《Animal Science Journal》：Standardized Ileal Digestibility of Amino Acids in L-Amino Acids Sources and Single Cell Protein Biomass Coproduct for Pigs
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本研究针对现代养猪业中常规蛋白源（如豆粕）供应压力大、氮排放高等问题，为评估工业氨基酸（L-AAs）及其发酵副产物单细胞蛋白（SCP）作为替代蛋白源的价值，采用回肠T型瘘管猪模型，测定了L-AAs与SCP的氨基酸标准化回肠消化率（SID）。结果表明，工业L-AAs的SID接近100%，消化率极高；而SCP同样展现了作为猪只必需与非必需氨基酸可行来源的潜力，其粗蛋白SID为73.4%。这为猪日粮的精准配方、提高氮利用效率及实现可持续生产提供了关键数据。
随着现代猪种通过遗传选育实现快速生长，其对营养的需求也日益增加。传统的蛋白质饲料来源，如豆粕，面临着供应波动和环境影响的双重压力。同时，降低日粮粗蛋白水平以减少氮排放已成为行业追求环境友好型生产的重要目标。因此，工业生产的结晶氨基酸（L-AAs）作为补充剂被广泛应用，以实现低蛋白日粮的精准配制。在工业氨基酸（如L-色氨酸、L-赖氨酸）的发酵生产过程中，会产生富含蛋白质的残留生物质，即单细胞蛋白（SCP）。这种副产物成本较低，具有作为可持续替代蛋白源的潜力。然而，要将其有效整合到猪日粮中，必须精确评估其营养品质，其中氨基酸的标准化回肠消化率（Standardized Ileal Digestibility, SID）是衡量其生物利用度的关键指标。尽管工业氨基酸的重要性已被认识，但其SID值需要更精确的定义，现有数据多来自含有常规蛋白源的日粮，可能因背景氮和内生性氨基酸的贡献而被高估。此外，游离氨基酸与结合在复杂蛋白质基质中的氨基酸，其消化吸收动力学不同，会影响肠道生理和整体养分利用。因此，为纯化的工业氨基酸和发酵副产物建立准确的SID值，对于改进日粮配方、优化营养效率和支持更可持续的生猪生产体系至关重要。为此，研究人员在《Animal Science Journal》上发表了这项研究。
为开展本研究，作者主要运用了以下几项关键技术方法：首先，对9头平均体重44.8 kg的生长公猪进行外科手术，在其回肠末端植入T型瘘管。实验设计采用三重3×2不完全拉丁方设计，包括L-AAs混合物、SCP副产物和无氮日粮三种处理。其次，在日粮中添加0.5%的二氧化钛（TiO2）作为不可消化标记物，并使用无氮日粮来估算氨基酸的基础性内源损失。最后，通过高效液相色谱法（HPLC）分析日粮和回肠食糜中的氨基酸含量，并依据特定公式计算SID。
研究结果
1. 标准化回肠消化率（SID）的显著差异
研究表明，L-AAs混合物在粗蛋白和几乎所有氨基酸的SID上都显著高于SCP。具体而言，L-AAs的粗蛋白SID高达101.3%，而SCP为73.4%。对于必需氨基酸（如赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸等）和非必需氨基酸（如谷氨酸），L-AAs的SID值均接近或超过100%，显著高于SCP（p < 0.05）。一个有趣的例外是L-色氨酸，SCP对其的SID达到了89.2%，表现出相对较高的消化率。这些数据直接证实了高度纯化的工业L-AAs具有近乎完全的生物可及性，而SCP作为一种蛋白原料，其氨基酸的可利用性虽然低于纯品，但仍然具有实用价值。
2. 基础性内源损失（Basal Endogenous Losses）的确定
通过无氮日粮，研究测定了各种氨基酸的基础性内源损失值（单位：g/kg干物质采食量）。例如，粗蛋白的内源损失为13.88，甘氨酸为1.27，脯氨酸为3.19，而其他大部分氨基酸的内源损失在0.1至0.7之间。这些值为准确校正表观消化率、计算SID提供了必要参数，确保了结果的可靠性。
3. 与历史数据及常规蛋白源的比较
讨论部分将本研究结果与现有文献进行了对比。研究发现，本试验中工业L-AAs的SID值普遍高于Chung和Baker（1992）的报告值，也高于目前广泛使用的《巴西家禽和猪营养需要量表》（Brazilian Tables for Poultry and Swine, BTPS）中的参考值。这可能是由于动物遗传改良、工业生产工艺进步以及分析技术提升所致。同时，SCP的粗蛋白SID（73.4%）低于文献中报道的某些其他氨基酸生物质副产物（86%-92%），也低于豆粕（约88.8%），但高于肉骨粉（约63.5%）。这表明SCP在消化率上处于常规蛋白源的中等水平。
4. SCP作为替代蛋白源的潜力与考量
尽管SCP的消化率低于L-AAs和豆粕，但它含有平衡的必需与非必需氨基酸谱，特别是L-色氨酸含量和消化率突出。这源于工业发酵提取目标氨基酸（本研究中的L-色氨酸）并非100%高效，导致残留生物质中仍富含该氨基酸。因此，SCP成为一种经济可行的替代蛋白原料，有助于降低配方成本。研究也指出，SCP与豆粕的抗营养因子谱不同：豆粕含有胰蛋白酶抑制剂等，而SCP的主要考量是其较高的核酸含量和潜在的新型致敏蛋白，在应用时需要予以关注和管理。
研究结论与意义
本研究系统评估并比较了工业L-氨基酸混合物与L-色氨酸生产衍生的单细胞蛋白副产物在生长猪中的氨基酸标准化回肠消化率。核心结论是：工业L-AAs具有极高的消化率，其SID值接近100%，可作为日粮配方的精准基准；而SCP副产物尽管消化率较低，但其氨基酸组成均衡，特别是L-色氨酸消化率良好，证明了其作为猪只日粮中可行且可持续的氨基酸来源的潜力。
这项研究的重要意义体现在三个方面：首先，它提供了当前生产条件下工业L-AAs更精确的SID数据，呼吁更新现有营养需要量标准中的相关参数，以服务于更精准的日粮配方。其次，它定量评估了发酵工业副产物SCP的营养价值，为其在饲料中的合理利用提供了科学依据，有助于降低饲料成本并提升产业链的可持续性。最后，研究采用的直接法（使用化学定义氨基酸日粮）避免了常规蛋白源的背景干扰，为未来评估高纯度饲料原料的消化率建立了方法学参考。总之，该研究通过扎实的数据，为在环境与经济的双重压力下，优化猪营养策略、推动养猪业向高效精准与可持续发展转型贡献了关键信息。
