赖氨酸对泌乳奶牛生产性能的影响

毛家真，杨金勇，王俊红，王艳明，俞佳妃，崔艳军，王翀*

（1.浙江农林大学集贤学院动物科技学院动物医学院/浙江省畜禽绿色生态健康养殖应用技术研究重点实验室/动物健康互联网检测技术浙江省工程实验室，杭州311300；2.浙江省畜牧技术推广与种畜禽监测总站，杭州310021；3.浙江大学动物科学学院，杭州310058；4.建明（中国）科技有限公司，广东珠海519040）

蛋白质是反刍动物日粮中重要的限制性营养成分之一，而小肠可以吸收的氨基酸数量种类决定了蛋白质的生物学价值[1]。氨基酸作为合成蛋白质的基本单位，在反刍动物正常生长发育、繁殖和泌乳等生命活动中起重要作用。赖氨酸是反刍动物体内最重要的限制性必需氨基酸之一，在饲料中的含量常常较低，且动物自身往往不能合成，必须通过外源补充才能满足动物的需要。赖氨酸是合成体蛋白和乳蛋白的重要前体物质，增加泌乳奶牛的小肠赖氨酸供应量可在一定程度上提高采食量、产奶量以及乳蛋白的含量[2]。由于仅仅通过高蛋白日粮或游离氨基酸的饲喂无法使奶牛的生产性能达到理想状态，因此现在研究的重点转移到瘤胃保护性氨基酸上，在奶牛日粮中添加过瘤胃保护赖氨酸可提高日粮蛋白质的利用率，提高生产性能，减少氮的排放。

1 赖氨酸的理化特性与合成代谢

赖氨酸为R基碱性氨基酸，其分子式为C6H15N2O2，通常带正电荷。L-赖氨酸为白色或近乎于白色的结晶粉末，易溶于水，微溶于醇，不溶于醚。赖氨酸是代谢蛋白质的最限制性氨基酸之一，属于必需氨基酸，在动物体内的合成量有限，主要来源于日粮供给，而赖氨酸代谢的主要场所是肝脏。赖氨酸代谢的主要途径是通过赖氨酸α-酮戊二酸还原酶来实现的，最后转化为α-氨基乙酸，从而参与机体的蛋白质与脂肪合成代谢。

2 泌乳奶牛的赖氨酸需要量

代谢蛋白质是指进入小肠的可消化瘤胃未降解蛋白和瘤胃微生物蛋白[3]。L.E.Armentano等[4]研究发现，代谢蛋白质的数量和质量对泌乳奶牛的产奶量有着重要影响，其中赖氨酸是代谢蛋白质最限制性的氨基酸。当前关于奶牛氨基酸需要量的相关研究还不明确，有些研究人员选择析因法来确定奶牛对于氨基酸需要量的多少，另外一些研究者运用剂量反应法去估测当代谢蛋白质用于蛋白质最大合成时所需要的氨基酸量。研究表明，代谢蛋白质中赖氨酸的预测含量为4.33%～9.83%。通过大量试验得出赖氨酸“具体”含量为6.67%，在预测范围之内。通过日粮来提高代谢蛋白质中赖氨酸的含量可以满足需要，从而有效提高产奶量。因此，很有必要进行确定代谢蛋白质中赖氨酸的需要量和提高小肠代谢赖氨酸供应量的研究。

3 对赖氨酸的保护技术

为满足小肠的有效吸收，需使瘤胃保护性氨基酸达到平衡状态。由于赖氨酸具有特殊的理化性质，通过大量对于赖氨酸的过瘤胃保护技术的研究发现，目前针对赖氨酸的保护技术通常会选择物理保护法和化学保护法。物理保护法主要是选择包被赖氨酸的方法，包括利用聚合物包被赖氨酸、利用脂肪包被赖氨酸、利用壳聚糖包被赖氨酸等，以及选择热处理或酵母富集氨基酸的方式对赖氨酸进行保护。化学保护法主要有：①氨基酸类似物。如采用液态蛋氨酸羟基类似物，作为一种具有活性的蛋氨酸源，在奶牛日粮中添加能显著提高乳脂、无脂固形物和蛋白质含量。②氨基酸金属螯合物。

王星凌等[5]在研究降低日粮蛋白质含量和添加过瘤胃保护赖氨酸对提高奶牛生产性能的影响中指出，在高产奶牛日粮中添加过瘤胃保护赖氨酸可以提高产奶量。杨志强等[6]研究结果表明，在奶牛日粮中添加过瘤胃保护赖氨酸不但能提高日粮蛋白质的利用率和经济效益，同时还能减少氮的排放。刘晓牧等[7]研究发现，要使奶牛保持较高的产奶量，不能单靠过瘤胃蛋白。仅使用过瘤胃蛋白存在以下的局限性：第一，通过非降解蛋白质的使用来代替原先的降解蛋白会导致微生物蛋白的合成受限，从而使能够进入小肠的微生物蛋白数量下降；第二，代谢蛋白质的氨基酸组成不平衡会使奶牛的产奶量受影响；第三，过瘤胃蛋白在小肠内无法达到完全的消化吸收；第四，由于过瘤胃蛋白的来源不同，可能导致在消化时发生相互抑制的作用，降低原本的营养价值；第五，当瘤胃内环境发生改变时，微生物的合成效率减缓，食物过肠道速度加快时对瘤胃蛋白质的功效也会有影响。因此对于赖氨酸的过瘤胃保护技术仍需进一步的研究。

4 赖氨酸对泌乳奶牛生产性能的影响

过往关于奶牛蛋白质营养需要的研究，确定了赖氨酸是合成乳蛋白的限制性氨基酸，并且对于赖氨酸的需要量也做了相应的研究。

4.1 提高产奶量及乳蛋白含量

大量研究结果表明，赖氨酸能够限制奶牛产奶量。C.G.Schwab等[8]在比较代谢蛋白质、赖氨酸、蛋氨酸对奶牛产奶量的影响试验中指出，赖氨酸对产奶量和乳蛋白含量的影响最大。王星凌等[9]在研究日粮赖氨酸含量对奶牛产奶性能的影响中发现，奶牛日粮蛋白质从14.1%适当降到12.6%，日粮赖氨酸水平保持在0.60%，奶牛产奶量不受影响，乳蛋白含量有上升趋势；奶牛日粮赖氨酸水平从0.68%降到0.45%，无论日粮蛋白质水平是否变化，奶牛产奶量均下降，充分说明赖氨酸限制奶牛产奶量及乳蛋白含量。H.L.Robinson等[10]试验发现，当奶牛日粮中补加过瘤胃蛋氨酸和赖氨酸后，其乳蛋白和乳脂肪含量大量增加；泌乳前期、中期奶牛补饲12 g·d-1瘤胃保护性蛋氨酸或24 g·d-1的赖氨酸后，能够显著提高奶牛乳脂率[11]，因此说饲料中过瘤胃蛋白的赖氨酸数量和蛋氨酸数量与过瘤胃氨基酸的补饲量有关。

4.2 提高乳糖含量及乳干物质含量

李吕木等[12]进行了泌乳奶牛饲喂包被赖氨酸对生产性能及乳成分的影响试验结，果表明包被赖氨酸的添加对于产奶量的增加以及乳品质的改善均有促进作用，当添加0.6%的包被赖氨酸时，奶牛的平均日产奶量以及4%校正乳产量、乳蛋白、乳脂、乳糖及总固形物的含量呈现最佳，其中日均产奶量和校正乳产量分别比对照组提高6.8%和10.8%。吴东等[13]试验表明，向泌乳奶牛精料中添加0.16%蛋清包被赖氨酸，可有效提高乳品质量，其中乳糖含量会显著提高。李戍江等[14]试验表明添加包被蛋氨酸和赖氨酸可以使全乳干物质含量分别增加0.43和0.51百分点，提高幅度分别为3.4%和4.0%。

4.3 提高奶牛免疫力和降低牛奶体细胞数

现有研究表明，向奶牛日粮中添加赖氨酸锌、蛋氨酸锌可以有效提高奶牛免疫机能并且降低牛奶体细胞数。美国伊利诺大学的研究表明，给每头奶牛每天补充蛋氨酸锌40 mg，可使腐蹄病的发生率下降，蹄叶炎、软蹄病、蹄踵裂及蹄部溃疡等均有改善。当奶中的体细胞数增多或奶牛出现蹄病时，可对奶牛每日饲喂蛋氨酸锌，以此来降低奶中的体细胞数，改善蹄病。并且向奶牛日粮中添加部分氨基酸螯合物可以促进氨基酸和矿物质的吸收，有效提高奶牛的免疫能力，促进奶牛健康。

5 结语

近年来，虽然对于除赖氨酸之外的其他限制性氨基酸的研究也逐渐深入，但仍然没有直接证据能够证明其他限制性氨基酸与赖氨酸相比具有更好的限制效果。日粮中过瘤胃赖氨酸的添加，是满足反刍动物对限制性氨基酸需要的基础，同时还能增加小肠可利用氨基酸的供给，提高奶牛的生产性能。此外，在奶牛日粮中添加过瘤胃保护氨基酸可以提高其生产性能如产奶量、乳蛋白率和乳脂率等，降低生产成本，增加奶牛养殖经济效益，而且对缓解蛋白质饲料资源紧缺的现状、保护环境具有重要意义。但在现实应用上，赖氨酸仍存在一些待解决的问题：第一，对氨基酸过瘤胃方法仍需进一步研究，寻找到能够大规模应用在动物生产上的方法；第二，要确定氨基酸的适宜添加量、添加时期以及不同类型氨基酸之间的相互比例，以期能达到最佳的使用效果。