奶牛的氨基酸营养.docx

奶牛的氨基酸营养布兰•斯龙 博士 (Brian Sloan, Ph.D・)Adisseo USA Inc前言自从NRC2001年发布奶牛的营养需要量以来，奶牛日粮配方不仅仅为满足传统的 蛋白质需要，同时至少需要对日粮的首要限制性氨基酸-蛋氨酸和赖氨酸进行平 衡在开发氨基酸供应亚模型时所采用的严谨方法，以及随后对氨基酸需要量的 推荐进一步充实了“理想蛋白质”原理现在可以对奶牛日粮配方在确保日粮蛋 白质得到有效利用的同时，优化产奶量及乳成分-特别是乳蛋白这样做的效果 使奶牛养殖者有机会通过少量增加饲料成本，生产出价值更高的产品以获得更好 的产出投入比此外，某些“隐藏”的益处同样也可以为奶牛饲养企业带来效益 饲喂氨基酸平衡日粮也能对某些代谢紊乱起到预防作用，对能量平衡有正面影 响，并由此而使繁殖性能得以改善回顾氨基酸营养的益处很多好的综述性文章都总结了增加日粮中可代谢赖氨酸和蛋氨酸的益处(NRC2001, Rulquin 和 Verite 1993, Sloan 1997)与家禽和猪相似，奶牛的氨基酸营养前提也是确认可能限制乳蛋白合成的氨基 酸,在增加日粮中这些氨基酸的含量就能够促进乳蛋白的合成和提高所有可吸收 氨基酸(可代谢蛋白-MP)的利用效率。

现在，文献中已经有一致的结论，即在 绝大多数日粮情况下首要的两个限制性氨基酸是蛋氨酸和赖氨酸(NRC2001) 蛋氨酸几乎总是第一限制性氨基酸，赖氨酸为第二限制性氨基酸，或几乎与蛋氨 酸同等短缺，或者当蛋氨酸的供应量增加20%时成为限制性必需氨基酸在北美日粮中,当玉米是唯一的谷物类饲料,及一些玉米副产品或酒糟类谷物，在 可代谢蛋白中赖氨酸和蛋氨酸水平需要同时得以提高以确保效果当日粮中的玉 米是主要的谷物来源，豆粕是主要的蛋白质来源时，通常每头奶牛每增加5-10 克可代谢蛋氨酸即可增加30-70克的乳蛋白赖氨酸和蛋氨酸之后的限制性氨基 酸仍然未确定一些试验结果显示组氨酸可能是第三限制性氨基酸的候选者，特 别是在没有血粉饲喂的情况下然而，限制性氨基酸顺序确定的实际意义在现今环境下仍然是一个学术问题用 现有的饲料原料，即使要满足动物对赖氨酸和蛋氨酸预计需要量的90%仍然是较 为困难的除非蛋氨酸和赖氨酸水平能够得到进一步提高，否则蛋氨酸或者赖氨 酸的效果是不会受到其它限制性氨基酸的影响的提高产奶性能Garthwaite等1998年总结了已发表的有关增加日粮中赖氨酸和蛋氨酸含量的饲 喂试验七个试验分别在产犊后即开始或在泌乳期的第2-3周开始并持续至少 120天。

每天产奶量平均增加1.5磅（680g），乳蛋白每天增加80g，乳蛋白含 量平均增加0.16个百分点在类似的5个试验中，在妊娠期最后3周和泌乳前 期日粮中同样增加可代谢赖氨酸和蛋氨酸含量，结果显示每天产奶量增加了5 磅（2.27 kg）,乳蛋白增加了 112g,乳蛋白含量增加了 0.09个百分点在这5 个试验中，每天乳脂产量增加了 115g，乳脂含量增加了 0.10个百分点这些结 果显示平衡日粮中赖氨酸和蛋氨酸的原理同样可以应用干奶期（妊娠后期）的日 粮，从而在泌乳期获得最大的效益提高可代谢蛋白的利用效率通过平衡日粮的赖氨酸和蛋氨酸来提高可代谢蛋白的利用效率是增加获利的根 本原因一般来说奶牛的其它氨基酸都是过量供应，因而当限制性氨基酸供应量 得以增加时，则新的乳蛋白分子得以合成，从而减少了其它氨基酸的过量从理 论上解释则是提高了可代谢蛋白的利用效率此外，如果仅仅依靠可代谢蛋白来 估测氨基酸需要量，计算显示实际奶产量在90%的情况下都低于可代谢蛋白允许 的产量（NRC2001）Schwab 2004年显示用于乳蛋白合成的可代谢蛋白的总体 利用效率仅为0.64，而NRC的数值为0.67，当日粮配方考虑到赖氨酸和蛋氨酸 的平衡之后，则可代谢蛋白的利用率要高于0.67。

如果继续依据可代谢蛋白转化为乳蛋白的效率为0.67，则至少应注意赖氨酸和 蛋氨酸在可代谢蛋白中的含量让我们来看一下可代谢蛋白利用率低对产奶的影 响一头奶牛每天生产40 kg含乳蛋白3%的牛奶，如果总的可代谢蛋白的利用 率从0.67降为0.60，乳蛋白的产量预计降低10% （120g）°120g乳蛋白的损失 等同于少产2kg牛奶，同时牛奶的乳蛋白含量也降低0.15%Piepenbrink等1999 年和McLaughlin等2002的研究都证明了平衡日粮氨基酸的重要性Piepenbrink 等1999年用富含蛋氨酸的日粮饲喂奶牛，并用重复拉丁方设计研究对增加赖氨 酸供应的剂量反应乳蛋白合成是以线性方式增加的最佳的效果来自于每天增 加34g可代谢赖氨酸供应，结果是生产额外的173g乳蛋白（2.72 kg牛奶和0.2% 的乳蛋白增加）在没有任何赖氨酸补饲、氨基酸不平衡的日粮组，用于乳蛋白 合成的效率仅为0.53采食量没有变化，因而在最佳水平的赖氨酸的补饲组， 可代谢蛋白的利用效率提高到0.67同样，MaLaughlin等2002做了一个类似试 验，增加可代谢赖氨酸供应量49.5g,每天乳蛋白产量提高了 217g （提高2.04 kg 牛奶0.27个百分点乳蛋白）。

这些结果表明当只有可代谢蛋白作为唯一的实体来确定氨基酸供应量时，事实上 并没有考虑到可能的限制性氨基酸，因而产奶性能的可预测性也较差Schwab 在2004年比较了可代谢蛋白，可代谢赖氨酸和蛋氨酸作为产奶量、乳蛋白的预 测因子可代谢蛋白在用于预测产奶量时较为准确（"=0.65），在预测乳蛋白 上更好（"=0.74）一般都会认为乳蛋白会有更好的相关，因为投入和产出都 是蛋白质的形式与可代谢蛋白相比，可代谢蛋氨酸的供应更适用于预测产奶量 （"=0.76）和乳蛋白（"=0.81 ）然而可代谢赖氨酸的供应被证明在预测产 奶量和乳蛋白是最佳的，其-都在0.9以上的这个分析也显示为了提高产奶 性能预测的准确性，应至少先考虑首要的两个限制性氨基酸如果我们在做日粮 配方也朝这个方向倾斜，我们将会减少在预测产奶性能方面的误差如果在日粮 配方上继续只考虑可代谢蛋白而不考虑可代谢赖氨酸和蛋氨酸，不仅奶牛的产奶 性能不能得到最大的发挥，而且对产奶的预测也不会准确，牛奶的乳蛋白和乳脂 含量也不能得到提高，从而减少了出售牛奶所获取的利润废除常规的日粮配方方法，改用增加可代谢赖氨酸和蛋氨酸进行配方不仅可以使 日粮原有蛋白质水平由 18%或更高降低到 16.5-17.5%，而且不会影响产奶量，同 时仍可提高乳成分。

饲料利用率当日粮平衡赖氨酸和蛋氨酸之后，不仅可代谢蛋白的利用率得到提高，同时 总的饲料利用效率也得以提高Hut jens2005年提出了一个以评定饲料利用效率 为目的的计算方法，该计算结果也能作为确定饲料利用效率的一个指标通常该 方法是以采食的每磅干物质饲料所能生产 3.5%校正乳（磅）来表示但在对乳 蛋白产量的影响同等重要时，他提出了另外一个更合适的、同时校正乳蛋白和乳 脂的指标：3.5%校正乳脂和乳蛋白的奶产量（磅）=（12.82 '磅脂肪）+ （7.13 '磅乳 蛋白）+ （0.323 '磅 牛奶）Garthwaite 等 1998 年的 7 个泌乳前期产奶性能试验的结果显示，平均饲料利用 率提高了 0.08（1.93 比 1.85）减少代谢紊乱高的饲料利用率本身并不一定就是一个健康日粮好的指标，如果它的代价是 过快的消耗体组织的能量储备，并由此而导致代谢紊乱和延迟或损害奶牛的繁 殖但是当日粮的可代谢赖氨酸和蛋氨酸平衡之后，由于提高了对可代谢蛋白的 利用率，减少了将过量氨基酸转化为尿素所需要的能量，从而可以将更多的能量 用于生产对提高饲料利用率特别是能量水平的更进一步的解释是与其可能与蛋 氨酸在代谢中的其它作用有关，而不仅仅简单看成是乳蛋白合成的组成成分之蛋氨酸长期以来一直被认为通过其作为甲基供体的能力而对肝脏代谢具有好的 作用。

一系列的试验都证明了蛋氨酸在肝脏代谢中所起的作用（Bauchart等 1998）蛋氨酸在合成载脂蛋白 B 过程中起着关键的作用，载脂蛋白 B 是合成超 低密度脂蛋白（VLDL）的基本成分，而VLDL在肝脏中负责将甘油三酯排放到周 边组织中 Durand 在 1992 年的文章中描述了蛋氨酸和赖氨酸的这一作用机理 他们测定了整个肝脏在灌注额外赖氨酸和蛋氨酸之前和之后净的超低密度脂蛋 白的出现或者消失在灌注前和灌注后是负平衡，而在灌注期间达到了正的平衡 现在提出的假设是该效果是由蛋氨酸在 3 个不同层次所起的作用而产生的首 先，蛋氨酸是合成载脂蛋白 B 的基本构建单位第2，蛋氨酸还参与了基因的表 达或载脂蛋白 B 合成时信息 RNA 的翻译第 3，蛋氨酸还可作为甲基供体而有利 于肝脏超低密度脂蛋白亲水膜-卵磷脂的合成其主要效果是减少了肝脏脂肪沉 积的危险，避免诸如脂肪肝和酮病的出现两个在泌乳第 4-6 周的试验奶牛到产犊时饲喂至肥胖，在泌乳开始之后饲喂限 制能量的日粮一半的奶牛补饲赖氨酸和蛋氨酸对生产性能的促进是显著的-提高产奶量2.5kg,提高乳蛋白2.5g/kg,总共增加乳成分超过250g/天。

第2 个试验，在提高产奶性能的同时在试验的第 2 周也显著降低了循环中的酮体水 平这些都证明了增加赖氨酸和蛋氨酸的供应能够减少代谢紊乱的出现提高繁殖性能传统经验证明,在泌乳前期对任何一个日粮的调整如果能够减少代谢紊乱和提高奶牛的能量水平就能对奶牛繁殖性能产生潜在的正面影响（Santos等2005）Robert 等 1996 年观察到动物更好的子宫复原（动物在产后第 45 天子宫恢复到 正常大小的百分比）这样就减少了每次受孕所需要的人工受精次数,但统计分 析差异不显著他们同时每3天也测定了泌乳前期112天牛奶中黄体脂酮的水平 结果显示奶牛饲喂平衡赖氨酸和蛋氨酸的日粮在每次成功排卵前黄体脂酮的水 平都高于对照组,通常这被认为是有利于排卵在人工受精后连续5天测定黄体 脂酮,显示其水平也较高高的黄体酮水平被认为是一个有利于胚胎成功着床的因素Thiaucourtl996年通过生产试验（53个农场，2000头奶牛）也表明饲喂 富含赖氨酸和蛋氨酸日粮的奶牛可以缩短首次授精和产犊的时间5天（P<0.1）通过平衡日粮氨基酸促进奶牛繁殖性能的其它原因还包括在不影响产奶性 能的前提下降低日粮的蛋白含量,可以降低奶牛血液中尿素的水平。

现在已经被 广泛接受的事实是高产奶牛的血浆、血清和牛奶中尿素氮的含量与受孕率成负相 关（Butier 等 1996，Ferguson 等 1993，Santos 2005）Elrod 等 1993 年研究发 现饲喂过量的瘤胃不可降解蛋白或者瘤胃可降解蛋白降低了青年奶牛在发情期 第7天子宫的pH，饲喂过量的可降解蛋白通常与更低的受胎率相关对免疫反应的作用蛋氨酸和赖氨酸对奶牛免疫的作用仍处于推测阶段用绵羊血红细胞注射雏鸡试 验显示含硫氨基酸水平是确定免疫反应的一个重要因素同样，对刚送抵育肥场 进行育肥的肉牛试验显示，与对照相比，增加赖氨酸和蛋氨酸的日粮可以降低经 鼻接种感染牛传染性鼻气管炎并于7天后注射猪血红细胞的牛的直肠温度，同时伴有增强的体液免疫反应，表现为免疫球蛋白滴度（IgM）的提高（Spears et al., 1996）对于奶牛而言，只有一些间接的证据表明平衡日粮赖氨酸和蛋氨酸可以对免疫系 统产生正面影响Thiaucourt （1996）对56个农场2000头奶牛的生产试验显示, 平衡日粮赖氨酸和蛋氨酸平均可以提高乳蛋白0.13个百分点，提高泌乳前期产 奶量1.6 kg /天，可减少牛奶中的体细胞数量50， 000个/毫升。

他推断一系列 的因素造成了该现象- 如动物的能量水平得到提高会导致总体免疫水。