飼料原料含蛋白質及含氨基酸對於豬隻營養需要之最新認識
第一節 最適宜動物營養素-縮氨酸類(胜類)?
使用合成氨基酸添加在動物飼料中出現必須性,它不僅可降低飼料成品價格,而且對於環境可減低污染作用,這合成氨基酸之價格是相當便宜,然而這合成的氨基酸取代多少用量之天然蛋白質,而不影響動物生長表現和飼料效率,目前仍未真正被了解。此乃當豬隻和家禽類等動物被餵飼含低蛋白質飼糧添加足夠合成氨基酸成份,可見到這些豬和雞隻對於這必要性氨基酸之需要量,它出現這天然蛋白質之最低濃度(用量,含量)之需要量或出現這”縮氨酸類”(peptides,縮氨基酸,胜類),成為必須性添加使用。在目前包括豬隻和家禽在使用較低含量蛋白質比率添加離氨酸或添加甲硫氨酸含量,能夠達到這些動物之最適宜生長表現。在那些營養素需要量會議中指出,那些市面出售有效力之色氨基酸,滋利氨基酸和其他必需性(基本性,重要性)氨基酸產品可利用添加在較低蛋白質含量之飼料中,以取代蛋白質功能。
另外在歐洲之飼養動物的排泄物(糞和尿)成為一種主要污染地下水之來源,包括氮素和磷質污染環境。在美國許多州政府採取法律控制動物廢棄物之處理方式,因此利用合成氨基酸添加在動物飼料中,具有平衡作用,並且它將有助於減低環境中氮素之污染。以便提高氮素利用效率。
一、豬隻和烤用嫩雞之表現
在烤用嫩雞之平衡營養素卡路里熱量單位之飼料中,它可減少粗蛋白質含量和增加添加合成氨基酸用量取代之,可呈現快速生長表現。因此在不久時日可達到其最大生長速率和飼料效率等表現。其結果取自四種試驗資料,以3∼6週齡之烤用嫩雞餵飼不同用量之蛋白質和添加合成氨基酸以符合營養需要量。參考表一分析,取自1989年Jensen先生等人研究。
表一 烤用嫩雞自3週至6週齡使用低蛋白質添加氨基酸之飼料餵
飼後,對於其生長表現影響作用
試驗 組別 |
增重(磅) 飼料含蛋白質,(%) |
飼料增重比,(飼料效率) 飼料含蛋白質,(%) |
備 註 |
||||||
22 |
20 |
19 |
16 |
22 |
20 |
19 |
16 |
||
1 2 3 4 |
2.82 2.87 - - |
- - 2.67 2.46 |
2.80 2.78 - - |
2.76 2.52 2.47 2.30 |
2.05 1.86 - - |
- - 1.95 2.04 |
2.09 1.91 - - |
2.15 2.12 2.12 2.29 |
均 為雄 性 雞 |
在所有試驗中,可見餵飼含16%蛋白質飼料組,比較其他處理組(含19%,20%和22%蛋白質飼料組),前者呈現較低生長速率和較差飼料效率等影響作用。相類似之試驗參考1990年Pinchasov先生等人研究報告,利用0∼3週齡小雞為試驗動物,餵用含23%或17%粗蛋白質,和添加必需性氨基酸予以平衡營養需求,結果在餵飼較低蛋白質含量飼料處理組,其雞隻呈現較差生長表現和較差飼料效率。在過去二十年以來這烤用嫩雞之隻日增重表現,從上違那些飼料配方組合上,每年祇有大約增加1公克而以。在那些3∼6週齡烤用嫩雞餵飼含20%和16%之平衡蛋白質飼料,則雌雞比較雄雞之生長速率,前者呈現較慢些表現。
生長期豬隻餵用低蛋白質飼料之反應現象如同嫩雞試驗結果呈現相似情形。參考表二資料顯示。
表二 生長期豬隻餵用低蛋白質添加氨基酸平衡飼料之影響生長表現情形
試 驗 別 |
隻日增重,磅 飼料中含蛋白質量 |
飼料換肉率 飼料中含蛋白質含量 |
||
16.9% |
10.9% |
16.9% |
10.9% |
|
1 2 3 |
1.89(較好) 1.69(較好) 1.69(較好) |
1.56(較差) 1.52(較差) 1.52(較差) |
2.12(較優) 2.44(較優) 2.25(較優) |
2.50(較差) 2.72(較差) 2.42(較差) |
資料來源:1990年Kephart先生等人研究報告。
開始試驗體重自44∼52磅重量。
在單胃動物之飼料中蛋白質是最基本營養素需要成份,它是提供必需性氨基酸之來源。這蛋白質被吃入後轉換為氨基酸之單片式形態,然後穿過腸壁被吸收之。為什麼足夠量氨基酸用量餵飼烤用嫩雞呈現快速生長表現,但是應用在生長豬時沒有達到這快速生長之作用呢?請見下述:
二、可能的解釋:
有許多假說已被完全測定之,企圖說明這較低生長表現作用。添加非必要性氨基氮質相當於含較高蛋白質飼料之總氨基氮質,二者之間並不能解決在生長速率之差異表現上。此乃參考1990年Pinchasov先生等人,1990年Kaphart和Sherritt先生研究報告。
當這飼料中粗蛋白質含量被減少如同飼料中大豆食料量也被減少用量。在食料中含較少量鉀元素含量,添加合成離氨酸(L-Lysine,鹽酸製劑)可呈現增加飼料含氯量。於是一種電解質不平衡作用被認為可能解釋其不同地方。然而在包括家禽和豬隻之一些試驗中顯示,這低蛋白質飼料平衡作用為這電解質仍然是較次級處理方式。
關於烤用嫩雞之其他研究報告中顯示,依照1984年NRC營養標準需要量推測在飼料中提高必要性氨基酸含量,也許不能解決這不夠營養需求之問題。因此欲降低飼料中含粗蛋白質含量,並不是減少氨基酸含量處理方式呈現相同作用。在較低蛋白質含量之飼料,它呈現較少些聚胺類(Polyamines)含量情形。但是在烤用嫩雞之仔雞飼料含低蛋白質飼料中添加這四次甲基二胺(Putrescine),並不影響生長表現和飼料效率。
三、縮氨酸類比較氨基酸之吸收作用:
為企圖了解那些飼料對於豬隻反應現象,必須有新的假設,在過去二十年間,它變成可見蛋白質之消化和新陳代謝作用,和氨基酸呈現更多些複雜性。比較這以前單純想法指出,這飼料含天然蛋白質是唯一供給必要性氨基酸來源。
目前已知吃入蛋白質被吸收如同這Oligopeptides更合理些。這分離吸收作用之機轉原理提供酸性、鹼性、中性和亞氨基酸和提供這Oligopeptides(不足胜類)作用可被發現之。這縮氨基酸類(Peptides,胜類)進入腸內細胞之轉移作用較迅速些,此乃和游離氨基酸及低熱量成份比較而言。
於1971年Crampton先生等人研究報告指出,他們發現胰化水解物之吸收作用包括2∼6種氨基酸之小胜類呈現更快速作用。此仍和游離氨基酸之共同混合物比較而言,在雞隻已發展一些晶狀體氨基酸飼料。那些氨基酸可支持促進生長作用之理由。分離大豆中蛋白質量或整粒大豆加熱處理產生這結晶氨基酸飼料,對於生長速率呈現顯著作用。在1972年Blair先生等人指出,飼料中需要含一定”縮氨基酸類”以供維持最大生長速率表現。
四、天然蛋白質飼糧和檢查其表現情形:(天然蛋白質取自穀物)
在美國喬治亞州州大學進行二個試驗,於烤用嫩雞之初期餵用自23%至18%粗蛋白不等用量之飼料處理組和供給含硫氨基酸、離氨酸、阿金氨基酸、色氨基酸、滋和氨基酸、異白氨酸和甲型氨基異戊酸等總含量以相等於至23%含蛋白質飼料處理組,參考表三資料。在回歸分析法顯示,含21.5%之最低粗蛋白質含量是嫩雞最適宜生長表現之必需性基礎料。當完整蛋白質(取自大豆或玉米原料)和游離蛋白質(取自合成氨基酸)之比例下降低於15比1時,其生長將受到損害。(天然蛋白質又稱之完整蛋白質,不是合成品)
表三 烤用嫩雞飼料中含不等蛋白質含量和必要性氨基酸含量,對於生長表現影響作用
粗蛋白含量,% |
三週齡體重,磅 |
飼 料 效 率 |
完全蛋白質比游離蛋白質之比例 |
23 22 21 20 19 18 |
1.56 1.57 1.52 1.43 1.37 1.27 |
1.39 1.39 1.41 1.44 1.53 1.55 |
110:1 24:1 14:1 9:1 6:1 4:1 |
每磅飼料含1454大卡可消化熱量和本小節介紹各氨基酸用量,資料來源取自1991年Colnago先生等人研究報告。本節摘譯Feed Management.1991年8月。
第二節 完美蛋白質
蛋白質是供給氨基酸之來源,對於較高潛能豬隻需要得到更多些蛋白質品質,因完美蛋白質之概念也許是好的開始。在營養素名詞中,這蛋白質被使用是很方便的,如初奶中含有很多蛋白質成份,不需要其他營養素,而且它含有許多氨基酸種類。在含16%蛋白質飼糧中已具足夠營養素,它也許是誇張說法,在養豬飼糧含蛋白質情形,也許稍微具特殊性和受環境因素影響。例如在這含16%粗蛋白之大豆玉米飼糧中,我們已仔細計算在飼料配方中使用玉米和大豆平均用量及品質情形。在這含16%大豆玉米飼糧中其氨基酸組成是相當穩定和不變的。但是它將不使我們產生安全感覺。因為:
不同玉米和大豆來源原料,其氨基酸組成和氨基酸可消化情形,均呈現不同情形。
計算出來提供豬隻最基本營養需要量之穀物原料,使調配出來之飼料價格最便宜。飼料利用之效率並不是決定某一種原料之品質,它要等於動物之平衡營養品質。在動物間因為受遺傳基因和環境因素呈現變化情形,對於豬隻生產之利益上能夠造成很大和迷惑之衝擊。因此我們有二種變化情形可見到:
1.將新的原料產品予以分類,每一種產品進行試驗測定表現結果,可供參考使用。
2.同時,在試用新原料產品,則豬隻頭數會持續受到變化,此乃效果好產量變成增加,倘若效果差產量變少。
另外在那些不同豬隻特性(大小或品質)對於氨基酸需要量也呈現不同情形,因此我們如何去應付這些複雜性呢?依照這完美蛋白質之概念上,他們將所有不同需要量表現在以每日需要多少公克以上,但是氨基酸之型式他們需要全部相同情形,這種型式就是稱為完美蛋白質(ideal protein)。
飼料配方之調製是使穀物生鮮原料被豬隻攝食符合利用價值。他需要二種資料供給才能調製成功符合豬隻營養需要:
1.每一種原料之營養值資料。
一、飼料配方系統:
在上述二種資料收集完全後,我們可選擇任一配方調製系統。在以前我們以飼料中含總氨基含量表示其營養值。以供符合豬隻需求量。然而,它的很明顯可見豬隻利用這產品之目的,是將氨基酸釋放出來被豬隻消化和吸收作用。但是在各飼料間氨基酸可消化力呈現很大差異。它需要更合理去使用這可消化力氨基酸。
大多數飼料配方中,對於動物氨基酸需要量之參考資料,均取自專家委員會決議和世界各國訂立之營養標準,如RNC是美國營養標準,ARC是英國營養標準等。在一些不同試驗進行,企圖找到共同意見。我們需要了解它,更進一步言,那些推荐用量是依據試驗結果表現在經過許多年經驗累計得到的。因此在許多案例之相關性,對於前豬隻時,我們使用那些結果可預期在未來豬隻飼養頭數呈現未定數之反應。
另外,在那些資料中介紹氨基酸在豬隻全期總食料含量是不夠使用,因為不同飼料原料之氨基酸可消化力呈現很大不同表現。而且對於豬隻特殊需要時,在飼料配方中也缺乏精確資料,因此從本文開始就介紹,將發展這可消化力性完美蛋白質之觀念,由一些試驗結果評估使用非完美蛋白質之組成和其後影響結果。最後我們將注意一件事情,就是如何使這完美蛋白質概念應用到實際作業上。
二、完美蛋白質之基礎:
豬隻需要氨基酸是為一些新陳代謝作用之目的上,但是在生長期豬隻主要使用是蛋白質合成物質取代之。這蛋白質合成物並不意味對蛋白質增進作用,假如食料中氨基酸之主要作用被併入蛋白質中,則這蛋白質之主要作用將被降級為氨基酸。
在動物組織中蛋白質經由合成作用和衰敗作用均是不斷進行變動情形,不論是否豬隻正在生長過程中。當蛋白質合成作用之速率高於蛋白質衰敗作用時,身體蛋白質肌肉組織呈現生長現象。相反的,當蛋白質衰敗(損壞)速率超過蛋白質合成作用時,則身體蛋白質肌肉組織呈現失重現象。豬隻生長特性表現在肌肉瘦肉組織上,它亦是一種氨基酸之淨增加量和需要量之加減合計結果表現。事實上評價這個事實,早在1950年美國營養學家H.H.Mitchell先生已有推論認為動物之氨基酸需要量也許可從動物組織中分析所含氨基酸成份可了解一切情形。在動物食料中營養素之需要量是在維持量和生長用之總和,它需提供適當飼料配方模式以符合豬隻需要,諸如這完美蛋白質之模式。
測定這完美蛋白質情形,是在相同體重之全部豬隻分析身體組織蛋白質中氨基酸組成資料,不論其生長表現狀態。在我們認為在實際豬隻生產上,它出現豬隻生長速度超過正常範圍。在組織中氨基酸測定其數值誤差率是很極少比率。推荐使用合成氨基酸成品參考表一資料,它在英國和歐洲各國飼料配方採用成份,但是在甲硫氨基酸和胱氨基酸之檢查一些數值是有些疑問。在作者發現這甲硫氨基酸加上胱胺基酸推荐用量是太低些。為取得建立自身的固定含量(值),我們必須重新再評估ARC英國營養標準之需要量中推荐這完美蛋白質用量數值。
這完美蛋白質被確認包括有下列幾種方法,分述如下:
1.氨基酸之模式可準確供生長用和營養需求。
2.使在食料中氮素呈現最高的保留力。
最後確定提供氨基酸需要量是在公正、公平原則下進行測定,以30∼60公斤生長期豬隻為試驗豬,使用單一模式刪去某一種氨基酸含量處理方式後,觀察豬隻氮質保持力之反應,其結果參考表一資料。
表一 豬 隻 組 織 之 氨 基 酸 組 成 份 分 析
氨 基 酸 名 稱 |
組 織(1) |
ARC 完 美 蛋 白 質(2) |
離氨酸佔百分比,%(3) |
蛋白質佔百分比,%(4) |
滋利氨基酸 甲型氨基異戊酸 甲硫氨酸加胱氨酸 甲硫氨基酸 異白氨基酸 氨基酸 苯氨基丙酸加酥氨酸 苯氨基丙酸 離氨酸 組織氨基酸 阿金氨基酸 色氨基酸 |
3.81 4.77 2.82 1.87 3.52 7.18 7.20 4.21 7.11 2.81 6.96 n,d |
4.2 4.9 3.5 W,d 3.8 7.0 6.9 n,d 7.0 2.3 n,d 1.0 |
72 75 63 n,d 60 110 120 n,d 100 n,d n,d 18 |
4.7 4.9 4.1 n,d 3.9 7.2 7.8 n,d 6.5 n,d n,d 1.2 |
n,d,表示未決定含量,資料來源以括號內1∼4表示:
(1):取自1986年Zhang先生等人研究報告。
(2):取自1981年ARC營養標準。
(3)和(4):取自1989年Wang和Fuller二位先生研究報告。
我們也需要知道必須性氨基酸與非必須性氨基酸在食料中最適宜比例,其最高利用率二者比率在50:50,這種方式比這ARC營養標準推荐量較好些。我們對於組織氨基酸需要量不做任何評估,此乃意含這種氨基酸含量不能貯存在非蛋白質型式中,我們需要更多和更久時間研究,以決定豬隻之需求量。
我們使用純化原料,包括澱粉,糖類,酪蛋白和游離氨基酸進行一些試驗,以測定氨基酸進入盲腸之流動情形(使用裝置套管設備之豬隻測定)。結果給與完美蛋白質比較給與一種游離蛋白質飼料,前者之表現並沒有較高些。於是這酪蛋白和氨基酸混合物之真正可消化力為100%。
在實際飼糧中,在正常商業用原料含氨基酸可消化力呈現很大範圍之變化。因此我們需要設計一些飼料配方提供在豬隻營養上可消化氨基酸之需要量。在使用非完美蛋白質之影響;其中之一是飼料含過量氨基酸可降低豬隻攝取飼料量表現。氨基酸之交互作用通常在超量使用上可證明出來。但是在最近我們使用一種限制甲硫氨基酸含量飼料能使動物減少大約10%之飼料攝食量,它在可人工控制環境之豬舍設備中進行測定和這種飼料是含有大約30%這支系鏈系氨基酸含量等條件中進行測定。
在面對飼料配方中其最大困難問題是供給這可消化完美蛋白質含量多少情形。回答這個問題依據下列幾種因素:包括豬隻品質要求,熱量攝取量和市場需要等影響之。事實上在許多案件中飼料配方並不知道如何使用情形。甚至於假如你知道案件情況,他仍然缺乏相關資訊可供參考,如此將參考評估總收入情形予以考量之。
首先,在評估豬隻品質上是最困難之方法,特別對於這可消化完美蛋白質(digestible ideal protein,簡稱DIP)供給之反應表現上,在豬性別,品種遺傳型和環境限制因素對於豬瘦肉組織生長表現可能各有不同情形。在以前這個計劃從研究報告中取得營養素需要量有關資料,但是目前而言,其反應表現呈現很明顯過時不能做參考用。在比較試驗結果上,品質好之豬隻品種是供生產業者判斷之。附在的,以目前而言尚沒有真正替代物可供豬隻營養素需求。
第二個問題關於市場導向,包括需要和價格。其飼養策略上將依據利潤表現,予以調整供給飼料配方中營養素需求。
第三個問題,適當這可消化完美蛋白質供給依據豬隻熱量攝取量而定。這熱量攝取量也許受限制採用這自動攝食消耗量,它又依據豬欄物理因子和關養方式影響之。包括飼料筒之設計,每一頭豬隻佔用飼料筒吃料空間和時間,飼料之形狀(粒狀或粉狀),每一豬欄關養豬隻頭數,和其他因素或不明因素等均是很切題。
在飼料配方調製和豬肉生產量二者之間呈現很密切相互關係,亦參考消費者要求,以便設計一種適當飼料符合豬隻需求。我們必須不斷地參考市場變化和遺傳之進步情形,和豬隻表現等,予以調整我們飼養策略。
本節摘譯1991年8月刊 Hog Farm Management.
第三節 結語和認識
1.在養豬者使用自製飼料或飼料工廠產品,相信符合豬隻營養需求和平衡營養素作用。它經過各層次原料和成品之多次品質管制才能提供商業化使用,它也是經過許多營養專家精心設計和計算,當然參考許多研究報告資料,書籍和視自試驗結果,目前已利用電腦可迅速確實列出各種飼料配方,飼料和原料價格,提供老板決定事宜。
2.在飼料中以蛋白質含量為價格主要因素,每加減1%蛋白質含量所影響各方面表現非常密切關係,主管得依各種因素需要予以調高或降低蛋白質含量,以得到最合理利潤。它不是完全不變之原則。
3.飼料中蛋白質含量也是豬隻生長和繁殖表現最重要性影響成份。它是提供氨基酸之來源,所以可謂這蛋白質和氨基酸是不可分之東西,二者為一體二面實體。在穀物中有的原料含蛋白質量相當多,如大豆可含44%粗蛋白質,及許多豆科植物含蛋白質量均很高,它稱之天然蛋白質,可自然生成這氨基酸,它有很多書本和資料可供參考。
4.另外介紹有合成氨基酸,它可取代一部份蛋白質用量,二者是可運用之,此乃國外生產動物用氨基酸價格非常便宜,調製飼料後,可降低飼料價格,因此廣泛應用,而且對於豬隻需要和表現均得到肯定作用。但是在國外之氨基酸價格是進口的,價格不便宜,所以在調製上均加以考量,在實際應用上均以特殊需要使用之。
5.當然飼料中含蛋白質量及含氨基酸量愈多,對豬隻表現愈受肯定,但它有一定限制包括許多影響因子,以決定飼養策略,使得到最大利潤。
6.本文是回顧飼料中含蛋白質之地位和可受許多因素影響其功能,對於工人和技術員也許枯燥無味,因為它是較深奧和理論。但是對於主管和領導人是很好資料參考。
飼料營養雜誌(48~56)
92年.第六期─高清澤譯
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