不同蛋胺酸化合物的比较
Ⅰ.绪 言
家禽日粮中第一限制性胺基酸是蛋胺酸。在商品家禽日粮中，豆饼粉是蛋白质的主要来源，玉米则是能量的主要来源。由这两种原料构成的家禽日粮则导致了蛋胺酸的不足。家禽日粮中添加蛋胺酸一直是卅多年来的一个研究课题。
Ⅱ.具有蛋氨酸活性的商业产品
在世界上，目前有三家蛋胺酸来源可作为添加剂来保持家禽日粮中胺基酸水平的平衡。
这些产品是：
1.消旋蛋胺酸(DL-M)。
2.消旋蛋胺酸类似物羟基钙(DL-MHA-Ca)。
3.消旋蛋胺酸类似物羟基游离酸(DL-MHA-FA)。
消旋蛋胺酸是一种晶体化合物，纯度至少为99％，50年代初期就开始被使用，一直是动物营养的最重要的添加胺基酸。DL-MHA-Ca至少含86％的MHA(类蛋胺酸羟基)，这种MHA仅以单位形式存在，因为MHA在化学上必须与钙结合。DL-MHA-FA呈液态，为88％的MHA水溶液，值得一提的是DL-MHA-FA溶液不仅含有MHA单体(65％)，而且还含有多聚体(2聚体，3聚体，高聚体)，这种溶液的pH值接近於1。(图一)
由於消旋蛋胺酸作为家禽日粮的添加剂已有35年的历史 。DL-MHA-Ca，尤其是DL-MHA-FA的出现产生许多问题，怀疑它们的蛋胺酸活性是否同消旋蛋胺酸一样。为什麽呢？因为MHA，正如它的名字一样，并不是氨基酸，它不含任何氮，MHA不能提供等效的粗蛋白。下表列出了三种产品的特性。(表一)
表一 DL - 蛋 氨 酸 、 DL - MHA - Ca 和 DL - MHA - FA 特 性 |
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| 化 学 名 | DL-蛋氨酸 DL-2氨-β甲硫基丁酸 |
DL-MHA-Ca DL-2-羟基-4甲硫基丁酸钙盐 |
DL-MHA-FA DL-2羟基4甲硫基丁酸(单位酸) |
结 构 式 |
CH3 - S - (CH2)
2- NH2 | -CH | COOH |
[CH3 - S - (CH2)
2- - CH - COO] 2 Ca | OH |
CH3 - S - (CH2)
2- COOH | -CH | OH |
| 分子量 含氮量 粗蛋白等效量 pH NE(家禽) 纯 度 其 他 |
149.2 9.4％ 59.6％ 5.5 21大卡／公斤 99％DL-蛋氨酸
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339.5 ／ ／ 7 15 86％单体酸 12％Ca |
150.3 ／ ／ 1 16.1 65％单体酸 最高12％水份 |
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羟基酸脱氢鶤
转移鶤 D-MHA ──────→ 酮基类似物 ───→ 蛋氨酸 羟基酸氧化鶤 转移鶤 L-MHA ──────→ 酮基类似物 ───→ 蛋氨酸 |
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然而，禽类具有将这种类似产品转变成氨基酸──蛋氨酸的能力，这种类似品，如要具有生物活性的话，化合物中的羟基部分必被氨基所替代，最後的分子必须是L型。
这些转化的效率是100％吗？但是，正如任何一个化学转化现象一样，这种过程需要时间和代谢的保证。这就是说，MHA作为蛋氨酸的一种来源，从逻辑上来说，将降低蛋氨酸的活性。对每一个饲料生产者来说，最重要的是：与DL-蛋氨酸(比较标准)相比这种损失到底有多大？
Ⅲ.如何比较蛋氨酸的化合物
商品肉鸡饲料含有大量的营养成分，构成了其营养潜力。其中有几个已知为限制家禽生长的因子，蛋氨酸是第一限制性氨基酸，其他，例如能量水平也是限制性。
比较不同来源蛋氨酸的重要事实是什麽？在商品饲料中，添加不同来源的合成蛋氨酸，要辨别其活性的差异是极端困难的。不提蛋氨酸是重要营养成份之一，我们却常常忽视合成蛋氨酸活性部分仅占肉鸡日粮中所含带硫氨基酸的10～25％。就是说日粮中所含带硫氨基酸的75～90％完全不受使用DL-蛋氨酸或任何类似产品的影响。
这样，就一般日粮来说，人们无法了解DL-蛋氨酸与MHA的生物效应是多少。再者，为了达到最佳的生产性能，蛋氨酸的需要量一直是满足的。通常根据原料中所估计出的蛋氨酸含量，在配制过程中常附加一个安全系数。
为了找出"HNA-产品效率如何"，我们必须假设一些条件，以便准确地测出不同来源蛋氨酸的作用。为了测定添加合成蛋氨酸的作用，得采用一种仅含原料中蛋氨酸活性的日粮，即基础日粮。基础日粮与添加日粮间生产性能的差异称之为"反应或超基础日粮的反应"。只有这些反应才能比较出来它们是由於添加合成蛋氨酸的结果。
随着基础日粮中，添加活性蛋氨酸的增加，产生了一种非线性生长反应。每增加一个添加量，反应减弱。当日粮中的蛋氨酸满足需要时，生长曲线达到平稳状态。这不是蛋氨酸生物学活性减弱的问题，而当快接近或已达到一种营养需要量时，这种现象经常可以看到，这种现象通常称之为"反应减弱律。
一条相当典型的曲线 。它所显示的是在基础日粮中加入DL-蛋氨酸给仔鸡(0～4周龄)产生的体重／饲料反应。试验是在Georgia大学做的(Murillo和Jensen，1977年)。从反应曲线来看，在第一个添加水平，0.05％DL-蛋氨酸，增重／饲料比比非添加的基础日粮提高9.1％。再添加0.05％到0.10％DL-蛋氨酸，增重／饲料比再一步得到提高，但反应不再是9.1％，而是仅为4.8％。在0.15％。添加水平时，反应再提高2.4％。在0.20％的添加水平时，仅比前一个水平提高＋0.7％。
这些典型的反应减弱由线也许会产生一种假设，就是消旋蛋氨酸活性降低。然而，由於添加的是同一种蛋氨酸，并以同一定量增加。所以，这不是蛋氨酸活性的变化问题，而是仔鸡反应程度的问题。随着蛋氨酸尤其是蛋氨酸加胱氨酸接近需要水平时，这种仔鸡反应愈来愈少。
若具有相似的反应类型，采用非线性估计，就可对DL-蛋氨酸反应曲线与DL-MHA-FA反应曲线相比较。
非线性估值提示我们，要达到一定生产水平，应增加合成蛋氨酸的添加量。如何比较一种营养成分两种来源非线性生长曲线的模型。在曲线的任意一点，产品B需2个单位才能与产品A1个单位产生同样的增重。这样，这两条生长曲线说明产品A的潜力是产品B的两倍，产品B与产品A相比，生产效率仅是它的50％。总之，统计学上估计非线性生长反应的最恰当的方法是Mitscherlich式斜率法变形。
采用非线性回归法计算相对效率
Y＝a＋b (1－e－C1X1──C2X2)
Y：增重；X1：DL蛋氨酸食入剂量；X2：MHA配剂食入剂量；a：截距(基础日粮的生产性能)；b：添加蛋氨酸体重增加量(截距与渐近线的差)；C1C2：常数(指数模型)；C2C1：效益系数，系数C1和C2的比例表示生物潜力的差异。
具体的例子，DL-蛋氨酸或DL-MHA-FA的反应。采用两种添加水平，0.05和0.10％克分子浓度，一个很有趣的情况是，在本试验中又测定了另一个组 假设DL-MHA-FA的效率为70％克分子，正如我们所看到的，加入0.143％DL-MHA-FA这一组的体重增加与添加0.1％DL-蛋氨酸的组相同。本试验所有结果统计分析表明，DL-MHA-FA的生物效率为74％，为重量65％(Van Weerchen等，1983年)。
非线性分析已成为分析试验结果的最普遍、最准确的方法，不仅可以用於比较不同来源的蛋氨酸，也可以用於比较不同来源的磷酸盐(Potchanakorn Potter, 1987；Potter, 1988a)。商业上使用不同来源的磷酸盐，营养学应估计各种磷酸盐的生物利用价值，并根据价格和生物利用价值来作出决定。还有，DL-色氨酸、L-色氨酸的生物效应也用这种方法进行了估计(Schutte等，1988年)。
生物试验，就其结果来看，通常有一些变异的。一些发表的试验报导DL-MHA-FA中蛋氨酸对DL-蛋氨酸的相对效率变异很大，这意味着所估计的效率参数是完全不可采信的。一种蛋氨酸生物价值的临界测验是该产品对标准产品相对潜力的决性的可信限值。这些限值可根据Fieller的理论来估计(Finney, 1978)。。
总之，结论性试验的特点是：
测定非添加的基础日粮
2个或多个添加水平
总反应清楚
组内变异小
准确的可信度
指数模型分析(若生长反应是线性的可用斜率模型)
Ⅳ.如何建立可信的生物效率指标
当分析一个比较不同蛋氨酸化合物简单试验结果时，即使从事这项工作的人常常都会搞不清楚。其结果是相当矛盾的，同时也找不出原因。因此，要想得到真正的可靠的指标，最好的方法就是查看所有的发表的试验报告，计算一个平均生物效率值。在做这项工作的时候，应根据各个试验的准确性给予加权，以便最终得到一个加权平均数。
在最近的两个研究中(Potter, 1986；Potter, 1988b)，用每个比值方差的倒数来给生物效率比值加权。简单说，方差低，研究的准确性高，比方差大的不准确的研究对加权平均数的影响更大。
比较DL-MHA-FA和DL-蛋氨酸效率研究综合於表二(引自Potter, 1988b)。未能满足一定前提条件(反应小，基础日粮，可信度范围大)的研究未列入该表中，因为对蛋氨酸生物效率的估计没有多大价值。表二请见次页，附注(1)：据作者报导，通过蛋氨酸添加量与体重增加回归计算而得。
表二 根 据 一 些 研 究 所 报 导 的 蛋 氨 酸 的 相 对 用 率 |
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作 者 |
MHAA比DL-M | DL-M比MHAA |
| 晶体氨基酸日粮 Boebel和Baker (1982) 试验1(1) Van Weerden等(1982)(1) Muramstsu等(1984) 平 均 值 半纯度日粮 Boebel和Baker (1982) 试验3和4(1) Thomas等(1983)试验2 试验3 Thomas等(1984)试验2 试验3 Kirchgessner和Steinhert (1984) 平 均 值 实用型日粮 VanVeerder等(1983) 38d Larbier和Pettot(1984) Noll等(1984)试验1 试验2 试验3M 试验3F Harms和Buresh (1985) 试验2 Uzu (1986) 0～21天 Blair等(1983)4周试验1 (1984)6周试验1 6周试验2 Potter等(1985)试验1 试验2 Bertram等(1985) 平均值 平 均 值 |
0.78(0.68-0.89)
0.76(0.62-0.90) 0.67(0.42-0.95) 0.76(0.69-0.80)
0.76(0.71-0.82)
0.74(0.64-0.83) 0.83(0.72-0.94) 0.71(0.59-0.88) 0.68(0.58-0.79) 0.71(0.61-0.81) 0.75(0.71-0.79)
0.74(0.59-0.93) 0.53(0.28-0.74) 1.07(0.84-1.36) 0.80(0.60-1.06) 0.92(0.69-1.23) 0.96(0.72-1.29)
0.94(0.75-1.18) 0.62(0.48-0.82) 0.90(0.71-1.17) 0.74(0.57-1.00) 0.96(0.74-1.24) 0.65(0.50-0.85) 0.64(0.46-0.92) 0.66(0.48-0.90) 0.78(0.72-0.84) 0.76(0.73-0.79) |
1.28(1.12-1.47)
1.31(1.12-1.61) 1.50(1.05-2.40) 1.32(1.25-1.45)
1.31(1.22-1.41)
1.36(1.21-1.55) 1.21(1.06-1.39) 1.41(1.13-1.71) 1.48(1.26-1.72) 1.42(1.24-1.64) 1.39(1.27-1.40)
1.36(1.07-1.71) 1.90(1.36-3.61) 0.93(0.74-1.18) 1.25(0.94-1.65) 1.09(0.82-1.44) 1.04(0.78-1.40)
1.06(0.85-1.33) 1.60(1.22-2.08) 1.11(0.85-1.42) 1.35(1.00-1.76) 1.04(0.80-1.34) 1.54(1.17-2.00) 1.55(1.09-2.19) 1.53(1.12-2.08) 1.28(1.20-1.38) 1.32(1.27-1.37) |
其他估值是用体增重和蛋氨酸添加量回归和指数回归而得。
采用不同种类的日粮，得到了相似的相对生物效率值，这证明并非如大家常常谈到的那样，生物效应取决於日粮种类。
在列举的23个试验中有18个DL-MHA-FA的生物利用率明显低於DL-蛋氨酸(P＜0.05)。
总共加权平均为一个克分子的76％，这就是为重量的67.5％，具有商业价值。
结论是：DL-MHA-FA的效率明显低於DL-蛋氨酸，DL-MHA-FA仅能提供DL-蛋氨酸2/3左右的有效氨基酸。
图六总结了DL-蛋氨酸与MHA产品比较的一些重要特性。MHA-产品克分子效应指标是过去所发表很多有关家禽方面试验的平均值。所包含的试验均有一个基础日粮和2个或多个添加水平。每一个实验分析有的采用线性模型，有的采用指标模型，与取决於哪一种模型亦有关。
图六 MHA 产 品 蛋 氨 酸 活 性 |
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化 学 产 品 |
效 率 (与DL-蛋氨酸相比100％) | |
| MHA(克分子比较) | MHA产品(化学比较) | |
| MHA-钙(固体)，86％MHA(仅为单体羟基酸) | 80％ | 70％ |
| MHA-FA(液体)，88％MHA(含65％单体酸，23％多体羟基酸) | 74％(由於多体羟基酸，而低於MHA) | 65％ |
由於克分子效率分别为80％和74％，与DL-蛋氨酸(100％)相比，商品DL-MHA-Ca和DL-MHA-FA的效率分别为70％和65％。这些平均指标可视为MHA产品最新的、最可靠的估值。
从商业上来看，就是说用0.65公斤的DL-蛋氨酸替代1公斤的DL-MHA-FA就能获得同样的生物学效益(相对的，0.7公斤的DL-蛋氨酸可代替1公斤的DL-MHA-Ca)。
最新公开的实验结果给人以更深的印象。在一个重要的法国研究所用实用日粮做34个不同的试验，DL-MHA-FA的平均生物效率仅报导为58.2％(Bougon等，1988年)。
此一论点的实际性很容易可计算生物效率值，又能检查一定值的试验来作鉴定。例如，假设DL-MHA-FA作为商品，其重量效应仅为DL-蛋氨酸的65％，这就是说得比较添加DL-蛋氨酸或DL-MHA-FA的生产性能，但DL-蛋氨酸添加量应为类似物添加量的65％。如果统计上差异，那麽65％的生物效率就很容易得到证明。
最近，Argentine的INTA研究所做了这方面的试验。设计了3个65％的水平与三个不同的添加水平比较。
正如你们从图七可以看到的，就是增重和饲料转化率，当以65LD-蛋氨酸对100 DL-MHA-FA这个比例添加时，DL-蛋氨酸的效果还稍为好些。所引用的实验仅是许多采用这种方法检定DL-MHA-FA生物利用率是65％的实验中的一例。
Ⅴ.结 论
综而观之，已证明类蛋氨酸DL-MHA-Ca和DL-MHA-FA的生物利用率(增重效果看)分别为70％和65％，这些估值是假设合理、施行完备的试验结果。
(78年度饲料厂新知研究会 立利实业股份有限公司提供)
饲料营养杂志(72~81)－立利实业公司．八九年七期
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