浅析蛋氨酸对动物生产性能的影响

谭兴智 荣凤梅

（①山东省烟台市烟台开发区农业与海洋渔业局 264006 ②临沂出入境检验检疫局）

1922年，在酪蛋白水解产物中发现一种为溶血性链球菌繁殖不可缺少的氨基酸，到1928年才确认其结构，为甲硫基丁氨酸，即蛋氨酸。蛋氨酸的分子式为CH3SCH2CH(NH)2COOH，是具有旋光性的化合物，分为L型和D型。在动物体内L型易被吸收，D型要经酶转化为L型才能参与蛋白质的合成。蛋氨酸是白色片状或粉末状晶体，具有微弱的含硫化合物特殊的气味，易溶于水、稀酸和稀碱，微溶于乙醇，不溶于乙醚，熔点为281℃，相对密度为1.340。其1%水溶液的PH为5.6～6.1，产品含量≥98.5%。

蛋氨酸是动物生长必需的一种重要氨基酸，在玉米－豆粕型日粮中，蛋氨酸是第一限制性氨基酸。在畜禽日粮中添加蛋氨酸可以降低日粮中蛋白质水平，这缓解了植物性蛋白饲料的短缺问题。

1 蛋氨酸对动物生长性能的影响

蛋氨酸作为动物生长所必需的氨基酸之一，适量添加蛋氨酸可以改善动物的生长性能。研究表明，适当提高日粮蛋氨酸水平可显著改善肉仔鸡体增重和饲料转化效率。Davidson和Spreadbury(1975)研究表明，由花生壳组成的日粮单独提供赖氨酸(Lys)时，对肉兔的生长率没有显著影响，然而，当同时添加赖氨酸和蛋氨酸时能提高生长率，这表明蛋氨酸是限制性氨基酸。Boushy (1978)报道，在19%粗蛋白水平的日粮中适量添加蛋氨酸和赖氨酸比23%粗蛋白水平处理组的日增重、饲料转化效率高。Koreleski(1979)等研究发现低蛋白水平(14.4%)的日粮添加赖氨酸0.4%,蛋氨酸0.2%后日增重较对照组(粗蛋白17.9% )显著提高。当其他的必需氨基酸充足时，提供Met和Lys，生长肉仔鸡的日粮蛋白质水平可以由21%降低到17%(Bunchasak，1997)。Larbier等(1980)指出，添加DL—蛋氨酸显著提高了鸡的体重，改善了饲料报酬。同时，蛋氨酸添加剂还大大减少或完全消除肉鸡脂肪的增加。肉鸡日粮中添加蛋氨酸0.56%～0.60%，肉鸡胴体脂肪含量减少到15%，瘦肉的增加量可达到3.5%～7.5%，且在粗蛋白21%时达最高。Swick等(1990)报道了在家禽热应激情况下，蛋氨酸添加剂对家禽有较好的生产性能，用火鸡和肉鸡作试验，同样证实了上述效果。蛋氨酸作为含硫氨基酸还具有促进产毛的作用，安哥拉兔产毛性能达最大时，蛋氨酸的适宜添加量为0.3%(日粮蛋氨酸含量为0.61%)。同时对血液指标的结果可知，蛋氨酸含量为0.41%时，蛋白质的消化率最高(李福昌，姜文学，2003)。瞿明仁、卢德勋(2004)报道，日粮蛋氨酸水平对料重比有显著影响。对于泰和乌骨鸡公鸡来说蛋氨酸含量在0.22%～0.24%～0.26%范围内，随日粮蛋氨酸的提高，日增重有提高的趋势，料重比明显降低(P<0.05)。

日粮中添加蛋氨酸可以提高动物的生长性能，但超量添加并不能进一步提高，甚至会出现下降趋势。张丽君等(1989)报道在4～8周龄肉仔鸡日粮中分别添加不同水平的蛋氨酸后，肉仔鸡体重随着蛋氨酸水平的升高呈现先升高后降低的趋势，且在8周龄，0.47%蛋氨酸水平组肉仔鸡体重显著高于0.42%和0.52%蛋氨酸处理组(P<0.05)。王春霞等(1991)研究表明，向基础日粮添加0.24%蛋氨酸可显著提高全期(1～6周)肉仔鸡的相对增重率和饲料转化率，但继续提高蛋氨酸水平未见显著效果，且增重和饲料转化效率有下降趋势。这说明适当的蛋氨酸添加水平能提高动物生产性能，缺乏或超量添加对动物都是不利的。

2 蛋氨酸对动物的毒性与解毒功能

2.1 蛋氨酸的毒性 蛋氨酸具有较高的营养价值，但是添加过量会抑制动物生长，这是一种“氨基酸中毒症”。在低蛋白(10%)饲粮中添加1.0%～1.5%的蛋氨酸，鸡的采食量明显减少，生长严重受阻，若强饲则发生弱腿，嗉囔排空迟滞，于试验4～11d内死亡。7周龄，体重为70kg的荷尔斯坦牛的日粮中，每日添加蛋氨酸的量为18 g，则会引起体重减轻、料重比下降、氮的利用率下降(Abe，Okada等，2000)。8～22日龄的雄鸡分别饲喂0.5%(对照)和蛋氨酸缺乏的日粮(0.4%、0.3%和0.2%)，结果发现饲喂0.4%蛋氨酸水平的日粮采食量增加10%但是却无明显体增重。0.3%和0.2%的蛋氨酸则引起采食量和体增重的下降(Carew等，2000)。

2.2 蛋氨酸的解毒功能 蛋氨酸是动物的必需氨基酸，转化成胱氨酸后有保肝解毒的作用，对铅中毒的大鼠或雏鸡添加蛋氨酸，可使中毒缓解。对于钴、铜、和硒中毒，也有同样效果。这可能因为生成谷胱甘肽与金属的复合物从尿中排出。蛋氨酸与胆碱类似，可以提供活性甲基，有预防脂肪肝的作用。另外蛋氨酸能减轻黄曲霉毒素对动物的毒性作用(Van Heugten和Spears，1994)。

3 蛋氨酸对动物免疫功能的影响

一些报道表明，日粮中蛋白质和氨基酸水平影响动物的免疫机能，Cook(1991)指出，各种氨基酸对动物免疫反应的影响是可变的，鸡最佳免疫力所需要的蛋氨酸水平超过最大生长所需的水平。Swain等(2000)在基础日粮(Met，0.36%)中添加0.3%蛋氨酸可显著提高新城疫病毒(NDV)疫苗接种后21d血清抗NDV抗体效价，同样过量添加(0.45%)则无显著影响。Swain等(2000)发现，雏鸡饲喂缺乏蛋氨酸的日粮时，对绵羊红细胞的抗体应答和对植物凝集素(PHA)的迟发型超敏反应均降低(火鸡亦有此类情况)。Taliahashi等分别用含5.6g/kg和9.3g/kg含硫氨基酸(蛋氨酸+胱氨酸)的日粮饲喂鸡，发现9.3g/kg的含硫氨基酸可提高注射大肠杆菌后自细胞介素-I的活性。

Swain等(2000)在基础日粮( Met，0.36%)中添加0.15%，0.30%，0.45% 蛋氨酸显著提高了新城疫疫苗免疫后第21d肉仔鸡淋巴细胞迁移抑制率(Migration Inhibitian，MI)，且随日粮蛋氨酸水平的升高表现出剂量反应规律。

4 蛋氨酸对动物基因表达调控的影响

上个世纪80年代，认识到营养素可直接和独立地调节基因表达，从而对营养素功能的认识深入到了基因水平。目前已经证明日粮中大量成分(如糖类，脂肪酸)和微量成分(微量元素、维生素)都参与基因表达的调节。但有关氨基酸对哺乳动物基因表达的影响还所知甚少。

蛋氨酸摄入量过高可导致机体腺苷蛋氨酸(S-adenosylmethionine, SAM)水平升高，SAM可加强DNA甲基化，而DNA甲基化与基因转录密切相关。SAM是重要的基因转录调控方式－DNA甲基化的供体来源。细胞培养试验表明，高水平SAM可诱导HL-60细胞(早幼粒白细胞病细胞)基因组DNA甲基化程度增高，使DNA转录活性降低(白坚石等，2000a，2000b，2001)。饲养试验表明，采食蛋氨酸、叶酸和胆碱均缺乏的日粮，导致大鼠肝脏中DNA甲基化水平降低，甚至发生癌症(Mihai等，2002)。这表明日粮中蛋氨酸作为甲基供体也可影响动物体内DNA甲基化状态从而影响基因表达的调控，这可能是蛋氨酸调控动物体内蛋白质沉积的分子基础。

动物的生长主要受生长轴的调控，下丘脑-垂体-肝脏构成的生长轴是调控动物生长的中心环节，生长激素(GH)和类胰岛素生长因子-I (IGF-I)在该生长轴中最能反映动物的营养和生长状况，它们直接促进细胞的生长，增加氨基酸的摄取，提高蛋白质和RNA的合成，增强肌肉的生长，可与其它生长因子协同促进肌细胞、成骨细胞、脂肪细胞以及胶质细胞等的增殖和分化，尤其IGF-I与体内氮平衡和日增重之间呈显著的正相关。

研究表明，对肉鸡饲喂低蛋白的日粮，会显著降低血清中IGF-I的含量，当日粮蛋白质升高时，血清中IGF-I的含量恢复(Lauterio和 Scanes，1988；Rosebrough等，1989；Rosebrough和McMurtry，1993)。然而，饲喂低蛋白日粮，不会改变组织中IGF-I mRNA的活性(Kita等，1996)，短期限饲，血清或血浆中的IGF-I水平降低，恢复饲喂时，依然保持较低水平(Kim等，1991；Beccavin等，2001)或恢复正常(Kita等，1996)。另外，在限饲期间，IGF-I mRNA的表达受到抑制(Beccavin等，2001)。最近研究表明，蛋白质缺乏(Thissen等，1994；Ketelslegers等，1995)与蛋氨酸缺乏会抑制小鼠体内血清中IGF-I的水平，但是对肝脏中胰岛素养生长因子结合蛋白(IGFBP-I)mRNA 的含量及血清中IGFBP-I水平没有影响(Ammann等，2000；Takenka等，2000)。蛋氨酸作为动物生长所必需的氨基酸之一，并且作为单胃动物的肉兔，蛋白质的营养即为氨基酸的营养，因此，蛋氨酸在一定程度上影响基因表达。

5 影响蛋氨酸在动物体内吸收的因素

蛋氨酸在动物体内的吸收与日粮蛋白水平、其他氨基酸、胆碱与甜菜碱及矿物元素有着密切的联系。

5.1 蛋白质水平 蛋氨酸的需要量随饲料中蛋白水平的不同而不同，在饲料蛋白水平偏低的情况下添加蛋氨酸，仔猪增重可达到与通常饲料相等的效果。Morris等(1992)发现，维持肉仔鸡最大生产性能的蛋氨酸需要量随日粮蛋白质水平的增加几乎呈正比例增加。他们提出，在实际制作配方时，日粮蛋氨酸含量不应低于日粮粗蛋白浓度的0.025倍。产蛋鸡添加蛋氨酸可降低饲料中粗蛋白质的含量。

5.2 胱氨酸 动物体内蛋氨酸能够通过硫转移合成胱氨酸，该转化不可逆，生成1分子胱氨酸需要两分子蛋氨酸。动物对蛋氨酸的需要只能由蛋氨酸满足，对胱氨酸的需要可由蛋氨酸满足，日粮中含有足够的胱氨酸则可降低蛋氨酸的消耗。Ohta和Ishibashi (1994)研究了维持肉用仔鸡最大生产性能的蛋氨酸和胱氨酸水平及比例。结果表明，维持8～18日龄肉用仔鸡最大生产性能需要的含硫氨基酸(蛋氨酸+胱氨酸；SAA)为0.66%，蛋氨酸为0.33%(与总的SAA水平无关)。日粮蛋氨酸水平超过0.7%时，会抑制生长，然而当日粮胱氨酸水平超过1.90%时并无不良影响。

5.3 苏氨酸 研究表明，苏氨酸能有效减轻蛋氨酸过量引起的中毒反应，对因蛋氨酸过量引起的采食量、体增重下降，添加苏氮酸有改善作用。在白鼠试验中发现，因添加过多的蛋氨酸，致使血浆和组织中的苏氨酸浓度显著下降，苏氨酸和蛋氨酸都有抗脂肪肝的作用，对二者如何影响肝沉积等问题，值得深入研究。

5.4 精氨酸和甘氨酸 Ohta和Ishibashi(1995)发现在肉仔鸡日粮中添加甘氨酸可使蛋氨酸过多引起的生产性能降低恢复到生长潜力的80%，但对蛋氨酸缺乏引起的生长受阻没有缓解作用，血浆蛋氨酸随甘氨酸水平的升高而降低。

5.5 胆碱与甜菜碱 蛋氨酸和胆碱之间存在着一定关系。在胆碱合成过程中，蛋氨酸可作为甲基来源，由于蛋氨酸不能用胆碱合成，因而胆碱的效果多半表现为节省蛋氨酸。甜菜碱是胆碱代谢的中间产物，能够为甲基化反应提供甲基。在胆碱严重不足的日粮中，甜菜碱可使蛋氨酸不被用作甲基供体而节省蛋氨酸，从而提高生长速度，而在日粮胆碱充足时，甜菜碱不能代替蛋氨酸用来合成蛋白质这一重要代谢功能，而是转甲基循环的中间代谢物。呙于明等(1997)研究了甜菜碱与蛋氨酸之间的替代比例，认为甜菜碱可分别替代0～3周龄和3～6周龄肉仔鸡蛋氨酸添加量的1/2和2/3。

5.6 矿物元素 硒与鸡的含硫氨基酸代谢有关。在动物体内由蛋氨酸转变为半眯氨酸过程中，硒起着关键性作用。当硒过量时可取代体内含硫氨基酸中的硫，抑制其活性，发生代谢障碍，引起硒中毒。在第3代微量元素添加剂氨基酸微量元素鳌合盐营养中，蛋氨酸可与微量元素锰、锌、铁、硒形成鳌合物，提高蛋氨酸与微量元素的生物学利用率。

6 动物对蛋氨酸的需要量

关于动物对蛋氨酸的需要量在家禽和猪方面的研究很多。姚元枝(2003)对乌骨鸡的研究表明，0～4周龄乌骨鸡蛋氨酸的需要量为0.48%，5～8周龄的需要量为0.42%。燕磊(2005)的试验表明，生长期小尾寒羊对瘤胃保护性蛋氨酸的最适添加量为0.485%。关于肉兔对蛋氨酸需要量的研究很少，Adamson和Fisher(1973)表明，当6周龄肉兔达到最大的体增重时，蛋氨酸的水平为0.6%，而且同时满足了半胱氨酸的需要量。Chung等(1992)研究表明，对于5～20kg的断奶仔猪，蛋氨酸的需要量为0.255%。Xie等(2006)对北京肉鸭的研究表明，21～49日龄肉鸭达到最大的日增重和胸肉产出率时，蛋氨酸的添加量为0.377%和0.379%。

[1]白坚石, 马晴, 王萍, 何忠孝. S-腺昔蛋氨酸对HL-60细胞内DNA甲基化酶活力和甲基化水平的影响[J]. 中国生物化学与分子生物学报,2001, 17:155-159.

[2]程茂基, 王昌时, 昊承章.日粮蛋氨酸水平对肉仔鸡的影响[J]. 中国家禽, 2000, 22:14-15.

[3]侯永清, 呙于明, 周毓平.日粮蛋白质、赖氨酸、蛋氨酸及苏氨酸水平对早期断奶仔猪免疫机能的影响[J]. 中国畜牧杂志, 2001a, 37: 18-20.

[4]雷秋霞.日粮不同蛋白质水平对生长肉兔生产性能、营养物质利用、免疫及蛋白酶活性的影响[D]. 泰安: 山东农业大学. 2003.

[5]李福昌, 姜文学, 刘宏峰, 李富宽.日粮蛋氨酸水平对安哥拉兔氮利用、产毛性能及血液指标的影响[J]. 畜牧兽医学报, 2003, 34:246-249.

[6]王春霞, 黄俊纯, 杨忠源.肉用仔鸡对甲硫亚砜生物利用性的研究.[J]畜牧兽医学报, 1991, 22:212-218.

[7]燕磊. 瘤胃保护性蛋氨酸对小尾寒羊氨基酸代谢影响的研究[D].山东农业大学. 2005.

[8]杨凤编著.动物营养学.[M]北京: 中国农业出版社. 1993.

[9]姚元枝.雪峰乌骨鸡蛋氨酸需要量的研究[D]. 长沙: 湖南农业大学.2003.

[10]瞿明仁, 卢德勋. 日粮蛋酸水平对泰和乌骨鸡生长性能影响研究[J]. 饲料工业, 2004, 25:28-30.

[11]瞿明仁, 卢德勋.不同蛋氨酸水平对泰和乌骨鸡血清尿素氮含量的影响研究[J]. 中国畜牧杂志, 2005, 41:43-44.

[12]张丽君, 徐克明, 曹福池.商品代AA肉仔鸡日粮中蛋氨酸添加量的研究[J]. 黑龙江畜牧兽医, 1989, 11:1-3.

[13]张丽英编著. 饲料分析及质量检测技术[M]. 北京: 中国农业大学出版社. 2002.

[14]周顺伍.动物生物化学: 第3版[M]. 北京: 中国农业出版社. 2001.

[15]Adamson I, Fisher H. Amino acid requirement of the growing rabbit:An estimate of quantitative needs.J.Nutr 1973. 103:1306-1310.

[16]Chung TK, Baker BH. Methionine requirement of pigs between 5 and 20 kilograms body weight. J.Anim Sci 1992. 70:1857-1863.

[17]Xie M, Hou SS, Huang W. Methionine requirements of male white peking ducks from twenty-one to forty-nine days of age. J.Poult.Sci 2006.85:743-746.

[18]Swick RA, Creswell DC, Dibner JJ, Ivey FJ. Impact of methionine source on performance of broiler growing under warm and humid conditions. J.Poult.Sci 1990. 69:194.

[19]Swain BK, Johri TS. Effect of supplemental methionine, choline and their combinations on the performance and immune response of broilers.Br.Poult.Sci 2000.41:83-88.