肉羊蛋白质需要量评价方法及参数研究进展

■富丽霞 马 涛 成述儒 刁其玉*

（1.中国农业科学院饲料研究所农业部饲料生物技术重点实验室，北京100081；2.甘肃农业大学动物科学技术学院，甘肃兰州730070）

我国羊品种资源丰富，养羊业历史悠久。随着科学技术的进步以及人类对畜产品需求量的不断扩增，我国养羊业由传统的小群散养放牧向集约化舍饲过渡，以高效利用区域优势资源、合理控制生产成本为特点的标准化、规模化养殖模式得到不断发展[1]。饲养标准是规模化集约化养殖模式的基础，是科学制定饲料配方的依据，它是由研究者根据动物的种类、性别、年龄、饲养水平等大量的饲养试验结果，结合实际饲喂动物过程的经验总结，将不同动物对每种营养物的需求量作出科学合理的规定[2]。蛋白质不仅是饲料中重要的营养成分之一，也是制定饲养标准的关键因子，在动物营养学研究中的地位是举足轻重、不可替代的。动物在各个生长阶段对蛋白质的需要量不同。本文主要对肉羊的蛋白质需要量及研究方法做一综述。

1 肉羊蛋白质需要量评价体系

动物机体的营养物质组成与日粮中的物质差异相当大。动物采食的日粮蛋白质在其体内经过降解与合成，最终变成能被动物消化的物质，成为动物机体的组成部分。与猪、家禽等单胃动物相比，牛、羊等反刍动物因瘤胃的功能对于蛋白质的利用具有特殊性。从粗蛋白质到可消化蛋白质，再到近年来研究者提到的可代谢蛋白质，反刍动物对蛋白质利用的衡量标准不断完善。

粗蛋白质（CP）是评定饲粮配方及营养价值的基础指标，是最早使用的评价饲料营养物质含量的指标之一，饲料中CP含量可根据N×6.25计算得到。实验室主要通过经典的凯氏定氮法测定饲料中的含氮量，该方法操作简单，测定结果比较准确，应用较普遍。反刍动物由于瘤胃的存在以及采食的大多数饲料中非蛋白氮（NPN）的比例较大，在利用饲料的营养价值方面比较复杂。CP体系忽视了反刍动物瘤胃微生物利用日粮营养成分的重要性，未能考虑反刍动物对饲料中降解氮的需要量，将真蛋白和NPN的营养价值未能区分开[3]，不能从本质上反映反刍动物消化利用日粮蛋白质的效果。

可消化粗蛋白（DCP）是一种以反刍动物采食的饲粮在其瘤胃中的降解率为基础的蛋白质评定体系。DCP 体系综合考虑了饲料的营养成分和动物的生理消化特点，但是随着研究的深入，反刍动物瘤胃微生物可以利用日粮中的氮源及其他营养物质合成瘤胃微生物蛋白质（MCP）被宿主利用，瘤胃微生物在分解合成蛋白质的过程中，将采食的饲料蛋白质的特性有所改变，继而改变了对饲料蛋白质的消化利用性。日粮中的NPN在动物体内的消化率非常高，也会生成动物不消化的微生物蛋白质，DCP 体系未考虑NPN在瘤胃中的降解及合成的MCP[3]，未能将MCP和瘤胃非降解蛋白质（UDP）区分开。

可代谢蛋白质（MP）是继CP和DCP体系提出的以小肠蛋白质为核心的蛋白质评价体系，该体系将瘤胃微生物对日粮蛋白质的利用情况以及宿主对采食的饲料蛋白质的需要量都做了考虑。应用MP体系评价饲料蛋白质的利用效果时，主要分MCP和UDP两部分。与CP和DCP体系相比较，MP体系能将瘤胃微生物蛋白质关联起来，反映反刍动物利用蛋白质营养物质的特殊性[4]。该体系将MCP的合成量及小肠消化率都作为重要参数，从而更有效地评价了饲料蛋白质的利用效果，提高蛋白质利用率，为生产实践做出科学合理的指导。20世纪70年代以来，有很多国家和地区先后提出并应用以MP作为反刍动物蛋白质营养需要量的指标。

2 肉羊蛋白质需要参数研究的方法

反刍动物所采食的日粮经过瘤胃微生物的分解合成，到达真胃及小肠的饲料蛋白质称为小肠中的MP，由MCP、UDP 和微量内源蛋白质（ECP）三部分构成。MCP 是由反刍动物瘤胃中的微生物利用日粮中的营养组成成分蛋白质、碳水化合物等分解发酵合成的微生物合成蛋白质。UDP 是指动物采食的一部分饲料蛋白质在瘤胃中未能被降解，经过瓣胃和皱胃到达真胃及小肠的蛋白质。ECP 是一种微量内源蛋白质，主要来源于反刍动物的唾液、脱落的上皮细胞以及微生物裂解物。由于ECP数量极少，一般将最后进入小肠被吸收利用的MCP 与UDP 称作MP，用公式MP=MCP×MCP小肠消化率+UDP×UDP小肠消化率表示，其中MCP 和UDP 可通过半体内尼龙袋法进行测定，研究得到MCP 小肠消化率为80%～85%[5]，UDP 小肠消化率可通过体外三步法进行测定。

2.1 瘤胃微生物合成蛋白质的测定

反刍动物瘤胃里含有细菌、真菌以及原虫等三大类微生物，由于这些微生物在瘤胃内分布复杂，导致对饲料的消化利用更加特殊。MCP是反刍动物小肠吸收利用饲料蛋白质的主要来源之一，可为畜体提供50%以上所需蛋白质，在反刍动物吸收利用蛋白质这一新的营养评价体系中具有重要作用。常见的几种估测瘤胃蛋白质的方法有标记物法、瘘管和食糜流通量等，其中标记物法测定微生物蛋白质是应用最广泛、最经典的方法，一般分为内源和外源标记物两类。内源标记物主要包括氨乙基磷酸（AEP）、二氨基庚二酸（DAPA）、三磷酸腺苷（ATP）、核酸（DNA、RNA）、嘌呤以及嘧啶等微生物含有的固有物质，外源标记物是一些放射性或者比较稳定的同位素，使用较广泛的同位素有35S、15N和32P。

随着研究的不断深入，研究者提出了尿嘌呤衍生物法测瘤胃微生物蛋白质[6]，该方法建立的原理是反刍动物小肠吸收的核酸主要来自于瘤胃微生物，核酸最后降解生成嘌呤衍生物从尿中排出，将排出的尿嘌呤衍生物与小肠吸收的嘌呤建立相关关系，测定分析瘤胃微生物嘌呤与总氮之间的比例,就可以估算出微生物蛋白质产量。尿嘌呤衍生物法测瘤胃微生物蛋白质克服了试验动物安装瘘管及一些繁琐的试验步骤，被广泛应用于反刍动物微生物蛋白质的测定。马涛[7]利用尿嘌呤衍生物法研究肉羊在不同采食条件下嘌呤衍生物（PD）排出量与微生物氮（MN）的关系，得出MN(g/d)=1.08×PD(mmol/d)+2.85（n=57，R2=0.80）。Funaba等[8]采用尿嘌呤衍生物法研究犊牛在不同断奶期微生物蛋白质产量的变化。利用尿嘌呤衍生物法研究了羔羊在不同营养水平下微生物蛋白质产量的变化[9]。利用尿嘌呤衍生物法研究了不同饲粮组成对小母牛的微生物蛋白质产量的影响[10]。

2.2 UDP小肠消化率的测定

UDP小肠消化率是可代谢蛋白质这一新体系中的重要参数，它的准确测定很关键。测定UDP小肠消化率的方法有体内法、尼龙袋法、酶解法、模拟动物法、小肠液法以及体外三步法等方法。Hvelplund等[11]应用移动尼龙袋法的研究结果表明，饲料样品在瘤胃中培养16 h能够反映饲料到达小肠前瘤胃的代谢状况，这个培养时间对所有饲料测定UDP小肠消化率都适用。岳群等[12]应用移动尼龙袋法和三步法的研究结果也表示饲料在动物瘤胃中培养16 h后饲料的瘤胃有效降解率与饲料蛋白质消失率之间差异不显著。Hvelptund等[13]采用真胃灌注法测定了菜籽粕、棉籽饼、豆粕、向日葵饼、椰子饼以及鱼粉6种饲料在奶牛瘤胃培养16 h后样品残渣的消化率，结果显示6种饲料的氨基酸消化率差异显著，表明准确测定单一饲料UDP小肠消化率是非常有必要的。利用瘤胃尼龙袋法结合体外“三步法”测定UDP小肠消化率主要包括尼龙袋法获得瘤胃样品残渣、胃蛋白酶培养样品残渣、胰蛋白酶制剂酶解样品残渣等三部处理步骤，使用该方法的优点是省时省力，操作易于标准化，而且很好地模拟了反刍动物特殊的生理条件。王燕等[14]采用移动尼龙袋法、体外三步法以及酸性洗涤不溶氮估测法对13种精料的UDP小肠消化率进行研究测定，并将其他方法与移动尼龙袋法的测定结果进行相关性分析，得出改进的三步体外法测定饲料UDP小肠消化率效果更好。岳群等[12]通过对反刍家畜的15种常用饲料的蛋白质小肠消化率的研究，利用移动尼龙袋法结合三步法得出不同单一饲料蛋白质小肠消化率有很大的差异，在10%～96%之间。

3 肉羊蛋白质需要量的研究进展

3.1 国外研究现状

对于肉羊营养需要量的研究工作，国外一些发达国家开展比较早。NRC继1953年首次推出绵羊的营养需要量后，分别于1985年、2007年对饲养标准进行了修订与完善[15-16]。1965年，ARC对绵羊的饲养标准做了进一步的修改与完善，并于1980年发表了《反刍家畜营养需要》。AFRC于1993年进一步完善了绵羊的饲养标准。1993年，荷兰制定了羊的营养需要量及标准，此后瑞士、挪威、芬兰和法国等国相继制定了本国羊的营养需要量。1990年，澳大利亚农业常务委员会制订了本国的反刍动物饲养标准，并于2007年结合本国放牧状态实际情况，对维持需要量的估算进一步改进，对其饲养标准进行了修订[17]。这些国家根据本国动物实际的营养需要量，制定出了适合本国动物的饲养标准。2009年，Galvani等[18]研究得出特克赛尔杂交肉羊蛋白质需要量低于大多数营养体系，并确定了饲粮的消化率和MCP的合成量。Cowan等[19]研究得出，母羊在哺乳期体重往往会出现负增长，同时氮沉积也呈现负值。Robinson等[20]研究得出蛋白质摄入水平与泌乳量之间的有相关性，即在动物食入的代谢能（ME）保持不变的情况下，饲粮中粗蛋白质含量的高低与泌乳量呈正相关。Fernandes等[21]研究了波尔杂交山羊的净蛋白质（NP）需要量，结果显示肉用山羊生长NP需要量高于确立的推荐量，也超过了之前所公布的奶山羊的需要量。

3.2 国内研究现状

相对于国外发达国家，我国对于羊饲养标准的研究起步晚，进展相对缓慢。从20世纪80年开始，我国开展了一些关于羊的营养需要量方面的研究。梁其英等[22]从饲养管理、饲料配方、饲料营养价值评定、绵羊营养需要量等方面制定了新疆细毛羔羊舍饲肥育饲养标准及新疆绵羊常用饲料营养价值表。杨诗兴等[23]对湖羊不同生理阶段的蛋白质需要量进行了研究，并于1988 年制定了湖羊的饲养标准。杨维仁等[24]研究得到大尾寒羊哺乳羔羊全哺乳期粗蛋白质维持需要量为3.7 g/（kg BW0.75·d）、可消化蛋白质维持需要量为3.5 g/（kg BW0.75·d）、消化蛋白质的生长需要量为每日0.196 g，补料期羔羊粗蛋白质维持需要量4.0 g/（kg BW0.75·d）、可消化蛋白质维持需要量3.37 g/（kg BW0.75·d）、可消化蛋白质的生长需要量为0.219 g；2004 年，该团队又对4 月龄杜寒杂交一代的蛋白质需要量进行了研究[25]，得到了生长羊维持蛋白质需要量为3.88 g/（kg BW0.75·d）。杨在宾等[26]通过研究大尾寒羊和小尾寒羊的蛋白质代谢规律，制定出了大尾寒羊与小尾寒羊不同生理状态下蛋白质代谢参数58 个。梁贤威等[27]研究得到波隆杂交羔羊育肥期每增重1 g 体沉积蛋白质需要量为0.32 g。聂海涛等[28-29]研究得到，20～35 kg杜湖杂交羔羊NPm需要量为(1 009±98)mg/（kg BW0.75·d）、日增重在300 g 时生长净蛋白质需要量为111～129 g/d，4～6月龄杜湖羊杂交F1 代母羔维持净蛋白质需要量为1.63 g/（kg SBW0.75）。楼灿等[30]研究了不同水平日粮对杜寒杂交繁殖母羊空怀期和哺乳期的维持净蛋白质需要量，得出饲喂梯度显著地影响了母羊的氮沉积量，繁殖母羊在空怀期的维持净蛋白质需要量为269.7 mg/（kg BW0.75·d），妊娠40、100、130 d其维持净蛋白质需要量分别为303.7、323.4、496.2 mg/（kg BW0.75·d），哺乳20、50、80 d 3 个阶段的维持净蛋白质需要量分别为338.0、313.6、298.2 mg/（kg BW0.75·d）。万凡等[31]研究得到在不同饲养标准下，杜寒杂交肉羊氮代谢存在差异。Ma等[32]对早期断奶杜寒杂交母羔蛋白质需要量进行了研究，得出NP和MP维持需要量分别是1.75、3.37 g/（kg SBW0.75）。Deng 等[33]对杜寒杂交公羔可代谢蛋白质需要量作了研究，得出NP和MP维持需要量分别是1.64、3.89 g/（kg SBW0.75）。

4 结语

纵观反刍动物对饲料蛋白质的利用效果以及蛋白质评定指标的不断演化，可以看出MP 最能真实客观地反映反刍动物对蛋白质的利用情况，但以MP 作为肉羊利用蛋白质的评价体系的研究并不多，数据比较匮乏，不能全面地建立肉羊的饲养标准。由于我国的地域性差异，肉羊的养殖以及饲料的来源都具有特殊性，直接套用国外制定的饲养标准缺乏一定的科学性，不能应用于我国的实际生产过程中。所以考虑到我国实际的饲养条件及养羊业的发展，制定出我国肉羊饲料营养价值评定体系是非常有必要的。鉴于反刍动物不能单一饲喂精饲料，考虑应用套算法测定精饲料在肉羊体内的消化利用情况，结合半体内法及体外法得出的预测因子，建立肉羊常用精饲料可代谢蛋白质的预测模型，为制定出我国肉羊的饲养标准提供营养需要参数，以便更好、更有效地评价饲料间配合效果，为饲料资源的合理利用提供科学依据。