过瘤胃氨基酸在反刍动物饲料中的应用

青岛农业大学动物科技学院 褚永康 林英庭

莱阳市畜牧局 陈俏俏

过瘤胃氨基酸是将氨基酸经过包被或化学工艺处理，使其在经过瘤胃时不被瘤胃微生物降解，或不被全部降解，而在小肠中能够被释放吸收利用。过瘤胃氨基酸能提高十二指肠中氨基酸吸收浓度，提高反刍动物生产性能，降低日粮蛋白质水平和饲料成本，同时还可以降低养殖过程中氮排放造成的环境污染。赖氨酸、蛋氨酸是奶牛泌乳期的第一、第二限制性氨基酸。增加小肠可消化氨基酸，尤其是蛋氨酸和赖氨酸的供应，可有效提高日粮中蛋白质的利用效率，提高反刍动物的产奶量、乳蛋白和乳脂率等。本文就近几年过瘤胃蛋氨酸、赖氨酸的种类，过瘤胃效果及其在反刍动物饲料中的应用作一综述。

1 过瘤胃氨基酸的类型及其过瘤胃效果

为降低反刍动物日粮中氨基酸在瘤胃中损失，进行氨基酸过瘤胃保护非常重要。过瘤胃保护的氨基酸必须保证能有足够的氨基酸进入小肠而被利用，且保护氨基酸材料必须对动物无毒无害。目前研究较多的过瘤胃氨基酸保护方法包括：化学合成氨基酸类似物法、物理法包被（包埋）氨基酸法和微胶囊技术等。

1.1 化学合成氨基酸类似物 通过化学方法合成氨基酸的衍生物、类似物、金属氨基酸螯合物等。例如，蛋氨酸羟基类似物、N-羟甲基-DL-蛋氨酸钙、氨基酸螯合物等，利用这些衍生物在瘤胃内能够稳定存在的特性，使氨基酸在瘤胃内不被分解就进入真胃或小肠，从而起到过瘤胃目的。但由于这类产品中的氨基酸实际含量较低，添加量较大会影响使用效果。

王洪荣等（1998）研究表明，在绵羊日粮中添加蛋氨酸锌 （蛋氨酸含量为70%，锌含量为9.52%），可显著提高十二指肠食糜中Gly、Cys、Met、Tyr和 His的含量（P ＜ 0.05）。 这说明蛋氨酸锌具有很好的过瘤胃性能，可有效增加进入十二指肠的蛋氨酸数量，同时有助于提高十二指肠其他氨基酸的含量。熊春梅（2004）发研究现，N-羟甲基-DL-蛋氨酸钙能避免奶牛瘤胃微生物的降解，以保护性蛋氨酸的形式过瘤胃，从而利于小肠对蛋氨酸的吸收；此外，N-羟甲基-DL-蛋氨酸钙在瘤胃中降解的部分可以改善瘤胃的发酵，促进瘤胃微生物的合成。这两方面的共同作用提高了奶牛的产奶量和乳成分。姜庆军（2008）在绵羊饲料中添加N-乙酰-DL-蛋氨酸替代直接饲喂蛋氨酸，结果表明，添加N-乙酰-DL-蛋氨酸组比添加蛋氨酸组的纤维素和半纤维素消化率分别提高11.34%（P ＜ 0.05）和 6.04%（P ＜ 0.05），钙的表观消化率提高3.15%（P＜0.05）。

1.2 物理包被（包埋）氨基酸 物理包被（包埋）氨基酸是利用敏感（特别是pH敏感）材料，如脂肪、纤维素及其衍生物、聚合物等对氨基酸进行包被形成瘤胃保护性氨基酸。使瘤胃保护性氨基酸在瘤胃中不被降解，待进入真胃或十二指肠pH发生改变而使其分解，从而使氨基酸释放出来，被小肠吸收从而达到保护氨基酸目的。但由于无法机械化大规模生产，且包被效果不稳定等因素使物理包被法很难达到预期效果。

韩占强等（2008）利用棕榈油脂肪粉包被蛋氨酸进行过瘤胃效果评定，结果发现，添加30%～60%的棕榈油脂肪粉能有效保护蛋氨酸免受瘤胃降解，并能在小肠有效释放。

1.3 微胶囊氨基酸 微胶囊技术是采用成膜材料将一些具有反应活性、敏感性、挥发性的液体或固体包封形成微小粒子。成膜材料称为壁材，被包封的材料称为芯材。目前使用较多的壁材为长链脂肪酸、甘油三酯和脂肪酸钙、氢化脂肪酸、敏感聚合体等。但由于微胶囊技术成本太高，并且很容易造成包被过度的现象发生，因此很难推广使用。

李久峰等（2009）以棕榈油脂肪粉为壁材，采用先制粒后底喷流化床包衣工艺制备过瘤胃赖氨酸和蛋氨酸，通过人工唾液释放率测定其过瘤胃指标。结果发现，赖氨酸和蛋氨酸的包被比例（芯材∶壁材）分别以 40∶60和 50∶50效果最优 （P＜0.01）。毛成文等（2004）利用pH敏感性高分子材料为包衣制备包被氨基酸产品，测定了其过瘤胃参数。结果表明，在人工唾液培养6 h，包被蛋氨酸和赖氨酸的消失率分别为16.3%和29.0%；在瘤胃中放置12 h，消失率分别为29.1%和55.2%；在体外消化试验中氨基酸释放率超过90%，具有良好的过瘤胃特性和真胃释放性能。吴东等（2003）分别将鸡血和蛋清包被赖氨酸（赖氨酸含量为40%）添加到荷斯坦奶牛精料中，结果发现，蛋清包被赖氨酸组乳中乳糖和干物质含量较鸡血包被组分别提高5.88%（P＜0.01）和11.96%（P＜0.05）；并且鸡血包被组与对照组相比，未对乳品质有提高作用，反而降低了乳糖含量，这可能是鸡血对赖氨酸包被过度造成的。

2 过瘤胃氨基酸在反刍动物中的应用

2.1 增加产奶量，改善奶品质 大量研究表明，在反刍动物精料补充料中添加过瘤胃氨基酸能提高其产奶量，改善其奶品质。段红伟（2000）研究发现，在奶牛日粮中添加保护性氨基酸可以促进瘤胃的发酵，增加瘤胃微生物的合成，提高饲料的消化率，从而提高了乳脂率，进而使奶牛的生产性能有很大提高。王纪亭等（2003）研究表明，与对照组相比，在奶牛精料中添加55 g/d过瘤胃蛋氨酸，奶牛日产奶量、乳蛋白、乳脂肪分别提高了14.6%、11.65%、12.06%（P ＜ 0.05）。 韩兆玉等（2005）研究发现，在奶牛日粮中添加16 g/d的过瘤胃蛋氨酸，可使奶牛产奶量提高10.84%（P＜0.05）；乳蛋白量和乳脂肪量分别提高11.49%和13.11%（P ＞ 0.05）。 云伏雨等（2010）在奶牛日粮中添加过瘤胃率为85%的过瘤胃赖氨酸（含量为60%），结果发现，与对照组相比，试验各组产奶量均显著提高（P＜0.05）。

2.2 对日增重的影响 关于过瘤胃氨基酸对反刍动物日增重的研究，目前报道较少。刘丽丽等（2007）在绒山羊日粮中添加不同剂量的过瘤胃氨基酸，结果发现，各试验组平均日增重分别比对照组提高19.28%、30.11%、38.56%（P ＜0.05）。熊春梅（2004）研究表明，使用N-羟甲基-DL-蛋氨酸钙饲喂奶牛可显著提高试验牛对日粮中干物质（DM）、酸性洗涤纤维（ADF）和粗蛋白质（CP）的消化率（P ＜ 0.05），提高奶牛的日增重（P ＞ 0.05）。 杨维仁（2004）研究报道，给肉牛十二指肠灌注13 g/d蛋氨酸能够显著提高供试牛小肠氮的表观消化率、氮沉积效率和日增重 （P＜0.05）。毛文成（2004）在3月龄断奶二元杂交肉羊日粮中添加包被蛋氨酸和包被赖氨酸，结果表明，包被蛋氨酸可以显著降低料重比（P＜0.05），对平均日增重有明显促进作用；包被赖氨酸可以显著提高肉羊日增重（P ＜ 0.05），显著降低料重比（P ＜ 0.05）。 此外，云强和刁其玉（2011）研究发现，饲喂过瘤胃氨基酸（Lys和Met比例为3∶1）的断奶犊牛日增重可达834 g/d，比对照组提高了10.21%（P＜0.05）。

2.3 对肉品质的影响 添加过瘤胃赖氨酸可以降低肉牛背膘厚，增加肉质中蛋白质的合成。薛丰等（2010），在肉牛日粮中添加过瘤胃赖氨酸研究其对肉牛品质及肉质性状的影响，结果表明，随着日粮中过瘤胃氨基酸添加量的增加肉牛品质明显提高，15 g/d赖氨酸组的背膘厚度显著低于对照组（P＜0.05），肉质中蛋白质含量显著高于对照组（P＜0.05）；同时过瘤胃赖氨酸添加量的增加也使肉质中天冬氨酸和异亮氨酸的含量呈线性升高（P ＞ 0.05）。

2.4 促进绵羊羊毛生长、改善羊毛理化性质 蛋氨酸为羊毛角质蛋白合成的第一限制性氨基酸，在绵羊日粮中添加蛋氨酸对羊毛生长具有很好的促进作用。刘丽丽等（2007）在绵羊日粮中添加过瘤胃蛋氨酸8、9、10 g，结果发现，试验组羊绒生长长度较对照组分别提高9.00%、13.27%、44.55%（P＜0.05）；伸长长度较对照组分别高出13.81%、17.49%、32.70%（P ＜ 0.05）；其中添加量为 10 g/d组强伸度、绒毛比例和密度均显著高于其他组（P＜0.05）。谢实勇（2003）研究也发现，日粮中添加包被蛋氨酸可以提高白绒山羊羊毛品质。

2.5 降低氮排放 限制性氨基酸的缺乏会导致其他氨基酸吸收利用障碍，而不能被利用的氨基酸在体内以氨的形式进入肝脏经鸟氨酸循环转化为尿素经肾脏作用后随尿排出。在日粮中添加瘤胃保护性氨基酸，可以提高小肠内可消化氨基酸的含量，使到达十二指肠的氨基酸组成平衡，有利于各种氨基酸的吸收，从而降低尿氮排出量。燕磊等（2005）研究发现，在小尾寒羊玉米-豆粕型日粮中添加0.485%瘤胃保护性蛋氨酸（Met含量为70%），使试验羊尿氮排出量显著降低 （P＜0.01），氮沉积和日增重显著提高（P＜0.01）。熊春梅（2004）将N-羟甲基-DL-蛋氨酸钙添加到奶牛精料中，结果显示，试验组血浆中尿素氮浓度显著低于对照组（P＜0.05），白蛋白和总蛋白浓度显著高于对照组（P＜0.05）。 此外，程胜利等（2010）研究发现，包被赖氨酸绵羊尿氮排出量（P＜0.05）、沉积氮/进食氮和氮纯留率显著高于对照组 （P＜0.05）。由此可见，过瘤胃赖氨酸的添加可降低绵羊的尿氮排出，提高氮的沉积，有利于营养物质在绵羊体内的沉积。

2.6 对血清生化指标和游离氨基酸浓度的影响血清尿素氮浓度是衡量蛋白质利用效率的重要指标，反刍动物体内的限制性氨基酸不足或氨基酸不平衡会使体内血清尿素氮浓度升高。杨维仁（2004）研究了过瘤胃赖氨酸对肉牛消化代谢的影响，结果发现，当过瘤胃赖氨酸投饲量为15 g/d时，肉牛小肠中氮的消化率极显著高于其他组（P＜0.01）。李力（2001）研究发现，在奶牛日粮中添加过瘤胃氨基酸可以提高血清中游离氨基酸比例，这充分说明在奶牛日粮中添加过瘤胃氨基酸能有效向奶牛小肠内提供氨基酸。韩兆玉等（2006）研究表明，在奶牛日粮中补饲过瘤胃蛋氨酸可以显著提高血清中蛋氨酸水平（P＜0.05）。吴志广等（2008）研究发现，日粮中添加蛋氨酸锌能显著提高奶牛十二指肠中 Gly、Met、Cys、Try 和His的含量（P＜0.05），降低体内血清尿素氮浓度（P ＞ 0.05）。

2.7 对热应激的影响 淋巴细胞不仅是机体免疫系统的重要组成部分之一，也是淋巴组织和外周血液中对热应激比较敏感的活性细胞。热应激能使奶牛外周血液淋巴细胞凋亡，并能降低抗氧化活性物质（如GSH-Px和SOD）的活性。因此，可以通过调控淋巴细胞来改善热应激对奶牛的影响。韩兆玉等（2009）研究在夏季热应激条件下奶牛补饲12 g/d过瘤胃蛋氨酸对奶牛淋巴细胞凋亡和生产性能的影响。结果发现，试验组奶牛外周血液淋巴细胞凋亡率极显著降低（P＜0.01）；奶牛产奶量、乳脂率、乳蛋白、乳糖和非脂固形物较对照组分别提高了3.69%、4.95%、2.66%、1.72%和3.28%（P＞0.05）。因此，在奶牛日粮中添加过瘤胃蛋氨酸可以显著降低热应激对奶牛的刺激，并对热应激刺激下的奶牛生产性能有提高趋势。

3 影响过瘤胃氨基酸添加效果的因素

3.1 基础日粮组成的影响 基础日粮中氨基酸构成是影响过瘤胃氨基酸应用效果的主要因素。研究发现，豆粕型日粮中氨基酸组分较玉米青贮日粮丰富，所以，在玉米青贮日粮中添加效果要明显优于豆粕型日粮（Polan等，1991）。

3.2 添加量的影响 不同动物过瘤胃氨基酸添加量不同，对动物生产性能也会产生不同的影响。孙海霞等（2003）研究报道，给泌乳奶牛每天添加30 g瘤胃保护性赖氨酸和15 g瘤胃保护性蛋氨酸，能明显提高产奶量为20 kg左右的奶牛产奶量。李戌江等（2009）在荷斯坦奶牛日粮中添加包被赖氨酸或包被蛋氨酸，结果表明，奶牛的全乳干物质有提高趋势，提高幅度为3.4%和4.0%；添加包被蛋氨酸组的乳蛋白有提高趋势，提高幅度为8.7%，但差异均不显著（P＞0.05）。

3.3 添加时期的影响 过瘤胃氨基酸添加时期的选择对其能否对反刍动物生产性能起到应有的作用具有至关重要的影响。Xu等（1998）研究发现，在奶牛泌乳前2～3周开始补饲过瘤胃氨基酸能显著提高产奶量。而Misciattlli等（2003）研究发现，在泌乳前期给奶牛补饲12 g/d过瘤胃蛋氨酸，此外，24 g/d过瘤胃赖氨酸，都不能提高奶牛产奶量。杨正德等（2011）研究表明，在盛乳期添加过瘤胃蛋氨酸8 g/d和过瘤胃赖氨酸32 g/d可有效提高奶牛乳脂率及乳蛋白含量。

3.4 氨基酸种类的影响 过瘤胃氨基酸产品的稳定性和小肠释放率不仅与所用包衣材料有关，而且与过瘤胃氨基酸种类有关。赖氨酸本身具有较高的溶解性，在不同缓冲液中有很高的释放率，因此其过瘤胃稳定性较差。郭玉琴（2006）采用相同材料同等比例包被蛋氨酸和赖氨酸研究其过瘤胃稳定性和小肠释放率。结果发现，过瘤胃蛋氨酸的稳定性和小肠释放率均显著高于过瘤胃赖氨酸（P ＜ 0.05）。

4 结语

综上所述，在反刍动物日粮中添加过瘤胃氨基酸能够增加反刍动物小肠可利用氨基酸的供给，提高反刍动物生产性能，对降低饲料蛋白质添加量，减少饲料成本，减少氮排放、保护环境具有重要意义。但在过瘤胃包被氨基酸生产中仍存在着加工成本高，规模化生产效率低，包被效果良莠不齐，添加量和添加方式不统一等问题亟待解决。今后必须对上述问题进行进一步探讨和研究，加快过瘤胃保护氨基酸的生产和推广使用，保证其应用效果，从而促进反刍动物饲料行业健康发展。

[1]程胜利，李建升，冯瑞林.包被赖氨酸对绵羊氮消化代谢的影响[J].安徽农业科学，2010，38（19）：10453 ～ 10454.

[2]段红伟.氮-羟甲基蛋氨酸钙的过瘤胃性效果及其对瘤胃环境和饲料养分消化的影响：[硕士论文][D].甘肃农业大学，2000.

[3]郭玉琴.蛋氨酸和赖氨酸过瘤胃保护及其效果评价研究：[博士学位论文][D].北京：中国农业科学院，2006.

[4]韩占强，林英庭，赵发盛，等.不同过瘤胃保护性蛋氨酸过瘤胃效果的评定[J].饲料研究，2008，6：9 ～ 12.

[5]韩兆玉，周国波，王根林，等.过瘤胃蛋氨酸对热应激下奶牛生产性能、淋巴细胞凋亡以及相关基因的影响[J].动物营养学报，2009，21（5）：665～672.

[6]韩兆玉，周岩民，王根林，等.过瘤胃蛋氨酸对奶牛产奶量、乳成分以及血液氨基酸的影响[J].南京农业大学学报，2006，29（3）：54 ～ 58.

[7]韩兆玉，周岩民，王根林，等.过瘤胃蛋氨酸对奶牛产奶量以及乳成分的影响[J].畜牧与兽医，2005，37（5）：26 ～ 27.

[8]姜庆军.添加N-乙酰-DL-蛋氨酸对绵羊消化代谢及奶牛产奶性能的影响：[硕士学位论文][D].新疆农业大学，2008.

[9]李久峰，林英庭，赵军，等.瘤胃保护性氨基酸制备工艺及包被效果的研究[J].饲料工业，2009，30（5）：4 ～ 7.

[10]李力.用血清游离氨基酸测定法评价过瘤胃氨基酸的功效[J].饲料研究，2001，6：27 ～ 28.

[11]李戌江，杨开伦，黄海滨，等.包被蛋氨酸和赖氨酸对奶牛产奶性能的影响[J].草食家畜，2009，1：47 ～ 49.

[12]刘丽丽，耿忠诚，潘振亮.过瘤胃氰基酸（RPAA）对绒山羊生产性能的影响[J].黑龙江畜牧兽医，2007，6：42 ～ 43.

[13]毛文成.包被蛋氨酸和赖氨酸对肉羊氮代谢和生产性能影响研究：[硕士学位论文][D].北京：中国农业大学，2004.

[14]孙海霞，李长胜，刘春龙，等.过瘤胃氨基酸对奶牛生产性能影响的研究[J].黑龙江畜牧兽医，2003，11：22.

[15]王洪荣，邵凯，荣威恒，等.蛋氨酸锌螯合物在绵羊体内消化代谢规律的研究[J].畜牧兽医学报，1998，29（4）：322 ～ 331.

[16]王纪亭，万文菊，徐国青，等.保护性蛋氨酸对奶牛生产性能的影响[J].中国奶牛，2003，1：15 ～ 17.

[17]吴东，李吕木，夏伦志，等.不同包被处理赖氨酸对奶牛泌乳性能的影响研究[J].中国草食动物，2003，23 （3）：7 ～ 9.

[18]吴志广，李建国，李秋凤，等.日粮蛋氨酸锌水平对奶牛生产性能和血液指标的影响[J].中国兽医学报，2008，28（2）：204 ～ 207.

[19]谢实勇.包被蛋氮酸对内蒙古白绒山羊氮代谢及生产性能的影响[J].中国农业大学学报，2003，8（3）：73 ～ 76.

[20]熊春梅.氮-羟甲基蛋氨酸钙对中国荷斯坦奶牛瘤胃代谢及生产性能的影响：[硕士学位论文][D].兰州：甘肃农业大学，2004.

[21]薛丰，郭晓旭，郭望山，等.日粮添加过瘤胃赖氨酸对利木赞杂交肉牛胴体性状和肉质的影响[J].中国农业大学学报，2010，15（4）：82 ～ 86.

[22]燕磊，杨维仁，杨在宾.不同水平瘤胃保护性蛋氨酸对小尾寒羊氮代谢及生产性能的影响[J].家畜生态学报，2005，26（6）：27 ～ 30.

[23]杨维仁.瘤胃保护性氨基酸对肉牛消化代谢影响及适宜供给量的研究：[博士学位论文][D].中国农业大学，2004.

[24]杨正德，涂家宽，裴成江，等.提高泌乳盛期奶牛乳脂率与乳蛋白含量的营养调控研究[J].西南农业学报，2011，24（1）：289 ～ 293.

[25]云伏雨，高 民，李满全，等.过瘤胃赖氨酸对奶牛产乳量及乳成分的影响[J].饲料工业，2010，31（23）：45 ～ 47.

[26]云强，刁其玉.日粮中赖氨酸和蛋氨酸比对断奶犊牛生长性能和消化代谢的影响[J].中国农业科学，2011，44（1）：133 ～ 142.

[27]Misciattelli L，Kristensen V F，Vestergaad M.Milk production，nutrient utilization，and endocrine responses to increased postruminal lysine and methionine supply in dairy cows[J].Journal of Dairy Science，2003，86： 275 ～ 286.

[28]Polan C E，Cummins K A，Sniffen C J，et al.Responses of dairy cows to supplemental rumen-protected forms of methionine and lysine[J].J Dairy Sci，1991，74：2997 ～ 3013.

[29]Xu S，Harrison J H，Chalupa W，et al.The effect of ruminal by Pass lysine and methionine on milk yield and composition of lactating cows[J].Journal of Dairy Science，1998，81：1062 ～ 1077.