林達雄
學歷：國立台灣大學畜牧系畢業
現任：省立宜蘭農工職校畜牧獸醫科教師
本文就是家畜家禽之氨基酸營養，以及氨基酸在飼料內
的應用情形加以整理，以供業界參考。
近年來關於家畜家禽之氨基酸營養的研究及其應用有了很大的進步。以往，當做研究室內之試藥而論克 ( g )購入，價格昂貴的氨基酸，今日在飼料廠內是論噸 ( t ) 交易的，其價格已降低很多。各國所公佈的飼養標準或飼料成分表都表示有各種氨基酸的數值。
今日，各飼料廠之飼料配合明細表，電腦程式裡必然記入各種氨基酸。為飼料購入者的畜產生產者亦多使用小型電腦以判斷此飼料配合內容是否適當。可以說已進入脫離氨基酸就無法行飼料配合，並且無法行適切給與的時代。
惟欲行最合理的飼料給與，必須瞭解極為複雜之動物體內的變化，並配合外界的各種條件而在量方面行適當的營養素的補給，此點單靠簡單的計算或一部分知識是無法勝任的。
今後，在越來越嚴酷的各種條件下，飼料 – 畜產技術者欲迎接此種挑戰，必須先進的具有廣泛的基盤及各種知識，並有其應用力。一.蛋白質與氨基酸
蛋白質之特徵在於其形態及在生體內之機能令人驚異的多樣性。此種多樣性是由於蛋白質的構造所致。
蛋白質以酸、鹼或蛋白質分解酵素行加水分解時即產生氨基酸 (amino acid) (圖1~1)。由蛋白質所得到的氨基酸約有20種，這些氨基酸經由縮氨酸 (peptide)結合而形成鍵 (表1~1) 。此種結合是由共有結合而來的安定的結合。視氨基酸的種類而由此種縮氨酸的鍵出現種種之側鍵，在這些側鍵間進行種種的結合而形成蛋白質之立體的構造。
圖1~1縮氨酸結合之加水分解
表1~1蛋白質中之氨基酸
(分類，一般名，略號，化學式，構造式)
脂肪族 甘氨酸 (Glycine),Gly
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氧氨基酸 (Oxyamino acid) 絲氨酸 (Serine),Ser
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丙氨酸 (Alanine),Ala
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羥丁氨酸 (Threonin),Thr
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纈氨酸 (Valine)Val
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含硫氨基酸 半胱氨酸 (Cysteine),Cys
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白氨酸 (Leucin),Leu
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胱氨酸 (Cystine),Cys-Cys
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異白氨酸 (Isoleucin),Ile
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甲硫氨酸 (Methionine),Met
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酸性氨基酸 天門冬氨酸 (Aspartic acid),Asp
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芳香族氨基酸 苯丙氨酸 (Phenylalanine),Phe
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麩氨酸 (Glutamic acid),Glu
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酥氨酸 (Tyrosine),Tyr
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鹼性氨基酸 精氨酸 (Arginine),Arg
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複素環氨基酸 色氨酸 (Tryptophane),Trp
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離氨酸 (Lysine),Lys
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脯氨酸 (Proline),Pro
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組氨酸 (Histidine),His
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羥脯氨酸 (Hydroxyproline),Hyp
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這些有兩個半胱氨酸 (cysteine) 基結合的S – S結合，在水溶液中之-NH3+與COO-之間的離子結合 (鹽結合)，像烴基 (alkyl) 等疏水基間之疏水結合，經由電氣陰性度高的基間的氫的氫結合等 (圖1~2)。
這些結合在同一之縮氨酸鍵中亦會引起，而且與其他分子之鍵間亦會發生。根據由X線回折圖而來之理論上的計算，這些鍵經由氫結合而形成螺旋構造(1迴轉之氨基酸基3.7個，1個之Pitch 1.5A0，此稱為α𤪔elix)。實際上雖不一定形成此種形態，但球蛋白(Globulin)及膠質(Keratin)多少呈現變形。此種構造再彎曲，纏絡、捲起、解離而形成多樣的形態。
似此，蛋白質的多樣性是基於縮氨酸鍵之氨基酸的結合順序或長短，立體構造的多樣性而來的。蛋白質之分子量有小者如陣痛促進素(oxytocin)的約1,000，至大者如血清素(hemocyanin)的約2,800,000，但大多數的蛋白質分子量在35,000~500,000之間，氨基酸的數目則在300~5,000之間。像胰島素(insulin，分子量5,733)，高糖素(glucagon，分子量3,485)，ACTH(腎上腺皮質刺激素，分子量4,540)等小而重要的蛋白質，對於其氨基酸的數目及結合順序，存在之各種結合的形態及場所已經明瞭(圖1~3)。
圖1~2 氨基酸間之結合 (模式圖)
蛋白質之多樣性除了在生物體之構造上具有極巧妙的作用外，同時在酵素、荷爾蒙、免疫等所有機能的發揮上亦成為主要的性質。
圖1~3胰島素之氨基酸配列
天然所得到之氨基酸在同一碳素原子上結合碳酸基(Carboxyl基)及氨基者稱為α䔮繵羃纂C此碳素原子再與氫及側鍵原子團結合，是所謂不齊碳素原子，具有光學異性體。以往右旋性者當做d，左旋性者當做L，現在則視α㚰玼嶺鴗l的立體配位而分為L系與D系，使用IUPAC(國際純正應用化學聯合會)的命名法，將與L－(＋)乳酸相同配位的天然系當做L型。
在記載的場合，必要時以(＋)或(－)表示旋光方向。事實上，L－氨基酸有左旋性亦有右旋性。
氨基酸天然存在者通常為L型，化學合成品則為L型與D型之等量混合物的DL(Racemy)型。
在氨基酸的性質上很重要者，是在水溶液中形成兩性離子。由於其構造中具有氨基(amino基)與碳酸基，故視pH而呈現下述三種形態。在酸性之水溶液方面呈現鹼的形態，在鹼性之水溶液方面呈現酸的形態，而在某種pH方面平均的電荷變為O，不呈現電氣泳動。此種pH稱為等電點。等電點視氨基酸的種類而異，酸性氨基酸低，鹼性氨基酸高。
蛋白質的性質受到這些氨基酸之基的性質很大的影響，其本身具有等電點，電氣泳動引起的移動度視蛋白質的種類而異。而且，分子內的電荷複雜的集積在一起，此視pH而變化，並呈現上述之複雜的構造的多樣性。蛋白質是擔負著生體的恒常性。
另外，氨基酸及蛋白質能形成多價金屬離子及螯合物(Chelate)。此種性質在多數之酵素與金屬離子結合作用的場合，紫色素(Porphyrin)與鐵結合而血紅素運輸氧氣的場合，粘膜上之肌蛋白(Myosin)與鈣結合進行保護作用的場合等對生體是不可缺乏的性質。
蛋白質中氨基酸的量不一，有缺乏離氨酸的玉米蛋白(Eein)(玉米)，離氨酸很少而麩氨酸很多的麩蛋白(gliadin)(小麥)，精氨酸含量佔85%的鮭精蛋白(Salmine)(鮭魚的精子)等各種情形。
但大別而言，植物性蛋白質以酸性氨基酸居多，動物性蛋白以鹼性氨基酸居多。由營養之立場來看，動物性蛋白質在體內不合成，或即使合成其量亦不充分，是所謂必需氨基酸，但與植物性蛋白質相比則較多。
植物或微生物能經由無機氮素作出蛋白質。動物則以植物體或其他動物做為飼料(食物)，攝取後分解至氨基酸，再形成自己獨特的蛋白質。此種場合，主存在於細胞核內的DNA具有有關蛋白質之氨基酸構成，其順序或數目的遺傳情報，一方面可再生產出再生產DNA的細胞或個體，一方面可經由RNA合成特定的蛋白質。即
生物經由此種方法得以保持種及個體的獨特性。此種場合，做為蛋白質合成之素材的氨基酸必須存在於細胞內，而且在營養上最重要者是在必要時保證從飼料供給必需比率，必要量之氨基酸。
飼料營養雜誌第二冊合訂本
1987年元月號至1987年十二月號
飼料營養：1987年一月號(33~39)
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