高 文Lemme AndreasClaudia Silva董 延
(1.贏創(chuàng)德固賽(中國)投資有限公司,北京 100026;2.Evonik Industries AG,德國 63457)
含硫氨基酸有兩種類型的產(chǎn)品可用。一為DL-蛋氨酸(L-蛋氨酸和D-蛋氨酸的外消旋物)。根據(jù)NRC(2011)和Sveier等(2001)的研究表明,魚類能夠有效地利用D-蛋氨酸。另一個具有蛋氨酸活性的為蛋氨酸羥基類似物(MHA),雖然它也是由D-和L-型異構(gòu)體組成,但由于其α碳位上的氨基基團(tuán)(NH2)被羥基(OH)取代,因此它不是一個真正的氨基酸。對家禽、豬和水產(chǎn)動物的研究表明,MHA產(chǎn)品[包括液態(tài)形式(MHA-free acid)和鈣鹽(MHA-Ca)]都具有蛋氨酸活性,動物可以將DL-類似物轉(zhuǎn)化為蛋氨酸。對于采購、飼料配方和動物營養(yǎng)學(xué)來說,其核心問題是關(guān)于這兩個蛋氨酸源的效率。基于在鯰魚、紅魚、雜交條紋鱸上的研究,NRC(2011)指出,相對于DL-蛋氨酸,MHA的相對生物利用率為75%~80%(摩爾基礎(chǔ))。這意味著,636~679 g的DL-蛋氨酸(純度99%)可替代1 000 g自身含84%MHA、16%鈣鹽的MHA-Ca{計算替代1 000 g MHA-Ca:1 000 g(MHA-Ca)×0.84(MHA 的純度)×0.75[相對生物利用率(摩爾)]/0.99(DL-蛋氨酸的純度)=636 g}。
在實驗1中,平均初始體重為41.1 g的2 200尾吉富羅非魚(Oreochromis niloticus)分別置于44個水族箱中(每箱50尾魚,1 125 L)。在實驗2中,平均初始體重為3.9 g的1 320尾吉富羅非魚(Oreochromis niloticus)分別置于44個水族箱中(每箱30尾魚,300 L)。實驗1和實驗2的水溫分別為23~32℃、25~30℃。人工飽食投喂,每天3次,每周7 d,試驗周期為56 d。
配制Met+Cys(蛋氨酸+胱氨酸)缺乏的飼料,分別額外添加 0、0.06%、0.12%、0.18%、0.24%、0.30%(實驗 1),0、0.08%、0.16%、0.24%、0.32%、0.40%(實驗 2)的 DL-蛋氨酸(MetAMINO?)或等摩爾水平的MHA-Ca。分析飼料中氨基酸含量以得到實際添加量。飼料主要為豆粕、花生粕、豌豆蛋白粉和玉米淀粉(見表1)。除了Met和 Met+Cys,飼料依照 Wilson(2003,實驗 1)和NRC(2011,實驗2)為基礎(chǔ)配制,使各氨基酸水平達(dá)到或超過其需要量。據(jù)分析,基礎(chǔ)飼料含27.5%粗蛋白(CP)、1.51%Lys、0.28%Met和 0.63%Met+Cys(實驗 1);28.3%粗蛋白(CP)、1.78%Lys、0.33%Met和 0.74%Met+Cys(實驗2)。以谷氨酸來調(diào)節(jié)各組飼料的氨基酸平衡。飼料制成2 mm的顆粒。
實驗期間記錄體重(BW)以及攝食情況,計算特定生長率[SGR=100×(ln終體重-ln初體重)/d]以及餌料系數(shù)。通過SAS軟件進(jìn)行方差分析和正交對比。在實驗2的比較屠宰實驗中,每箱取接近各箱均重的5尾魚進(jìn)行全魚氨基酸分析。分析初始魚各營養(yǎng)成分以測定其保留率。以P<0.05(LSD)為差異顯著。DL-蛋氨酸和MHA-Ca的相對生物利用率用以下模型進(jìn)行多指數(shù)回歸分析:
表1 實驗1和實驗2日糧配方和營養(yǎng)水平
其中,a為基礎(chǔ)飼料的生長性能,b為補充蛋氨酸,a+b為漸近線,c為DL-蛋氨酸反應(yīng)曲線的斜率,d為MHA-Ca相對DL-蛋氨酸的反應(yīng)曲線的斜率(顯示MHA-Ca相比于DL-蛋氨酸的生物利用率)。
實驗1進(jìn)展很順利,所有處理組魚的存活率都為99%。在實驗1中,平均特定生長率(SGR)為(1.84~2.11)%/d(見表2)。雖然實驗設(shè)計是以劑量反應(yīng)為基礎(chǔ),但數(shù)據(jù)不適合進(jìn)行多指數(shù)回歸分析,因此本實驗選用正交對比計算。與蛋氨酸缺乏的基礎(chǔ)飼料相比(SGR:1.96%/d),DL-蛋氨酸的添加能夠顯著改善羅非魚的SGR(P<0.05),且DL-蛋氨酸添加組的末體重和餌料系數(shù)顯著優(yōu)于基礎(chǔ)飼料組體重和MHA-Ca添加組(P<0.05)。
表2 飼料中添加不同梯度的DL-蛋氨酸或同摩爾水平的蛋氨酸羥基類似物對吉富羅非魚的生長性能、攝食量和餌料系數(shù)(FCR)的影響(實驗1,56 d)
SGR的差異可能部分是由攝食量的數(shù)據(jù)所造成。盡管正交對比無法顯示攝食量的顯著影響(P>0.05),但與DL-蛋氨酸添加組相比,MHA-Ca添加組的攝食量有減少的趨勢(P=0.072),且隨著MHA-Ca添加量的增加,攝食量逐漸減少,除了處理11外。
DL-蛋氨酸的添加能夠改善羅非魚的生長性能、攝食量和餌料系數(shù),而MHA-Ca卻沒有產(chǎn)生同樣的促進(jìn)效果。
實驗2的死亡率也很低,平均存活率為98%。實驗結(jié)果見表3。本實驗中,補充DL-蛋氨酸或MHA-Ca均能改善羅非魚的最終體重和SGR,且在0.32%的DL-蛋氨酸添加組獲得最大SGR(3.936%/d)。此外,MHACa的添加也顯著改善了羅非魚的最終體重和SGR(P<0.05)。但添加MHA-Ca所獲得的最高SGR(處理11:3.729%/d)顯著低于 DL-蛋氨酸添加組的值(P<0.05)。餌料系數(shù)也顯著受到蛋氨酸源和添加水平的影響,并分別在0.24%的DL-蛋氨酸添加組(FCR:1.159)和0.471%的MHA-Ca添加組(FCR:1.258)獲得最低值。
表3 飼料中添加不同梯度的DL-蛋氨酸或同摩爾水平的蛋氨酸羥基類似物對吉富羅非魚的生長性能、攝食量和餌料系數(shù)(FCR)的影響(實驗2,56 d)
實驗2以SGR對兩種蛋氨酸源的攝入量的反應(yīng)進(jìn)行多指數(shù)回歸分析(見圖1)。結(jié)果表明,達(dá)到同樣的SGR時,MHA-Ca的作用效率僅為DL-蛋氨酸的22%,即4.5倍的MHA-Ca替代DL-蛋氨酸都不會影響SGR。
對DL-蛋氨酸的生長反應(yīng)進(jìn)行回歸分析得出,羅非魚的最適Met+Cys含量應(yīng)為1.13%(本實驗中,考慮到較小的羅非魚具有較高的生長速率),該結(jié)果與NRC(2011)公布的 1.0%接近。
圖1中選用SGR為典型的反應(yīng)參數(shù),因為養(yǎng)殖戶注重的是魚體每天的增重情況。雖然魚體大部分主要為蛋白質(zhì)、脂肪和灰分(礦物質(zhì))沉積,而蛋氨酸尤其作為蛋白質(zhì)合成的小單位(除了一些代謝功能),測定氨基酸的沉積也能進(jìn)一步直接反映蛋白質(zhì)合成的情況。
圖2以Met和Met+Cys的保留量對攝食量進(jìn)行回歸分析(以每箱為基礎(chǔ)),多指數(shù)回歸分析能夠獲得較好的Met和Met+Cys的保留量,兩種蛋氨酸源的最適添加量。結(jié)果表明,MHA-Ca保留Met和Met+Cys的有效率分別為33%和36%,稍低于由線性斜率分析所得的DL-蛋氨酸的有效率(38%、40%;數(shù)據(jù)未示出)。但是,線性分析的R2值稍低。一般來說,這些值均高于SGR,由此可知,營養(yǎng)物質(zhì)參與確定了相對生物利用率值的高低。
在實驗1中,MHA-Ca的添加并不能影響初重為41.1 g羅非魚的生長,而添加高于0.180%的DL-蛋氨酸能夠顯著改善其生長性能。在實驗2中,選用較小的羅非魚(初重為3.9 g)開展實驗,結(jié)果顯示DL-蛋氨酸對羅非魚的影響比MHA-Ca更顯著。對SGR的多指數(shù)回歸分析表明,當(dāng)選用Met和Met+Cys作為反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)時,MHA-Ca的生物利用率顯著低于DL-蛋氨酸生物利用率。
由表2可知隨著DL-蛋氨酸或MHA-Ca添加水平的增加,Met(左)和 Met+Cys(右)保留量的變化,以確定MHA-Ca相比于DL-蛋氨酸的生物利用率。Met保留量為:Y=2 447+2 369×(1-e-0.0002×(DL-met+0.33×MHA-Ca)),R2=0.71,相比于DL-蛋氨酸,MHA-Ca的相對生物利用率為 33%(conf.interval:17%~50%);Met+Cys 保留量為:Y=3 367+3 543×(1-e-0.00018×(DL-met+0.36×MHA-Ca)),R2=0.73,相比于DL-蛋氨酸,MHA-Ca的相對生物利用率為36%(conf.interval:20%~52%)(實驗 2,n=44)。
從這兩個實驗可以得出結(jié)論,蛋氨酸羥基類似物的利用率遠(yuǎn)低于DL-蛋氨酸,也低于NRC(2011)所提出的相對生物利用率范圍(63.6%~67.9%)。因此,在購買飼料和制作低成本羅非魚飼料時,應(yīng)考慮到這種營養(yǎng)價值上的差異。
[1]NRC Nutrient requirements of fish and shrimp,The National Academic Press,Washington DC.2011.
[3]Sveier H,Nordas H,Berge G E,et al.Dietary inclusion of crystalline D-and L-methionine:effects on growth,feed,protein utilisation,and digestibility in small and large atlantic salmon(salmon salar L.)[J].Aquaculture Nutrition,2001,7:169-181.
[3]Wilson R P.Amino acid requirements of finfish and crustaceans//Amino Acids in Animal Nutrition(second edition),ed.J.P.F.D'Mello,2003:427-448.