色氨酸在畜禽生产中的应用

闫丽红

（黑龙江省兽药饲料监察所，哈尔滨 150069）

色氨酸在畜禽生产中的应用

闫丽红

（黑龙江省兽药饲料监察所，哈尔滨 150069）

色氨酸是一种具有代谢活性的氨基酸，在畜禽日采食量、氮沉降量及蛋白质合成方面具有重要作用，传统的玉米-豆粕型饲粮色氨酸含量不能满足需要，适量添加色氨酸能平衡饲粮氨基酸，可以改善动物生产性能，减少粪源氮对环境的污染。文章对色氨酸在畜禽生产中的应用作以综述。

色氨酸；生理功能；生产性能

色氨酸，是一种具有代谢活性的氨基酸，化学名称为α-氨基β-吲哚基丙氨酸，有L型和D型两种。L-色氨酸为常见的色氨酸，广泛存在于自然界，是人体和动物必需的8种氨基酸之一；D-色氨酸在动物体内存在较少，主要存在于微生物和植物中。色氨酸为白色或微黄色结晶或结晶性粉末，无臭，味微苦，由代谢活性体蛋白质合成，是5-羟色胺、褪黑素、烟酸的前体，在调节畜禽采食量、改善动物生产性能方面发挥重要作用[1-5]。色氨酸是动物体必需氨基酸之一，但动物体自身难以合成，只能通过植物或微生物合成。高蛋白质饲料原料中色氨酸含量较高，如鱼粉、花生、血粉等，而传统的玉米-豆粕型饲粮中，由于玉米中色氨基酸含量较低，常导致饲粮中色氨基酸含量低，影响畜禽对蛋白质的吸收利用效率。

由于蛋氨酸、赖氨酸补充已广泛普及，近年来，因蛋白质饲料短缺而发展的低蛋白质饲粮中，色氨酸成为关键的限制性氨基酸。色氨酸作为原料参与蛋白质合成，还可促进蛋白质的合成。当饲料中缺乏色氨酸时，畜禽采食量下降、生长缓慢。饲料中适量添加L-色氨酸，不仅可调节氨基酸平衡，促进畜禽的生长，在动物的免疫、抗应激、抗氧化等方面也发挥着重要作用[6-11]。因此，饲料中添加色氨酸，是提高畜禽蛋白质利用率的重要手段，可提高畜禽对蛋白质吸收利用、降低粪源氮排放，有效节约蛋白质资源，适应现代畜牧业发展的需求。随着色氨酸工业合成技术的成熟、成本的降低，饲料中添加色氨酸将会成为必然趋势。

1 色氨酸的生物学作用

1.1 调节蛋白质合成

色氨酸不仅是组成蛋白质的氨基酸之一，在动物体内也能调节蛋白质合成，在畜禽肝蛋白质合成中，L-色氨酸能影响肝脏RNA和蛋白质代谢。任建波等研究表明，随着生长猪饲粮中色氨酸含量的逐渐增加，氮沉积和氮利用率显著提高，尿氮排泄量显著下降（P＜0.05），蛋白质沉积水平显著提高（P＜0.05）[12]。刘锁珠试验结果表明，低蛋白质水平（18.5%）饲粮中添加色氨酸可使0～21日龄肉仔鸡料重比增加[13]。苏有健等研究表明，低蛋白质饲粮中添加色氨酸与高蛋白质饲粮饲喂仔猪时，生产性能无显著差异，可节约饲粮中3%的蛋白质[14]。

动物血液和肝脏中的碱性磷酸酶与蛋白质的分泌和脂质代谢有关，色氨酸调节蛋白质合成的作用可能与提高血清中碱性磷酸酶活性有关。试验研究表明，断奶仔猪饲料中添加色氨酸后，血清中的碱性磷酸酶活性增强，断奶仔猪的平均日增重显著提高（P＜0.05）[15]。L-色氨酸可调节肝脏RNA和蛋白质的代谢，能显著促进肝脏多核糖体和RNA的聚合[16]。

1.2 调节激素合成

李华伟等研究表明，断奶仔猪对高色氨酸日粮敏感，自由采食情况下，日增重与血液中生长激素水平均高于低色氨酸组[17]。色氨酸在体内氧化脱羧后生成5-羟色胺和盐酸。余东游等研究表明，饲料中分别添加色氨酸0.20%、0.24%，两组罗曼蛋鸡血清中的促卵泡生成素（FSH）和雌二醇（E2）均显著增加，可能与色氨酸促使鸡体内5-羟色胺含量上升有关[18]。任建波等研究表明，营养不足时血浆中胰岛素样生长因子浓度下降，但试验中无显著差异[12]。

1.3 调节免疫过程

色氨酸在免疫过程中也发挥重要作用，是动物体内唯一与血清白蛋白结合的氨基酸，是免疫相关的限制性氨基酸。L-色氨酸有促进骨髓T淋巴细胞前体分化为成熟T淋巴细胞的作用[19]。色氨酸分解代谢对细胞免疫起到调控作用，水平不足时易造成动物免疫功能降低。王军等研究表明，生长猪饲粮中添加苏氨酸和色氨酸比例提高时，可提高血清免疫球蛋白G的含量，且在35 d时，免疫球蛋白G含量显著提高（P＜0.05）[20]。Schrocksnadel等研究表明，色氨酸代谢对机体免疫有重要影响[21]。魏宗友等研究表明，高色氨酸水平饲喂扬州鹅，血清中免疫球蛋白G、免疫球蛋白M含量均显著增加（P＜0.05），且低色氨酸水平组扬州鹅脾脏淋巴细胞呈现明显的凋亡现象[22]。饲料中添加适量色氨酸有助于畜禽免疫器官的发育，提高机体免疫力。

1.4 调节抗氧化功能

色氨酸在动物机体的抗氧化功能可能与褪黑素存在一定关联。马玉娥等试验表明，饲粮中添加色氨酸可显著提高黄羽肉鸡血清中超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性，谷胱甘肽含量、总蛋白和白蛋白含量显著提高（P＜0.05），总抗氧化能力提高[34]。扬州鹅饲料中添加色氨酸也可显著提高免疫球蛋白G、超氧化物歧化酶活性和总抗氧化能力，低色氨酸组扬州鹅脾脏淋巴细胞明显变形，核染色质浓缩密集，产生凋亡的典型变化（P＜0.05）[22]。色氨酸缺乏时，畜禽抗氧化能力下降，脾脏器官发育受到抑制，适量添加色氨酸可提高畜禽抗氧化能力和体液免疫功能，促进脾脏器官的发育，但具体的机制尚待研究。

2 色氨酸对畜禽生产性能的影响

2.1 猪

随着外源蛋氨酸和赖氨酸在玉米-豆粕型饲粮中的大量使用，色氨酸由过去的第二或第三限制性氨基酸，成为目前动物饲粮中的主要限制性氨基酸[23]。色氨酸过量或不足均对猪的生产性能产生影响，当色氨酸缺乏时，猪食欲减退、采食量降低、日增重缓慢甚至停滞、饲料利用率显著降低，毛色差，在基础日粮中添加适量色氨酸后其不良影响消失；当色氨酸过量时，可通过血脑屏障在脑中生成5-羟色胺，抑制下丘脑的采食中枢，降低动物食欲，而色氨酸缺乏也会造成采食量下降[24]。

王荣发等研究表明，低蛋白质饲粮饲喂生长猪，过低水平色氨酸和过高水平色氨酸均能造成猪采食量下降，在饲料中色氨酸含量0.15%～0.16%时，采食量较高[25]。夏彦斌研究表明，低蛋白质饲粮中添加色氨酸可显著提高断奶仔猪日增重（P＜0.05），而高蛋白质饲粮则无显著差异（P＞0.05）[26]。唐茂妍等试验表明，生长猪饲料中色氨酸添加量为0.14%时，饲料转化率较高，与王荣发等结论接近[27]。低蛋白质饲粮中添加色氨酸对目前蛋白质饲料不足及粪源氮污染情况均有缓解作用，降低饲养成本[27]。Paulicks等研究表明，泌乳母猪日粮中添加适量色氨酸可提高产奶量，并提高仔猪日增重[28]。适量的色氨酸对仔猪生长有重要作用。色氨酸是合成血清素的前体物质，血清素作为一种重要的神经递质，可调节仔猪采食量、提高仔猪日增重、降低料重比、提高生产性能，同时在一定程度上缓解仔猪应激反应。刘化伟等研究表明，饲粮中添加色氨酸能提高仔猪下丘脑5-羟色胺的含量，调控5-HT2A基因mRNA的表达水平，显著降低仔猪唾液皮质醇含量（P＜0.05），有效缓解仔猪混群后的应激反应，减少仔猪相互间的争斗行为[23]。

2.2 禽类

由于玉米中色氨酸含量较低，传统的玉米-豆粕型饲粮中色氨酸水平较低，适量添加色氨酸，可通过促进促性腺激素释放和提高蛋白质利用率，提高肉鸡、蛋鸡的生产性能和蛋品质，但色氨酸水平过高，也可能造成采食量降低。席鹏彬等研究表明，1～63日龄黄羽肉鸡饲粮中色氨酸缺乏会导致其生长和采食受抑制、饲粮利用率下降、蛋白质沉积率降低，补充一定量色氨酸可改善此现象，其中，对1～42日龄黄羽肉鸡，饲粮色氨酸水平显著影响氮摄入量、体氮沉积率、体蛋白质和体脂肪沉积量（P＜0.05），母鸡体蛋白质沉积量高于公鸡；对43～63日龄黄羽肉鸡，则可提高体蛋白沉积率，且添加比例为0.17%时最佳，同时，添加色氨酸0.17%能显著提高公鸡的日采食和日增重（P＜0.05），效果较母鸡更显著[29-30]。Rosa等和Fatufe等研究结果均表明，饲料中添加适量色氨酸能不同程度提高肉鸡采食量[31-32]。

色氨酸可通过促进卵泡的生长和发育，抑制卵泡萎缩，提高卵巢中有效卵泡的个数，从而提高产蛋率和蛋品质。饶巍等研究表明，适当添加色氨酸也可使罗曼蛋鸡产蛋率显著提高（P＜0.05），改善产蛋性能[33]。马玉娥等试验表明，28周龄黄羽肉鸡饲料中添加色氨酸，可使肉种鸡种蛋的受精率、孵化率和出雏率显著提高，初生苗鸡重显著提高（P＜0.05），添加色氨酸0.18%组出生苗鸡重提高3.99%[34]。罗曼蛋鸡饲料中添加色氨酸0.20%可显著提高产蛋率和日产蛋重，蛋白高度和哈氏单位显著提高，血清中尿素氮含量显著降低（P＜0.05）[35]。

2.3 其他

色氨酸通过合成褪黑素来促进哺乳动物毛皮生长。L-色氨酸在大脑松果体腺细胞中经过5-羟色胺-N-乙酰转移酶和羟基吲哚-O-甲基转移酶的联合催化生成褪黑素。褪黑素是一种分布广泛的多功能激素，色氨酸的抗氧化功能可能与生成的褪黑素有关。褪黑素具有明显的昼夜节律变化，色氨酸合成5-羟色胺后暂时在松果体内储存，黑暗环境下，由于节后交感神经到松果体的传出量增加，使得大量褪黑素生成并释放进入血液和脑脊液中，控制动物的生物节律，调节动物的性成熟和毛发生长。殷清清等研究表明，饲粮中添加色氨酸0.218%对獭兔采食量、日增重无显著影响，但极显著增加生长獭兔的毛皮重量（P＜0.01），提高毛皮品质，氮生物学价值及氮沉积率也显著提高（P＜0.05），但添加量更高时产生抑制作用[36]。

3 小结

色氨酸特有的吲哚基团，使其代谢产物具有活性，不仅参与调节蛋白质合成，还参与多个生理代谢活动，可以提高动物的蛋白质吸收利用效率、促进畜禽激素分泌、调节免疫功能、提高畜禽产品品质[37]。色氨酸含量不足时，不仅影响畜禽对蛋白质的吸收利用，而且严重损害畜禽生产性能，造成蛋白质资源的损失和粪源氮对环境的污染。传统的玉米-豆粕型饲粮中色氨酸含量低，不能满足畜禽的生长需求，采用适量添加色氨酸的低蛋白质饲料可有效节约蛋白质资源。一般认为，微量添加色氨酸即可达到目的，可提高蛋白质的利用效率、提高动物生产性能，减少粪源氮污染，适宜目前畜禽养殖的发展需求，是提高经济效益的重要手段。

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The Application of Tryptophan in Livestock and Poultry Production

YAN Lihong

（Feed Inspection and Supervision of Heilongjiang Province,Harbin 150069,China）

Tryptophan plays an vital role in feed intake,nitrogen deposition and protein synthesis with metabolic activity.Adding proper tryptophan can balance amino acid,improving animal production performance and reducing pollution from fecal nitrogen to improve tradition corn-soybean dietary which is low of tryptophan content.This paper reviewed the application of tryptophaninlivestockandploultry production.

Tryptophan;physiological function;production performance

S814；S816.7

A

1001-0084（2016）11-0015-04

2016-10-27

闫丽红（1977-），女，黑龙江哈尔滨人，高级兽医师，主要从事饲料检测和动物营养研究。