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。
5.植物油粕類
大豆以外之植物油粕類在過去被認為纖維含量多、蛋白質含量少，且其蛋白質之氨基酸平衡亦欠佳，從而不大受人重視。
而且，植物油粕類主以油糧種子做為原料，多具有某些毒性或營養阻礙作用，作為飼料之評價亦低。但最近基於各種原因及情勢的變化，陸續有在做為飼料上評價很高的植物油粕出現。目前雖然技術很進步，但使用者尚未有充分認識而未能善及。
棉仔粕在美國南部生產很多，對之亦有很多研究。棉仔粕與大豆粕相比，纖維含量多，蛋白質含量低，並含有棉仔毒 (gossypol)或cyclopropene脂肪酸等不良物質，其評價低，且被認為不適合雞或豬，專門做為反芻家畜的飼料。
但因脫殼技術的進步已出現粗蛋白質50%的製品，若能除去殘存之棉仔毒及不良脂肪酸的話，其熱能價不輸於大豆粕，故添加若干之甲硫氨酸及離氨酸就能與大豆粕 (脫皮) 同樣使用於肉雞用飼料。
棉仔毒是具有圖6-1之構造的一種色素，在棉仔粕中有游離型與結合型之兩種形態存在，且游離型之棉仔毒若在產卵雞的飼料中有0.001%以上存在時，卵黃在貯藏中會變成污穢的顏色，這是卵黃中的鐵與棉仔毒結合而發生變色者。若在飼料中加入鐵鹽時，在消化管內會先引起同樣的反應，故卵黃的變色是可以防止的。
另外，給與含棉仔粕之飼料的產卵雞所生的卵在貯藏中卵白會變為粉紅色，且冷卻時產生粘度高的卵黃。此種變化是由於脂肪中之Halphen反應陽性物質所引起，其本態則是具有cyclopropene脂肪酸的Malvaic acid及Sterculic acid的存在 (圖6-2)。這些脂肪酸會使體軀之貯藏脂肪及卵黃之脂肪中的硬脂酸及棕櫚酸的比率增加。結果使卵黃膜之滲透性發生變化，卵黃內的物質跑至卵白中而變成粉紅色。
圖6-2 cyclopropene 脂肪酸
卵黃之脂肪的融點上昇的結果，冷藏的卵黃變成粘稠度高的糊狀，形成所謂海棉卵。據報告1日1隻給與1 mg的malvalic acid時即會引起此種變化。同樣的情形亦發生於木棉粕。
棉仔毒的分析法已確立基準油脂分析法及AOAC法，美國規格中所謂脫棉仔毒棉仔粕 (degossypolized cotton seed meal) 是游離棉仔毒0.04%以下者。經適當處理的棉仔粕其棉仔毒大部分成為結合型。為了使其變成結合型且形成不活性而加熱，但在此條件下氨基酸的有效率 (Availability) 亦可能降低。此種矛盾比大豆粕的場合還要大，棉仔粕方面離氨酸及甲硫氨酸的添加 (超過分析值以上) 有效。至於有害之脂肪酸，應儘量將棉仔粕的殘油分抽出。
棉仔粕之氨基酸有效率降低的另一個因素是其蛋白質的消化率低。據森本 (1980) 的報告，粗蛋白質的消化率為大豆粕88%，棉仔粕73% (豬)。Rojas等 (1972) 發現棉仔粕經過phytase (有機態磷加水分解酵素) 處理時，不僅磷酸的有效率上昇，且由有機態磷-----蛋白質結合物游離出蛋白質，蛋白質的消化率、氨基酸的有效率、代謝熱能價等上昇。在此種情形下若大豆粕 (脫皮，CP 50%) 與棉仔粕 (脫殼，CP 50%) 分別添加適當的甲硫氨酸，離氨酸時就可以完全同樣使用。
(2)油菜粕
油菜粕以往是做為肥料使用，但近20年來經過加拿大、日本的努力研究已可做為飼料使用。
由其氨基酸的含量及平衡來看，雛雞及子豬之氨基酸要求量的平衡極為接近 (表6-10)。其缺點首先是在成分上有含硫的配糖體存在，且經由同時存在之酵素 mirocinase 的作用生成 isothiocianate (ITC) 類，進而產生甲狀腺素。
表6-10 植物油粕之必需氨基酸含量與第1限制氨基酸
棉籽粕 |
油菜粕 |
花生粕 |
芝麻粕 |
向日葵粕 |
||||||
含量 % |
指數 lysine = 100 |
含量 % |
指數 lysine = 100 |
含量 % |
指數 lysine = 100 |
含量 % |
指數 lysine = 100 |
含量 % |
指數 lysine = 100 |
|
粗蛋白質 |
41 |
35 |
100a , b |
51 |
45 |
43 |
||||
lysine |
1.6 |
100a ,b |
1.9 |
105 |
1.8 |
100b |
1.3 |
100a ,b |
1.4 |
100a , b |
arginine |
4.4 |
275 |
2.0 |
41 |
5.2 |
289 |
4.8 |
369 |
3.5 |
25 |
histidine |
1.1 |
69 |
0.77 |
63a |
1.1 |
61 |
1.1 |
85 |
1.0 |
71 |
isoleucine |
1.6 |
100 |
1.3 |
116a |
2.2 |
122 |
2.1 |
162 |
2.1 |
150 |
leucine |
2.4 |
150 |
2.2 |
68a |
3.2 |
178 |
3.4 |
262 |
2.6 |
186 |
methionine+cystine |
1.6 |
100 |
1.3 |
35a |
1.3 |
72 |
2.0 |
154 |
1.05 |
75 |
methionine |
0.6 |
38a |
0.66 |
121a |
0.5 |
28a |
1.4 |
108 |
0.65 |
46 |
phenylalanine+tyrosine |
2.9 |
181 |
2.3 |
74 |
4.4 |
244 |
4.2 |
323 |
3.5 |
250 |
phenylalanine |
2.2 |
138 |
1.4 |
79 |
2.5 |
139 |
2.2 |
169 |
2.2 |
157 |
threonine |
1.4 |
88 |
1.5 |
24 |
1.4 |
78 |
1.6 |
123 |
1.5 |
107 |
tryptophane |
0.5 |
31 |
0.45 |
100 |
0.5 |
28 |
0.78 |
60 |
0.5 |
36 |
valine |
2.0 |
125 |
1.9 |
2.2 |
122 |
2.4 |
185 |
2.3 |
164 |
|
甲狀腺素會引起甲狀腺肥大，幾種ITC中仍以甲狀腺素為其作用的主體。若使油菜粕的酵素活性低下時甲狀腺素的生成減少。濕熱處理即可使酵素活性低下。但在此種條件下亦會使氨基酸的有效率降低。加拿大方面已採取大規模行動將油菜更換為配糖體 (甲狀腺前驅體) 含量少的品種，經年累月下來其含量已降低。
油菜粕的第2個問題點是其粗蛋白質的消化率低，代謝熱能價亦低。Rao等 (1972) 的報告，大豆粕之粗蛋白質消化率為84.2%，而油菜粕為76.1%。而且碳水化合物的利用率亦低，4週齡的雛雞為1,375 Kcal／kg ME，成長的雞為2,265 Kcal／kg ME，即雛雞方面油菜粕的利用性特別差。將這些條件合併起來考慮時，相信經過適當製造的油菜粕仍具有優良的氨基酸平衡，做為飼料的利用價值比從來所想的為高。
由於擔心油菜粕具有抗甲狀腺作用等毒性，往往加熱得過度而形成離氨酸等氨基酸之有效率低的製品。惟由於離氨酸添加物的出現，有效性離氨酸含量可加以補正，故亦有將配糖體破壞、使甲狀腺素含量減少的製品出現。今後由於製品或工程的規格化，安全性的確保，氨基酸的利用等，可能使油菜粕成為重要的蛋白質資源。
(3)其他油粕類
除了以上之外尚有向日葵粕、芝麻粕、椰子粕、亞麻仁粕等多種油粕類。這些均以離氨酸，甲硫氨酸為限制氨基酸，若行適當的添加時仍能充分利用做蛋白質源。
惟與前述之植物油粕類一樣，亦多含有營養阻礙物質，且加熱時會使離氨酸等氨基酸的有效率低下。而且脫殼等技術尚未完成，即使完成亦因成本高而不實用。
關於營養阻礙物質或毒物，其本態不一，欲將之完全除去是有困難的，從這方面來看，即使使用這些油粕類其配合比率亦多受到限制。
氨基酸平衡方面，由於玉米．大豆粕飼料內最容易不足的離氨酸，甲硫氨酸多很少，故若為了提高配合飼料的粗蛋白質含量而使用油粕類時反而會引起不平衡，且可能使整個營養價降低。因加熱過度而氨基酸的有效率低時更要注意此種現象。因此，這些油粕類除了經過仔細研究、使用方法已明瞭的棉仔粕及油菜粕外，要視添加氨基酸，保持良好之平衡時的成本是否比大豆粕+甲硫氨酸為低以做為使用的判斷基準。
6.魚 粉
(1)氨基酸含量
在傳統上養雞飼料內都配合著魚粉。魚粉乃是將整個魚體做成粉末，或採取一部分脂肪後再做成粉末者，其蛋白質乃是魚之組織本身，故在做為製造家畜、家禽之組織的氨基酸源上當然極為優秀。
事實上如表6-11所示，子豬或雛雞之體組織的蛋白質中的必需氨基酸含量與魚粉之蛋白質中的必需氨基酸含量有極高的相關性。另一方面，在對魚粉等動物性飼料之營養價的研究上，證明被認為是雛雞及老鼠之生長促進因子的動物性蛋白質因子 (Animal protein factor , APF) 其本態乃是維他命B12，從而魚粉的營養價主要在於必需氨基酸及鈣、磷。
表6-11 子豬及雛雞與魚粉之蛋白質的必需氨基酸含量 *
子豬體 組 織 |
雛 雞
體組織 |
秘 魯 魚粉(1) | 秘 魯 魚粉(2) | 白魚粉 |
沙 丁 魚 粉 | |
lysine |
8.6 |
7.5 |
8.0 |
6.7 |
5.4 |
9.0 |
arginine |
7.1 |
6.7 |
5.2 |
6.1 |
4.3 |
4.1 |
histidine |
2.7 |
2.0 |
2.3 |
2.4 |
1.6 |
2.7 |
isoleucine |
3.8 |
4.1 |
5.5 |
3.7 |
2.3 |
5.0 |
leucine |
7.1 |
6.6 |
7.7 |
5.9 |
4.1 |
7.2 |
methionine+cystine |
2.8 |
3.5 |
4.3 |
2.6 |
2.3 |
4.3 |
methionine |
1.8 |
1.8 |
2.8 |
1.9 |
1.7 |
3.1 |
phenylalanine+tyrosine |
6.4 |
6.5 |
7.2 |
5.9 |
4.1 |
8.5 |
phenylalanine |
3.8 |
4.0 |
4.2 |
3.2 |
2.2 |
4.0 |
threonine |
3.8 |
4.0 |
4.0 |
3.8 |
2.5 |
4.0 |
tryptophane |
0.7 |
0.8 |
1.2 |
2.1 |
0.7 |
0.8 |
valine |
6.0 |
6.7 |
5.2 |
4.3 |
2.7 |
6.3 |
*蛋白質 100 g
(2)U.G.F.
現在已證明全植物性飼料若氨基酸平衡正確、並配合必需的維他命、礦物質時，其成績不遜於含魚粉的飼料，故傳統上相信魚粉具有某些未知之特別力量的觀念已日益變淡。惟單使用精製原料的飼料，若加入肝臟、魚粉、魚精粉、蒸餾乾燥物、啤酒酵母、乾燥乳清、草汁等時，成長獲得促進，顯示有未確認成長促進因子 (UGF) 存在，並進行很多研究。 研究結果發現這些 UGF源的灰分具有此種作用，且灰分之中鋅是此種作用的本體。在雛雞之成長上無機鋅能代替UGF源的作用，但要比存在於UGF源中的鋅量多很多才行，這是UGF源含有補強此作用的物質所致。另外，亦發現草汁因子的本態是在於草之保存上所使用之硫酸銅的作用，100 ppm的銅具有與抗生素同樣的成長促進作用。 似此，UGF的主要部分其本體已被確認，而且有很多報告認為可改善使用精製飼料時的成長。惟這些都是以高度精製飼料為對象者，主要是學問上的探索。而且，精製飼料的原料均是分子量小者，其營養素的吸收順序或速度與實用飼料不同，其代謝之經路的比重亦可能不一樣。若各營養素的吸收順序或速度不同時，由動物測來看時營養素的平衡發生變動的可能性亦很大。因此，實用飼料之UGF的效果比以往所想者小，且即使需要亦有限度。今日為了安全起見乃使用醱酵殘渣、酵母等做為主要UGF源，此同時可期待其所含之既知的維他命或微量礦物質的效果，魚粉方面則主要做為必需氨基酸的給源使用。(3)魚粉之問題點
魚粉在做為必需氨基酸的給源上固然是優良的飼料，但缺點亦不少。其第一個缺點是供給不安定。秘魯之以硬嘴沙丁魚做原料的魚粉被使用得很多，但其收獲量視海流而有很大變動。1970年魚粉生產量達225萬噸，但1972年只有89萬噸，1973年更減少至42萬噸。這些變動當然會影響價格。
第二個缺點是品質不一，同時在貯藏中的變化最大。日本之公定規格魚粉的粗蛋白質含量50%以上，粗脂肪12%以下，粗灰分27%以下，但實際上其成分視原料、製造過程、乾燥方法、貯藏方法及期間而有很大變動。魚類之脂肪含有很多高度不飽和脂肪酸，由於乾燥時之過熱而抽出油分減少，且一部分脂肪酸氧化分解產生醛基 (aldehyde)。結果醛基與蛋白質之氨基酸發生反應，且氨基酸之有效率降低。同時魚粉之代謝熱能價亦降低。
而且魚粉在貯藏中會引起不飽和脂肪酸的氧化、重合、產生營養阻礙物質，並且發熱。放熱不充分時因發熱而品溫上昇，溫度的上昇又促進氧化，且發熱增加。在此種惡性循環下常引起魚粉之自然發火。即使未到此種地步，亦會引起所謂油燒而發生著色，並具有不良氣味。
此種魚粉離氨酸的有效率顯著低下。魚粉方面若品質未確認時，就無法使用成分表上所列出之氨基酸平衡或代謝熱能價的數值。此點在使用電腦以決定飼料的配合比率達到最低成本時要加以注意。
最合理的方法是以大豆粕+玉米+氨基酸行基本的配合設計，若無論如何需使用魚粉時，則使用少量且一定量之良質魚粉 (從各種觀點判斷其為優良者)。在飼料之配合設計中氨基酸的含量及其相互的平衡很重要，若其中之一種原料的有效氨基酸的含量看錯時整個設計都亂了，配合起來的飼料亦無意義。
7.微生物蛋白質
微生物蛋白質的種類很多。飼料用酵母有以糖類等為原料的食用酵母、啤酒酵素，由酒精醱酵母液而來的酵母，由亞硫酸漿廢液回收可溶性養分之Torula屬的酵母等。
表6-12 各種酵母及細菌蛋白質的氨基酸組成
C P % D M |
酸 含 量 g／N 16g | ||||||||||
Arg |
Gly |
His |
Ile |
Leu |
Lys |
Met+Cys |
Thr |
Trp |
|||
n – 石臘酵母 |
57.4 |
4.5 |
4.3 |
1.8 |
4.7 |
6.8 |
7.2 |
2.2 |
5.3 |
1.1 |
|
〃 Ⅰ |
52.1 |
3.0 |
5.4 |
2.0 |
4.0 |
7.4 |
8.0 |
2.4 |
5.8 |
1.4 |
|
〃 Ⅱ |
64.4 |
5.4 |
4.9 |
2.3 |
5.7 |
8.6 |
8.6 |
2.7 |
5.9 |
1.5 |
|
醋酸酵母 |
58.3 |
8.0 |
4.0 |
2.0 |
3.7 |
5.3 |
7.9 |
1.3 |
3.6 |
--- |
|
醋酸脫核酵母 |
52.8 |
9.0 |
4.7 |
2.0 |
6.6 |
11.6 |
6.9 |
1.6 |
6.2 |
--- |
|
啤酒酵母 |
56.7 |
6.1 |
4.3 |
2.1 |
4.1 |
6.5 |
7.7 |
2.7 |
4.5 |
--- |
|
Torula酵母 |
51.4 |
5.3 |
3.8 |
1.8 |
3.6 |
5.6 |
5.0 |
1.6 |
4.3 |
0.8 |
|
石油酵母 |
67.4 |
4.7 |
4.9 |
2.1 |
5.4 |
7.8 |
7.7 |
2.3 |
5.6 |
--- |
|
n– Arkan酵母 |
50.1 |
5.1 |
4.4 |
2.3 |
5.4 |
8.4 |
8.3 |
2.4 |
5.7 |
--- |
|
甲醇酵母 |
38.8 |
6.5 |
4.8 |
2.0 |
5.2 |
7.8 |
7.4 |
2.8 |
5.9 |
--- |
|
n– 石臘酵母 |
61.0 |
6.3 |
5.0 |
2.5 |
5.3 |
8.3 |
8.4 |
3.0 |
5.6 |
1.6 |
|
甲醇酵母 |
81.7 |
4.5 |
5.4 |
1.8 |
4.2 |
7.8 |
5.8 |
2.7 |
4.2 |
1.3 |
|
Glu醱酵細菌 Ⅰ |
73.9 |
5.6 |
1.9 |
1.5 |
2.6 |
4.8 |
2.9 |
0.7 |
2.4 |
--- |
|
〃 Ⅱ |
59.6 |
5.9 |
4.3 |
2.1 |
6.5 |
6.8 |
5.3 |
1.5 |
4.1 |
1.1 |
|
要求量 |
雛雞 |
--- |
6.0 |
5.0 |
2.0 |
3.8 |
7.0 |
5.5 |
3.8 |
3.5 |
1.0 |
子豬 |
1.3 |
--- |
1.1 |
3.1 |
3.8 |
4.4 |
3.1 |
2.8 |
0.8 |
||
另外，美國之酒精工廠當做副產物而由醱酵母液之固形分作出之distillers dried solubl-es，日本之酒精粕等由醱酵工廠產生出很多種廢物，這些固形分中有相當多的部分是酵母等微生物菌體。
除了酵母之外亦研究以種種微生物做為飼料。這些微生物蛋白質對雛雞及子豬除了甲硫氨酸稍微少了一點之外，氨基酸平衡非常優良。這些單細胞生物 (包括綠藻) 的消化率視製造過程而異，應加注意。微生物蛋白質的最大缺點是加工至粉末或粒狀以做為飼料使用前，必須從固形分少的醱酵母液除去大量的水分，此在製造上需要多量的能源，且其成本高，在最近的將來還難望普遍使用。能源成本低的美國則將酵母、廢液進行乾燥，做為飼料使用。
日本方面，開發出從亞硫酸漿 (pulp) 廢液酵母抽出核酸以做為調味料之原料的方法，其抽出殘渣則做為飼料用酵母。8.綠葉蛋白質
苜蓿 (alfalfa) 原來是豆科牧草，但在美國有在適當之工程管理下進行人工乾燥而稱為“dehydrated”(脫水的製品出現，可做為豬、雞的配合飼料使用。美國的公定規格是規定水分60%以下的新鮮苜蓿在100℃以上經40分鐘以內乾燥者，以最小蛋白質含量及最高纖維含量定等級。)
苜蓿的蛋白質含量亦很高，但主要使用目的在其葫蘿蔔素，為防止其氧化曾嘗試粒狀化或充填氮素。粗蛋白質在規格上為13~20%。其氨基酸含量如表6-13所示，甲硫氨基酸少，其他氨基酸平衡良好。
表6-13 苜蓿粉及分類綠葉蛋白質的氨基酸組成
| 苜 蓿 粉
(日光乾燥) |
苜 蓿 粉
(人工乾燥) |
L P C 燕 麥 |
|||
% |
對 N
16 g |
% |
對 N
16 g |
對 N
16 g |
|
粗蛋白質 |
14 |
17 |
|||
lysine |
0.53 |
3.8 |
0.65 |
3.8 |
6.3 |
arginine |
0.6 |
4.3 |
0.8 |
4.7 |
6.1 |
histidine |
0.3 |
2.1 |
0.31 |
1.8 |
2.3 |
isoleucine |
0.75 |
5.4 |
0.8 |
4.7 |
4.4 |
leucine |
1.1 |
7.9 |
1.2 |
7.0 |
8.7 |
methionine+cystine |
0.55 |
3.9 |
0.60 |
3.5 |
3.3 |
methionine |
0.25 |
1.8 |
0.28 |
1.6 |
2.2 |
phenylalanine+tyrosine |
1.2 |
8.6 |
1.30 |
7.6 |
9.8 |
phenylalanine |
0.7 |
5.0 |
0.75 |
4.4 |
5.9 |
threonine |
0.6 |
4.3 |
0.65 |
3.8 |
4.6 |
tryptophane |
0.5 |
3.6 |
0.55 |
3.2 |
1.6 |
valine |
0.7 |
5.0 |
0.8 |
4.7 |
6.3 |
此外亦研究將種種之牧草的葉子磨碎、壓搾採取綠汁，再由此採取蛋白質濃縮物。此在乾燥上需要能源而實用上有問題，但無疑是一大氨基酸資源。此類製品甲硫氨酸含量較少，但其他必需氨基酸則是良好的給源。
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年第八期(88)
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