色氨酸营养研究进展

刘 岩， 李翔宇， 李成会*

（1.唐山师范学院，唐山市动物营养与饲料工程重点实验室，河北唐山063000；2.西南交通大学生命科学与工程学院，四川成都611756）

色氨酸（Trp）是动物必需氨基酸之一，也是构成机体蛋白质的主要成分，在动物体内具有多种生理生化功能。一直以来，对于色氨酸的各种生理生化功能和在畜禽养殖中应用的研究从未间断，本文对其研究结果进行了总结，以便为其进一步应用提供借鉴和参考。

1 色氨酸的生理生化功能

1.1 对免疫功能调节作用 唐燕军等（2008）认为，L-色氨酸具有促进骨髓T淋巴细胞前体分化为成熟T淋巴细胞的作用，如果L-色氨酸缺乏会致使体液免疫功能降低。色氨酸分解代谢物对改善动物免疫功能起重要作用。李剑欣等（2005）认为，色氨酸代谢产物胰岛素样生长因子（IGFs）、5-羟色胺（5-HT）可以直接作用于免疫细胞，也可通过受体或其他途径调节免疫系统功能；其代谢产物褪黑激素和N-乙酰血清素，可以通过阻止超氧化物和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）产生，清除自由基，提高NK细胞活性来提高机体免疫功能。魏涛等（2003）证实，经过少量褪黑激素注射的小鼠，其CoA脾淋巴细胞的增殖能力相对提高31.1%，NK细胞活性提高62.2%（P＜0.05），血清溶血素水平提高17.1%（P＜0.05）。色氨酸还能够使动物y-球蛋白含量显著增加，从而提高机体免疫力。吴新连（2004）研究表明，随着日粮色氨酸水平增加，仔猪血清蛋白的系数呈不断上升趋势，但超过机体需要量后则呈下降趋势。

1.2 对消化功能调节作用 L-色氨酸能够促进胃液和胰液的产生，促进动物的消化功能。徐建等（2013）认为，色氨酸能增强胃黏膜和十二指肠生长激素释放肽基因的表达，进而提高动物食欲和采食量。邝声耀（2009）发现，生长育肥猪日粮中缺乏色氨酸，会导致猪的食欲下降，采食量减少。吴妙宗等（2003）发现，在日粮色氨酸水平较低时（0.161%），添加0.06%色氨酸后可以明显提高0～3周龄仔鸡平均日采食量和营养物质利用效率（P＜0.05）。Ruan（2014）研究发现，在饲粮中添加适量色氨酸可显著降低小鼠血清中尿素和胆固醇含量，能够明显增加小肠绒毛高度与隐窝深度的比值以及血清甘氨酸含量。

1.3 对蛋白质合成的调节作用 L-色氨酸不仅能够改善免疫和消化功能，还可参与调节蛋白质合成。吴妙宗和蔡辉益（2001）认为，色氨酸对肝脏蛋白质合成有促进作用，在肝脏蛋白质合成中，L-色氨酸可影响肝脏RNA代谢和蛋白质的代谢，显著增强肝脏多核糖体聚集、细胞质多聚核糖体核酸合成、核标志物RNA释放和提高核膜核苷三磷酸酶活性。色氨酸的含量可直接影响蛋白质的合成速率。当体内色氨酸浓度比较高时，蛋白质合成速率高；相反，当色氨酸浓度较低时，蛋白质合成速率降低。席鹏彬（2009）等研究发现，当饲粮中色氨酸含量较低时，黄羽雄鸡和雌鸡的体蛋白沉积量相对较低，而日粮中添加色氨酸则可增加鸡体内蛋白的沉积，分别增加21%～31.8%和5.4%～27.9%，说明饲粮中加入色氨酸有益于提高机体蛋白质的沉积量。余东游等（2010）研究发现，色氨酸能够促进蛋白质在鸡蛋中沉积量。

1.4 对动物应激的调控作用 仔猪断奶或转群后会因应激作用引起神经内分泌激素失调、情绪抑郁、挑衅行为，从而导致仔猪的日采食量降低、生长性能下降、肠胃健康受到损伤、免疫机能下降以及易感疾病的发生。刘化伟等（2009）试验表明，利用添加0.1%和0.2%色氨酸的日粮饲喂混群后仔猪，其争斗时间和争斗次数明显较未添加组降低；唾液中皮质醇浓度均较混群前升高；两个试验组仔猪血液中去甲肾上腺素含量分别降低18.8%和37%，肾上腺含量分别降低7.6%和33%。据Koopmans等（2006）报道，日粮中添加0.5%的色氨酸，减少了仔猪因合群应激导致的唾液皮质醇浓度升高，改善了小肠形态，并在第10天减少了猪的运动，小猪更倾向于躺着而非站立。

1.5 防腐及保鲜作用 色氨酸可提高动物血清中超氧化物歧化酶 （SOD）活性和谷胱甘肽（GSH）含量，显著提高血清中谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性，从而可清除自由基，起到抗氧化作用。张炳荣（1991）报道，L-色氨酸被用作鱼类保鲜剂、食品消毒等；在奶粉中添加色氨酸以防止奶粉变质。李剑欣等（2005）发现，L-色氨酸与其他同样具有抗氧化作用的氨基酸联合应用，具有更强的抗氧化作用，对产品的防腐作用会更加显著，如丙氨酸-色氨酸二肽等；N-酰化-D-色氨酸可用于肉类食品防腐，以减少亚硝酸盐含量。

1.6 其他生理功能 L-色氨酸及其代谢产物对机体起到广泛的作用，在生物体内，色氨酸代谢失调还会引起糖尿病和神经错乱，L-色氨酸代谢转化可生成5-羟色胺、尼克酸、吲哚乙酸、色素、植物激素、褪黑素等有生理活性的物质，王建华（1982）报道，L-色氨酸对脑代谢起有利作用，可用作催眠剂。杨振军等（2004）发现，L-色氨酸转化产物5-羟色胺还具有抗生育的作用。

2 色氨酸在畜禽养殖上的应用

由于在大多数植物蛋白中色氨酸含量较低，因此在饲料中适量添加色氨酸可以提高植物蛋白的利用效率。我国农业农村部已将L-色氨酸定为六种饲料添加氨基酸之一，L-色氨酸也被称为继赖氨酸及蛋氨酸之后的第三大饲料添加氨基酸。

2.1 对畜禽生产性能的影响 目前，有较多关于色氨酸对畜禽生产性能影响的研究报道。邝声耀等（2010）研究表明，仔猪的采食量和日增重与饲粮中的色氨酸含量成极强正相关（r=0.96～0.98，P＜0.001），但当色氨酸含量已达仔猪需要量后，提高色氨酸含量对仔猪生产性能方面未见进一步改善。余东游等（2010）发现，在300日龄罗曼蛋鸡日粮中分别添加0.20%、0.24%、0.28%和0.32%的色氨酸进行饲喂试验，结果显示，0.20%色氨酸水平组的蛋鸡产蛋率和日产蛋重显著高于其他各组（P＜0.05）。刘锁珠等（2007）研究发现，饲粮中可消化色氨酸水平从0.12%增至0.15%时，对22～35日龄肉仔鸡生产性能具有一定的改善作用。Jensen等（1990）和Ohtani等（1989）报道，当饲粮中添加色氨酸时，蛋鸡产蛋量增加，但蛋重没有增加。伍喜林（1994）试验发现，饲粮色氨酸水平为0.125%～0.215%时，仔猪平均日增重、平均日采食量与色氨酸水平呈正相关，而饲料转化率则与色氨酸呈负相关。林映才等（1999）用粗蛋白质为18%的玉米-玉米蛋白粉型饲粮饲喂8～20 kg仔猪，结果表明，在0.130%～0.205%的色氨酸水平内，随着饲粮色氨酸水平的提高，仔猪的采食量、平均日增重和饲料转化率都极明显提高（P＜0.01）。李华伟等（2016）发现，在泌乳母猪日粮中添加色氨酸可促进母猪产奶和提高仔猪日增重，但对乳脂率和乳蛋白含量无影响。

2.2 对畜禽生长和采食量的影响 色氨酸不仅对畜禽生产性能、免疫功能等有影响，而且对畜禽生长性能也有很大影响。殷清清等（2013）研究发现，饲粮色氨酸水平对生长獭兔的平均日增重、平均日采食量和料重比均有显著影响。吴妙宗等（2003）报道，饲粮中添加适量色氨酸可显著改善0～3周龄肉用仔鸡的平均日增重、平均日采食量和饲料转化率。莫棣华等（1995）研究发现，日粮中添加0.02%、0.04%的色氨酸，可提高1、2周龄雏鸡体重，降低料重比，但色氨酸添加量过多会降低雏鸡体重。Burgoon等（1992）在10～20 kg仔猪上的研究表明，低色氨酸（0.13%）组仔猪的采食量比高色氨酸（0.205%）组低近40%。Borg等（1985）研究发现，饲粮中色氨酸水平的变化（0.03%）可显著影响断奶仔猪的采食量、日增重和料重比。林映才等（1999）试验发现，仔猪的生长性能与饲粮色氨酸水平有较强的相关性，在0.130%～0.205%色氨酸水平内呈线性相关，但色氨酸水平超过0.205%时，仔猪的生产性能反而下降。Henry（1996）研究表明，当饲粮色氨酸水平不足时，猪血清色氨酸浓度低，脑组织中与采食有关的神经递质（5-羟色氨，多巴胺及其代谢产物）浓度都降低，导致猪采食量下降，进而影响其生长性能。

2.3 对畜禽产品品质的影响 色氨酸水平对畜禽产品品质也有影响。贺强（2015）、余东游等（2010）研究表明，饲粮中不同色氨酸水平对鸡蛋蛋白高度和哈氏单位影响的差异较大，哈氏单位变化趋势与蛋白高度类似，随日粮中色氨酸添加比例的升高显著增加（P＜0.05），对蛋壳厚度、蛋壳强度、蛋黄颜色、蛋清含水率、蛋黄含水率、蛋黄相对重等均无显著影响（P＞0.05）。侯海峰和李茜（2017）研究表明，低蛋白日粮中添加色氨酸对蛋品质有一定的提高，添加色氨酸组蛋壳强度与低蛋白质组和常规蛋白质组均无显著差异。尹清东（2007）发现，动物增补色氨酸，可以削减其应激，减少PSE肉和DFD肉产生的概率，从而改良胴体品质。

2.4 在畜禽上添加量的研究 畜禽用饲料原料中色氨酸含量不能满足畜禽快速生长和生产的需要，需要额外补充色氨酸才可获得较为理想的效果。李海艳等（2010）通过线性回归的方法研究了38周龄后海兰蛋鸡的色氨酸需要量为每天每只140 mg。余东游等（2010）研究表明，对于400日龄罗曼蛋鸡，玉米-豆粕型日粮中色氨酸含量为0.2%时，蛋鸡产蛋率最高。贺强等（2015）发现，饲粮中添加色氨酸可显著提高新杨绿壳蛋鸡的产蛋率、降低料蛋比、增加平均蛋重；产蛋高峰期新杨绿壳蛋鸡的适宜色氨酸水平为0.19%～0.22%。林映才等（2002）用粗蛋白质为18%的玉米-玉米蛋白粉型日粮饲喂8～20 kg仔猪，结果表明，在0.130%～0.205%的色氨酸水平内，随着日粮色氨酸水平提高，仔猪的采食量、平均日增重和饲料转化率都极显著提高。而对于生长育肥猪日粮色氨酸与赖氨酸适宜比例为20～21∶100，真可消化色氨酸比例为21∶100。

3 小结

色氨酸作为动物体必需氨基酸，在免疫调节、消化调节、抗应激、蛋白质合成调节等方面具有重要的作用；在畜禽生产中，添加色氨酸可以提高畜禽生产、生长性能，改善畜禽产品品质。因色氨酸合成成本较高，在实际生产中应用并不广泛，其潜在的价值并未发挥出来；虽然有很多在畜禽方面的研究报道，但缺乏系统性。今后，应在色氨酸的合成成本上进行深入研究，优化工艺，降低生产成本，以满足市场需要。在不同畜禽、畜禽不同生长阶段的色氨酸适宜添加量方面应开展系统研究，以便积累丰富的数据资料，为其广泛应用提供技术支持。