奶牛氨基酸营养是如何被认识的？

　　文章作者：CharlesG. Schwab and Glen A. Broderick
　　文章主要来源：A100-Year Review: Protein and amino acid nutrition in dairy cows
　　翻译及整理：周期（上海市奶牛研究所奶牛营养技术主管）
　　第一次被认识
　　奶牛氨基酸营养的重要性第一次被正确认识得益于＂戴维斯示踪团队＂的研究工作（Blacket al,1952）。不过之后的一段时间里，尽管已经认识到奶牛也需要与非反刍动物一样的必需氨基酸（EAA），但营养学家们仍沉浸在＂MCP+ RUP =all＂的假设里。
　　这就像奶牛发展史上一个经常被忽略的事实一样——1956年的美国奶牛单产只有2300kg/年，而现在是那时的4倍还要多，很多牛群单产甚至都达到了13500kg/年，翻了近6倍。
　　直到60年代末70年代初，一些奶牛真胃的酪蛋白灌注试验才引起营养学家的注意。在这些实验中，尽管日粮粗蛋白已经十分充分，但当酪蛋白被灌注后，奶产量，尤其是奶蛋白产量仍然增长了12%-13%（Brodericket al., 1970; Clark etal., 1973; Vik-Mo et al., 1974; Clark et al.,1977）。
　　营养学家开始怀疑是否有部分氨基酸的限制性比其他氨基酸要高。
　　1970年，Broderick等发表了第一篇关于饲喂过瘤胃保护氨基酸的报道，报道中提到，在当时的日粮基础（15.3%粗蛋白，8-11.5kg混合精料，2.1kg豆科干草，自由采食经尿素处理的玉米青贮）上，添加过瘤胃蛋氨酸（分别为0,5, 15,45g/d添加量）并没有对DMI，奶产量或者乳成分产生影响；但试验中有观察到血清蛋氨酸浓度的提高，同样升高的还有血清蛋氨酸与缬氨酸的比例（Met：Val），这表明至少一部分添加的蛋氨酸被小肠吸收了。据此，Broderick等（1970）推测，在这项试验中，Met就是限制性最高的氨基酸。
　　其他相似的蛋氨酸研究在同时期也有过报道（e.g.,Williams et al.,1970; Fisher,1972），但所得结论各有出入。为此，Schwab等（1979）设计了一系列真胃灌注试验（5个）来确定奶牛泌乳早、中期氨基酸限制性的顺序。这是一项很有意义的研究。
　　赖氨酸和蛋氨酸可能是限制性最高的两种氨基酸
　　试验最后，基于添加的氨基酸组成和瘤胃合成的微生物蛋白考虑，作者推断，对于泌乳牛饲喂以玉米为基础的日粮时，赖氨酸和蛋氨酸可能是限制性最高的两种氨基酸，并且日粮的原料组成会影响到底哪一种更高。自此，大量的研究相继证实了这项推断（NRC,2001），包括近年来的一些研究（Osorioet al., 2013; Giallongoet al., 2016; Zhou et al.,2016b）。事实上，赖氨酸和蛋氨酸作为大多数饲喂条件下限制性氨基酸并非出乎意料，因为这两种氨基酸在日粮中的浓度相比在瘤胃细菌、牛奶和体组织中都要低。
　　另一方面，有研究者发现，对于泌乳牛饲喂以牧草青贮为基础的日粮（补充大麦和燕麦，有些以羽毛粉作为过瘤胃蛋白的补充）来说，组氨酸很可能是其第一限制性氨基酸（e.g.,Kim et al., 1999, 2000, 2001; Vanhatalo et al., 1999;Korhonen etal., 2000; Huhtanen et al.,2002）。在另一些研究中发现，当奶牛饲喂较低粗蛋白日粮（以玉米青贮或半干苜蓿青贮为基础的日粮）时，组氨酸的限制性可能仅次于赖氨酸和蛋氨酸（Leeet al., 2012; Giallongo et al.,2016）。
　　这其实也很好理解，因为与玉米相比，大麦和燕麦中的组氨酸含量很低；与其他补充蛋白相比，羽毛粉中组氨酸含量相对较低；而与牛奶中的组氨酸相比，瘤胃中细菌和原虫中也要低不少。
　　过瘤胃保护氨基酸
　　人们很早就认识到为了达到氨基酸的平衡状态，第一限制性氨基酸可能需要经过过瘤胃保护的处理。早期的过瘤胃产品主要是过瘤胃蛋氨酸，这些产品中DL-Met含量普遍不高（20-30%），因为包被工艺的落后，尽管在实验中被证明有效（e.g.,Broderick et al., 1970），但其小肠消化率十分有限（Grassand Unangst, 1972）。后来经过改良，过瘤胃率能达到70-80%，约有20%经粪便排出（Daugaard,1978; Arambel et al., 1987）。
　　营养学家们为了追求产品的高瘤胃通过率和小肠消化率付出了诸多努力，但取得的成效甚微，这比大家想象中的要难得多。因此，在上世纪八、九十年代，人们开始转向寻找氨基酸（赖氨酸和蛋氨酸）类似物（如，蛋氨酸羟基类似物）和衍生物（如，DL-蛋氨酸异丙酯，叔丁基-DL-蛋氨酸，N-硬脂酰-DL-蛋氨酸和二羟甲基-L-赖氨酸钙），并做了大量的评估。然而，成功者寥寥无几，最终研究的方向还是回到了包被技术上。
　　开发一款合格的过瘤胃保护氨基酸产品，产品在混合加工时的稳定性尤为重要，无论在饲料厂还是牧场中都是如此。然而，一些供应商，特别是那些近年来推出产品的供应商似乎都忽略了一个考虑因素——TMR（湿）中的产品稳定性。最近的过瘤胃保护研究来自于米勒研究所（MinerInstitute; Chazy,NY），研究者评估了6种不同的过瘤胃保护赖氨酸产品，分别将其暴露（机械混合或直接投放）在高水分和低水分的TMR中，结果发现部分产品代表的过瘤胃保护技术缺点非常明显（Jiet al., 2016）。
　　生产高品质的过瘤胃保护氨基酸产品并非易事。目前市面上流通的产品种类繁多，鱼龙混杂。在使用的时候，一定要注意该产品是否拥有严谨的证明文件和详细的使用说明。
　　一个好的过瘤胃氨基酸产品，必要条件就是能够有好的包被，过瘤胃保护。
　　而今，建明过瘤胃赖氨酸乐百瑞™、过瘤胃蛋氨酸美百瑞™已经被国内牧场广泛认识，值得信赖。