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在肉鸡生产过程中，有望在保证对饲料的生长性能不会产生负面影响的前提下，通过优化饲料中甘氨酸的当量水平和其他会影响甘氨酸和丝氨酸反应的因素来进一步减少饲料中粗蛋白的含量。
中图分类号：S831.5 文献标识码：C 文章编号：1001-0769（2016）01-0070-03
未消化的养分是动物生产过程中的副产物。减少未消化的养分，尤其是氮和磷成分，是动物生产的一个重要目标。
酶制剂的成功应用已提高了氮和磷的消化率。合成氨基酸的使用，同时结合高效的计算机配方系统，已经有效降低了肉鸡日粮中蛋白质的含量，同时能够保持甚至能提高动物的生产性能。使用合成蛋氨酸和赖氨酸，并配制理想的日粮氨基酸比例，能够显著降低日粮的粗蛋白水平。
随着各种新的合成氨基酸商业化应用，日粮蛋白质水平甚至得到了进一步降低。然而，似乎已经达到了一个平衡点——即使满足所有必需氨基酸的需要，进一步减少蛋白质水平还是会降低动物的生产性能。
德国Hohenheim大学的W. Siegert和M. Rodehutscord在第二十届欧洲家禽营养学术研讨会（The 20th European Symposium on Poultry Nutrition）上发表了一篇关于甘氨酸与低蛋白肉鸡日粮关系的论文。作者探索了日粮低粗蛋白水平会降低动物生产性能的几种可能原因。
在低粗蛋白日粮中，必需氨基酸的最佳比率可能会不同。当某些必需氨基酸的水平发生变化时，其结果是生长性能得到了部分的改善，但不及日粮高粗蛋白水平时的生产性能。例如，精氨酸与甘氨酸和苏氨酸与甘氨酸等一些必需氨基酸和非必需氨基酸的相互作用可能会导致生长出现差异。
在利用率上，添加的合成氨基酸与存在于高粗蛋白日粮中的肽结合氨基酸可能存在差异。动物体循环中氨基酸的不平衡可能是合成氨基酸快速通过肠壁的结果。但是，这些特定的吸收因素在肉鸡上的影响并不重要，因为它们可以不断采食，并且嗉囊能够将摄入的饲料分配给消化道。
该作者指出，通过改变必需氨基酸总浓度和非必需氨基酸总浓度之比，或通过改变非必需氨基酸总浓度，非特定的非必需氨基酸的作用得到了评估。这些改变并不能重复避免低蛋白日粮引起的生产性能降低。
当游离天冬氨酸和谷氨酸的混合物以及游离天冬氨酸、谷氨酸和丙氨酸的混合物加入低粗蛋白日粮中时，并不会影响生长性能。游离谷氨酸和甘氨酸的混合物以及游离酪氨酸和丝氨酸的混合物可以提高生产性能，但是提高的幅度不及标准粗蛋白水平日粮的。
在低粗蛋白日粮中添加特定的非必需氨基酸（甘氨酸和丝氨酸），一直是提高动物生产性能最有效的方法。通过添加甘氨酸使日粮粗蛋白含量从约18 %或16.2 %提高到22 %，结果使试验组动物的生长速度和饲料转化率与对照组不相上下。游离的天冬按酸、谷氨酸、丙氨酸和脯氨酸等都未能扭转低蛋白日粮的劣势。
其他研究表明，粗蛋白含量为20 %的日粮添加甘氨酸后和粗蛋白含量为23 %的日粮，其生长速度无显著差异。
由于饲料转化率的不断提高，特定非必需氨基酸变得越来越重要。在某种程度上，这可能是由于缺乏合成非必需氨基酸所需的代谢前体，或者是由于内源性代谢转化过程太慢等原因造成的。
该作者称，被广受认可的是肉鸡饲料中甘氨基酸不足是阻碍粗蛋白进一步降低的限制因素，因而甘氨酸是限制性非必需氨基酸之首。业已证明，对于日粮以玉米和豆粕为主的1～18日龄的肉鸡，甘氨酸在日粮所有限制性氨基酸中排名第四（排在蛋氨酸、赖氨酸和苏氨酸之后）。
甘氨酸和丝氨酸可以相互转化。甘氨酸可以通过代谢脱去丝氨酸的羟甲基基团由丝氨酸代谢转化而成。这一反应可以通过把来自四氢叶酸的一个甲基转给甘氨酸而反向进行。
对于家禽来说，一般认为甘氨酸和丝氨酸的相互转化并不受代谢限制。因此，它们经常被一起考虑。
然而，在同等摩尔量下而不是在同等重量或同等百分比下，甘氨酸和丝氨酸具有同等活性。丝氨酸的分子量比甘氨酸大得多：两者的分子量比为1.0∶0.714 3。丝氨酸的相对甘氨酸百分比当量或重量当量等于丝氨酸当量值的71.43 %。
1 甘氨酸、丝氨酸蛋白
甘氨酸和丝氨酸是可以结合成蛋白质，并具有许多生理功能。胶原蛋白和弹性蛋白富含甘氨酸，在其一级结构的每一个第三位点上结合的是甘氨酸。在肉鸡生产中，胶原蛋白含量低导致的肉鸡皮肤强度差会带来巨大的经济损失。
角蛋白富含甘氨酸和丝氨酸。角蛋白主要存在于羽毛和爪中。当家禽日粮中甘氨酸含量不足时，羽毛的发育会受到影响。
粘蛋白富含丝氨酸。丝氨酸为低聚糖链提供附着位点，低聚糖链在粘蛋白中比例很高。粘蛋白为肠上皮细胞提供润滑作用，保护上皮细胞免受酸性环境和蛋白酶的破坏，并对营养物起到选择性渗透屏障作用。同时，粘蛋白能够结合共生菌，保护上皮细胞免受病原体感染，同时可作为细菌发酵的底物。
2 代谢过程
尿酸是家禽体内氮代谢的主要产物。每产生一个尿酸分子需要一分子的甘氨酸来构建嘌呤环。蛋白质合成和细胞增殖都依赖于DNA的合成，该过程需要甘氨酸来合成嘌呤。
用蛋氨酸合成半胱氨酸的过程需要丝氨酸。胆汁盐是肝脏中的胆固醇合成而来，随后与甘氨酸或牛磺酸结合。约75 %～85 %的胆汁盐结合了甘氨酸。而与此相关的研究表明，甘氨酸不足会影响脂肪的消化率，因此会影响饲料的能值。甘氨酸是肌酸结合精氨酸过程中不可或缺的组成部分。
3 甘氨酸和丝氨酸的影响
对日粮甘氨酸和丝氨酸的进行的一些剂量反应研究发现，它们的反应并不一致，这表明其他日粮因素对反应也有影响。
研究表明，当饲料含硫氨基酸总含量充足但半胱氨酸不足时，添加甘氨酸会造成饲料转化率改变。过量蛋氨酸并没有改善动物的生长性能。添加半胱氨酸会降低甘氨酸的正向作用。 对于低粗蛋白日粮，通常需添加合成蛋氨酸来满足半胱氨酸的需求。由于没有添加半胱氨酸，蛋氨酸和总含硫氨酸的比值会升高。
饲料中蛋氨酸和半胱氨酸的浓度均会显著影响动物对日粮甘氨酸的需求。满足半胱氨酸的需求，因其可以降低蛋氨酸转化为半胱氨酸的压力。所有未转化为甘氨酸的蛋氨酸分子都能减少对半胱氨酸的需求。
一分子的苏氨酸可以转换为一分子的甘氨酸。鉴于其各自的摩尔重量，理论上，一个质量单位的苏氨酸的重置价值不能超过0.63质量单位的甘氨酸。该作者认为，对于苏氨酸和甘氨酸含量有限的低蛋白日粮，增加苏氨酸含量可能会产生超预期的效果。添加苏氨酸可以减少苏氨酸缺乏症，还可以协调其他氨基酸的利用。这些氨基酸不会再代谢分解为尿酸，从而减少了对甘氨酸的需求。
胆碱是甘氨酸的另一个前体，甜菜碱是中间产物。胆碱含量会对添加甘氨酸的作用产生显著影响。
4 饲料中的甘氨酸
饲料中甘氨酸当量的绝对浓度值（按分子当量对甘氨酸和丝氨酸进行换算）存在巨大差别。然而，在很多谷物、谷物副产品、酿酒副产品、油籽和豆类中，每单位粗蛋白中甘氨酸当量的比例差异非常微小，每100 g粗蛋白的甘氨酸当量的范围在 7.3 g到8.3 g之间。肉和肉骨粉中甘氨酸当量的相对比例（每100 g粗蛋白中的克数）最高。
在植物性饲料中，要提高或减少甘氨酸当量对粗蛋白的相对比例极其困难。动物副产品有助于提高饲料中甘氨酸当量的含量，但是，目前欧盟通常禁止给家禽饲喂动物性蛋白。据作者称，欧盟目前尚未允许将合成甘氨酸和丝氨酸作为饲料原料。
在美国，法规并没有禁止在家禽饲料中添加动物副产品，甘氨酸和丝氨酸被列为普遍认为安全的动物饲料添加剂。
5 减少粗蛋白
作者指出，即使满足肉鸡所有必需氨基酸的需求，当肉鸡日粮中的粗蛋白含量低于19 %～20 %时，肉鸡的生长速度和饲料转化率仍会下降。
当日粮中甘氨酸和丝氨酸的含量足够时，喂给日粮粗蛋白含量为17 %～18 %的肉鸡具有与饲喂日粮粗蛋白含量超过20 %的肉鸡相同的生长速率和饲料转化率。在这些研究中，蛋氨酸与总含硫氨酸的比值、甘氨酸和丝氨酸内原性前体的浓度以及会影响甘氨酸和丝氨酸反应的其他营养成分可能都不是在最佳状态。
在保证对饲料的生长性能不产生负面影响的前提下，通过优化饲料中甘氨酸当量水平和其他会影响甘氨酸和丝氨酸反应的因素来进一步减少饲料中粗蛋白的含量应该是可能的。
作者预计，应该可以将1日龄～21日龄肉鸡日粮中的粗蛋白含量减少至大约16 %。
他们指出，甘氨酸和丝氨酸是需要量已被量化的第一个非必需氨基酸。当其他非必需氨基酸的作用得到更多认识以及其需求量得到量化后，可以预测是有可以减少日粮粗蛋白含量而不会降低生产性能的可能性。
6 总结
由于甘氨酸和丝氨酸在许多代谢机能中起到非常重要的作用，同时它们可以与其他营养成分相互作用，因此当日粮中粗蛋白含量明显减少时，它们很有可能会成为生产性能的限制性因子。
注：2015年8月24至27日，第二十届欧洲家禽营养学术研讨会在捷克共和国布拉格举行。本研讨会由世界家禽科学协会第二工作组主办，每两年举办一次。本次研讨会共呈现了19场大型讲座、4场卫星座谈会、18场短报告，张贴了226张海报，提交334份摘要和172篇完整的论文。详见http：//espn2015.guarant.eu/proceedings。
中图分类号：S831.5 文献标识码：C 文章编号：1001-0769（2016）01-0070-03
未消化的养分是动物生产过程中的副产物。减少未消化的养分，尤其是氮和磷成分，是动物生产的一个重要目标。
酶制剂的成功应用已提高了氮和磷的消化率。合成氨基酸的使用，同时结合高效的计算机配方系统，已经有效降低了肉鸡日粮中蛋白质的含量，同时能够保持甚至能提高动物的生产性能。使用合成蛋氨酸和赖氨酸，并配制理想的日粮氨基酸比例，能够显著降低日粮的粗蛋白水平。
随着各种新的合成氨基酸商业化应用，日粮蛋白质水平甚至得到了进一步降低。然而，似乎已经达到了一个平衡点——即使满足所有必需氨基酸的需要，进一步减少蛋白质水平还是会降低动物的生产性能。
德国Hohenheim大学的W. Siegert和M. Rodehutscord在第二十届欧洲家禽营养学术研讨会（The 20th European Symposium on Poultry Nutrition）上发表了一篇关于甘氨酸与低蛋白肉鸡日粮关系的论文。作者探索了日粮低粗蛋白水平会降低动物生产性能的几种可能原因。
在低粗蛋白日粮中，必需氨基酸的最佳比率可能会不同。当某些必需氨基酸的水平发生变化时，其结果是生长性能得到了部分的改善，但不及日粮高粗蛋白水平时的生产性能。例如，精氨酸与甘氨酸和苏氨酸与甘氨酸等一些必需氨基酸和非必需氨基酸的相互作用可能会导致生长出现差异。
在利用率上，添加的合成氨基酸与存在于高粗蛋白日粮中的肽结合氨基酸可能存在差异。动物体循环中氨基酸的不平衡可能是合成氨基酸快速通过肠壁的结果。但是，这些特定的吸收因素在肉鸡上的影响并不重要，因为它们可以不断采食，并且嗉囊能够将摄入的饲料分配给消化道。
该作者指出，通过改变必需氨基酸总浓度和非必需氨基酸总浓度之比，或通过改变非必需氨基酸总浓度，非特定的非必需氨基酸的作用得到了评估。这些改变并不能重复避免低蛋白日粮引起的生产性能降低。
当游离天冬氨酸和谷氨酸的混合物以及游离天冬氨酸、谷氨酸和丙氨酸的混合物加入低粗蛋白日粮中时，并不会影响生长性能。游离谷氨酸和甘氨酸的混合物以及游离酪氨酸和丝氨酸的混合物可以提高生产性能，但是提高的幅度不及标准粗蛋白水平日粮的。
在低粗蛋白日粮中添加特定的非必需氨基酸（甘氨酸和丝氨酸），一直是提高动物生产性能最有效的方法。通过添加甘氨酸使日粮粗蛋白含量从约18 %或16.2 %提高到22 %，结果使试验组动物的生长速度和饲料转化率与对照组不相上下。游离的天冬按酸、谷氨酸、丙氨酸和脯氨酸等都未能扭转低蛋白日粮的劣势。
其他研究表明，粗蛋白含量为20 %的日粮添加甘氨酸后和粗蛋白含量为23 %的日粮，其生长速度无显著差异。
由于饲料转化率的不断提高，特定非必需氨基酸变得越来越重要。在某种程度上，这可能是由于缺乏合成非必需氨基酸所需的代谢前体，或者是由于内源性代谢转化过程太慢等原因造成的。
该作者称，被广受认可的是肉鸡饲料中甘氨基酸不足是阻碍粗蛋白进一步降低的限制因素，因而甘氨酸是限制性非必需氨基酸之首。业已证明，对于日粮以玉米和豆粕为主的1～18日龄的肉鸡，甘氨酸在日粮所有限制性氨基酸中排名第四（排在蛋氨酸、赖氨酸和苏氨酸之后）。
甘氨酸和丝氨酸可以相互转化。甘氨酸可以通过代谢脱去丝氨酸的羟甲基基团由丝氨酸代谢转化而成。这一反应可以通过把来自四氢叶酸的一个甲基转给甘氨酸而反向进行。
对于家禽来说，一般认为甘氨酸和丝氨酸的相互转化并不受代谢限制。因此，它们经常被一起考虑。
然而，在同等摩尔量下而不是在同等重量或同等百分比下，甘氨酸和丝氨酸具有同等活性。丝氨酸的分子量比甘氨酸大得多：两者的分子量比为1.0∶0.714 3。丝氨酸的相对甘氨酸百分比当量或重量当量等于丝氨酸当量值的71.43 %。
1 甘氨酸、丝氨酸蛋白
甘氨酸和丝氨酸是可以结合成蛋白质，并具有许多生理功能。胶原蛋白和弹性蛋白富含甘氨酸，在其一级结构的每一个第三位点上结合的是甘氨酸。在肉鸡生产中，胶原蛋白含量低导致的肉鸡皮肤强度差会带来巨大的经济损失。
角蛋白富含甘氨酸和丝氨酸。角蛋白主要存在于羽毛和爪中。当家禽日粮中甘氨酸含量不足时，羽毛的发育会受到影响。
粘蛋白富含丝氨酸。丝氨酸为低聚糖链提供附着位点，低聚糖链在粘蛋白中比例很高。粘蛋白为肠上皮细胞提供润滑作用，保护上皮细胞免受酸性环境和蛋白酶的破坏，并对营养物起到选择性渗透屏障作用。同时，粘蛋白能够结合共生菌，保护上皮细胞免受病原体感染，同时可作为细菌发酵的底物。
2 代谢过程
尿酸是家禽体内氮代谢的主要产物。每产生一个尿酸分子需要一分子的甘氨酸来构建嘌呤环。蛋白质合成和细胞增殖都依赖于DNA的合成，该过程需要甘氨酸来合成嘌呤。
用蛋氨酸合成半胱氨酸的过程需要丝氨酸。胆汁盐是肝脏中的胆固醇合成而来，随后与甘氨酸或牛磺酸结合。约75 %～85 %的胆汁盐结合了甘氨酸。而与此相关的研究表明，甘氨酸不足会影响脂肪的消化率，因此会影响饲料的能值。甘氨酸是肌酸结合精氨酸过程中不可或缺的组成部分。
3 甘氨酸和丝氨酸的影响
对日粮甘氨酸和丝氨酸的进行的一些剂量反应研究发现，它们的反应并不一致，这表明其他日粮因素对反应也有影响。
研究表明，当饲料含硫氨基酸总含量充足但半胱氨酸不足时，添加甘氨酸会造成饲料转化率改变。过量蛋氨酸并没有改善动物的生长性能。添加半胱氨酸会降低甘氨酸的正向作用。 对于低粗蛋白日粮，通常需添加合成蛋氨酸来满足半胱氨酸的需求。由于没有添加半胱氨酸，蛋氨酸和总含硫氨酸的比值会升高。
饲料中蛋氨酸和半胱氨酸的浓度均会显著影响动物对日粮甘氨酸的需求。满足半胱氨酸的需求，因其可以降低蛋氨酸转化为半胱氨酸的压力。所有未转化为甘氨酸的蛋氨酸分子都能减少对半胱氨酸的需求。
一分子的苏氨酸可以转换为一分子的甘氨酸。鉴于其各自的摩尔重量，理论上，一个质量单位的苏氨酸的重置价值不能超过0.63质量单位的甘氨酸。该作者认为，对于苏氨酸和甘氨酸含量有限的低蛋白日粮，增加苏氨酸含量可能会产生超预期的效果。添加苏氨酸可以减少苏氨酸缺乏症，还可以协调其他氨基酸的利用。这些氨基酸不会再代谢分解为尿酸，从而减少了对甘氨酸的需求。
胆碱是甘氨酸的另一个前体，甜菜碱是中间产物。胆碱含量会对添加甘氨酸的作用产生显著影响。
4 饲料中的甘氨酸
饲料中甘氨酸当量的绝对浓度值（按分子当量对甘氨酸和丝氨酸进行换算）存在巨大差别。然而，在很多谷物、谷物副产品、酿酒副产品、油籽和豆类中，每单位粗蛋白中甘氨酸当量的比例差异非常微小，每100 g粗蛋白的甘氨酸当量的范围在 7.3 g到8.3 g之间。肉和肉骨粉中甘氨酸当量的相对比例（每100 g粗蛋白中的克数）最高。
在植物性饲料中，要提高或减少甘氨酸当量对粗蛋白的相对比例极其困难。动物副产品有助于提高饲料中甘氨酸当量的含量，但是，目前欧盟通常禁止给家禽饲喂动物性蛋白。据作者称，欧盟目前尚未允许将合成甘氨酸和丝氨酸作为饲料原料。
在美国，法规并没有禁止在家禽饲料中添加动物副产品，甘氨酸和丝氨酸被列为普遍认为安全的动物饲料添加剂。
5 减少粗蛋白
作者指出，即使满足肉鸡所有必需氨基酸的需求，当肉鸡日粮中的粗蛋白含量低于19 %～20 %时，肉鸡的生长速度和饲料转化率仍会下降。
当日粮中甘氨酸和丝氨酸的含量足够时，喂给日粮粗蛋白含量为17 %～18 %的肉鸡具有与饲喂日粮粗蛋白含量超过20 %的肉鸡相同的生长速率和饲料转化率。在这些研究中，蛋氨酸与总含硫氨酸的比值、甘氨酸和丝氨酸内原性前体的浓度以及会影响甘氨酸和丝氨酸反应的其他营养成分可能都不是在最佳状态。
在保证对饲料的生长性能不产生负面影响的前提下，通过优化饲料中甘氨酸当量水平和其他会影响甘氨酸和丝氨酸反应的因素来进一步减少饲料中粗蛋白的含量应该是可能的。
作者预计，应该可以将1日龄～21日龄肉鸡日粮中的粗蛋白含量减少至大约16 %。
他们指出，甘氨酸和丝氨酸是需要量已被量化的第一个非必需氨基酸。当其他非必需氨基酸的作用得到更多认识以及其需求量得到量化后，可以预测是有可以减少日粮粗蛋白含量而不会降低生产性能的可能性。
6 总结
由于甘氨酸和丝氨酸在许多代谢机能中起到非常重要的作用，同时它们可以与其他营养成分相互作用，因此当日粮中粗蛋白含量明显减少时，它们很有可能会成为生产性能的限制性因子。
注：2015年8月24至27日，第二十届欧洲家禽营养学术研讨会在捷克共和国布拉格举行。本研讨会由世界家禽科学协会第二工作组主办，每两年举办一次。本次研讨会共呈现了19场大型讲座、4场卫星座谈会、18场短报告，张贴了226张海报，提交334份摘要和172篇完整的论文。详见http：//espn2015.guarant.eu/proceedings。