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色氨酸又名α-氨基-β-吲哚丙酸,有DL-、D-、和L-色氨酸三种异构体,天然存在的只有L-色氨酸。缺乏色氨酸可导致动物采食量下降、生长迟缓、被毛粗糙。动物体内不能合成色氨酸,而植物性饲料中的色氨酸通常不能满足畜禽的需要。近年来,在配合饲料中大量使用合成赖氨酸和蛋氨酸,使色氨酸在饲粮中的重要性明显地体现出来。
一、L-色氨酸的营养学作用
L-色氨酸是畜禽的必需氨基酸。作为必需氨基酸,动物体自身不能合成, 必须从日粮中摄取才能满足其营养需要。
L-色氨酸最重要的营养学作用是参于蛋白质的沉积。L-色氨酸不仅是组成蛋白质的氨基酸成分之一,还参与调节蛋白质的合成。色氨酸对肝核蛋白合成的促进作用与L-色氨酸在体内分配后与特殊的核酸色氨酸受体的结合能力有关。饲料缺乏L-色氨酸直接导致动物的氮保留下降,生长速度放慢,饲料利用率降低。
L-色氨酸的另一营养学用途是通过犬尿氨酸途径转化为喹啉酸进而变成烟酰胺作为维生素B3发挥作用。
建议用量: 按动物营养需求添加,建议添加比例为0.02%~0.06%,其与赖氨酸的建议添加量之比为0.22。
二、L-色酸的生物学功能
色氨酸是猪玉米-豆粕型日粮中第4限制性必需氨基酸,对动物体的生长发育、新陈代谢起重要作用,色氨酸不足会限制其它氨基酸的利用,影响体蛋白沉积。其主要作用有:刺激仔猪和母猪采食,提高生产水平;提高猪(特别是仔猪)的日增重; 减少泌乳期间母猪的体重损失;调控行为,减少猪只争斗,安静肯睡;增进免疫及疾病抵抗能力;改善肉质。
1、调节采食量
在肉猪生产的各个阶段,提高饲料L-色氨酸的水平都能显著增加猪的采食量(参见表1)。色氨酸对仔猪生长性能的提高,主要是较高的日粮色氨酸水平提高了仔猪的采食量。
提高仔猪和泌乳母猪的采食量具有格外重要的意义。这是由于采食量不佳常常造成仔猪较差的生长状况,而泌乳母猪则要面对因为采食量不能满足泌乳需要、动用自身营养储备而导致失重的问题(失重过多会降低母猪的繁育性能)。
2、 促进生长
对
表1 提高饲料L-色氨酸水平对猪生产性能的影响
阶段 (千克) | 色氨酸水平 (%) | 采食量 (克/日) | 日增重 (克/日) | 增重/饲料(克/千克) | 氨基酸概念 |
5-7 | 0.14↑0.23 | 224↑310 | 98↑198 | 437↑638 | 真可消化 |
6-10 | 0.13↑0.19 | 327↑549 | 136↑326 | 422↑589 | |
10-16 | 0.13↑0.18 | 532↑772 | 228↑469 | 429↑610 | |
6-16 | 0.13↑0.18 | 300↑480 | 170↑320 | 570↑660 | 总氨基酸 |
22-50 | 0.10↑0.16 | 1200↑1820 | 470↑800 | 390↑440 | |
55-97 | 0.08↑0.13 | 3060↑3230 | 940↑1010 | 310→310 | |
44 | 0.09↑0.13 | 2060↑2530 | 573↑918 | 270↑362 | |
44-99b | 0.09↑0.13 | 2470↑2890 | 819↑1021 | 326↑353 | |
泌乳母猪 | 0.12↑0.17 | 5800↑6500 | -13.2↓ | - |
a 高蛋白(15.7%)日粮,b 低蛋白(12.6%)日粮,c 泌乳头21天丢失的体重(千克)。
3、调节行为
把仔猪饲料的L-色氨酸水平从0.12%增加到0.22%,除了显著提高日增重外,还可显著减少猪对环境(司伴和猪舍布置物)的探究反射活动时间,增加了猪的睡眠时间。另外,用蘸血绳模拟受伤的猪尾进行测试发现,猪的嗜血性也同时降低,表明提高饲料L-色氨酸可能会减少猪的咬尾和异食癖。Li等(2006)研究表明,当日粮色氨酸水平为对照组(0.11%)的2倍(0.22%)和4倍(0.44%)时,增加了猪的躺卧时间减少了进食时间;且日粮中高水平的色氨酸减少猪的相互攻击的持续时间。美国农业部农业研究服务家畜行为研究小组联合美国普渡大学2010年的最新研究结果表明,高色氨酸日粮可以降低生长期后备母猪和青年猪混群时的活动强度、减少其攻击行为。
4、提高免疫
色氨酸对免疫的影响可能是通过其诱导的IGFs和代谢物5-羟色胺、褪黑激素等实现的。国内外大量的研究表明:色氨酸可以生成褪黑激素,它是一种松果体激素,因此它对动物的免疫机能也有影响。L-色氨酸还可以促进骨髓T淋巴细胞前体分化为成熟T淋巴细胞,色氨酸可以促进免疫细胞的活化,L-色氨酸缺乏会导致体液免疫功能的降低。因此日粮中添加色氨酸可以明显的提高仔猪的免疫能力。
5、改善健康
仔猪面临健康威胁时,诸如炎症和肮脏环境,体内色氨酸用量增加,血浆色氨酸浓度降低,导致采食量减少,生长速度进一步降低;高色氨酸日粮能够部分恢复血浆色氨酸水平和仔猪生产水平, 降低炎症和肮脏环境对仔猪的威胁; 因此,维持适当的色氨酸供应(色/赖比22%), 仔猪的健康状况和生产性能才能达到最佳。Melchior等(2004)研究指出,慢性肺炎中,色氨酸是血浆中唯一受影响的必需氨基酸,慢性肺炎会增加了动物体色氨酸需要量。高色氨酸饲料能恢复攻毒后仔猪血浆色氨酸水平,高色氨酸饲料能减轻仔猪炎症程度。
6、改善肉质
在屠宰前5天在每千克猪饲料中添加
三、L-色氨酸的需要量
NRC(1998)猪的营养需要中:20-50猪的总色氨酸需要量为0.13%-0.18%,50
图1 日粮色/赖比对仔猪(7
由图1可见, 7
Jansman等(2007)研究表明:不管是日粮类型如何(玉米-豆粕型的,还是小麦/大麦型的)仔猪色氨酸的需求始终为色/赖比22%,提示仔猪色氨酸的需求不受饲料原料种类的影响;
Zhang等(2007)研究表明日粮色氨酸含量从0.12%提高到0.26%,会显著提高一种与食欲和蛋白质合成有关的激素——脑肠肽的表达, 增加了采食量和体增重。仔猪能够分别饲料中色氨酸水平的高低,并选择高色氨酸料。
0—18日龄的肉小鸡试验显示,总L-色氨酸和总L-赖氨酸的比例在16-18%之间。
以玉米、豆粕和玉米蛋白粉为主要饲料原料,蛋鸡的总L-色氨酸需要量为140-160毫克/羽·天。多数报道的总L-色氨酸/总L-赖氨酸的比例在18%-21%之间。
以日采食量、日增重和料重比为评价指标,1~14日龄北京鸭色氨酸的需要量分别为0.226%、0.225%、0.223%。
把饲料总L-色氨酸从0.11%分段增加到0.17%,4-7周龄的京白公鸭的活体生产指标呈线性改善,提示肉鸭的总L-色氨酸需要在0.17%以上。