不同型式蛋胺酸的生物有效性探讨
合成胺基酸的生物有效性，反映了胺基酸的吸收及可利用性。目前，市场上有两种不同型态的蛋胺酸，即是一般而言的蛋胺酸(DL-Methionine)和蛋胺酸羟化衍生物(DL-Methionine Hydroxy Aualogue，简称MHA)，而且两者都有液体和固体的成品。其中以固体的蛋胺酸(99％蛋胺酸)和液体蛋胺酸羟化衍生物(88％MHA)为最常见。因此，评价不同型式的蛋胺酸生物活性就不是简单的工作。
迄今，就蛋胺酸羟化衍生物的相对生物有效活性，动物营养学家还没有一致定论。其争论的主要焦点，就在於用什麽试验和统计分析方法，评定两者的有效生物活性。为了评定蛋胺酸羟化衍生物的相对的生物活性，关键问题就是正确理解胺基酸生物有效性的意义，及采用适当的试验设计及统计分析方法。
评定胺基酸生物
有效力价的正确方法
为了能准确的评定不同型态的胺基酸生物有效活性，必需先了解一个事实，即动物对必需胺基酸的利用程度，也符合其他限制性营养物质的代谢规律。那就是，当胺基酸的供给量不能满足动物需要量时，动物的生长性能随着日粮中胺基酸添加量增加而增加。但是，随着日粮浓度的进一步提高，动物的生长性能则呈现一个抛物曲线现象。由此不难推想，如果采用两种不同来源及不同生物活性的类化物胺基酸饲养动物，这时动物的增重率将如下图所示。
上图明显表示，当日粮中胺基酸含量低於动物生长需要量时，不论在任何一个日粮需要量水平，产品1均呈现明显的优势。但是这个优势则随着日粮中胺基酸在日粮中含量提高，而呈现逐渐降低趋势，或是已超过了动物需要量。多种不同型态胺基酸在添加量0.2％和0.6％的的模拟状况表示，假使在没有任何试验误差情况下，胺基酸I和胺基酸II在添加量0.2％，肉鸡增重分别比控制应增加86公克和63公克，而在添加量为0.6％时，肉鸡增重则分别比控制组多增加99.8公克和95公克。
这里需要指出的是传统的评定方法，用百分比差分析方法和根据动物在喂两种不同型式的胺基酸时的增重比，则分别为63比86和95比99.8，则百分比差分别为73％及95％的生物有效性。这个显然不是正确比较两种型式的蛋胺酸，所采用的分析方法。因此，用传统技术评估两种不同型式的胺基酸的相对生物有效性，不可能正确评定出两种不同型式的胺基酸的真实营养价值。那麽为了获得相同的增重效率，两种不同型式的胺基酸添加量是多少呢？为了达到胺基酸I的增重效果，胺基酸II的添加量是胺基酸I的2倍。
换言之，胺基酸II的生物活性仅为胺基酸I的50％。如果用传统的方法分析这一组数据，人们将难免获得错误结论。因此，为了准确地评估胺基的相对生物有效性，选用合理的试验设计和统计方法相当重要。一般而言，这类型的实验，不仅需用一个缺乏胺基酸日粮的控制组，及3~4个不同胺基酸添加量的实验组日粮。而且需要应用多元指数回归统计分析法，并根据动物在不同胺基酸添加量，均呈现生长表现增加趋势，呈现的图型及计算两种不同型式胺基酸生长效果的差异，来评定两种不同型式的胺基酸的相对生物有效性。
蛋胺酸生物有效性
的测定和实际应用
Thomas等人(1991)用肉鸡的饲养试验评定蛋胺酸(99％)和稀释後蛋胺酸生长效果，并探讨有关评定蛋胺酸生物有效性的正确统计方法。
在任何一个蛋胺酸添加量，添加纯蛋胺基酸均比添加稀释後蛋胺酸，表现出较佳饲养效果。但是，当动物的生长率接近最大量时，添加两种不同浓度蛋胺酸，两者之间的增重差异明显降低。并且在添加最大量的时候，添加稀释蛋胺酸组增重，能高达添加纯蛋胺酸组增重效率高达98％。因此，根据传统的统计方法，可能会得出两种蛋胺酸生物有效性几近相同的错误结论。当用下述的正确方法统计分析同一组生长数据，则不难发现，用回归指数统计分析增重和饲料效率数据，则得出稀释胺基酸生物有效性为纯胺基酸的76％和74％。用指数回归统计分析生长表现数据，则非常接近稀释蛋胺酸(71.5％)的实际生物有效性(含量)。
同时，Thomas等人还发现，蛋胺酸羟化衍生物MHA或液体型式的蛋胺酸类似物的生物有效性，远低於纯蛋胺酸的生物有效性。采用回归指数统计分析方法，评估蛋胺酸羟化衍生物(MHA)的增重和饲料效率的生物有效性，为纯蛋胺酸的72％以莫耳基础来计算，而以乾物值而言，则为纯蛋胺酸的65％。
Huyghebaert(1993)进行重覆因子的肉鸡实验，用来评定液体的蛋胺酸化衍生物(MHA)与纯蛋胺酸(99％)的相对生物有效性。Huyghebaert(1993)用一般实用的半商业性饲料，其中控制组含硫基酸量为0.57％，两种不同型性的蛋胺酸均设有6种不同添加量的处理组。用回归指数统计方法，评两种不同型式蛋胺酸的增重和饲料效率生物有效性。
不论是蛋胺酸羟化衍生物(MHA、液体蛋胺酸类以物)，肉鸡的生长速率和饲料效率，均随着饲料中这些胺基酸添加量增加而增递。而采用回归指数统计分析方法，评估蛋胺酸羟化衍生物(MHA)的增重和饲料效率的生物有效性，分别为蛋胺酸的73％和68％。因此，蛋胺酸羟化衍生物的生物有效性相当低。上述数据与Thomas等人(1991)和Van等人(1992)实验的结果相当一致。Van等人(1991)探讨蛋胺酸羟化衍生物，以及该产品中提取的多重键的蛋胺酸羟化衍生物的生物有效性。
实验证实，蛋胺酸羟化衍生物(MHA或液体蛋胺酸类似物)和多重键的蛋胺酸羟化衍生物，对动物生长表现的生物有效性，分别为纯蛋胺酸的76％和56％。由此可知，多重键的蛋胺酸羟化衍生物，是导致蛋胺酸羟化衍生物营养价值降低的主要原因之一。
为了依据现有实验数据，评估蛋胺酸羟化衍生物，与纯蛋胺酸的相对生物有效性。表1和表2总共收集，和整理可用回归指数统计分析的资料。这些试验不仅包括3个或以上处理的添加量，以及连续性的增递动物的生长表现。而且各重覆组间的系统误差均在可接受的统计分析范围内。根据近十年的75个在世界各地用肉鸡、火鸡和蛋鸡所做的实验证明，在同莫耳分子浓度的基准下，蛋胺酸羟化衍生物的平均生物有效性，则为纯蛋胺酸(DL-Methionine)的73％。基於商业用的液体羟化衍生物(MHA)实验含量为88％，其中12％是水分。蛋胺酸羟化衍生物的实验生物有效性，则为纯蛋胺酸的64％~65％(见表3)。因此，为了得到相同的生长效果和生产成本，饲料可用0.65公斤的纯蛋胺酸，取代1公斤的液体的蛋胺酸羟化衍生物(MHA)，维持同样生长效果。
最近在美国和义大利曾进行商业肉鸡及蛋鸡的田间试验，用0.65公斤的纯蛋胺酸代替1公斤液体蛋胺酸羟化衍生物，获得了完全相同的饲养效果(见表4及表5)。
综合上述，为了准确评估不同来源蛋胺酸生物有效性，选用正确的试验方法及相适应的统计分析方法，是非常的重要。传统的饲养试验方法和方差的统计分析方法，会过高的估计蛋胺酸羟化衍生物的生物有效性，因而导致生产与预期的偏差。用正确的饲养试验方法，及回归指数的统计分析方法，测定液体蛋胺酸羟化衍生物的生物有效性，为纯蛋胺酸的74％。并且更发现，多键式的蛋胺酸羟化衍生物，是导致蛋胺酸羟化衍生物生物有效性降低主要原因。基於液体蛋胺酸羟化衍生物有效物质含量为88％，其中12％是水分。液体蛋胺酸羟化衍生物的实际生物有效性，是纯蛋胺酸的65％。简言之，用0.65公斤的纯蛋胺酸，可取代1公斤的液体蛋胺酸羟化衍生物，能获得相同的生长效率。
表1. 蛋胺酸羟化衍生物对蛋胺酸的相对生物活性的研究报告
| 研究员 | 测试项目 | 蛋胺酸羟化衍生物对 蛋胺酸相对生物活性(％) |
| 1. 肉鸡实验 Avila 1991
Balnave ＆ Oliva 1990
Bertram et al. 1991
Boebel ＆ Baker 1982 Bougon et al. 1988 Exp. 1
Bougon et al. 1988 Exp. 2 Bougon et al. 1988 Exp. 3 Elkin ＆ Hester 1983
Garlich 1985 Huyghebaert 1993
Inta 1986
Kirchgessner et al. 1984 Larbier ＆ Perrot 1984
Morris 1986 Exp. 2 Muramatsu et al. 1984
Rostagno ＆ Barbosa 1993
Rostagno ＆ Barbosa 1995
Schutte ＆ de Jong 1990
Smulikowska et al. 1991
Thomas et al. 1984 Exp. 2
Thomas et al. 1984 Exp. 3
|
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69 66 47 60 58 52 64 89 66 62 69 48 44 73 64 60 60 63 62 47 50 63 57 67 49 55 73 59 71 74 52 41 62 62 60 65 |
表2. 蛋胺酸羟化衍生物对蛋胺酸的相对生物活性
| 研究员 | 测试项目 | 蛋胺酸羟化衍生物对蛋 胺酸相对生物活性(％) |
| Thomas et al. 1991 Exp. 1
Thomas et al. 1991 Exp. 2
Uzu 1987(AEC)
van Weerden ＆ Schutte 1986
van Weerden et al. 1982
van Weerden et al. 1983
van Weerden et al. 1992
Waldroup et al. 1981 Exp. 3 Waldroup et al. 1981 Exp. 4 2. 火鸡实验 Blair 1983 Exp. 1
Blair 1983 Exp. 3
Blair 1983 Exp. 4
Harms 1987
Noll et al. 1984 Exp. 1
Noll et al. 1984 Exp. 2
Noll et al. 1984 Exp. 3 female
Noll et al. 1984 Exp. 3 male
3. 蛋鸡实验 Reid et al. 1982
Scott 1987
van Weerden et al. 1984
|
Weight gain Feed conversion Weight gain Feed conversion Weight gain Feed conversion Weight gain Feed conversion Weight gain Feed conversion Weight gain Feed conversion Weight gain Feed conversion Weight gain Weight gain
Weight gain Feed conversion Weight gain Feed conversion Weight gain Feed conversion Weight gain Feed conversion Weight gain Feed conversion Weight gain Feed conversion Weight gain Feed conversion Weight gain Feed conversion
Egg mass Egg production Egg mass Egg production Feed／egg mass Egg mass Egg production |
63 63 75 69 49 69 47 55 61 62 69 60 67 69 54 68
49 61 66 68 85 84 55 57 97 80 74 49 96 84 83 75
51 31 101 105 76 61 49 |
表3. 液体的蛋胺酸羟化衍生物(MHA-FA)对蛋胺酸(DL-Methionine)相对生物有效性
| 商业名称 | 具活性有效量 | 生物活性(莫耳) | 生物活性的商业产品 |
| 蛋胺酸 液体蛋胺酸衍生物(MHA-FA) |
＞99％ 88％ |
100％ 74％ |
＞99％ 65％ |
表4. 用0.65公斤的蛋胺酸替代1公斤蛋胺酸羟化衍生物对肉鸡生长表现的影响(田间实验)
| 蛋胺酸 | 蛋胺酸羟化衍生物 | |
| 1. 肉鸡数量 2. 试验期间(天) 3. 实验结果体重(公斤) 4. 每日增重(公克) 5. 饲料效率 |
24,750 40.0 1.678 41.9 1.79 |
27,700 40.0 1.699 42.5 1.78 |
表5. 0.65公斤的蛋胺酸替代1公斤蛋胺酸羟化衍生物对肉鸡生长表现的影响(田间实验)
| 蛋胺酸 | 蛋胺酸羟化衍生物 | |
| 1. 肉鸡数量 2. 试验期间(天) 3. 实验结果体重(公斤) 4. 每日增重(公克) 5. 饲料效率 |
58,752 51.2 2.653 51.9 1.88 |
60,347 48.8 2.542 52.1 2.00 |
饲料营养杂志(p.82～94)─台湾德固萨有限公司、九六年九期