饲料中氨基酸检测方案(氨基酸分析仪)

问题探讨饲料工业》·2002年第23卷第7期 问题探讨薛飞等：氨基酸分析方法评估蛋白质饲料品质 氨基酸分析方法评估蛋白质饲料品质 薛 飞 周维仁 蛋白质是饲料中最主要的营养指标之一，动物通过从饲料中攫取蛋白质，在其肠道中被分解成氨基酸而被机体吸收，从而合成自身的蛋白质，满足机体自身的生长发育的需要，因此，饲料中充足的蛋白源有利于动物机体充分发挥生长潜能。市场上销售的蛋白质饲料品种较多，一般有两类：植物性蛋白质饲料和动物性蛋白质饲料。植物性蛋白质饲料有：豆粕、菜籽粕、棉粕、花生粕、玉米蛋白粉等；动物性蛋白质饲料主要有：鱼粉、肉粉、蚕蛹、血粉等。虽然这些蛋白质饲料都可以作为动物饲料的蛋白源，但是动物对它们的真实利用率却相差很大，影响蛋白质饲料营养价值的因素主要有两个方面：一是其氨基酸组成；二是其氨基酸的消化率。判定蛋白质饲料品质的方法亦有很多，如蛋白质分析、氨基酸分析、氨基酸消化率的测定、动物饲养试验等，但在实际生产中后两种方法因费时费力而很少采用，蛋白质分析是最常用的方法，但由于蛋白质饲料营养价值最为根本的决定因素是其氨基酸组成，因此近年来越来越多的企业注重对蛋白质饲料氨基酸组成的分析，从氨基酸水平上评估蛋白质饲料及配合饲料的品质，而且它也常常被用来作为判别鱼粉、豆粕、肉粉等蛋白质饲料是否存在掺假现象的依据。 常用蛋白质饲料原料的氨基酸组成 实际生产中使用的蛋白质饲料原料很多，表1为11种常见蛋白质饲料的典型氨基酸组成 引自中国饲料成分及营养价值表1999 版)。 由表1可以看出，这些蛋白质饲料的氨基酸水平不完全与粗蛋白水平成正比，粗蛋白水平高并非所有的氨基酸水平就一定高。不同的蛋白质饲料具有不同的氨基酸结构，赖氨酸以血粉和鱼粉为高，因此它们常常被用于生长动物的饲料中，尤其是乳猪饲料中血粉需经特殊加工)；而玉米蛋白粉蛋氨酸相当高，因此它最好用于家禽饲料。在胱氨酸方面，除羽毛粉 ( 薛飞，男，江苏省农科院畜牧研究所，助研，210004，南京市 孝 陵卫，(025)4390764. ) ( 周维仁，单位及通讯地址同第一作者。 ) ( 收稿日期：2002-03-15 ) 外，其它的蛋白原料的胱氨酸含量都在1%以下，而羽毛粉含量却很高，差不多在3%左右。因此我们在使用这些蛋白质饲料原料时，显然不能只看其粗蛋白含量的高低，还应该对其氨基酸的组成做必要的分析。 表1 几种常见蛋白原料中粗蛋白、赖氨酸、蛋氨酸、胱氨酸的含量(%) 饲料名称 粗蛋白 赖氨酸 蛋氨酸 胱氨酸 菜籽粕 38.6 1.30 0.63 0.87 棉籽粕 42.5 1.59 0.45 0.82 肉骨粉 50.0 2.60 0.67 0.33 大豆粕 46.8 2.81 0.56 0.60 啤酒酵母 52.4 3.38 0.83 0.50 国产鱼粉 53.5 3.87 1.39 0.49 进口鱼粉分 62.5 5.12 1.66 0.55 玉米蛋白粉 63.5 0.97 1.42 0.96 皮革粉 77.6 2.27 0.80 0.16 羽毛粉 77.9 1.65 0.59 2.93 血粉 82.8 6.67 0.74 0.98 注：本文表格中所有带*的数据均源自江苏省农科院饲料食品所氨基酸分析组 2 蛋白质饲料的氨基酸利用率 不同蛋白质饲料氨基酸不仅其含量不同，而且动物对其利用率亦有很大差别。影响氨基酸的利用率的因素主要有两个方面，一方面就是氨基酸的平衡，通常赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸等必需氨基酸含量高时，氨基酸的利用率就高，因此在配方设计时，如充分考虑了日粮的氨基酸平衡，日粮粗蛋白水平略低也不会影响配合饲料的内在质量；另一方面就是氨基酸的消化率，养殖动物摄入蛋白质饲料后，首先是在胃肠道内经消化酶的作用被分解成氨基酸，然后才能被吸收，不同蛋白质饲料中的蛋白质结构不同，动物消化酶对其消化能力也不同，如羽毛粉就因其特殊的结构而使. 得其消化率较低。表2、表3显示了不同蛋白质饲料氨基酸的表观消化率。 由表2、表3可以看出不同动物对不同蛋白源中的氨基酸的表观消化率差异很大。鸡对皮革粉、羽毛粉中赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸的总体表观消化率较低，值得注意的是鸡对棉籽粕中的氨基酸表观消化率也较低，而以大豆粕、进口鱼粉、玉米蛋白粉为最高，因此在鸡的饲料中如含有较高比例的棉籽粕、皮革粉、羽毛粉，虽然粗蛋白水平较高，但是由于其氨基酸不 平衡以及消化率较低等原因，将有很大一部分蛋白质不能为鸡所消化吸收而被排出体外，从而导致程度不同的营养不良反应，影响鸡的生长。同样，在猪方面也有类似的情况，值得一提的是在这些蛋白质饲料中以血粉的氨基酸表观消化率最好，甚至要好于进口鱼粉，因此在猪的饲料中可以适当选用部分质量好的血粉，但由于血粉的适口性比大豆粕与鱼粉要差很多，因此在使用量上应加以控制，否则会影响猪的采食量。 表2 鸡对饲料中氨基酸的表观消化率(%) 饲料名称 粗蛋白 赖氨酸 蛋氨酸 苏氨酸 菜籽粕 38.6 棉籽粕 42.5 大豆粕 46.8 肉骨粉 50.0 进口鱼粉 62.5 玉米蛋白粉 63.5 皮革粉 74.7 羽毛粉 77.9 血粉 82.8 86 92 88 表3 猪对饲料中氨基酸的表观消化率(%) 饲料名称 粗蛋白 赖氨酸 蛋氨酸 苏氨酸 菜籽粕 38.6 74 82 69 棉籽粕 42.5 64 75 68 大豆粕 46.8 88 90 83 肉骨粉 50.0 74 79 70 进口鱼粉 62.5 93 92 92 玉米蛋白粉 63.5 84 92 88 羽毛粉 77.9 68 73 80 血粉 82.8 94 96 94 3送运用氨基酸分析评估蛋白质饲料质量 不同的蛋白质饲料因其资源量的大小、粗蛋白水平的高低、氨基酸组成是否平衡以及氨基酸利用率的高低的不同，其价格相差较大，例如鱼粉的价格要高出菜籽粕好几倍。在利益的驱使下，蛋白质饲料市场上便出现了大量的假冒伪劣的鱼粉、豆粕、肉粉等。这些假冒伪劣的蛋白质饲料一旦成为饲料的原料，将会给我们的养殖带来重大的经济损失。这一点应引起我们足够的重视。 3.1 鱼粉 随着世界鱼类资源不断下降，近年来各国都实行了休鱼期制度。在这样的情况下，鱼粉的价格在不断攀升，许多不法商家为了赚取高额利润，常常会偷工减料、弄虚作假或以次充好。对这些以次充好和假冒伪劣的鱼粉，粗蛋白指标往往是不能反映其真实的质量情况，但在氨基酸组成方面将会产生较大的差异，表现为某种或几种氨基酸含量的显著升高或降低。 3.1.1 掺假、掺杂鱼粉的氨基酸组成特征 3.1.1.1 鱼粉中掺水解羽毛粉 鱼粉掺假较为普遍的方法就是在其中掺入部分水解羽毛粉，其目的就是以很低的成本可以大大提高低品质鱼粉的粗蛋白水平，因为一般高品质的国产鱼粉的粗蛋白水平一般在53%左右，进口鱼粉的粗蛋白水平也只在63%左右，而水解羽毛粉的粗蛋白水平则高达78%。但是从氨基酸组成上我们可以发现掺入水解羽毛粉后，这种鱼粉的胱氨酸含量会明显升高，有的甚至会超过1%，而优质鱼粉中胱氨酸含量应在0.6%以下；同时丝氨酸含量也会显著增加，而且明显高于苏氨酸，但优质鱼粉中丝氨酸的含量应低于或接近苏氨酸含量；另外掺有水解羽毛粉的鱼粉其蛋氨酸和赖氨酸含量都会有较大程度的下降。掺有水解羽毛粉的鱼粉的氨基酸的变化情况见表4. 表4 掺水解羽毛粉的鱼粉的氨基酸含量量变化情况(%) 名称 粗蛋白 胱氨酸 丝氨酸 苏氨酸 蛋氨酸 赖氨酸 水解羽毛粉 77.9 2.93 10.04 3.51 0.59 1.65 优质鱼粉 62.5 0.55 1.63 2.78 1.66 5.12 掺羽毛粉的鱼粉* 61.4 1.40 5.85 3.06 0.898 2.97 3.1.1.22鱼粉中掺尿素等非蛋白氮 鱼粉中掺入尿素或脲醛树脂等含氮化合物后，经盐酸水解进行氨基酸分析，可发现游离氨的含量明显增加，而其它氨基酸含量则较低，相比之下优质鱼粉中应只含量少量的氨，如表5的两个鱼粉样品，氨含量都在2%以上，而蛋氨酸、赖氨酸含量则较低，但是其粗蛋白分析结果却较高，掺入量高时粗蛋白水平可高达100%以上。 表5 掺含氮化合物的氨基酸及氨的变化(%) 名称 蛋氨酸 赖氨酸 氨 氨基酸总和 优质鱼粉 1.66 5.12 60.12 优质鱼粉* 1.89 5.09 0.76 63.18 掺含氮化合物鱼粉* 0.902 2.52 2.75 36.24 掺含氮化合物鱼粉* 0.93 2.76 2.66 45.25 3.1.1.3 鱼粉中掺有皮革粉 掺有皮革粉的鱼粉的氨基酸组成最为明显的变化就是甘氨酸的含量会大幅度增加，一般可达6%~7%，甚至更高，而优质鱼粉中甘氨酸含量只有4%左右，掺入皮革粉后精氨酸、脯氨酸的含量也有明显的增加，而蛋氨酸、赖氨酸的含量则降低见表6)。 表6 掺皮革粉的鱼粉的氨基酸的变化(%) 名称 粗蛋白 甘氨酸 蛋氨酸 赖氨酸 精氨酸 脯氨酸 优质鱼粉 62.5 3.65 1.66 5.12 3.86 2.46 77.6 8.43 0.80 2.27 4.64 4.32 皮革粉 掺皮革粉的鱼粉* 69.2 7.14 1.48 3.16 4.13 3.14 3.1.1.4+鱼粉中掺入血粉或植物性蛋白 这种现象一般较少，因为掺血粉代价较高，而掺植物蛋白则不仅成本高而且也不易有效提高粗蛋白水平。一般来说，掺有血粉的鱼粉中亮氨酸含量将增加，可达6%以上，而优质鱼粉中亮氨酸含量在4.8%~5.5%之间，同时组氨酸和赖氨酸的含量也会提高。如果掺入植物性蛋白，这类鱼粉中谷氨酸含量会明显偏高，可达11%以上优质鱼粉中谷氨酸含量为9%~10%)，而蛋氨酸和赖氨酸含量会明显下降，导致鱼粉质量也随之下降。 3.1.2腐败变质鱼粉的氨基酸组成特征 3.1.2.1组氨酸含量异常 鱼、贝类等制成的鱼粉中，在常温下，有氧、弱酸性环境时，其自身的组氨酸在组氨酸酶作用下，分解形成组胺，所以如鱼粉贮存时间过长，其中的组胺含量就会增加，尤其是用腐败鱼肉及其下脚料或病鱼尸做成的鱼粉，其中的组胺就较高，与此同时鱼粉的组氨酸含量出现异常现象如表7所示)，一般表现为其含量大幅度的降低。组胺是一种过敏原性物质，它会引起猪的腹泻等不良反应。而且如果鱼在被加工成鱼粉之前其中的组氨酸已经转化成了组胺，再使用直火干燥或加热过度时，组胺则有可能生成肌胃糜烂素Gizzarosin)，它的作用比组胺强得多，它可促进胃酸大量分泌，因而促进肌胃角质膜溃疡、出血、排黑褐色软粪或下痢，有时可出现黑色呕吐物，可造成动物大量死亡。应用于鱼饲料时，也可引发鱼类肝脏受损，肌胃糜烂。 表7 腐败变质鱼粉的组氨酸及氨的变化(%) 名称 基酸总和 粗蛋白 组氨酸 氨 优质鱼粉 60.12 62.5 1.83 优质鱼粉* 63.18 65.7 1.69 0.76 腐败变质鱼粉* 47.63 63.5 0.171 2.61 腐败变质鱼粉* 45.25 61.7 0.135 2.66 3.1.2.2 氨含量异常 腐败变质鱼粉除了组氨酸含量异常的以外，还有一个明显的变化就是氨含量特别高，一般可达2.5%以上，而且此时氨基酸总和也较低，多在50%以下，氨基酸总和与粗蛋白水平相差较大(表7)，这表明其它氨基酸含量也有不同程度的下降。此外，腐败变质鱼粉与掺含氮化合物鱼粉经氨基酸分析后都会出现氨含量异常升高的现象，但不同的是掺尿素或其它含氮化合物的鱼粉中组氨酸含量不会出现大幅的下 降。 3.2豆粕 豆粕是目前使用量最多、使用也最广泛的植物性蛋白原料，无论禽、畜、水产及宠物等饲料均可加以利用。豆粕之所以能成为蛋白质来源的主流，主要是它具有以下几点优点而为其他油粕类所不及：①风味好、色泽佳；②成分变异小，品质稳定，原料供应充足；③氨基酸组成平衡，消化率高；④适当加工的豆粕不含抗营养因子等等。但是由于各生产企业的加工条件的不同，其质量亦存在较大差异，再加上掺假现象的存在，豆粕在质量上就有了更大的变数。 3.2.1 掺泥土 豆粕中掺泥土的现象在前一段时间较为常见，特别在农村的豆粕市场上，不法商家利用农民贪图便宜的心理，在豆粕中大肆掺土，其制假水平相当高，以至于没有一些经验的质检人员肉眼还不易识别，许多养殖户因此造成了很大的经济损失，我们曾测定过一个送检的豆粕样品，粗蛋白含量仅仅17%。参有泥土的豆粕的氨基酸含量一般整体上都有较大幅度的下降轰8)。有时掺泥土的同时还掺尿素，此时的粗蛋白含量都较高，而氨基酸含量均较低。 表8 掺泥土的大豆粕的氨基酸变化(%) 名称 氨基酸总和 蛋氨酸 赖氨酸 苏氨酸 优质大豆粕 44.6 0.56 2.81 1.89 掺泥土的大豆粕* 33.4 0.42 2.13 1.35 3.2.2掺其它的饼粕或糠麸 豆粕是植物性蛋白质饲料中氨基酸组成最为理想的蛋白质饲料，掺有其它饼粕或糠麸的豆粕的商品价值和营养价值将大为缩水。糠麸的整体氨基酸水平较低，将其掺入豆粕后会使豆粕的整体氨基酸指标有一个大幅度的降低；而掺入其它饼粕，也会在几种氨基酸含量的变化上显现出来。 4 结论 随着动物营养学研究的不断深入以及人们对氨基酸认识的加深，氨基酸分析在饲料质量控制方面的作用将得到充分的体现。饲料企业中从事饲料配方设计的人员应充分认识到这一点，不应只考虑粗蛋白的水平，而应该重视饲料中各项氨基酸的指标，包括：是否平衡、其利用率如何、是否能够满足动物机体生长之需要等等。 ( (责任编辑 陈广鹏) ) China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http：//www.cnki.net 蛋白质是饲料中最主要的营养指标之一，动物通过从饲料中攫取蛋白质，在其肠道中被分解成氨基酸而被机体吸收，从而合成自身的蛋白质，满足机体自身的生长发育的需要，因此，饲料中充足的蛋白源有利于动物机体充分发挥生长潜能。市场上销售的蛋白质饲料品种较多，一般有两类：植物性蛋白质饲料和动物性蛋白质饲料。植物性蛋白质饲料有：豆粕、菜籽粕、棉粕、花生粕、玉米蛋白粉等；动物性蛋白质饲料主要有：鱼粉、肉粉、蚕蛹、血粉等。虽然这些蛋白质饲料都可以作为动物饲料的蛋白源，但是动物对它们的真实利用率却相差很大，影响蛋白质饲料营养价值的因素主要有两个方面：一是其氨基酸组成；二是其氨基酸的消化率。判定蛋白质饲料品质的方法亦有很多，如蛋白质分析、氨基酸分析、氨基酸消化率的测定、动物饲养试验等，但在实际生产中后两种方法因费时费力而很少采用，蛋白质分析是最常用的方法，但由于蛋白质饲料营养价值最为根本的决定因素是其氨基酸组成，因此近年来越来越多的企业注重对蛋白质饲料氨基酸组成的分析，从氨基酸水平上评估蛋白质饲料及配合饲料的品质，而且它也常常被用来作为判别鱼粉、豆粕、肉粉等蛋白质饲料是否存在掺假现象的依据