產生的副產品。它含有高水平的纖維（22%～24%），在豬日糧中的使用應控制。盡管相比于豆粕，向日葵粕含有較高水平的含硫氨基酸（半胱氨酸和蛋氨酸），但是其賴氨酸的含量相當低。一般建議向日葵粕在生長-育肥豬日糧中的推薦替代量不高于25%。

2.3 肉粉和骨粉

肉類副產品可用于豬日糧，不過這種行為在歐盟不被允許。肉粉和骨粉是一種優質的鈣和磷源。然而，它們的蛋氨酸和色氨酸含量往往非常低。肉粉和骨粉在加工過程中進行過度加熱，可能會降低其消化率和作為蛋白源的價值（例如氨基酸特別是賴氨酸的生物利用率）。因此，一般建議肉粉和骨粉的推薦添加量應低于蛋白質飼料的25%。

2.4 生大豆

生大豆，尤其是受天氣影響而遭到損壞的或容重低的大豆，經常會被用作豬日糧中有吸引力的蛋白替代品。隨著年齡的增長，豬對胰蛋白酶抑制劑的易感性降低。因此，生大豆只能用于妊娠母豬日糧，不會產生任何不良效用。若在幼豬日糧中添加生大豆，在飼喂前必須加熱大豆，以使胰蛋白酶抑制劑失去活性。

2.5 菜籽粕

菜籽粕是油菜籽加工生產植物油后產生的副產品。菜籽粕的粗蛋白含量為35%～40%。與豆粕相比，菜籽粕中賴氨酸含量低，而含硫氨基酸含量高。一些油菜籽含有高水平的毒性成分——硫代葡萄糖苷，它們會影響動物甲狀腺的正常功能。一般建議，在生長-肥育豬和母豬日糧中，菜籽粕作為蛋白源替代豆粕的最高替代比例為50%，且不會影響它們的生產性能。

2.6 豌豆和豆類

世界各地有大量的豌豆和豆類品種。在不適合生產大豆的地區，豌豆和豆類是其很理想的替代品。豌豆含高水平的蛋白質（25%）和必需AA，不過蛋氨酸的含量相對較低。由于能夠固定土壤中的氮，豆類是輪作的一個很重要的組成環節。在抗營養因子（Anti-Nutritional Factors，ANFs）方面，豌豆含有蛋白酶抑制劑、植物血凝素和植酸鹽，而豆類含有高水平的單寧酸和生物堿。深加工可有助于減少ANFs的含量。

2.7 綠萍（水蕨）

綠萍（azolla或water fern）屬于羽葉滿江紅（滿江紅屬），可作為動物的高蛋白飼料原料。綠萍又稱為蚊子蕨（mosquitofern）、羽狀蚊子蕨（feathered mosquitofern）和紅浮萍（water velvet），它是一種天然的水生植物，想要開發有機動物飼料閉環循環的人會對其產生興趣。綠萍含有高水平的蛋白質和礦物質，具有固氮特性，適合于飼喂雞、豬、山羊、鴨和牛，并且可以在任何封閉的水體中生長。以干物質為基礎，綠萍的蛋白質含量為25%～35%，礦物質含量為10%～15%，AA、生物活性物質和生物聚合物的含量為7%～10%。它富含必需AA、維生素（維生素A、維生素B12和β-胡蘿卜素）、生長促進劑中間產物和礦物質（如鈣、磷、鉀、鐵、銅和鎂等）。

2.8 浮萍

浮萍（Lemna）隸屬于浮萍屬。傳統上，浮萍在世界各地的許多地方會被用作動物飼料原料。浮萍是一種生長十分迅速的水生植物，其含有高水平的蛋白質含量（35%～45%）。在商業上，它通常采用大型栽培系統培育，而后收割和干燥。深加工能夠提高蛋白質含量。

2.9 水葫蘆

水葫蘆（鳳眼蓮）是淡水生態系統中一種自由浮動的多年生草本植物。水葫蘆含有動物生長所必需的大部分營養物質，但是將其制成可口的飼料難度較大，因為其含有大量的水分。水葫蘆可以以新鮮的、青貯的和干燥的形式使用，另外它既可以整株使用，也可以斬碎或粉碎后飼喂。水葫蘆的根部通常被丟棄，其他部位通常斬碎后直接飼喂動物。干燥的水葫蘆可用錘片式粉碎機粉碎，制成粉狀，可用于豬飼料。

2.10 辣木

辣木（辣木屬）是一種生長在許多熱帶地區的全球均有的樹木，由于具有多種營養價值和藥理特性而被人們廣泛應用。辣木的嫩葉、花和豆莢是亞洲人飲食中常見的蔬菜。該植物的所有部分都是（γ和α）生育酚、酚類、β-胡蘿卜素、維生素C和所有蛋白質（包括含硫AA蛋氨酸和半胱氨酸）的可再生來源，它含有低濃度的ANFs。

2.11 木薯根

木薯根主要是一種碳水化合物的來源，其可完全替代豬和禽飼料中作為能量來源的玉米。木薯根以此為目的的應用目前僅限于研究中心和小規模的養豬場。由于木薯的蛋白質含量較低，因此有必要在以木薯根為基礎日糧的飼料中添加動物蛋白，以提高蛋氨酸和賴氨酸水平。

2.12 干酒精糟及其可溶物（Distillers Dried Grains with Soluble，DDGS）

DDGS是玉米或小麥生產酒精和生物燃料后產生的一類副產物。DDGS的蛋白質含量為30%～40%，因此能夠替代豬日糧中一定比例的大豆。然而，找到一種營養成分含量一致的DDGS是一大挑戰。質量的多變及可能受到霉菌毒素的污染，意味著配方師在利用DDGS時仍應十分小心謹慎。獲得更多的有關其在豬日糧中AA消化率和添加量的信息，將能夠確定DDGS的真正價值。目前的建議是，生長豬飼料的推薦添加量為20%，成年豬日糧的添加可高達50%。

2.13 昆蟲粉

目前正在研究的某些品種的昆蟲大多為家蠅（Musca domestica）、黑水虻（Hermetica illucens）和黃粉蟲（Tenebrio molitor）。昆蟲粉含有高水平的AA，因此可作為生長豬理想的蛋白質來源。另外，昆蟲粉的消化率也很高。

2.14 藻類

藻類是自然界生長最為迅速的有機物。目前，大量的項目正在研究藻類的生產技術及其在豬日糧中的應用。光養微藻（藍色和綠色）可在人工池塘中生長，收割后進行干燥，隨后制成粉狀。這種形式的藻類含有高達45%的蛋白質和大量的必需AA，使其成為一種很有價值的飼料原料。

3 結論

AA是現代豬日糧中的基本營養要素。大部分必需AA來自于常規飼料原料中，但仍有許多蛋白質替代源似乎含有多種AA。合成AA可部分替代豬日糧中的蛋白質，或可直接添加必需AA以滿足豬對AA的需求。

原題名：Amino acids in new proteins： A review（英文）

原作者：Sanjib Borah博士和Dipankar Paul博士（印度阿薩姆農業大學）