蛋氨酸和有机酸应用于猪-课件

蛋氨酸和有机酸应用于猪动物饲养中的有机酸动物饲养中的有机酸仔猪日粮中应用有机酸已有多年，主要是对刚断奶仔猪的健康和生长有正效应。国内外学者Manners1976,Kidder1978,Cranwell 1989等都有报导指出仔猪断奶综合症与消化道酸度有关。欧盟禁用抗菌素增加了人们在仔猪和生长猪中应用有机酸的兴趣。研究表明：混合酸能稳定地改善仔猪生长性能，但不同产品的效应差异很大。并不是全部有机酸都能促进生长和提高饲料转化率。在混合酸中最广泛应用的酸是蚁酸或乳酸。有机酸的化学有机酸的化学 (OA)有机酸有机酸基本结构基本结构:R-COOH，长链或短链酸；一价（蚁酸）、二价（富马酸）和多价酸（柠长链或短链酸；一价（蚁酸）、二价（富马酸）和多价酸（柠檬酸）及檬酸）及 羟基酸羟基酸(乳酸，蛋氨酸羟基类似物乳酸，蛋氨酸羟基类似物HMB)等等仅有部分弱酸呈电离态仅有部分弱酸呈电离态:R-COOH R-COO-+H+Ka=HR-COO-/R-COOH;pKa=-logKa 例：乙酸例：乙酸:Ka=1.810-5,pKa=-log 1.810-5=4.74=4.74电离依赖于电离依赖于pH:当当pH=pKa时，时，R-COOH和和R-COO 各50%；pHpKa,主要存在形式是电离态的电离态的R-COO.例：艾丽美：PH1，pKa=3.6,即：pH 杀菌剂杀菌剂作用作用（在低在低 pH 条件下）条件下）R-,H+pH=7 胃胃 pH=3RH R-H+有机酸有机酸细菌RH（简单扩散）（简单扩散）细菌内渗透压增大，吸水膨胀而破裂微生物必须将用于生长和繁殖的代谢能来补偿其内部pH的下降以稳定离子环境，最终导致细胞死亡.酸的酸的杀菌效果与杀菌效果与 pH 及不同的酸有关及不同的酸有关01234567891005101520培养时间(小时)大肠杆菌大肠杆菌 Log CFU/ml(In vitro,Novus data 2000)25HCL HMBFormicLacticpH 4HCL盐酸HMB艾丽美Formic蚁酸Lactic乳酸pH 7.3大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静继续保持安静有机酸的生理作用有机酸的生理作用发表的文章中提到过的机理发表的文章中提到过的机理:改善消化率改善消化率 改善氮平衡改善氮平衡改善健康改善健康(腹泻腹泻)状况状况消化率 铜铜 160ppm（HMB）蚁酸蚁酸艾丽美艾丽美+蚁酸蚁酸有机物有机物 0.10.01 L Q0.01 Q0.10.01 L0.01 L0.01艾丽美（艾丽美（HMB）和蚁酸对消化率有线和蚁酸对消化率有线性或方差级的效果性或方差级的效果 L:线性Q:方差(ID-Lelystad,Sept 2000)艾丽美艾丽美艾丽美（艾丽美（HMB）和蚁酸改善仔猪消化率和蚁酸改善仔猪消化率 Cu04800.81.67677787980818283消化率消化率%HMB g/kg有机物有机物Cu04800.81.670717273747576蚁酸 g/kg氮氮(ID-Lelystad,Sept 2000)艾丽美艾丽美 改善消化率所需浓度低于蚁酸改善消化率所需浓度低于蚁酸有机物有机物78%79%80%81%82%0246810酸酸 g/kg氮氮71%72%73%74%75%0246810酸酸 g/kg消化率消化率%HMB蚁酸蚁酸Cu,非连续非连续 主要结果:每个点是三个处理的平均(ID-Lelystad,Sept 2000)有机酸改善氮利用率，降低尿中排氮量有机酸改善氮利用率，降低尿中排氮量at Id-lelystad10%20%30%40%50%60%氮保留氮保留粪中氮粪中氮尿中氮尿中氮对照甲酸甲酸 1.4%富马酸 1.7%丁酸 2.7%Mroz,Jongbloed,ID-DLO,1997粪中氮粪中氮艾丽美减少氮的排放艾丽美减少氮的排放 60%70%80%90%100%110%120%00.81.21.6等分子蛋氨酸源等分子蛋氨酸源(g/kg)100%=d l,蛋氨酸蛋氨酸氮保留氮保留尿中氮尿中氮 S SRomer&Abel 1999有机酸的促生长作用有机酸的促生长作用改善生长改善生长 很多研究证实，主要对仔猪而言很多研究证实，主要对仔猪而言可达可达:20%增重增重,10%采食量，采食量，-10%料肉比料肉比但结果差异大但结果差异大:酸的特性，组合酸的构成及协同作用酸的特性，组合酸的构成及协同作用添加量添加量(超量添加对采食量的影响超量添加对采食量的影响)日粮：构成，原料，蛋白含量，纤维，系酸力（缓冲容量日粮：构成，原料，蛋白含量，纤维，系酸力（缓冲容量）添加其它促生长剂掩盖了酸的效应（抗菌素，球虫剂，高铜添加其它促生长剂掩盖了酸的效应（抗菌素，球虫剂，高铜或锌）或锌）健康状况健康状况环境条件环境条件组合酸可降低作用浓度组合酸可降低作用浓度 产品产品添加量添加量%增重增重料肉比料肉比差异差异比较比较报告报告Blend A 1.4/1.2+10.70%-5.80%P0.05364-97Blend B0.75/0.5+6.80%-1.10%P0.05365-97Blend C0.4+5%-2.80%P0.10371-97Blend D0.5+4.80%-2.30%NS384-98Blend E0.2+15.30%-2.30%P0.05396-98(Danske Slagterier Callesen,1999)试验结果仍有很大差异试验结果仍有很大差异产品产品添加量添加量%增重增重料肉比料肉比差异差异比较比较报告报告Blend A-11.4/1.2+10.70%-5.80%P4，失活。-肠内容物的酸度也影响：胰蛋白酶，糜蛋白酶，羧肽酶，淀粉酶，脂肪 酶，麦芽糖酶和乳糖酶等的分泌和活性。1 2 3 4 5 6 周 Inborr(1959)酶活性 胃蛋白酶 乳糖酶 淀粉酶 胰蛋白酶 麦芽糖酶 蔗糖酶断奶仔猪消化道酸度的断奶仔猪消化道酸度的作用作用2对微生物区系的影响：-消化道酸度是微生物生存的重要环境因素。-胃内PH4，有利于消化道内有益菌群（如：乳酸杆菌，酵母菌）的生长 ，并抑制有害菌的生长。-一些病原微生物 大肠杆菌，沙门氏菌，葡萄球菌，链球菌及梭状芽胞 杆菌等都易在pH68环境中生存。柠檬酸对消化道内大肠杆菌的影响 E.coli个/克内容物Spscipinain(1974)饮水中加乳酸对小肠内大肠杆菌的影响 E.coli log CFU/mlCole(1968)断奶仔猪消化道酸度的断奶仔猪消化道酸度的作用作用3对胃排空速度的影响：-胃排空主要由胃幽门和十二指肠前端的压力差所控制。Cornelius(1988)分泌：肠抑胃素酸性食糜反馈 抑制 胃收缩反馈 抑制 胃收缩胃十二指肠胃幽门处压力减小，延缓胃排空，增加食糜在胃内的消化时间断奶仔猪消化道酸度的断奶仔猪消化道酸度的作用作用4刺激胃肠细胞和器官的发育，促进消化腺的分泌，提高消化：刺激胃肠细胞和器官的发育，促进消化腺的分泌，提高消化：-胃内酸度能促进胰腺的发育和分泌，还能促进胆汁的分泌，并使胆囊收 缩排出胆汁。胡祖禹等（1986）-胃内的酸性物质进入肠道后能刺激肠壁分泌碳酸氢盐。Kidder等（1978）-胃内的盐酸有膨化食物的作用，能使食物中的蛋白质膨胀变性，便于胃 蛋白酶消化降解。韩正康等（1977）和胡祖禹等（1986）R-COOHR-COO+H+促胰泌素胰腺胰腺分泌物功能蛋白酶消化饲料（中性PH最强）碳酸氢盐缓冲胃的PH受体细胞（放大）胃十二指肠用乳酸与盐酸相比，可在较高的PH值（高1点以上）激活胰腺的分泌；并非所有的有机酸都有这一效应，甲酸和乳酸甲酸和乳酸是最有效的；原因：有机酸末离解形式更容易进入细胞，在细胞里溶解释放出H+引起促胰泌素的生成。（与有机酸抗菌效应相似）Harada 1985断奶仔猪消化道酸度的断奶仔猪消化道酸度的发育发育 胃 十二指肠 空肠 盲肠 回肠 直肠 胃黏膜壁细胞 胃底腺组织H+Cl-乳 乳糖 乳酸乳酸杆菌 VFA：甲酸，乙酸,丙酸,丁酸微生物发酵pH:25 46 5.56.9 6.57 6.57.5 6.58.0 大肠杆菌,沙门氏菌 葡萄球菌，梭菌葡萄球菌，梭菌 日粮成分健康状况断奶后断奶后-仔猪理论泌酸能力应该比吮乳仔猪强。因为:-饲喂固体日粮比母乳更能促进仔猪胃重提高和胃 酸分泌的增加；-而且断奶仔猪胃内酸度的发育及其调控都较吮乳仔猪 完善；但事实上却低于吮乳仔猪。原因:断奶应激:抑制胃酸分泌，断奶愈早影响愈大；失去母猪乳糖源，发酵产生的乳酸量急剧降低（胃内从19.7 降到 10.6 mmol/L）采食量增加，胃内食糜酸度降低；日粮的酸度（系酸力）高，降低了胃的酸度；胃内乳酸杆菌减少，大肠杆菌增多，大肠杆菌产生的内毒素（如：给仔猪注射50ug/kg.BW脂多糖 能使胃内及胃黏膜血流减少，而使胃酸分泌减少50%，）能抑制仔猪胃酸的分泌。仔猪日粮酸度的调控仔猪日粮酸度的调控日粮酸度是影响断奶仔猪胃内酸度的主要外源因素。衡量日粮酸度的两个指标：-pH：饲料水溶液中H+浓度的负对数（酸度）；-系酸力：指一定量的日粮中和酸的能力。系酸力高 ，吸附的游离酸就多，胃酸度降低的幅度更大。添加酸化剂能提高日粮酸度，降低胃内pH和腹泻率，进而影响仔猪的生产性能、消化和血液生理功能。(Henry1985;Giesting1985;Cromwell1987;Bunell1988;)盐酸、硫酸、磷酸等无机酸也可降低饲料pH，但不能提高反而还降低了仔猪的生产性能。（Easter1993)解决仔猪胃酸度不足的途径：解决仔猪胃酸度不足的途径：建立仔猪日粮酸度（包括pH和系酸力）模型确定日粮酸度与酸化剂添加量的关系揭示不同酸化剂对仔猪日粮的影响规律，选择更好的酸化剂研究不同pH和系酸力水平日粮对仔猪的影响，确定仔猪日粮的最佳酸度断奶仔猪日粮断奶仔猪日粮系酸力系酸力（Y）模型模型 Y=2.68+0.48a1x1+0.7a2x2+0.91a3x3+0.97a4x4 +0.7a5x5+2.2a6x6+0.34a7x7 例例：Y=2.68+0.48*7.9*60%+0.7*69.4*23%+0.91*60.5*5%+0.97*46.5*5%+0.7*46.6*5%+2.2*69*1.2%+0.34*2847*0.8%=32.33 常见饲料原料常见饲料原料PH和系酸力和系酸力常见断奶仔猪日粮常见断奶仔猪日粮pH和系酸力和系酸力主要原料的系酸力（缓冲容量）主要原料的系酸力（缓冲容量）（Buffer Capacity）pH4氮氮 灰分灰分玉米玉米6.91.51.6小麦小麦11.31.91.9豌豆豌豆27.63.83.9小麦麸小麦麸34.62.76.5葵籽粕葵籽粕58.95.17.1油菜粕油菜粕59.66.27.9豆粕豆粕 4877.98.37.2肉骨粉肉骨粉 50 fat1208.828.0鱼粉鱼粉12811.119.8corr.0.970.91corr-MBM0.95系酸力系酸力系酸力主要与蛋白质和灰分有关系酸力主要与蛋白质和灰分有关 051015202530050100150HCl滴定的系酸力氮或灰分的含量（%）氮氮 灰分灰分160MBM favors lower BC艾丽美（艾丽美（HMB）帮助降低日粮系酸力帮助降低日粮系酸力0%5%10%15%20%25%00.10.20.30.40.50.60.7酸添加量酸添加量(%)系酸力减少系酸力减少（%）HMB蚁酸蚁酸Buffer Capacity reduction:24 analysis with initial BC ranging from 23 to 39 日粮系酸力对断奶仔猪采食量的影响日粮系酸力对断奶仔猪采食量的影响 （28日龄）日龄）克克/天天.头头随日粮系酸力降低，采食量显著增加。日粮系酸力对断奶仔猪日增重的影响日粮系酸力对断奶仔猪日增重的影响 （28日龄）日龄）克克/天天.头头随日粮系酸力降低，日增重增加明显。日粮系酸力对断奶仔猪料肉比的影响日粮系酸力对断奶仔猪料肉比的影响 （28日龄）日龄）克克/天天.头头日粮系酸力对断奶仔猪血糖、血清总蛋日粮系酸力对断奶仔猪血糖、血清总蛋白、尿素氮和胰岛素的影响白、尿素氮和胰岛素的影响（第（第1周）周）*随日粮系酸力水平降低，血糖浓度显著降低，血清总蛋白和胰岛素 水平有升高趋势，尿素氮有减少趋势。日粮系酸力对断奶仔猪血糖、血清总蛋日粮系酸力对断奶仔猪血糖、血清总蛋白、尿素氮和胰岛素的影响白、尿素氮和胰岛素的影响（第（第2周）周）*随日粮系酸力水平降低，血糖浓度降低已不明显，系酸力为20比40和 10血清总蛋白明显高，胰岛素有一定升高，尿素氮下降明显。日粮系酸力对断奶仔猪血糖、血清总蛋日粮系酸力对断奶仔猪血糖、血清总蛋白、尿素氮和胰岛素的影响白、尿素氮和胰岛素的影响（第（第3周）周）*随日粮系酸力水平降低，血糖浓度有一定降低，系酸力为20比40和 10血清总蛋白明显高，胰岛素有一定升高，尿素氮下降明显。日粮系酸力对断奶仔猪血糖、血清总蛋日粮系酸力对断奶仔猪血糖、血清总蛋白、尿素氮和胰岛素的影响白、尿素氮和胰岛素的影响胰岛素对代谢的主要作用是：促进能量物质（糖元等）的储存和蛋白质的合成，并抑制其分解。当日粮系酸力降低时，血清胰岛素浓度升高，促使葡萄糖进入细胞或合成糖元，进而降低血糖浓度。高浓度的胰岛素能促进蛋白质合成，抑制其分解转化，故血液中总蛋白水平升高，尿素氮水平则降低。日粮系酸力对仔猪各段消化道日粮系酸力对仔猪各段消化道pH的影响的影响*随日粮系酸力水平降低，仔猪消化道前段（胃和十二指肠）内容物 pH下降较大，对消化道后段（空肠和回肠）影响较小。日粮系酸力对仔猪消化道相对生长的影响日粮系酸力对仔猪消化道相对生长的影响（各段重与体重之比，（各段重与体重之比，%）*高系酸力水平日粮进入胃，中和了胃酸度，已有的盐酸不足以维持内 正常pH，导致胃壁细胞代偿性生长，胃相对生长较快。当低系酸力水平日粮（酸性食糜）进入小肠，刺激肠壁细胞分泌碱 性黏液来维持小肠的碱性环境，酸性越强刺激越大，越促进小肠发育。日粮系酸力对仔猪消化酶的影响日粮系酸力对仔猪消化酶的影响（U/ml)*胃蛋白酶活性在pH5时有两次高峰：pH1.62.4和pH3.34.0。日粮系酸力为 20和10的仔猪胃内pH 分别为3.92和3.64，都在第二次高峰的pH 范围。*降低日粮系酸力，可适当提高胰蛋白酶的活性，而对胰淀粉酶活性影响不大。日粮系酸力对仔猪盲肠和结肠内日粮系酸力对仔猪盲肠和结肠内 微生物的影响微生物的影响 (Log10n个个/g)*随日粮系酸力水平降低，大肠杆菌数明显减少，乳酸杆菌数则显著增加。*大肠杆菌生长适宜的pH6.08.0，而乳酸杆菌则适宜pH4.0左右。（陈天寿 等1995）猪料中蛋氨酸添加量在增加猪料中蛋氨酸添加量在增加International Pig Topic,2000为什么？理想蛋白（瘦肉型）：理想蛋白（瘦肉型）：Dr.David Bakers 生长猪生长猪:含硫氨基酸含硫氨基酸/赖氨酸的理想比为赖氨酸的理想比为 60%。肥育猪肥育猪:理想比理想比64%.因为较高的瘦肉率因为较高的瘦肉率,较少的采食量较少的采食量,得要求较高的得要求较高的蛋白日粮蛋白日粮。美国美国95%的猪产品是瘦肉型的的猪产品是瘦肉型的环保压力：艾丽美有助于减少日粮的粗蛋白环保压力：艾丽美有助于减少日粮的粗蛋白猪理想蛋白（猪理想蛋白（Bakers)提高含硫氨基酸提高含硫氨基酸/赖氨酸赖氨酸,改善生长猪表现改善生长猪表现（在美国南部一个大规模的猪场试验）（在美国南部一个大规模的猪场试验）苏氨酸：赖氨酸三个处理组均恒定在苏氨酸：赖氨酸三个处理组均恒定在 71%NRC 1998:含硫氨基酸/赖氨酸=0.6ABCD65%含硫氨基酸含硫氨基酸/赖氨酸改善生长猪生长率赖氨酸改善生长猪生长率平均日增重，磅A B C D65%含硫氨基酸含硫氨基酸/赖氨酸改善饲料转换效率赖氨酸改善饲料转换效率料肉比 A B C D饲喂艾丽美的仔猪表现更好饲喂艾丽美的仔猪表现更好Danish Slaughteries 大学，大学，1998 155 头头 4 10 周龄周龄 断奶日粮断奶日粮:4-6 周龄周龄22.5%CP,1.48%Lysine and 0.47%methionine 生长猪日粮生长猪日粮:6-10周龄周龄20.8%CP,1.37%Lysine and 0.43%methionine 料肉比日增重，克DL-蛋氨酸 艾丽美DL-蛋氨酸 艾丽美日粮粗蛋白对氮排泄的影响日粮粗蛋白对氮排泄的影响Corpen 集团公布集团公布(法国法国)in 1996 60100kg肥育猪可消化氨基酸需要量肥育猪可消化氨基酸需要量 大白大白长白猪长白猪60头头/5个处理个处理/4个重复个重复/每重复每重复3头猪头猪5个处理饲粮个处理饲粮 赖氨酸水平赖氨酸水平:0.30、0.41、0.53、0.64和和0.75%相应的粗蛋白相应的粗蛋白:7.69、10.24、12.62、15.19、17.57%饲粮等能（饲粮等能（13.68MJ DE/kg）等氨基酸模式等氨基酸模式:赖氨酸赖氨酸:含硫氨基酸含硫氨基酸:苏氨酸苏氨酸:色氨酸为色氨酸为100:63:67:20试猪始重试猪始重61.185.20kg，末重末重100.046.04kg。结果表明结果表明肥育猪的平均日增重肥育猪的平均日增重、料肉比均随饲粮可消化氨基酸水平的增加呈料肉比均随饲粮可消化氨基酸水平的增加呈显著的二次曲线变化显著的二次曲线变化当赖氨酸水平为当赖氨酸水平为0.56%和和0.55%时，平均日增重和料肉比分别达到极时，平均日增重和料肉比分别达到极大值（大值（910.97g）和极小值（和极小值（3.20）。）。结论：结论：60100kg肥育猪达最佳生产性能的肥育猪达最佳生产性能的Lys、TSAA、Thr、Trp和和CP需要量分别为需要量分别为0.55、0.35、0.37、0.11、13.20%。