雞及大白鼠對大豆粕羥丁胺酸之生物有效率

摘要

        本研究以雞及大白鼠為實驗動物，採用斜率法測定大豆粕中羥丁胺酸之生物有效性，並探討添加過量胺基酸於大豆粕中之效果。試驗一之基礎飼料，係以玉米為主要成分，其中含有0.23％之羥丁胺酸，另額外添加0~0.45％之工合成L─羥丁胺酸，每處理組之差距為0.05％。大白鼠供餵此種飼糧，其生長速率隨羥丁胺酸添加量的提高，呈顯著之二次曲線反應；但羥丁胺酸添加量由0至0.1之間，其生長速率則呈直線上升之勢。試驗二則在基礎飼料中各添加0，0.025，0.05，0.075或0.100％之羥丁胺酸，該胺基酸分別來自人工合成L─羥丁胺酸、模擬大豆粕(為合成胺基酸混合物，其組成如大豆粕者)或大豆粕。增重的斜率比(大豆粕：合成L─羥丁胺酸)為0.91；體氮增重之斜率比為0.92。模擬大豆粕中之其他胺基酸不影響該估值。試驗三之基礎飼料含有0.48％之羥丁胺酸，另額外添加0~0.600％之合成L─羥丁胺酸，每處理組之差距為0.10％。試驗四之基礎飼料中添加羥丁胺酸，如試驗二之方式。大豆粕：合成L─羥丁胺酸之斜率為1.03，但此估值在解釋上必需謹慎。在模擬大豆粕中之胺基酸，不影響此估值。

前言

        在哺乳類及鳥類營養上，羥丁胺酸是必需胺基酸。羥丁胺酸在實用飼糧中，通常為第二、三或四限制胺基酸，視動物別及飼糧型態而定。許多消化試驗的研究結果指出：羥丁胺酸屬於低消化率胺基酸類組之一。

        在胺基酸生物有效率的生長測定中，過量的胺基酸藉由不同蛋白質來源，而引入試驗料中。這些過量的胺基酸，將造成飼料胺基酸的不平衡，進而干擾生物有效率的估計。Baker(1978)及Sato et al.(1987)建議測定胺基酸生物有效率時，宜採用模擬蛋白質來源胺基酸組成之合成胺基酸混合物，做為比較之標準。

        本試驗主要目的是採用斜率法測定大白鼠及雞對大豆粕中羥丁胺酸之生物有效率；次一目的是探討大豆粕中過量胺基酸對羥丁胺酸生物有效率估值之影響。

材料與方法

        一、試驗一：100隻雄大白鼠，平均開始體重為75g，依完全逢機區集設計，分配入10個飼料處理組中。在為期3週的試驗中，大白鼠分別關在不誘鋼籠(25.5×17.5㎝)內。飼料及飲水任食。每週秤重一次，同時記錄飼料利用效率。基礎飼料如表1，包含玉米、澱粉、玉米油、維生素及礦物質預混料，以及合成胺基酸。

表1. 基礎飼料、試驗飼糧及大豆粕之成分分析及組成(試驗一及二)

a 玉米油含有0.02％丁羥甲苯(BHT)。

b 資料來自American Institute of Natvition(1977，1980)        

        合成胺基酸之添加水準為使飼糧中必需胺基酸之含量達到NRC(1978)推薦量之120％，但羥丁胺酸除外。玉米經由捶碎機粉碎，並通過2mm之篩網。十種試驗料分別添加0至0.45％之合成羥丁胺酸，各處理間隔0.05％。不足量以玉米澱粉補足。基礎飼料採用AOAC方法分析粗蛋白質、鈣及磷之含量。飼料中羥丁胺酸含量採用Lewis及Peo(1986)方法，因為酸水解過程對羥丁胺酸令有部份之破壞。

        試驗結束時，大白鼠以二氧化碳窒息致死，然後冷凍。大白鼠整體之氮含量(包含腸內容)採用Lim及Huang(1982)過程處理並測定之。

        試驗資料係以完全逢機設計模式分析，因區集間無顯著差異存在。大白鼠之開始體重以共變分析。處理之主效應區分為直線及曲線效應。試驗資料以SAS軟體之GLM程序分析之。

        二、試驗二：試驗二之程序如試驗一，其不同點如下：117隻雄大白鼠，平均體重73g，採用完全逢機設計，分配入十三個飼料處理組中。在試驗開始當天，額外屠殺10隻大白鼠，以測定其體氮含量。十三種飼料分別為基礎飼料以及試飼料添加0.025，0.050，0.075或0.100％之羥丁胺酸，而此羥丁胺酸分別來自三種來源，依次為合成羥丁胺酸，模擬大豆粕胺基酸組成之混合合成胺基酸(如表2)及大豆粕。大豆粕磨細，使其能通過1mm篩網，並分析其營養成分。

表2. 模擬大豆粕之組成

        試驗資料採用完全逢機設計分析。各種羥丁胺酸來源之斜率來自複迴歸模式。

        三、試驗三：252隻Cabb雜種雞，平均體重為175g，依完全逢機區集設計，分配入2×7複因子處理組中(2種性別，7種飼料處理)。區集劃分為開始體重、欄別及孵出批次。所有幼雞在孵出後8日以內，供餵20％粗蛋白質之雛雞飼料，在8日齡時稱重並分組。

        雞隻關在100×70㎝籠中，進行為期8天預備期及10天試驗期之飼養試驗。育雛箱在開始時設定於35℃，然後隨雞隻日齡增加而下降。室溫之變化在27~35℃之間。雞隻充分供應飼料及飲水。在試驗開始及結束秤量雞隻體重及飼料採食量。

        基礎飼料(如表3)含有玉米粉、玉米澱粉、大豆粕、玉米油、維生素及礦物質預混物，以及合成胺基酸等。合成胺基酸添加於飼料中，使必需胺基酸含量符合或超過NRC(1984)推薦量之120％，但羥丁胺酸除外。玉米及大豆粕磨碎後，使能通過2mm篩網。

表3. 基礎飼料及大豆粕之成分分析及組成(試驗三及四)

        基礎飼料樣品分析其粗蛋白質、鈣、磷、羥丁胺酸及離胺酸。七種飼料之製備，係由基礎飼料添加0至0.60％之合成羥丁胺酸，各處理間相差0.10％。在飼料配方中以合成羥丁胺酸來取代玉米澱粉。

        試驗資料係以SAS之GLM程序分析之。

        四、試驗四：442隻8日齡雞隻，平均體重為159g，依完全逢機區集設計，分配入13個飼料處理組中。各處理組飼料為基礎飼料，及基礎飼料添加0.025，0.050，0.075或0.100％之羥丁胺酸，該羥丁胺酸分別來自三種不同來源，如試驗二所述。其他試驗過程如試驗三。

結果與討論

        一、飼糧組成：用於試驗一及二，以及試驗三及四之基礎飼料及大豆粕之化學分析值，分別列於表1及表3之中。離胺酸含量不論在試驗一及二間；或試驗三及四間，均有相當大的變異，其原因不明。在試驗一、二及三飼料中之離胺酸含量，不論是其分析值或計算值，均超過需要量，惟在試驗四基礎飼料中，離胺酸之分析值低於NRC(1984)之推薦量(1.09比1.20％)。由於90％之離胺酸在此飼料中為合成離胺酸之型態，因此離胺酸很可能為限制胺基酸。

        二、試驗一：飼料採食量，每日增重，飼料利用效率，及大白鼠體氮含量隨飼料中羥丁胺酸含量之提高，而呈二次曲線效應(P＜0.001)。利用折線模式(broken-line model)得知，該四種測定項目達到高原時，飼料中羥丁胺酸含量為從0.34至0.36％。此結果指出：試驗二斜率測定之最適反應範圍，其羥丁胺酸含量在0.23至0.35％之間。由轉折點分析得知：生長大白鼠羥丁胺酸之需要量較NRC(1978)推薦飼料中含有0.50％者為低。惟當飼料中羥丁胺酸含量為0.58％時，各測定項目達到最大反應，而此值則與NRC推薦量相當符合。在轉折點飼料羥丁胺酸含量中，約有三分之一來自合成羥丁胺酸，預計該合成胺酸具有很高的生物有效性。因此合成羥丁胺酸勢將影響轉折點之測定值。

表4. 試驗一中大白鼠之生長性能^a

a：表中之測定值為10隻大白鼠之平均。

b：直線及二次曲線效應(P＜0.001)，轉折點為0.34％羥丁胺酸，迴歸曲線為Y＝20.58－116.8(34－X)，其中X表示飼料中羥丁胺酸低於轉折點之含量。

c：直線及二次曲線效應(P＜0.001)，轉折點為0.35％羥丁胺酸，迴歸曲線為Y＝9.04－62.6(35－X)。

d：直線及二次曲線效應(P＜0.001)，轉折點為0.35％羥丁胺酸，迴歸曲線為Y＝0.44－2.07(35－X)。

e：直線及二次曲線效應(P＜0.001)，轉折點為0.36％羥丁胺酸，迴歸曲線為Y＝6.68－28.60(36－X)。

        三、試驗二：每日增重及體氮增重隨不同羥丁胺酸來源飼料中羥丁胺酸含量之提高而增加(表5)。羥丁胺酸含量及來源，對每日增重之複迴歸方程式列於表5之附註。由該方程式顯示：(1)三條直線方程式之截距差異不顯著(P＞0.1)，證明試驗結果有效，(2)在低添加水準呈現直線反應，(3)在高添加水準，模擬大豆粕及大豆粕組呈現直線反應；而合成羥丁胺酸則呈現向下彎曲之曲線反應。雖然合成羥丁胺酸之曲線反應，限制斜率測定之正確性，但曲線彎曲程度甚小，故其影響有限。大豆粕對合成羥丁胺酸之斜率比為0.906，表示年青大白鼠對合成羥丁胺酸之生物有效性為100％時，對大豆粕中羥丁胺酸之生物有效性約為91％。模擬大豆粕組曲線之斜率較合成羥丁胺酸組者為高，其斜率比為1.043。此結果證實模擬大豆粕對大白鼠之增重無不利之影響。羥丁胺酸含量及來源對體氮增重之複迴歸方程式亦列於表5之附註。三條迴歸線均有相似之截距(P＞0.10)。基礎飼料組曲線之截距較此複迴歸曲線之截距為低。在高水準羥丁胺酸添加量下，合成羥丁胺酸組及大豆粕組之曲線向下彎曲，而模擬大豆粕組之曲線則向上彎曲。Finney(1978)指出：統計上比較斜率值，在曲線之二端高低水準處，其正確性較低，但由於截距相同，而使得測定本身有效。體氮增重之大豆粕組之斜率較合成羥丁胺為低，二者間之斜率比為0.918，表示大豆粕中羥丁胺酸之生物有效性約為92％。而模擬大豆粕組曲線之斜率較大豆粕組者高114％，表示混合胺基酸無不良之反應。

表5. 年青大白鼠供餵三種來源不同羥丁胺酸含量飼料之生長性能(試驗二)^a

a：表示數值為9隻大白鼠之平均。

b：複迴歸方程式為Y＝0.07＋0.1687X₁＋0.1759X₂＋0.1529X₃(R²＝0.91)，式中X₁，X₂及X₃表示羥丁胺酸採食量，X₁係來自合成羥丁胺酸；X₂係來自模擬大豆粕；X₃係來自大豆粕。

c：複迴歸方程式為Y＝0.08＋0.0671X₁＋0.0768X₂＋0.0616X₃(R²＝0.94)，式中X₁，X₂及X₃表示同b。

        目前尚無其他報告涉及利用大白鼠採用生長測定法，估計飼料原料中羥丁胺酸之生物有效率。一個採用大白鼠之理想蛋白質消化試驗結果顯示(Moughan et al., 1984)：羥丁胺酸之消化率，魚粉組為82％；豌豆粉組為81％；肉骨粉組為69％。以上所有之數值均較本試驗所測定大豆粕中羥丁胺基之生物有效率為低。Batterham   et al., (1979，1984)利用大白鼠以斜率法測定離胺酸之生物有效率之結果為：在1979年一個大豆粕樣品之離胺酸生物有效率為89％；在1984年二個大豆粕樣品之離胺酸生物有效率平均高90％。此數值與本試驗測定羥丁胺基生物有效率為91~92％之結果雷同。

        四、試驗三：性別及包含性別之二因子間交感作用，在所有測定項目中皆不顯著。因此將二個性別合在一起討論試驗結果。雞隻之飼料採食量、增重、及飼料利用效率，對羥丁胺酸添加量呈直線及二次曲線之反應(P＜0.001)(表6)。以折線法分析之結果指出：此三項目在飼料羥丁胺酸添加量達到0.59~0.61％時，達到高原。此轉折點較添加合成羥丁胺酸者為低，因此建議斜率比試驗最適反應範圍，係羥丁胺酸添加量在0.48到0.58％之間。

表6. 幼雞供餵不同含量合成羥丁胺酸之生長性能(試驗三)^a

a：表中數值為6欄×6隻雞隻之平均。

b：直線及二次曲線之效應(P＜0.001)，轉折點為0.59％羥丁胺酸，迴歸係數Y＝45.24－99.0(59－X)，式中X為低於轉折點之飼料羥丁胺酸含量。

c：直線及二次曲線之效應(P＜0.001)，轉折點為0.61％羥丁胺酸，迴歸係數Y＝30.4－113.00(61－X)，式中X之意義同上。

d：直線及二次曲線之效應(P＜0.001)，轉折點為0.62％羥丁胺酸，迴歸係數Y＝0.67－1.53(62－X)，式中X之意義同上。

        轉折點值(0.59~0.61％飼料羥丁胺酸)較NRC(1984)對肉雞推薦量0.80％羥丁胺酸為低。一般而言，轉折點值較最大生長需要量為低。本試驗中，羥丁胺酸飼料含量之最大反應值為0.68％，但飼料利用效率仍然隨羥丁胺酸含量之提高而逐漸改善。數個研究報告認為NRC對羥丁胺酸之推薦量可能偏高。Davis及Austic(1982)測定肉仔雞羥丁胺酸之需要量為0.68~0.72％。此外在NRC所引用之六篇報告中，羥丁胺酸需要量平均為0.65％，此值比0.80％低得多。

        五、試驗四：如試驗三，二性別之資料合併討論。雞隻增重在不同羥丁胺酸來源下，隨飼料中羥丁胺酸含量之提高而增加(表7)。不同羥丁胺酸含量對分配每日增重之複迴歸方程式亦列於表7。各反應曲線不論在高低二端之添加量下，均呈直線反應。但各反應曲線三截距不同，使得斜率之比較無效。因此斜率比，進而生物有效率之解釋，必需謹慎。有三點選擇如下：(1)利用複迴歸模式；(2)計算各別來源之斜率；(3)否決此測定。利用複迴歸模式得到：大豆粕組曲線之斜率為合成羥丁胺酸組者之103.1％；而模擬大豆粕組曲線之斜率與合成羥丁胺酸幾乎一致(其斜率比為1.003)。由三個來源之迴歸分析顯示：合成羥丁胺酸及模擬大豆粕組曲線之斜率被複迴歸模式及其共同截距所降低，而大豆粕組曲線之斜率則升高。因此，大豆粕之反應實際上可能比合成羥丁胺酸之反應更低。雞隻對模擬大豆粕中過量胺基酸之反應與合成羥丁胺酸者相似。除非有證據顯示不同的說法，吾人認為由複迴歸模式得到的估值     相當完美，因為所有的資料都被用來分析。但此估值仍有先天上的限制。

表7. 幼雞供餵三種來源之不同羥丁胺酸含量飼料之生長性能(試驗四)^a

a：表中數值為4欄×6隻雞隻之平均。

b：迴歸方程式為Y＝22＋0.1322X₁＋0.1326X₂＋0.1363X₁(R²＝0.90)，X₁，X₂及X₃之意義如表6b。

        目前尚無其他試驗涉及利用雞以斜率比方法測定羥丁胺酸之生物有效率。但有三個研究是以生長測定來估計羥丁胺酸之生物有效率。Ousterhout et al. (1959)指出雞對大豆粕中羥丁胺酸之生物有效率為103％。Smith(1968)報告幼雞對大豆粕羥丁胺酸之生物有效率為104％。Robel(1980)採用平行線(parallel-lime)測定，以雞為試驗動物。雞隻供餵之飼料含有模擬大豆粕或大豆粕，做為羥丁胺酸之來源。以增重對羥丁胺酸消耗量做迴歸分析，求得羥丁胺酸之生物有效率在8日後為83％；在11日後為80％。僅有少數之羥丁胺基消化試驗係利用糞便收集法來測定。lvy et al.(1971)指稱28日齡肉雞，在8個樣品之大豆粕中，羥丁胺酸之消化率為97~100％。Salter及Fulford(1974)採用一般飼養雞隻及無菌雞，以糞便收集法測定大豆粕中羥丁胺酸之消化率，其結果分別為86％及89％。而採用一般飼養公雞來測定大豆粕羥丁胺酸之消化率為90％(Sibbald, 1979)及87％(Parsons et al., 1981)。

        雞隻利用斜率法測定離胺酸及甲硫胺酸之生物有效率較羥丁胺酸者為多。Netke及Scott(1970)報告中雞對大豆粕離胺酸之生物有效率為73％。Major及Battorham(1981)指出大豆粕離胺酸之生物有效率為91％。Robel及Frobish(1977)利用總增重比胺基酸採食量，在8天之試驗期中，得到離胺酸之生物有效率為90％。Parsohs(1986)採用如本試驗之方法，發現雞對肉粉中離胺酸之生物有效率為75％。而Ch et al.(1972)報告大豆粕中甲硫胺酸之生物有效性為95％。Cohel及Frobish(1977)測定大豆粕中含硫胺酸及色胺酸之生物有效率，分別為88及83％。

        Robel及Frobish(1977)發現來自大豆粕過量之胺基酸，並不影響離胺酸，色胺酸及含硫胺酸之測定，同時指出採用單一合成胺基酸來比較是有效的。其他研究人員亦認為，以雞隻採用斜率法，來測定離胺酸的生物有效率，引用過量胺基酸來解釋最很重要的。Tecter et al.(1977)報告大豆粕中離胺酸之生物有效率，當與合成離胺酸比較時為80％；但若以模擬大豆粕之胺基酸混合物比較時，則變成100％。Baker(1978)亦指出：不同的標準就會產生不同的估值。利用合成L─離胺酸為標準，大豆粕離胺酸之生物有效率為81％；若以模擬大豆粕之混合胺基酸為標準，則其改變為100％。

        甚少報告以大白鼠及雞，來比較其斜率比胺基酸生物有效率值。Mazor及Batterhan(1981)比較大白鼠及雞對大豆粕中離胺酸之生物有效率。其估值為91％，對雞而言，合乎化學測定之有效性離胺酸；但對大白鼠及豬而言，該值偏高。本試驗之結果與之雷同。

結論

        大豆粕中羥丁胺酸之生物有效率與合成L─羥丁胺酸者相比較，對雞而言為0.3％；對大白鼠而言為91％，本試驗中，模擬大豆粕之混合胺基酸，不影響生物有效率之估值。

飼料營養雜誌(p.10~20)─陳申君．九三年第四期