反芻動(dòng)物小腸氨基酸來(lái)源于瘤胃微生物氨基酸和飼料瘤胃非降解氨基酸及少量的內(nèi)源性氨基酸。與反芻動(dòng)物小腸氨基酸代謝密切相關(guān)的因素主要有：1）進(jìn)入小腸的瘤胃微生物氨基酸的數(shù)量與組成瘤胃微生物的氨基酸組成；2）過(guò)瘤胃飼糧蛋白質(zhì)的數(shù)量與氨基酸的組成；3）小腸對(duì)氨基酸的吸收利用。由于瘤胃細(xì)菌與原蟲(chóng)間、飼糧蛋白質(zhì)與微生物蛋白質(zhì)間、飼糧蛋白質(zhì)與瘤胃非降解蛋白質(zhì)(RUP) 間在氨基酸組成比例上的差異，進(jìn)入小腸的微生物蛋白質(zhì)與飼糧非降解蛋白質(zhì)的相對(duì)數(shù)量和組成會(huì)直接影響小腸可吸收氨基酸的數(shù)量與組成模式。從營(yíng)養(yǎng)學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，確定到達(dá)十二指腸部位的氮源種類(lèi)和數(shù)量是很重要的。王洪榮研究了在綿羊十二指腸中灌注不同模式的氨基酸，發(fā)現(xiàn)小腸可吸收氨基酸模式對(duì)綿羊氮平衡和日增重有顯著影響。一般來(lái)說(shuō)，到達(dá)十二指腸的氮有30%～100%來(lái)源于微生物蛋白質(zhì)，其余來(lái)源于瘤胃非降解蛋白質(zhì)。瘤胃微生物氨基酸是小腸氨基酸的主要來(lái)源，就多數(shù)飼糧而言，瘤胃中合成的微生物蛋白質(zhì)占進(jìn)入小腸總氨基酸氮的60%～85%。Clark等總結(jié)了152篇相關(guān)文獻(xiàn)，得出微生物氮提供了流向十二指腸非氨態(tài)氮的35%～66%。當(dāng)不同的飼糧蛋白質(zhì)引起微生物蛋白質(zhì)的產(chǎn)量與組成及瘤胃非降解蛋白質(zhì)的量與組成改變時(shí)，供應(yīng)宿主小腸氨基酸的量與組成模式會(huì)改變。因此，不能單純由飼糧氨基酸組成或由飼糧的氨基酸組成和微生物蛋白質(zhì)組成模式來(lái)評(píng)價(jià)其宿主小腸氨基酸的氨基酸平衡狀況。

2.2.1瘤胃微生物的氨基酸組成模式

微生物蛋白質(zhì)產(chǎn)量與氨基酸組成模式的變化對(duì)小腸氨基酸的供應(yīng)有直接影響。關(guān)于微生物蛋白質(zhì)產(chǎn)量的報(bào)道很多，如微生物生長(zhǎng)效率、影響瘤胃微生物蛋白質(zhì)合成的因素（如碳水化合物與降解蛋白質(zhì)供應(yīng)的同步化、原蟲(chóng)蛋白質(zhì)在瘤胃內(nèi)的再循環(huán)、瘤胃食糜外流速度、脂肪添加等）等。微生物蛋白質(zhì)是進(jìn)入小腸氨基酸的主要來(lái)源，那么，瘤胃微生物的氨基酸組成是否恒定呢？圍繞這一問(wèn)題在學(xué)術(shù)界展開(kāi)了激烈爭(zhēng)論。早在1957年由英國(guó)學(xué)者Weller提出不同飼料間瘤胃微生物氮中氨基酸組成幾乎沒(méi)有差異。后來(lái)許多學(xué)者支持了這一觀點(diǎn)，認(rèn)為瘤胃微生物的氨基酸組成恒定。為此，在過(guò)去30多年來(lái)多數(shù)研究者支持這種觀點(diǎn)。進(jìn)入20世紀(jì)90年代初，動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)界對(duì)這一觀點(diǎn)提出質(zhì)疑。法國(guó)學(xué)者Rulquin和Verite用大量試驗(yàn)資料證明瘤胃微生物蛋白質(zhì)的氨基酸組成并不相同，繼而以美國(guó)伊利諾斯大學(xué)Clark教授為代表的學(xué)者在1992年提出瘤胃微生物的氨基酸組成比例是可變的觀點(diǎn)。Erasmus等用不同試驗(yàn)飼糧測(cè)得瘤胃細(xì)菌的氨基酸組成有一定差異；并認(rèn)為在相同蛋白質(zhì)、能量水平下，不同蛋白質(zhì)來(lái)源飼糧的瘤胃細(xì)菌氨基酸組成有一定差異，如飼喂向日葵粕飼糧時(shí)瘤胃細(xì)菌中亮氨酸和纈氨酸含量比飼喂血粉飼糧時(shí)分別降低了12.5%和10.1%，而組氨酸含量提高了18.2%；并推測(cè)其變化原因可能是不同飼糧對(duì)微生物區(qū)系進(jìn)行了選擇，影響了進(jìn)入小腸的微生物種類(lèi)所致，因瘤胃細(xì)菌和原蟲(chóng)的氨基酸組成有一定差異。王洪榮等用豆餅、亞麻餅和血粉3種不同氮源進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，在豆餅飼糧和亞麻餅飼糧下瘤胃分離微生物的氨基酸組成相近，飼喂血粉飼糧綿羊瘤胃微生物中組氨酸、亮氨酸、纈氨酸、脯氨酸以及必需氨基酸比例較飼喂豆餅飼糧和血粉飼糧有所提高，而異亮氨酸比例則下降，并且飼喂豆餅飼糧時(shí)賴氨酸、纈氨酸、酪氨酸、脯氨酸比例亦降低?？梢?jiàn)，不同氮源飼糧對(duì)瘤胃微生物中某些氨基酸比例有一定影響，不同飼糧下微生物氮中氨基酸氮含量間有差異。甄玉國(guó)研究了飼糧中添加無(wú)機(jī)硫?qū)q山羊和綿羊瘤胃微生物蛋白質(zhì)氨基酸組成的影響，結(jié)果表明，絨山羊瘤胃微生物利用無(wú)機(jī)硫合成微生物蛋白質(zhì)的能力顯著高于綿羊，且其瘤胃混合微生物在含硫與不含硫飼糧條件下蛋氨酸 + 胱氨酸含量變化很大，含硫飼糧遠(yuǎn)高于不含硫飼糧，而綿羊則變化不大。這也提示瘤胃混合微生物由于動(dòng)物、飼糧的不同，其氨基酸組成也不同。王洪榮等研究發(fā)現(xiàn)，不同飼糧精粗比條件下瘤胃微生物的氨基酸比例是可變的。瘤胃細(xì)菌和原蟲(chóng)氨基酸的必需氨基酸中多個(gè)氨基酸在飼糧間存在差異顯著。

本文作者及其團(tuán)隊(duì)對(duì)瘤胃微生物的氨基酸組成模式也進(jìn)行了深入的研究，首次對(duì)不同飼糧條件下瘤胃微生物氨基酸比例變化的分子機(jī)制進(jìn)行研究。該研究中采用分子克隆測(cè)序及聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)－單鏈構(gòu)象多態(tài)(PCR-SSCP) 指紋分析等技術(shù)對(duì)瘤胃微生物群體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，以研究微生物氨基酸組成比例變化的機(jī)制，結(jié)果表明在不同飼糧的條件下微生物群體結(jié)構(gòu)有明顯的不同。此結(jié)果證實(shí)了飼糧在一定程度上通過(guò)影響微生物群體結(jié)構(gòu)這一機(jī)制來(lái)影響微生物氨基酸組成比例。此外，還利用人工模擬山羊瘤胃發(fā)酵裝置，采用特定氨基酸缺省底物的方法研究了微生物自身的限制性氨基酸，結(jié)果表明，培養(yǎng)液中特定氨基酸缺省對(duì)瘤胃微生物（細(xì)菌和原蟲(chóng)）的限制性作用（相對(duì)于全量氨基酸組）排序?yàn)椋褐ф湴被幔?/span>BCAA)＞芳香族氨基酸（ARAA）＞蛋氨酸＞賴氨酸；微生物的遺傳指紋圖譜表明細(xì)菌和原蟲(chóng)內(nèi)部菌群結(jié)構(gòu)因特定氨基酸缺省底物而發(fā)生了相應(yīng)的變化。在體外培養(yǎng)條件下，氨基酸對(duì)瘤胃微生物群系的生長(zhǎng)以及發(fā)酵具有一定的影響。瘤胃微生物群系內(nèi)部種屬對(duì)氨基酸的代謝規(guī)律不同，如瘤胃大型球菌( 魏氏梭菌) 可以迅速代謝支鏈氨基酸，產(chǎn)琥珀酸絲狀桿菌需要苯丙氨酸，棲瘤胃普雷沃氏菌需要蛋氨酸。原蟲(chóng)對(duì)氨基酸的代謝同樣具有選擇性。因此可以推測(cè)特定氨基酸缺省的底物培養(yǎng)液可以引起培養(yǎng)液中微生物群系的變化。此研究還利用PCR-SSCP 技術(shù)檢測(cè)了瘤胃微生物群系變化的規(guī)律，結(jié)果顯示，PCR-SSCP 圖譜中出現(xiàn)了不同的優(yōu)勢(shì)條帶( 優(yōu)勢(shì)菌群) 以及特征條帶（特征菌群），表明特定基酸缺省引起了微生物群系的變化。該研究中，各試驗(yàn)組與對(duì)照組相比，細(xì)菌和原蟲(chóng)產(chǎn)量均有所降低，說(shuō)明支鏈氨基酸、蛋氨酸、賴氨酸和芳香族氨基酸對(duì)瘤胃細(xì)菌和原蟲(chóng)的生長(zhǎng)具有一定的限制性，其中任意一類(lèi)或者一種氨基酸的缺省都會(huì)限制瘤胃細(xì)菌和原蟲(chóng)的生長(zhǎng)。從微生物蛋白質(zhì)產(chǎn)量可以推測(cè)支鏈氨基酸、芳香族氨基酸、蛋氨酸、賴氨酸可能是瘤胃微生物( 細(xì)菌和原蟲(chóng)) 的限制性氨基酸。

2.2.2飼料供給小腸的非降解蛋白質(zhì)的氨基酸

組成模式飼料供給小腸的氨基酸量與模式取決于瘤胃降解率及未降解蛋白質(zhì)的組成模式。不同飼料蛋白質(zhì)的氨基酸組成與水平不同，未降解蛋白質(zhì)的數(shù)量和組成也不同，從而供給小腸的氨基酸的量與組成模式也不同。不同飼料蛋白質(zhì)的瘤胃降解率不同，谷物類(lèi)飼料蛋白質(zhì)的降解率一般在80%左右；餅粕類(lèi)飼料蛋白質(zhì)的降解率一般在60%左右，經(jīng)保護(hù)處理后進(jìn)入小腸的蛋白質(zhì)量則可達(dá)60%以上；魚(yú)粉的降解率很低，優(yōu)質(zhì)魚(yú)粉降解率低于30% 。Ganev等測(cè)定了培養(yǎng)9 h 后綿羊瘤內(nèi)尼龍袋中殘余物的氨基酸組成，發(fā)現(xiàn)植物性蛋白質(zhì)飼料中非降解蛋白質(zhì)的氨基酸組成有較大變化。飼料蛋白質(zhì)瘤胃降解率不同，則由飼料供給小腸的氨基酸的量就不同。Titgemeyer等在肉牛上研究了玉米、豆粕、玉米面筋粉、血粉、魚(yú)粉和優(yōu)質(zhì)苜蓿粉的過(guò)瘤胃氨基酸情況，結(jié)果顯示試驗(yàn)蛋白質(zhì)飼料的過(guò)瘤胃氨基酸順序?yàn)橛衩酌娼罘郏狙郏爵~(yú)粉＞優(yōu)質(zhì)苜蓿粉＞豆粕，且玉米面筋粉中含硫氨基酸含量豐富，血粉中賴氨酸、組氨酸含量豐富，魚(yú)粉中胱氨酸含量低。瘤胃中非降解蛋白質(zhì)的氨基酸組成不完全等同于原來(lái)飼料蛋白質(zhì)的氨基酸組成。Storm等測(cè)定了魚(yú)粉、花生粕、大豆粕和向日葵粕在瘤胃中培養(yǎng)9 h后尼龍袋殘余物的氨基酸組成，結(jié)果表明，植物性蛋白質(zhì)的氨基酸組成在降解前后比較相似，但魚(yú)粉差異較大（魚(yú)粉包括魚(yú)干物質(zhì)蛋白和魚(yú)浸膏蛋白，魚(yú)浸膏蛋白多為水溶性，所以降解很快）。其他一些對(duì)精飼料降解前后氨基酸組成的研究表明其差異不大，認(rèn)為精飼料瘤胃降解后殘?jiān)邪被峤M成可參考未降解前的氨基酸組成。對(duì)粗飼料降解后殘?jiān)陌被岷垦芯枯^少，就現(xiàn)有的研究表明降解后殘?jiān)陌被岷勘仍瓨又械囊?，且其低的程度因粗飼料的種類(lèi)而異。由于不同的飼料蛋白質(zhì)的氨基酸組成與水平不同，未降解蛋白質(zhì)的數(shù)量和組成也不同，則供給小腸的過(guò)瘤胃飼料蛋白質(zhì)的數(shù)量與氨基酸組成不同，并且不同的飼料也可能導(dǎo)致小腸瘤胃微生物蛋白質(zhì)的數(shù)量與氨基酸組成的不同，眾多不定的因素都可能導(dǎo)致到達(dá)小腸的氨基酸的組成模式不同。王洪榮研究發(fā)現(xiàn)，不同蛋白質(zhì)來(lái)源飼糧條件下瘤胃微生物的氨基酸比例是可變的，瘤胃細(xì)菌和原蟲(chóng)的必需氨基酸中多個(gè)氨基酸如蛋氨酸等在不同飼糧間差異顯著。

2.2.3小腸理想氨基酸營(yíng)養(yǎng)平衡模式

近年來(lái)，人們逐漸認(rèn)識(shí)到進(jìn)入反芻動(dòng)物小腸可吸收氨基酸組成平衡與否對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)有很大影響。因此，如何預(yù)測(cè)進(jìn)入小腸的各種氨基酸的流量及其組成模式，以及采取相應(yīng)的調(diào)控措施來(lái)改善其平衡，并滿足動(dòng)物的生產(chǎn)需求成為當(dāng)今反芻動(dòng)物氨基酸營(yíng)養(yǎng)研究的主要目標(biāo)。在理想氨基酸研究中，需要選擇一種參比蛋白作為對(duì)照，參比蛋白的選擇因研究目標(biāo)不同而異。對(duì)于生長(zhǎng)動(dòng)物，以組織( 肌肉或胴體) 的氨基酸組成作為參比蛋白是最佳選擇。因肌肉組織是動(dòng)物體內(nèi)最大的氨基酸代謝池，是體內(nèi)必需氨基酸的最大需求組織。在奶牛理想氨基酸研究中，也可選擇牛奶酪蛋白或微生物蛋白質(zhì)作為參比蛋白。王洪榮研究生長(zhǎng)綿羊的小腸可消化理想氨基酸模式時(shí)選擇改進(jìn)肌肉模式作為目標(biāo)模式。甄玉國(guó)通過(guò)研究絨山羊小腸內(nèi)理想氨基酸模式得出，可以選擇肌肉氨基酸（90%)+ 絨毛氨基酸（10%）和肌肉氨基酸( 80%) + 絨毛氨基酸( 20%)之間的模式作為目標(biāo)模式。這說(shuō)明在一定范圍內(nèi)動(dòng)物機(jī)體可通過(guò)自我穩(wěn)衡調(diào)控功能來(lái)調(diào)節(jié)血液循環(huán)中的氨基酸趨于平衡，但一旦超出動(dòng)物本身所能達(dá)到的調(diào)控范圍，某些氨基酸在血液循環(huán)中大量滯留，反而會(huì)影響氨基酸平衡性。同時(shí)也說(shuō)明，小腸可吸收氨基酸理想模式是一個(gè)范圍，而不是一個(gè)固定值。在這一個(gè)理想模式范圍內(nèi)，動(dòng)物借助機(jī)體的自我調(diào)控功能，使進(jìn)入組織代謝層次的氨基酸模式趨于理想的平衡模式。該研究還首次應(yīng)用由盧德勛提出的氨基酸平衡指數(shù)(amino acid balance index，AABI)這一新概念，用以評(píng)價(jià)小腸可吸收氨基酸的平衡性。研究結(jié)果表明AABI 超過(guò)0.95（包括0.95）的為理想模式；在0.90和0.95之間（包括0.90）的為平衡模式；在0.85和0.90(包括0.85)之間的為亞平衡模式；在0.80和0.85之間( 包括0.80)的為次亞平衡模式；而低于0.80的為不平衡模式。因此，根據(jù)小腸可吸收氨基酸的理想模式，結(jié)合氨基酸平衡指數(shù)就可以較全面、客觀、定量地評(píng)價(jià)小腸可吸收氨基酸的平衡性。這一指標(biāo)有助于使動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)中的氨基酸平衡狀況量化，是對(duì)傳統(tǒng)的氨基酸平衡概念的創(chuàng)造性發(fā)展。

（作者：王洪榮；來(lái)源：動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)）