鱼类的蛋氨酸营养研究进展【文献综述】

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毕业论文文献综述水产养殖学鱼类的蛋氨酸营养研究进展[摘要]由于鱼粉替代蛋白的广泛使用，研究饲料中的氨基酸平衡成为热点，而蛋氨酸是绝大多数植物性蛋白源中的第一限制性氨基酸，在机体代谢中起着非常重要的作用。本文总结了近年来蛋氨酸相关研究进展。[关键词]鱼类蛋白质替代蛋白源氨基酸平衡蛋氨酸需要量1蛋白质功能蛋白质是生命的物质基础，是生物体的重要组成成分，在细胞和生物体的生命活动中起着重要作用。鱼类的蛋白质需要量是指能满足鱼类氨基酸需求并获得最大生长的最低蛋白质量。在鱼类的组织中，蛋白质是最主要的有机组成，占其干物质的65%-75%。鱼类对蛋白质的需求较高，一般的适宜范围为22-55%，如草鱼(Ctenopharyngodonidellus)饲料蛋白质适宜含量为23-28%；团头鲂（Megalobramaamblycephala)为26-31%；鲤鱼(Cyprinuscarpio)、鲫鱼(Carassiusaumtus)为30-38%；青鱼(MylopharyngdonpiceusRichardson)为30-41%；罗非鱼(Oreochromisniloticus)为30-38%[1]。由于鱼类对碳水化合物的利用能力低，因此鱼类生长代谢所必须的能量主要从蛋白质中获取。鱼类对饲料蛋白质的需求量高于陆生动物，是哺乳动物和鸟类的2～4倍。饲料中蛋白质过低则影响鱼类健康、生长和繁殖，并引起一些蛋白质缺乏症；而含量过高又提高了饲料成本，同时加重鱼体代谢负担，鱼类排泄物含氮量高，促进水体富营养化，导致水体污染严重[2]。蛋白质生理功能是：1、组织蛋白质的维持、更新及修复；2、用于鱼类的生长，既用于增加体蛋白；3、作为能量来源；4、构成各类如激素、酶、抗体等具有特殊生物学功能的物质[3]。2鱼粉及其替代蛋白源7 随着饲料业、养殖业的日益发展,鱼粉作为养殖饲料的最佳原料显现出了供不应求的情况，基于资源逐渐减少以及环境保护等多方面的原因,鱼粉在饲料行业中的使用将受到限制[4]。因此,用其他蛋白源替代鱼粉成为鱼类营养与饲料研究的热点，而替代蛋白源也已成功的运用于各类鱼类饲料中，如虹鳟鱼(Oncorhynchusmykiss)[5]，印度鲤鱼(Labeorohitafry)[6]，尼罗罗非鱼[7]，杂交条纹鲈(Moronechrysops×M.saxatilis)[8]，非洲鲶鱼(Clariasgariepinus)[9]等。在大多数鱼类的日粮中鱼粉能被部分替代，但是在大多数情况下较高的替代率或者完全的替代鱼粉会产生不利的影响[10]。这是因为替代蛋白源中某些氨基酸含量不满足鱼类的正常生长所需，所以过低或过高的氨基酸含量均会影响鱼类的蛋白质的合成从而影响鱼类的生长，降低养殖效益。研究鱼类对饲料中的限制性氨基酸需要量，对改进饲料品质，提高鱼类生长，降低养殖成本，最终提高养殖的经济效益具有非常重要的意义。3氨基酸平衡鱼类对蛋白质的需求，其实是对能合成蛋白质的氨基酸的需求。鱼类不但对氨基酸的总量有一定的需求,而且对氨基酸的平衡也有很高的要求。在大多数鱼类中,已确定的必需氨基酸有:精氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸[11]。每种必需氨基酸的含量则因鱼的种类而不同，许多学者研究了草鱼，鲤鱼、尼罗罗非鱼、大马哈鱼(Oncorhynchusketa)，斑点叉尾回(Ictaluruspunctatus)，团头鲂和青鱼等几种鱼类对必需氨基酸的需要量[1,11]。如果饲料中缺乏某种氨基酸,则会导致生长不良、饲料转化效率下降,甚至造成一些氨基酸缺乏症。有些氨基酸在鱼体内不能合成,也不能由其他氨基酸转化而来,或者合成的量不能满足需要,必须不断地从食物中摄入以满足机体的需要,如果在食物中得不到或得不到足够的这类氨基酸,鱼体就不能正常生长,不能维持正常的机体代谢,导致氮收支失调。而任何一种饲料蛋白源都中的氨基酸比例不可能达到鱼体所需要的氨基酸最佳平衡。氨基酸的作用犹如木桶，如果饲料中缺乏某种必需氨基酸,这种氨基酸就犹如木桶上的那块短板,其它氨基酸再多也无济于事,多余的氨基酸经脱氨作用，含氮的部分以氨、尿素和三甲胺形式等排出体外，不含氮的部分分解成水和二氧化碳，释放出能量，或形成脂肪积蓄。这一过程是一耗能的过程，它不仅降低了饲料的能量利用率造成氨基酸浪费，还给动物增加应激，尤其在高温条件下，应激反应就更为剧烈，最终导致体内氮保留率下降，蛋白质浪费，生产性能下降，像破损的木桶盛不住水一样白白浪费。7 因此在合适的蛋白质含量的前提下研究某种限制性氨基酸的需要量以达到氨基酸的平衡就显得尤为重要。4蛋氨酸4.1蛋氨酸的制备蛋氨酸又名甲硫氨酸,化学名称为2-氨基-4-甲硫基丁酸,是唯一含硫醚的氨基酸。该产品为白色片状结晶或粉末,有特殊气味,味微甜,熔点280℃,相对密度1.340,溶于水、稀酸和稀碱,微溶于醇,不溶于醚。1%蛋氨酸水溶液的pH值为5.6～6.1。蛋氨酸是最重要的氨基酸之一,分左旋体(L-蛋氨酸)和右旋体(D-蛋氨酸)2种。一般氨基酸的右旋体在生物化学方面是无效的,而蛋氨酸却例外,由于在生物体内存在一种能使D-体转变为L-体的酶,故D-蛋氨酸也是有效的,通常所说的蛋氨酸一般是指DL-蛋氨酸。目前,蛋氨酸的生产方法主要有丙二酸酯法、氨基内酯法、缩合水解法、酪朊水解法和生物法。其中工业上普遍采用的是以丙烯醛和甲硫醇为原料的缩合水解法。其生产过程为:丙烯醛和甲硫醇在甲酸及醋酸存在下缩合生成β-甲硫基代丙醛,后者与氰化钠、碳酸氢铵在76～80℃下缩合生成甲硫基己基乙内酰脲,然后与氢氧化钠水解反应生成蛋氨酸钠,再用盐酸酸化得到成品蛋氨酸。每吨产品消耗丙烯酸480kg、甲硫醇400kg、氰化钠420kg。4.2蛋氨酸的作用研究表明，氨基酸平衡是影响蛋白质质量的一个重要因素,而蛋氨酸是鱼类必需而植物蛋白源中缺乏的重要的第一限制性氨基酸[12]。蛋氨酸对于鱼类的正常生长是必不可少的。它参与蛋白质的合成和其他一些重要的生理功能，如参与水产动物体内甲基的转移和肾上腺素、胆碱、肌醇的合成，以及肝脏内磷脂的代谢等[13]。蛋氨酸和胱氨酸是动物体内含硫氨基酸的主要来源，而胱氨酸不是必需氨基酸，它可以通过蛋氨酸转化合成[14]。蛋氨酸还是甲基的主要供体，能产生多元胺和肌酸，同时蛋氨酸是胆碱的前体，而胆碱在鱼类的生长中有其特定的作用[15]。当饲料中缺乏蛋氨酸，可能引起摄食减缓、生长下降、肾脏肿大和肝脏铁堆积等现象,最后导致肝坏死或纤维化[16]。在虹鳟鱼[17]和杂交条纹鲈[18]的实验中，缺乏蛋氨酸会引起鱼类生长减缓，还会导致白内障发病率的提高。研究表明，向缺乏蛋氨酸的植物蛋白饲料中补充外源晶体蛋氨酸可有效提高饲料效率及鱼类的生长表现[16]，张满隆等[19]报道，向鲫鱼(Carassiusaumtus)配合饲料中添加蛋氨酸可以有效的提高鲫鱼的生长速度，提高饲料利用率。张满隆[20]、李秀春[21]等发现向鲤鱼配合饲料中添加蛋氨酸可以提高鲤鱼的生长速度，提高饲料利用率，降低养殖成本，7 同时添加蛋氨酸还可以促进鲤鱼的各类营养平衡,使鲤鱼对各种营养物质的吸收更加平衡和有效。而蛋氨酸缺乏会导致生长缓慢、饲料利用率下降,可能的原因是蛋氨酸不足造成氨基酸不平衡，影响了蛋白质的合成,同时有毒素和抗营养因子的存在，限制了鱼类的生长，也可能是由于随着植物蛋白源含量的升高饲料的适口性变差导致的摄食量减少[10,16]。所以确定蛋氨酸的最适需要量对保持鱼类正常生长和提高饲料利用率有重要意义。4.3蛋氨酸的需要量国内外做过很多对蛋氨酸最适需要量的研究，已估算出部分鱼类的蛋氨酸需要量，它们的蛋氨酸需要量大致在1.8-4.0%（在蛋白质中的含量）之间波动[22]，这种波动可能是由于不用的日粮组成，实验鱼的大小和年龄，基因差异，饲料投喂量，养殖环境等的差异而照成的。同时，胱氨酸可以部分替代蛋氨酸，有研究证明在一些鱼类中胱氨酸可以替代日粮中40-60%的蛋氨酸需要量[23,24]。陈涛等[25]报道，在在豆粕型饲料中添加蛋氨酸能促进江黄颡鱼（(Pseudobagrusfulvidraco)）的生长，提高饲料利用率，在其实验条件下建议的蛋氨酸添加量为0.2-0.4%。Huang等[26]报道，在蛋白质中还有0.60%的胱氨酸的前提下，中华鳖(Pelodiscussinensis)的最适蛋氨酸需要量为2.48%。Yan等[27]在对石斑鱼的研究中发现，石斑鱼（Sebastesschlegeli）获得最大生长的蛋氨酸需要量是2.8%，实验结果表明日粮中添加蛋氨酸显著的影响了石斑鱼的生长，饲料的转化效率，蛋白质价值，能量保留率和鱼体组成。Zhou等[28]在对幼年军曹鱼（Rachycentroncanadum）的最适蛋氨酸需要量的研究中发现，在其实验条件下（日粮中胱氨酸水平为0.67%），最适的蛋氨酸需要量为2.64%。麦康森等[29]报道，大黄鱼（Pseudosciaenacrocea）幼鱼的最适蛋氨酸需要量为3.34%（饲料中为1.44%），而其相应的含硫氨基酸需要量为4.02%。5小结蛋白质在鱼类的生长中起着非常重要的作用。而氨基酸平衡是影响蛋白质利用率的主要影响因素之一。在替代蛋白广泛使用，而替代蛋白的主要问题就是氨基酸不平衡。蛋氨酸作为第一限制性氨基酸，在以植物蛋白尤其是豆粕蛋白作为蛋白源的鱼饲料中添加蛋氨酸，可以可以有效促进水产动物生长，降低饲料系数，节约饲料成本，从而提高经济效益7 ，同时还能减少对环境中的氮磷排放量，降低环境污染。但在配合饲料配制过程中，要充分考虑鱼的品种、饲料的基本组成、蛋氨酸源等，以便使氨基酸平衡，生产出优质的水产动物饲料。[参考文献][1]石文雷水产动物营养与健康养殖.内陆水产,122000,24-26.[2]李育培，盛晓洒，权恒蛋白质和氨基酸营养水平对异育银鲫的影响研究.饲料博览(技术版),012008,41-43.[3]熊炎成鱼类营养学知识讲座第五讲蛋白质、脂肪和糖类的生理功能.渔业致富指南,052003,54-55.[4]Sarker,M.S.A.,Satoh,S.,Kiron,V.Inclusionofcitricacidand/oraminoacid-chelatedtraceelementsinalternateplantproteinsourcedietsaffectsgrowthandexcretionofnitrogenandphosphorusinredseabreamPagrusmajor.Aquaculture,262,2-42007,436-443.[5]Bureau,D.P.,Harris,A.M.,Bevan,D.J.,Simmons,L.A.,Azevedo,P.A.,Cho,C.Y.Feathermealsandmeatandbonemealsfromdifferentoriginsasproteinsourcesinrainbowtrout(Oncorhynchusmykiss)diets.Aquaculture,181,3-42000,281-291.[6]Hasan,M.R.,Haq,M.S.,Das,P.M.,Mowlah,G.Evaluationofpoultry-feathermealasadietaryproteinsourceforIndianmajorcarp,Labeorohitafry.Aquaculture,151,1-41997,47-54.[7]El-Sayed,A.F.M.TotalreplacementoffishmealwithanimalproteinsourcesinNiletilapia,Oreochromisniloticus(L.),feeds.AquacultureResearch,29,41998,275-280.[8]Webster,C.D.,Thompson,K.R.,Morgan,A.M.,Grisby,E.J.,Gannam,A.L.Useofhempseedmeal,poultryby-productmeal,andcanolamealinpracticaldietswithoutfishmealforsunshinebass(Moronechrysops×M.saxatilis).Aquaculture,188,3-42000,299-309.[9]Goda,A.M.,El-Haroun,E.R.,KabirChowdhury,M.A.EffectoftotallyorpartiallyreplacingfishmealbyalternativeproteinsourcesongrowthofAfricancatfishClariasgariepinus(Burchell,1822)rearedinconcretetanks.Aquaculture7 Research,38,32007,279-287.[10]Kader,M.A.,Koshio,S.,Ishikawa,M.,Yokoyama,S.,Bulbul,M.Supplementaleffectsofsomecrudeingredientsinimprovingnutritivevaluesoflowfishmealdietsforredseabream,Pagrusmajor.Aquaculture,308,3-42010,136-144.[11]李瑾鱼类蛋白质与氨基酸的营养需要.动物科学与动物医学,022002,46-47.[12]Tacon,A.G.,Jackson,A.J.Utilizationofconventionalandunconventionalproteinsourcesinpracticalfishfeeds.NutritionandFeedinginFish1985,119-145.[13]周洵,杜刚,王世恒,尹海富渔用饲料中科学使用单体氨基酸.渔业经济研究2006).[14]Bhagavan,N.V.AminoAcids.AcademicPress,City,2002.[15]Kasper.C.S,White.M.R.,Brawn.P.BCholineisrequiredbytilapiawhenmethionineisnotinexcess.Nutrition,1302000,238-244.[16]王蕾蕾,邵庆均饲料中添加蛋氨酸对鱼类生长的影响.水利渔业,012007,108-110.[17]Walton,M.J.,Cowey,C.B.,Adron,J.W.Methioninemetabolisminrainbowtroutfeddietsofdifferentmethionineandcystinecontent.Nutrition1121982,1525～1535.[18]Keembiyehetty,C.N.andGatlin,D.M.Totalsulfuraminoacidrequirementofjuvenilehybridstripedbass(Moronechrysops×M.saxatilis).Aquaculture,110,3-41993,331-339.[19]张满隆,邓理蛋氨酸在鲫鱼饲料中的作用.饲料研究,052001,26-27.[20]张满隆,冯丽芝鲤鱼饲料中添加蛋氨酸的应用试验.河北渔业2002.[21]李秀春,陈怀发鲤鱼饲料中添加蛋氨酸对其生长性能的影响.黑龙江水产,012009),45-47.[22]Wilson,R.P.AminoAcidsandProteins.AcademicPress,City,2003.[23]Moon,H.Y.,GatlinIii,D.M.Totalsulfuraminoacidrequirementofjuvenilereddrum,Sciaenopsocellatus.Aquaculture,95,1-21991,97-106.[24]Goff,J.B.andGatlinIii,D.M.Evaluationofdifferentsulfuraminoacidcompoundsinthedietofreddrum,Sciaenopsocellatus,andsparingvalueofcystineformethionine.Aquaculture,241,1-42004,465-477.[25]陈涛,黄凯,麻艳群,等豆粕型饲料中添加蛋氨酸对江黄颡鱼生长的影响.水产科学,022010,99-101.7 [26]Huang,C.-H.,Lin,W.-Y.Estimationofoptimaldietarymethioninerequirementforsoftshellturtle,Pelodiscussinensis.Aquaculture,207,3-42002,281-287.[27]Yan,Q.,Xie,S.,Zhu,X.,Lei,W.,Yang,Y.Dietarymethioninerequirementforjuvenilerockfish,Sebastesschlegeli.AquacultureNutrition,13,32007,163-169.[28]Zhou,Q.-C.,Wu,Z.-H.,Tan,B.-P.,Chi,S.-Y.,Yang,Q.-H.OptimaldietarymethioninerequirementforJuvenileCobia(Rachycentroncanadum).Aquaculture,258,1-42006,551-557.[29]Mai,K.,Wan,J.,Ai,Q.,Xu,W.,Liufu,Z.,Zhang,L.,Zhang,C.andLi,H.Dietarymethioninerequirementoflargeyellowcroaker,PseudosciaenacroceaR.Aquaculture,253,1-42006,564-572.7