不同生理阶段犊牛赖、蛋、苏氨酸平衡模式研究

王建红 刁其玉 许先查 屠 焰 张乃峰

氨基酸营养对动物的生长发育至关重要。目前，对猪（Wang 等，1989；Fuller等，1989；Chung 等，1992；NRC，1998）和家禽（Mack 等，1999；NRC，1994；王勇生等，2005）的氨基酸营养研究已经比较成熟和完善，但是犊牛方面的资料还比较匮乏，NRC(2001)也未给出犊牛理想的氨基酸模式。因此，对犊牛的氨基酸营养的研究显得尤为重要，确定其必需氨基酸的限制性顺序和比例，为犊牛提供合理平衡的营养，为成年后的高产和稳产奠定基础。

研究氨基酸需要量的公认较理想的方法是Wang和Fuller（1989,1990）创立的氨基酸部分扣除法，其原理是：机体N沉积取决于第一限制性氨基酸的摄入量,扣除非限制性氨基酸对N沉积无影响。从基础日粮氨基酸模式中轮流地等比例地扣除某一氨基酸,根据摄入氨基酸与沉积N之间的关系 (简单线性关系),按斜率比法计算出与第一限制性氨基酸等限制时各种氨基酸的应该扣除量,从而得到各种氨基酸的平衡模式。

本试验采用氨基酸部分扣除法进行N平衡试验，研究在实际饲养条件中，犊牛不同阶段饲喂模式下（2～3周只饲喂代乳品和5～6周饲喂代乳品、开食料和羊草）Lys、Met、Thr的限制性顺序和比例。

1 材料与方法

1.1 试验设计

用12头荷斯坦公犊牛分别于2～3周和5～6周进行氮平衡试验。每个平衡试验设4个处理组，分别饲喂4种不同氨基酸含量的代乳品，即氨基酸相对平衡的代乳品（PC）组和在PC基础上轮流将赖、蛋、苏氨酸扣除30%的其它3种代乳品（分别为PC-Lys、PCMet、PC-Thr）组。PC组犊牛所饲喂的代乳品中氨基酸水平是根据 Hill等（2008）（赖、蛋、苏氨酸比例为100： 31：77，赖氨酸含量为2.34%）和本实验室代乳品粗蛋白水平（22%）的研究结果（Li等，2008）规划出一种氨基酸需要量模式（赖、蛋、苏氨酸含量依次为2.34%、0.72%、1.80%，粗蛋白含量为22%）而确定的。各处理氨基酸水平如表1所示。

表1 各处理组氨基酸水平（%）

1.2 试验日粮

各处理组犊牛饲喂代乳品、开食料及羊草。其中代乳品营养水平见表2；开食料主要由玉米、豆粕、麸皮组成，开食料及羊草的营养水平见表3。

表2 各处理组代乳品营养水平

1.3 饲养管理

本试验在北京市大兴区沧达福良种奶牛繁育中心进行。每组犊牛分圈饲养，每头犊牛占地约3 m2，保证牛舍的卫生。试验犊牛出生后立即与母牛分离，并于2 h内饲喂初乳，此后1周内饲喂初乳和常乳，饲喂量为出生重的8%。各组犊牛8～13日龄为代乳品过渡期，每日分 3次饲喂（08:30、14:00和 20:30），每顿过渡量为1/15，直到13日晚全部饲喂代乳品。犊牛从14日龄开始进入正试期。代乳品用煮沸后冷却到50～60℃的热水，按干物质占12.5%的比例冲泡成乳液，40℃左右可饲喂犊牛。日饲喂量为犊牛体重的11%，并随犊牛体重增长及时调整。开食料和羊草分别从第4周和第5周开始自由采食，并自由饮水。

表3 开食料和羊草的营养水平（%）

1.4 样品采集与指标测定

采用全收粪尿法。于试验2～3周和5～6周期间进行2期消化代谢试验，每期7 d，其中预饲期4 d，正试期3 d。详细记录每头犊牛每日排粪量，采集总量的10%作为混合样品，按每100 g鲜粪加入10%稀盐酸10 ml固氮，-20°C保存待测。记录犊牛每日排尿量，取总量的1%，用10%稀盐酸调整尿样pH值＜3，立即冷冻保存备用。

样品分析：饲料样品、粪样中氮及代乳品、开食料和羊草中Lys、Met和Thr含量。凯氏定氮法测定CP，日立L-8800型氨基酸自动分析仪测定Lys、Thr（普通水解法）和Met（氧化水解-酸水解法）（张丽英，2002）。

1.5 数据处理

试验数据以试验中每个处理为单位进行整理,用SAS 8.0统计软件ANOVA进行分析，差异显著则用Duncan's法进行多重比较。

2 试验结果与分析

2.1 氮平衡试验结果（见表4）

表4给出了不同处理组犊牛每千克代谢体重每日摄入N、沉积N及N表观消化率、表观生物学价值（ABV）。其中ABV=沉积N/(摄入N×N粪表观消化率)×100%。可以看出，不同生理阶段犊牛N的摄入量均无显著差异。N的沉积量均为PC组最高，其次为PCThr组，PC-Lys组最低，但统计分析均差异不显著（P＜0.05）。2～3周阶段PC1组犊牛对N的消化率显著高于 PC1-Lys组（P＜0.05），5～6 周与 2～3 周阶段的消化率规律类似。尽管差异不显著，2～3周阶段犊牛PC1组N的表观生物学价值比PC1-Lys组高16.42个百分点，比PC1-Met组高10.11个百分点，比PC1-Thr组高14.27个百分点；5～6周阶段PC2组分别比其它3组高3.24、2.61和0.71个百分点。

表4 不同处理组犊牛对氮的利用情况

2.2 氨基酸的理想比例

表5是各处理组犊牛单位代谢体重的氨基酸摄入量和相应的氮沉积量，以及为了便于计算氨基酸的需求比例而得出的相对于PC的比例。氨基酸需求比例的计算过程见表6。

表5 单位代谢体重的AA摄入量及相应的N沉积量

表6中S（Slope）为斜率，表示对照组代乳品（PC）中扣除30%的某种氨基酸对N沉积的影响程度，如2～3 周对于 Lys，其 S=(1-0.664)/(1-0.696)=1.104。在 2～3周和5～6周两阶段，对于所研究的3种氨基酸均是Lys的斜率最大，表明Lys始终为第一限制性氨基酸。P（Proportion）表示另外某种氨基酸与Lys等限制性时，该氨基酸在PC中所占的比例。其计算基于氨基酸等限制性时斜率相等的原理（Wang和Fuller，1990）。如对于 5～6 周阶段的 Met：Met的斜率=（1-0.827)/(1-0.658)，Lys的斜率=(1-0.800)/(1-0.745)，经简单变换，P=[(1-0.827)+0.658×0.784]/0.784。此时 P=0.8788,1-P=1-0.8788=0.1212，即需要从PC2代乳品中扣除12.12%的Met就能使Met与Lys处于等限制性。C（Concentration）为某一氨基酸与Lys等限制性的实际浓度。又如Met在 PC2中，Met摄入量为 339[mg/（kgW0.75·d）]，在上述条件，Met的浓度为 339×P=339×0.8788=298.32[mg/（kgW0.75·d）]。R（Ratio）表示在某一氨基酸与Lys等限制性时，该氨基酸的实际浓度（C）相对于Lys浓度的比例。如5～6周阶段Met的R值=298.32：1007=0.2962：1.0000。由此得到两个阶段犊牛3种氨基酸的平衡模式，见表7。

表6 Lys、Met、Thr平衡模式计算

表7 Lys、Met、Thr平衡模式

3 讨论

3.1 氮平衡试验结果

D'mello等（1995）研究发现日粮氨基酸平衡可以减少粪尿中N的排泄，提高N沉积。本试验在摄入N基本一致的情况下，PC组的沉积N有高于其他各处理组的趋势，这是由于Lys、Met、Thr部分扣除后影响了日粮氨基酸的平衡，使得蛋白质的合成效率降低，多余的N经粪和尿中排出，沉积N降低。氮的表观生物学价值（ABV）表示吸收N用于生长的效率，因此本试验设置的不同氨基酸处理组并没有影响犊牛将吸收的N沉积下来的效率；而N的消化率（吸收N/摄入N）却受氨基酸处理组的影响，这可能表明N的消化率指标比N的ABV更能准确的体现出犊牛体内N的利用情况（Blome等，2003）。从N的沉积、N的消化率和生物学价值的结果来看，Lys部分扣除组受影响最大，其次为 Met和 Thr。这也与 Lys、Met、Thr的限制性顺序结果相一致。

3.2 氨基酸的理想比例

许多学者对犊牛Lys、Met、Thr限制性顺序的研究结果不太一致，Abe等（1997）采用十二指肠灌注法通过氮平衡试验研究认为断奶犊牛（小于5月龄）以玉米和玉米蛋白粉为日粮时Lys为第一限制性氨基酸；而Abe等（1998）通过补饲Lys和Met认为小于3月龄的断奶犊牛（玉米-豆粕日粮）Met为第一限制性氨基酸，Lys为第二限制性氨基酸。可见试验方法、日粮组成及月龄不同犊牛氨基酸的限制性顺序也不同。本试验采用氨基酸部分扣除法（Wang和Fuller，1989、1990）得出0～2月龄犊牛不同的日粮模式下3种氨基酸的限制性顺序均为 Lys、Met、Thr，表明 0～2 月龄犊牛对Lys需求大于Met和Thr。

表7可见，按单位代谢体重的N沉积与AA摄入量计算时，本试验测得的Lys、Met、Thr的需求比例随犊牛生理阶段的不同而异，随周龄的增加以及日粮模式的改变，Met占Lys的比例稍有升高，而Thr占Lys的比例则呈现较大幅度的下降。

猪的 Lys、Met、Thr平衡模式的研究表明（Chung，1992；NRC，1998），不同体重阶段生长猪的 Met和 Thr占Lys的相对比例一般随体重的增加而上升。这是因为这2种氨基酸用于维持的需求比例高于用于生长的比例（NRC，1998），随着猪体重的增加，维持需要量增加。本试验结果表明，Met符合这一规律，而Thr与此相反。可能是因为本试验影响犊牛氨基酸需求比例的因素除了随周龄的增加体重增长外，还有日粮模式发生了改变。

本试验犊牛获得最大NR所需3种氨基酸的平均比例（100： 29.5： 65）与 Walter（1997）通过模型估测的结果（100：26：66）相比，Met的比例相对偏高，可能与蛋氨酸影响犊牛的免疫功能和对疾病的抗感染能力有关，犊牛的自我调节能力较差，对外界环境变化的抵抗力较低，因此需要相对较高比例的Met来增强自身的免疫力。

4 结论

4.1 2～3周龄日粮模式为代乳品和5～6周龄日粮模式为代乳品、开食料和羊草两阶段犊牛获得最大氮沉积时 Lys、Met、Thr的适宜比例分别为 100： 29：70和100：30：60，3种氨基酸的限制性顺序均为Lys、Met、Thr。

4.2 氨基酸相对平衡组犊牛对N的消化率显著高于其他各处理组，部分扣除Lys、Met、Thr有降低N沉积和N的ABV的趋势。

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