低蛋白質(zhì)飼糧條件下生長豬對色氨酸需要量的研究

王榮發(fā) 李 敏 賀 喜 易學(xué)武 楊 強(qiáng) 唐燕軍 譙仕彥 張石蕊*

(1.飼料安全與高效利用教育部工程研究中心，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)研究所，長沙 410128;2.湖南偉業(yè)動物營養(yǎng)有限公司，長沙 410013;3.國家飼料工程技術(shù)研究中心，北京 100193)

低蛋白質(zhì)飼糧條件下生長豬對色氨酸需要量的研究

王榮發(fā)1李 敏1賀 喜1易學(xué)武2楊 強(qiáng)3唐燕軍1譙仕彥3張石蕊1*

(1.飼料安全與高效利用教育部工程研究中心，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)研究所，長沙 410128;2.湖南偉業(yè)動物營養(yǎng)有限公司，長沙 410013;3.國家飼料工程技術(shù)研究中心，北京 100193)

本研究先后通過2個梯度試驗來研究低蛋白質(zhì)飼糧條件下生長豬對色氨酸的需要量。試驗分別選取360頭平均初始體重為(24.16±2.35)kg和(23.60±2.17)kg的“杜×長×大”三元雜交健康生長豬，隨機(jī)分為6個處理，每個處理6個重復(fù)，每個重復(fù)10頭豬。對照組飼糧參照NRC(1998)豬營養(yǎng)需要量推薦標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，蛋白質(zhì)含量為正常水平;試驗組飼糧的蛋白質(zhì)水平較對照組飼糧降低4個百分點，各試驗組的真可消化賴氨酸、真可消化蛋氨酸、真可消化蘇氨酸的含量和凈能水平保持一致;試驗1中真可消化色氨酸設(shè)0.131%、0.146%、0.161%、0.176%和0.191%5 個水平，試驗 2 中真可消化色氨酸設(shè) 0.141%、0.150%、0.159%、0.170% 和0.181%5個水平;對照組飼糧真可消化賴氨酸、含硫氨基酸、真可消化蘇氨酸含量和凈能水平與試驗組接近。結(jié)果表明，在氨基酸平衡時，飼糧蛋白質(zhì)水平較NRC(1998)豬營養(yǎng)需要量推薦標(biāo)準(zhǔn)降低4個百分點并不影響試豬的生長性能;折線模型和二次回歸分析結(jié)果顯示，低蛋白質(zhì)飼糧中真可消化色氨酸水平為0.146%時，試豬可獲得最佳生長性能，超過0.152%時，試豬的生長性能有降低趨勢，飼糧中真可消化賴氨酸與色氨酸的適宜比例為100∶(17.6～18.3)。結(jié)果提示，飼糧蛋白質(zhì)水平較NRC(1998)豬營養(yǎng)需要量推薦標(biāo)準(zhǔn)降低4個百分點，回腸真可消化賴氨酸為0.83%時，真可消化色氨酸水平為0.146%可以較好滿足生長豬(20～50 kg)的生長需要。

低蛋白質(zhì)飼糧;色氨酸;生長豬;生長性能

研究表明，在滿足賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸和色氨酸需要量的條件下，飼糧蛋白質(zhì)水平較NRC(1998)營養(yǎng)需要量推薦標(biāo)準(zhǔn)降低4個百分點不影響生長豬的生長性能［1］。目前，除 Wahlstrom等［2］、Myer 等［3］和 Figueroa 等［4］對賴氨酸、蛋氨酸和異亮氨酸需要量的研究報道外，其他關(guān)于低蛋白質(zhì)飼糧中各種氨基酸的適宜添加量的研究報道較少。色氨酸是豬的必需氨基酸，除具有合成機(jī)體蛋白質(zhì)的功能外，還是一些重要生理活性物質(zhì)(5-羥色胺、褪黑激素和煙酸)的前體。但色氨酸在玉米中的含量較低，在玉米-豆粕型飼糧以及低蛋白質(zhì)飼糧中是主要限制性氨基酸之一。所以，飼糧低蛋白質(zhì)條件下豬對色氨酸需要量的研究對完善低蛋白質(zhì)飼糧技術(shù)體系，發(fā)揮低蛋白質(zhì)飼糧節(jié)約成本及保護(hù)環(huán)境的優(yōu)勢具有重要意義。目前，關(guān)于色氨酸的研究主要集中在色氨酸對豬的采食量、肉質(zhì)、免疫以及行為學(xué)上的影響［5-8］，只有少量研究針對仔豬色氨酸需要量［9-11］，針對生長育肥豬色氨酸需要量的研究更鮮見報道［12-13］。另外，在低蛋白質(zhì)飼糧條件下，國內(nèi)僅見唐茂妍等［14］和蘇有健等［15］對生長豬和仔豬真可消化色氨酸需要量及生長性能影響的報道。因此，本試驗采用扣除法研究生長豬真可消化色氨酸需要量，以NRC(1998)豬的真可消化賴氨酸需要量推薦標(biāo)準(zhǔn)為其臨界限制生長水平，通過2個梯度試驗，設(shè)置10個色氨酸水平，根據(jù)劑量與生長效應(yīng)確立低蛋白質(zhì)飼糧條件下生長豬(20～50 kg)真可消化色氨酸的需要量。

1 材料與方法

1.1 試驗動物與試驗飼糧

試驗采用單因素隨機(jī)分組設(shè)計，試驗1選擇平均初始體重為(24.16±2.35)kg的“杜 ×長 ×大”三元雜交健康生長豬360頭，按體重相近、遺傳基礎(chǔ)相似的原則，隨機(jī)分為6個處理:對照組(飼喂正常水平蛋白質(zhì)飼糧)和5個試驗組(飼喂低蛋白質(zhì)水平飼糧)，每個處理6個重復(fù)，每個重復(fù)10頭豬(公母各占1/2)。對照組飼糧參照NRC(1998)豬營養(yǎng)需要量推薦標(biāo)準(zhǔn)配制，蛋白質(zhì)水平滿足推薦量。試驗組飼糧蛋白質(zhì)水平較對照組飼糧降低4個百分點，5個真可消化色氨酸水平分別為0.131%、0.146%、0.161%、0.176% 和0.191%。飼糧能量體系采用凈能體系，試驗組與對照組凈能水平相近(凈能水平根據(jù)尹慧紅等［16］和Yi等［17］研究結(jié)果設(shè)置)，并補(bǔ)充賴氨酸、蛋氨酸和蘇氨酸滿足豬對氨基酸的需要量。試驗期為33 d。

試驗2選取平均初始體重為(23.60±2.17)kg的“杜 ×長 ×大”三元雜交健康生長豬360頭，試驗設(shè)計同試驗1。但試驗2真可消化色氨酸水平的設(shè)置是在試驗1得到的適宜真可消化色氨酸水平基礎(chǔ)上進(jìn)一步縮小范圍，以求得到更精準(zhǔn)的數(shù)值，分別為 0.141%、0.150%、0.159% 、0.170%和0.181%。試驗期為34 d。

試驗1和試驗2的飼糧組成及營養(yǎng)水平分別見表1和表2。

1.2 飼養(yǎng)管理

試驗在湖南大有畜牧有限公司益陽豬場進(jìn)行，封閉式豬舍，通風(fēng)良好。試驗期自由采食、飲水，每天08:00和16:00各加料1次，按豬場常規(guī)程序進(jìn)行消毒、驅(qū)蟲和免疫。

1.3 檢測指標(biāo)

試豬分別于試驗開始和結(jié)束時早晨空腹稱重，以重復(fù)(圈)為單位記錄耗料量，計算平均日增重、平均日采食量和料重比。在每個試驗結(jié)束時，每個重復(fù)中按耳標(biāo)固定2頭豬，用真空采血管從前腔靜脈采血10 m L，血樣在室溫下傾斜放置30 m in，3 500 r/m in 離 心 10 m in，分 離 血 清，-20℃冷凍保存。采用Technicon RA-1000全自動生化分析儀及試劑盒(中生北控生物科技股份有限公司)測定血清尿素氮含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)用Excel軟件進(jìn)行初步處理后，采用SAS 8.2的一般線性模型(GLM)統(tǒng)計分析。在所有處理的方差分析中，采用Contrast程序?qū)Φ鞍踪|(zhì)水平進(jìn)行分析，LSD法進(jìn)行多重比較，P＜0.05差異顯著，P＜0.01差異極顯著。飼糧中色氨酸水平對試豬平均日增重的影響評定采用線性模型和二次曲線模型，并用折線模型求得最佳色氨酸需要量。

2 結(jié)果

2.1 低蛋白質(zhì)飼糧對生長豬生長性能和血清尿素氮含量的影響

試驗1的結(jié)果表明(表3)，整個試驗期間，豬群健康狀況良好。各組試豬的初始體重差異不顯著(P＞0.05);低蛋白質(zhì)飼糧的試驗組料重比和對照組相比無顯著差異(P＞0.05);色氨酸水平為0.146%、0.161% 和 0.176%的 3 個試驗組的平均日增重與對照組接近，無顯著差異(P＞0.05)，但其中以色氨酸水平為0.161%的試驗組平均日增重最高，達(dá)到了742 g。色氨酸水平為0.131%和0.191%的2個試驗組平均日增重比對照組分別極顯著降低了 7.72% 和 6.10%(P＜0.01);色氨酸水平為0.131%的試驗組平均日采食量顯著低于對照組(P＜0.05)，但是其他4個試驗組與對照組相比差異不顯著(P＞0.05);與對照組相比，飼糧蛋白質(zhì)水平的下降極顯著降低了血清尿素氮含量(P＜0.01)。

試驗2的結(jié)果表明(表4)，各組試豬的初始體重差異不顯著(P＞0.05);與對照組相比，各低蛋白質(zhì)試驗組的平均日采食量和料重比無顯著差異(P＞0.05)。色氨酸水平為 0.150%、0.159% 和0.170%的3個試驗組的平均日增重與對照組相比無顯著差異(P＞0.05)，其中色氨酸水平為0.150%的試驗組平均日增重最高，達(dá)到了731 g，其他2個試驗組平均日增重比對照組分別顯著降低了4.69%和 5.93%(P＜0.05);與對照組相比，飼糧蛋白質(zhì)水平下降極顯著降低了血清尿素氮含量(P＜0.01)。

表1 試驗1飼糧組成及營養(yǎng)水平(飼喂基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of diets in experiment1(as-fed basis) %

2.2 低蛋白質(zhì)飼糧中不同色氨酸水平對生長豬生長性能和血清尿素氮含量的影響

試驗1的結(jié)果表明(表3)，隨著色氨酸水平的升高，平均日增重呈極顯著一元二次趨勢(P＜0.01)，色氨酸水平升高到0.161%時，平均日增重由遞增趨勢轉(zhuǎn)變?yōu)檫f減趨勢，極顯著高于色氨酸水平為0.131%和0.191%的2個試驗組(P＜0.01)，與其他 2個試驗組差異不顯著(P＞0.05);色氨酸水平為0.131%組的平均日采食量最低，顯著低于色氨酸水平為0.161%的試驗組(P＜0.05)，其他試驗組之間差異不顯著(P＞0.05);各試驗組的料重比接近，無顯著差異(P＞0.05);色氨酸水平為0.161%時，血清尿素氮的含量顯著低于其他各試驗組(P＜0.05)。

表2 試驗2飼糧組成及營養(yǎng)水平(飼喂基礎(chǔ))Table 2 Composition and nutrient levels of diets in experiment2(as-fed basis) %

試驗2結(jié)果表明(表4)，隨著色氨酸水平的升高，平均日增重呈極顯著一元二次趨勢(P＜0.01)，色氨酸水平升高到0.150%時，平均日增重由遞增趨勢轉(zhuǎn)變?yōu)檫f減趨勢，極顯著高于色氨酸水平為0.141%和0.181%的2個試驗組(P＜0.01)，與其他 2個試驗組差異不顯著(P＞0.05);各組的料重比和平均日采食量接近，無顯著差異(P＞0.05);色氨酸水平為0.150%的試驗組與0.159%、0.170%2個試驗組的血清尿素氮含量差異不顯著(P＞0.05)，但這3組血清尿素氮含量顯著低于其他2個試驗組(P＜0.05)。

2.3 低蛋白質(zhì)飼糧條件下生長豬對色氨酸需要量的折線模型和回歸分析

對表3和表4中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以每個試驗中低蛋白質(zhì)飼糧試驗組平均日增重數(shù)據(jù)作為評價指標(biāo)，進(jìn)行折線分析和二次回歸分析。圖1和圖2得到的是飼糧色氨酸水平與平均日增重的折線模型和二次回歸趨勢。從圖1可以看出，飼糧色氨酸水平最小數(shù)值的轉(zhuǎn)折點為0.146%(R2=0.85)，從圖2可以看出，飼糧色氨酸水平二次最大數(shù)值的轉(zhuǎn)折點為 0.152%［Y=-72 556.9(Trp)2+22 027.5(Trp)-958.9，R2=0.87］，結(jié)果表明，對生長豬(20～50 kg)而言，補(bǔ)充賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸滿足豬的氨基酸需要量后，色氨酸水平最低為0.146%時，能較好滿足豬的生長需要，最高不宜超過0.152%。

表3 低蛋白質(zhì)飼糧中不同色氨酸水平對生長豬生長性能及血清尿素氮含量的影響(試驗1)Table 3 Effects of tryptophan level on growth performance and serum urea nitrogen content of grow ing pigs fed low protein diets(experiment1)

表4 低蛋白質(zhì)飼糧中不同色氨酸水平對生長豬生長性能及血清尿素氮含量的影響(試驗2)Table 4 Effects of tryptophan level on growth performance and serum urea nitrogen content of grow ing pigs fed low protein diets(experiment 2)

圖1 飼糧色氨酸水平與平均日增重的折線圖Fig.1 Broken line graph of Trp level and ADG

圖2 飼糧色氨酸水平與平均日增重的二次趨勢圖Fig.2 Quadratic broken line graph of Trp level and ADG

3 討論

在低蛋白質(zhì)飼糧的研究中，蛋白質(zhì)水平在NRC(1998)豬營養(yǎng)需要量推薦標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上降低4個百分點，并補(bǔ)充適當(dāng)氨基酸滿足需要量，生長豬的日增重、日采食量和料重比均未受到影響［18-19］，本次試驗也再次證實了這一觀點。

色氨酸對采食的調(diào)控一直是氨基酸研究的熱點。眾多研究表明，色氨酸缺乏將導(dǎo)致豬采食量下降［20-21］，而當(dāng)采食色氨酸過量時，色氨酸會通過血腦屏障在腦中生成5-羥色胺，而5-羥色胺會抑制動物的食欲。本次試驗也驗證了上述觀點。多數(shù)低蛋白質(zhì)水平的試驗組平均日采食量雖無顯著差異，但低水平的色氨酸組平均日采食量偏低，高水平的色氨酸組平均日采食也趨于下降，當(dāng)色氨酸水平在0.15% ～0.16%時，平均日采食量相對較高。另外，本次試驗正常蛋白質(zhì)水平的對照組飼糧色氨酸水平高達(dá)到0.19%，但平均日采食量未表現(xiàn)出下降?？赡艿脑蚴钦５鞍踪|(zhì)水平的飼糧中大分子中性氨基酸含量比低蛋白質(zhì)飼糧含量高，大分子中性氨基酸與色氨酸競爭通過血腦屏障的載體，減少產(chǎn)生5-羥色胺，削弱了高水平色氨酸對采食的抑制作用。蘇有健等［15］在仔豬的研究中也得出類似的推論。但色氨酸對采食的調(diào)節(jié)還需進(jìn)一步研究。

色氨酸需要量研究結(jié)果不僅受試豬基因、性別和階段的影響，也受試驗反應(yīng)指標(biāo)的選擇、統(tǒng)計方法及飼糧賴氨酸水平的影響。Eder等［12］研究表明20～50 kg生長豬真可消化色氨酸需要量明顯高于NRC(1998)需要量推薦標(biāo)準(zhǔn)，以增重為指標(biāo)需要量為0.2%，以氮沉積為指標(biāo)需要量為0.196%。但該試驗結(jié)果采用的是非線性模型進(jìn)行分析，存在高估色氨酸需要量的可能。Guzik等［13］利用該試驗的數(shù)據(jù)，進(jìn)行折線模型分析，以增重為指標(biāo)，色氨酸需要量僅為0.15%。另外，Guzik等［13］使用玉米-豆粕-豌豆型飼糧，通過以血漿尿素氮為指標(biāo)得到在30.9和51.3 kg生長豬的真可消化色氨酸需要量分別為0.167%和0.134%，并結(jié)合1980年以后文獻(xiàn)總結(jié)認(rèn)為30和50 kg生長豬真可消化色氨酸需要量分別為0.18%和0.14%。該結(jié)論略高于 NRC(1998)的水平。這是因為隨著豬的生長潛力的增加，用于生長的色氨酸需要量則更多。但本次試驗結(jié)果表明真可消化賴氨酸與色氨酸的適宜比例為100∶(17.6 ～18.3)時，生長豬的生長性能達(dá)到最佳水平，最佳生長性能的真可消化色氨基酸需要量為0.146%，最高不宜超過 0.152%，與 NRC(1998)比較相差不大?？赡艿脑蚴秋暭Z蛋白質(zhì)水平的下降，大分子中性氨基酸的含量減少，對色氨酸生成5-羥色胺途徑競爭性抑制減少。稍高水平的色氨酸會減少采食，對需要量回歸模型中的生長性能響應(yīng)指標(biāo)產(chǎn)生一定影響。此外，對于飼糧組成是否影響豬色氨酸的需要量報道很少，研究表明，玉米-豆粕型飼糧與大麥-小麥-木薯型飼糧對仔豬色氨酸的需要量沒有影響［22］，而低蛋白質(zhì)飼糧條件下，添加高比例的合成氨基酸對豬氨基酸需要量是否產(chǎn)生影響需要進(jìn)一步探討。另外，本試驗結(jié)果與唐茂妍等［14］采用二次回歸法獲得的生長豬低蛋白質(zhì)飼糧中理想氨基酸比例Lys∶Trp=100∶(18 ～21)接近。

4 結(jié)論

①當(dāng)飼糧蛋白質(zhì)水平較NRC(1998)豬營養(yǎng)需要量推薦標(biāo)準(zhǔn)降低4個百分點，飼糧回腸真可消化賴氨酸為0.83%時，真可消化色氨酸水平為0.146%，可以較好滿足20～50 kg階段生長豬的生長需要。

②低蛋白質(zhì)飼糧中真可消化色氨酸水平為0.146%時，試豬可獲得最佳生長性能，超過0.152%時，試豬的生長性能有降低趨勢，飼糧中真可消化賴氨酸與色氨酸的適宜比例為100∶(17.6 ～18.3)。

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*Corresponding author，professor，E-mail:163zsr@163.com

(編輯 陳 鑫)

Tryptophan Requirem ents of G row ing Pigs Fed Low Protein Diets

WANG Rongfa1LIMin1HE Xi1YIXuewu2YANG Qiang3TANG Yanjun1QIAO Shiyan3ZHANG Shirui1*
(1.Institute of Animal Nutrition，Hunan Agricultural University，Engineer Research Center of Feed Safety Efficient Utilization of Ministry of Education，Changsha410128，China;2.Hunan Sinowest Animal Nutrition Co.，Ltd.，Changsha410013，China;3.National Feed Engineering Technology Research Center，Beijing100193，China)

Two experiments were conducted to determ ine requirements of tryptophan(Trp)for grow ing pigs fed low protein diets supplemented with crystalline am ino acids(CAA).A total of 360 cross-bred(Duroc×Landrace×Large white)grow ing pigs［(24.16 ±2.35)kg，experiment 1］or 360 cross-bred(Duroc×Landrace×Large white)grow ing pigs［(23.60 ±2.17)kg，experiment2］were allotted to 6 treatmentswith 6 replicates in each treatment and 10 grow ing pigs in each replicate.In experiment1，the treatments consisted of a corn and soybeanmeal control dietmeeting the nutrient requirements of sw ine(NRC，1998)and five test dietswith the same low protein content(4%reduction)and five different Trp levels(0.131%，0.146%，0.161%，0.176%and 0.191%，respectively)supplemented with CAA.In experiment2，a control dietwas the same as that in the experiment1，and five test diets had the same low protein content(4%reduction)and five different Trp levels(0.141%，0.150%，0.159%，0.170%，and 0.181%，respectively).The results showed that no adverse effects on growth performancewere found in grow ing pigs fed the low protein(4%reduction)diets with CAA supplementation.The results of broken line model and quadratic regression analysis indicated that to achievemaximum growth performance in grow ing pigs，0.146%Trp in the low protein(4%reduction)diet with CAA supplementation was necessary， but not greater than 0.152%， and TDLys∶TDTrp=100∶(17.6 to 18.3)was a suitable scope.The results indicate that feeding a low protein(4%reduction)diet，optimum growth performance of grow ing pigs(20 to 50 kg)w ill be obtained if the diet provides 0.146%Trp，aswell as0.83%ileum true digestible lysine.［Chinese Journal of Animal Nutrition，2011，23(10):1669-1676］

low protein diets;tryptophan;grow ing pigs;growth performance

S828

A

1006-267X(2011)10-1669-08

10.3969/j.issn.1006-267x.2011.10.005

2011-05-05

國家自然科學(xué)基金項目(31172219);國家公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項經(jīng)費(fèi)項目(200903006);湖南省教育廳優(yōu)秀青年項目(10B044);教育部科學(xué)技術(shù)研究重點項目(211122)

王榮發(fā)(1985—)，男，湖南益陽人，碩士研究生，從事飼料營養(yǎng)的研究。E-mail:214960879@qq.com

*通訊作者:張石蕊，教授，碩士生導(dǎo)師，E-mail:163zsr@163.com