豬營(yíng)養(yǎng)研究進(jìn)展

今天主要向大家介紹一下本人實(shí)驗(yàn)室關(guān)于母豬和仔豬氨基酸營(yíng)養(yǎng)調(diào)控方面的工作。

1 母豬營(yíng)養(yǎng)

1.1 母豬蛋白質(zhì)和氨基酸營(yíng)養(yǎng)

這是“母子一體化”營(yíng)養(yǎng)套餐，可以看出母豬飼養(yǎng)非常復(fù)雜（圖1）。因?yàn)橛绊懩肛i的因素特別多，例如生產(chǎn)條件、激素等。大家大概都知道《Nutrient Requirements of Swine》這本書，這本書在1998年時(shí)的第十版共188頁，11個(gè)章節(jié)，里面有79種飼料配方；到2012年的第十一版變?yōu)?00頁，17個(gè)章節(jié)，有122種飼料配方，其中變化最大的是母豬的營(yíng)養(yǎng)需要。這本書也有中文版《豬營(yíng)養(yǎng)需要》，如果大家需要可以跟出版社聯(lián)系，對(duì)母豬的飼料營(yíng)養(yǎng)配方參考很有價(jià)值。我介紹一下母豬營(yíng)養(yǎng)需要（MRC），在2012年第十一版的《豬營(yíng)養(yǎng)需要》中，關(guān)于母豬營(yíng)養(yǎng)需要的介紹比1998年第十版更詳細(xì)。

產(chǎn)仔盡管受母豬影響，但主要還是受日糧影響。盡管MRC給大家提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，但是標(biāo)準(zhǔn)還是按照傳統(tǒng)的母豬飼養(yǎng)管理模式進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)，大家進(jìn)行配方時(shí)參考MRC需要也不準(zhǔn)確。下面我介紹一下不準(zhǔn)確原因，懷孕母豬從妊娠到分娩，現(xiàn)在制定的母豬營(yíng)養(yǎng)需要大多采取限制飼養(yǎng)，但是這個(gè)階段實(shí)際上不應(yīng)該采取限制飼養(yǎng)，這種方式不恰當(dāng)。

現(xiàn)在懷孕母豬和過去不一樣，尤其是胎兒和乳腺發(fā)育中的蛋白質(zhì)沉積的營(yíng)養(yǎng)需要。不同生長(zhǎng)時(shí)期，懷孕母豬的蛋白質(zhì)沉積不同。子宮、胎盤、羊水，尤其是胎兒的蛋白質(zhì)沉積都出現(xiàn)由低到高的趨勢(shì)，所以進(jìn)行飼料配方時(shí)，如果蛋白質(zhì)、氨基酸是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的話就不能夠滿足胎兒的生長(zhǎng)需要。如果母豬蛋白質(zhì)需要量不夠，可能出現(xiàn)氧化應(yīng)激。氧化應(yīng)激在生產(chǎn)中是一個(gè)普遍現(xiàn)象，發(fā)生氧化應(yīng)激以后，會(huì)損害機(jī)體DNA，對(duì)母豬的身體狀況有危害作用。所以有些母豬體況不好，是因?yàn)樵趹言袝r(shí)營(yíng)養(yǎng)不夠，因氧化應(yīng)激引起。

KIM MODEL是一款根據(jù)懷孕母豬各個(gè)時(shí)期的增重需要、胎兒發(fā)育、氨基酸需要量設(shè)計(jì)的軟件。如賴氨酸、蘇氨酸在懷孕0 d～70 d和70 d到分娩是不一樣的。從70 d到分娩，需要的氨基酸不同，是一個(gè)動(dòng)態(tài)標(biāo)量（圖2）。大家如果對(duì)這個(gè)軟件感興趣可以跟我們聯(lián)系，也可以跟Kim博士聯(lián)系。

在過去，飼養(yǎng)母豬時(shí)對(duì)泌乳關(guān)心不夠，Kim介紹說，母豬每千克體重的泌乳量比奶牛還要大。母豬一千克體重的泌乳量為60 g，而奶牛一千克體重的泌乳量為50 g。母豬在懷孕45 d、90 d、112 d時(shí)乳腺發(fā)育非常明顯， 45 d前和112 d后乳腺發(fā)育也是不一樣的，因此營(yíng)養(yǎng)需要也不一樣。Kim進(jìn)行的試驗(yàn)結(jié)果表明，現(xiàn)在母豬的泌乳產(chǎn)出滿足不了仔豬的需求量。而仔豬對(duì)母乳和人工乳吸收的營(yíng)養(yǎng)成分有明顯差距。所以我們一定要關(guān)注母豬的泌乳產(chǎn)量，較高的產(chǎn)奶量對(duì)仔豬以后的生長(zhǎng)性能具有很大影響。

圖3是Kim做的一個(gè)模型，與傳統(tǒng)模型不一樣，母豬體重不同，氨基酸的需要比例也是不同的。初產(chǎn)母豬與經(jīng)產(chǎn)母豬的模式也是不一樣的。飼喂不同時(shí)期不同階段的母豬，氨基酸的需要是變化的。

1.2 生物種

幾乎所有生物的生理和行為活動(dòng)都存在與環(huán)境保持同步的周期性節(jié)律，我們稱之為生物節(jié)律，其中以24 h為運(yùn)行周期的生物節(jié)律稱為近日節(jié)律（circadian rhythms）。例如人倒時(shí)差也與生物種有關(guān)系。

食物信號(hào)對(duì)生物鐘（尤其是外周生物鐘）的信號(hào)調(diào)控作用已被大量的實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，不同的飲食習(xí)慣和食物的熱量差異都會(huì)影響體內(nèi)生物鐘的信號(hào)，如高脂高蛋白。

1.2.1 生物鐘節(jié)律在營(yíng)養(yǎng)研究中的應(yīng)用

營(yíng)養(yǎng)水平、攝食的時(shí)間和周期對(duì)機(jī)體晝夜節(jié)律的調(diào)節(jié)和代謝有顯著影響，動(dòng)物消化器官在夜間的機(jī)能下降，基礎(chǔ)代謝很低，飲食誘發(fā)的產(chǎn)熱在早上最高，在晚上最低（ROMON等，1993）。

研究表明，早餐的營(yíng)養(yǎng)成分還會(huì)影響隨后的食物攝入量（HOLT等，1999）。

最近的研究表明，晚上吃高蛋白質(zhì)的食物顯著提高了次日早上（12 h后）血液生理氨基酸的含量（NISHIOKA等，2013）。

采用動(dòng)態(tài)的豬飼喂系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的三餐飼喂相比，對(duì)豬生長(zhǎng)影響不顯著，但可將飼料成本降低1.0 %，氮采食量降低7.3 %，排泄量降低12 %（Pomar等，2014）。

1.2.2 豬營(yíng)養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)狀

強(qiáng)調(diào)合理營(yíng)養(yǎng)水平比例，缺乏飼料原料與機(jī)體生物鐘節(jié)律活動(dòng)代謝相關(guān)的數(shù)據(jù)庫。畜禽生產(chǎn)每個(gè)階段一般采用全混合標(biāo)準(zhǔn)日糧進(jìn)行飼喂。一個(gè)階段內(nèi)每日均飼喂一個(gè)營(yíng)養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的日糧。迄今為止，關(guān)于1 d（24 h）內(nèi)動(dòng)態(tài)地飼喂不同營(yíng)養(yǎng)水平日糧的飼喂方式對(duì)豬生長(zhǎng)性能方面的影響鮮有報(bào)道。

1.2.3 最佳飼喂方式

關(guān)于最佳飼喂方式，我們進(jìn)行了2項(xiàng)研究。下面介紹研究一——蛋白水平日動(dòng)態(tài)變化對(duì)生長(zhǎng)豬生長(zhǎng)性能及肉質(zhì)的影響。60日齡的杜長(zhǎng)大公/母豬，隨機(jī)分為三組，每組14個(gè)重復(fù)，公母各半。日糧分為基礎(chǔ)日糧、高蛋白日糧和低蛋白日糧，每組早上與晚上的蛋白質(zhì)需求量不一樣，但一天總的蛋白需求量相等。測(cè)定指標(biāo)有生長(zhǎng)性能、屠宰性能和肉質(zhì)指標(biāo)。

從圖4可以看出，公豬High-Low組日增重高于對(duì)照組，母豬Low-High組日增重高于其他兩組。公母混合統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，High-Low組的日增重高于其他兩組。養(yǎng)豬方式上明顯比傳統(tǒng)的方式要好。

早上飼喂高蛋白日糧可以提高公豬的胴體重，晚上飼喂低蛋白日糧可以降低公豬的胴體直長(zhǎng)（圖5）。兩種飼喂方式均可降低公豬組的滴水損失（圖6）。

本試驗(yàn)的結(jié)果表明，蛋白水平的日動(dòng)態(tài)變化對(duì)生長(zhǎng)豬的生長(zhǎng)性能有一定影響，公母差異顯著。

綜合以上結(jié)果，生長(zhǎng)公豬更適合High-Low飼喂方式，生長(zhǎng)母豬更適合Low-High飼喂方式，混合飼養(yǎng)更適合High-Low飼喂方式。

研究二的內(nèi)容是蛋白水平日動(dòng)態(tài)變化對(duì)母豬乳品質(zhì)及仔豬生長(zhǎng)性能的影響。本試驗(yàn)采用單因素分析，選擇3～6胎，預(yù)產(chǎn)期相近，膘體健康母豬60頭，隨機(jī)分為3個(gè)組，分別為對(duì)照組、低-高（L-H）蛋白質(zhì)組和高-低（H-L）蛋白質(zhì)組。在保證飼料的總蛋白一致的前提下，分為基礎(chǔ)日糧、高蛋白日糧和低蛋白日糧。飼喂從母豬妊娠80 d開始至仔豬21 d斷奶時(shí)結(jié)束。

分析蛋白水平日動(dòng)態(tài)變化對(duì)母豬泌乳量影響，試驗(yàn)結(jié)果顯示，采用H-L飼喂方式飼喂母豬，最后母豬的泌乳量提高了16.27 %（圖7）。

分析蛋白水平日動(dòng)態(tài)變化對(duì)不同日齡哺乳仔豬體重影響，試驗(yàn)結(jié)果顯示，H-L組14日齡和21日齡仔豬的均重都提高了 14 %（圖8）。

分析蛋白水平日動(dòng)態(tài)變化對(duì)初乳成分影響，試驗(yàn)結(jié)果顯示，初乳乳脂率、乳蛋白率、乳糖率、總干物質(zhì)和去脂干物質(zhì)差異均不顯著（圖9）。

分析蛋白水平日動(dòng)態(tài)變化對(duì)7 d常乳成分的影響。試驗(yàn)結(jié)果顯示，乳中乳脂率、乳蛋白率、乳糖率、總干物質(zhì)和去脂干物質(zhì)差異均不顯著，但乳糖率呈現(xiàn)一定的節(jié)律性（圖10）。

分析蛋白水平日動(dòng)態(tài)變化對(duì)14 d常乳成分的影響。試驗(yàn)結(jié)果顯示，乳中乳脂率、乳蛋白率、乳糖率、總干物質(zhì)和去脂干物質(zhì)差異均不顯著，但乳糖率呈現(xiàn)一定的節(jié)律性（圖11）。

本試驗(yàn)的結(jié)果表明，蛋白水平的日動(dòng)態(tài)變化對(duì)母豬的繁殖性沒有影響，但提高了H-L組的泌乳量。

初乳及常乳的乳成分無顯著差異，但隨著日齡的增加，H-L組常乳的蛋白含量有增高的趨勢(shì)；H-L組早晚的乳糖含量呈現(xiàn)顯著的節(jié)律性。

目前正在分析乳中氨基酸、游離脂肪酸、礦物離子的含量，測(cè)定免疫指標(biāo)和抗氧化等指標(biāo)，進(jìn)一步揭示蛋白水平日動(dòng)態(tài)飼喂方式對(duì)哺乳仔豬生長(zhǎng)速度和乳品質(zhì)的影響及兩者的聯(lián)系。

1.2.4 泌乳-哺乳-節(jié)律性。

吃母乳的嬰兒，睡眠更好，源于生物鐘的建立和完善。乳汁中氨基酸的節(jié)律性變化已經(jīng)得到了廣泛證實(shí)（ánchez等，2011）。色氨酸在人乳中的含量由1.2 μmol/100 cm3變?yōu)?.3 μmol/100 cm3，在所有氨基酸中變化幅度最大。泌乳開始的前5 d成分變化最大；8：00～20：00，母乳中的色氨酸含量最低（55 μmol/dm3～66 μmol/dm3），20：00后開始升高，凌晨3：00～4：00達(dá)到峰值 （75 μmol/dm3～80 μmol/dm3）；6-羥基硫酸褪黑素，為尿液中褪黑素的代謝物，隨后有幾小時(shí)的延遲，峰值在6：00（20 ng/cm3），最低值在16：00～18：00（2 ng/cm3～4 ng/cm3） （C. Barriga等，2005）。

5-HT和褪黑素被認(rèn)為是調(diào)節(jié)哺乳動(dòng)物節(jié)律性表現(xiàn)的關(guān)鍵神經(jīng)遞質(zhì)，均是色氨酸的代謝產(chǎn)物。色氨酸是生物鐘，應(yīng)用很廣泛。生物節(jié)律與機(jī)體代謝存在反饋-負(fù)反饋調(diào)節(jié)。

我們進(jìn)行以下假設(shè)：

1）節(jié)律性地飼喂不同水平的色氨酸，可以改變?nèi)焉锖笃诤兔谌槠谀肛i色氨酸、相關(guān)激素和代謝物在血液中的水平。

2）節(jié)律性飼喂可改變母豬的泌乳量、乳中色氨酸的水平。

3）激素類物質(zhì)，尤其是5-HT和褪黑素，作為色氨酸的代謝產(chǎn)物，是調(diào)控營(yíng)養(yǎng)代謝的關(guān)鍵。NAD+驅(qū)動(dòng)和調(diào)控生物鐘與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝之間的反饋和負(fù)反饋的關(guān)鍵。

4）分子乳汁中節(jié)律性變化是通過轉(zhuǎn)錄/翻譯反饋來驅(qū)動(dòng)的，其關(guān)鍵在于“CLOCK”蛋白相關(guān)的復(fù)合物在24 h周期的表達(dá)。因此組織中節(jié)律性調(diào)控基因的表達(dá)，與5-HT、褪黑素以及色氨酸的水平具有相關(guān)性。

5）預(yù)測(cè)早上飼喂高水平色氨酸，效果最好。

試驗(yàn)設(shè)計(jì)如下，飼喂玉米-豆粕型日糧；兩個(gè)試驗(yàn)期（妊娠后期和泌乳期）；按照色氨酸的需要量分組，每組不少于10個(gè)重復(fù)（已完成第一批）；妊娠后期母豬，胎次大于3，小于8；試驗(yàn)開始時(shí)間為妊娠100 d。試驗(yàn)結(jié)果顯示，早上飼喂高水平而晚上飼喂低水平色氨酸日糧（H-L組）的母豬在24：00～12：00范圍內(nèi)分娩的幾率顯著高于其他組別，這證明了動(dòng)態(tài)飼喂色氨酸對(duì)母豬機(jī)體生物鐘存在一定的調(diào)控作用。

分析對(duì)仔豬增重的影響，與對(duì)照組相比，白天飼喂添加高水平而晚上飼喂正常水平色氨酸的日糧（H-L組）可以提高初生仔豬在5、12和19日齡時(shí)的增重（分別提高了24.8 %、3.6 %和14.4 %），表明白天飼喂高水平色氨酸可以促進(jìn)仔豬、尤其是初生5 d內(nèi)仔豬的生長(zhǎng)發(fā)育。早上飼喂正常水平而晚上飼喂高水平色氨酸（L-H組），則降低了仔豬在試驗(yàn)第12和19天的增重（分別提高了22.0 %和9.8 %）。因此推測(cè)在晚上飼喂高水平色氨酸觸發(fā)了機(jī)體的反饋機(jī)制，在一定程度上造成了仔豬機(jī)體代謝的紊亂。而早上飼喂色氨酸恰好彌補(bǔ)了機(jī)體在白天色氨酸及其代謝物的不足，從而促進(jìn)了仔豬的機(jī)體代謝。其他指標(biāo)待測(cè)。

綜上所述，前期試驗(yàn)證明了動(dòng)態(tài)飼喂色氨酸能夠影響母豬的生物鐘，并且通過乳汁影響仔豬的生長(zhǎng)發(fā)育。依據(jù)動(dòng)物的生物節(jié)律性，科學(xué)地運(yùn)用營(yíng)養(yǎng)調(diào)控手段可以事半功倍地提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能，反之亦然。

母豬泌乳量無法直接檢測(cè)，只能通過仔豬的增重進(jìn)行估測(cè)。為了排除乳汁成分和其他因素對(duì)此的干擾，接下來擬利用代乳奶粉為基礎(chǔ)日糧，借助于仔豬自動(dòng)飼喂系統(tǒng)模擬母豬對(duì)仔豬的哺育，研究動(dòng)態(tài)飼喂色氨酸促進(jìn)初生仔豬生長(zhǎng)發(fā)育的機(jī)制。

2 仔豬

關(guān)于仔豬大家最關(guān)注的是腸道健康，還有抗生素替代，說到抗生素現(xiàn)在大家都在討論無抗之路到底應(yīng)該如何做。下面根據(jù)我們的研究跟大家進(jìn)行分享。

研究發(fā)現(xiàn)ETEC 的LT毒素通過改變細(xì)胞內(nèi)NF-κB，MAPK信號(hào)通路從而促進(jìn)ETEC對(duì)小腸的黏附。大腸桿菌不粘附仔豬小腸就不會(huì)發(fā)生腹瀉，只有粘附仔豬小腸才會(huì)腹瀉。Tang等（2014）研究結(jié)果表明，ETEC能誘導(dǎo)豬腸道上皮細(xì)胞自噬的產(chǎn)生。仔豬腹瀉不是總是腹瀉，免疫力低時(shí)就會(huì)死亡。自噬很重要，與免疫力有關(guān)系。機(jī)體免疫力差的時(shí)候不能產(chǎn)生自噬，就沒有保護(hù)作用，不能愈合傷口。

圖12的試驗(yàn)表明，豬腸道上皮細(xì)胞通過AMPK、ERK1/2和 mTOR信號(hào)通路誘導(dǎo)自噬產(chǎn)生。

我們?cè)谘芯扛篂a的基礎(chǔ)上，還發(fā)現(xiàn)大腸桿菌致瀉會(huì)改變腸道微生物菌群組成。我們利用不同的模型，分別為X1攻毒腹瀉，X3腹瀉恢復(fù)，X4不攻毒，X5攻毒不腹瀉，可以看出不論哪種模型，腸道微生物菌群組成不一樣，所以說腹瀉跟腸道的微生態(tài)菌群組成有關(guān)系（圖13）。

我們分析了原因，發(fā)現(xiàn)大腸桿菌致泄會(huì)改變腸道代謝。不同模型下的代謝產(chǎn)物是不一樣的。有些跟氨基酸的代謝有關(guān)，尤其是一些加速氨基酸代謝產(chǎn)生的代謝途徑。同時(shí)對(duì)免疫力也有影響。

結(jié)論，大腸桿菌通過影響腸道微生態(tài)平衡，抑制免疫力導(dǎo)致腹瀉。下面我根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)告訴大家如何替代抗生素。由于替代抗生素很復(fù)雜，舉個(gè)例子，蛋黃抗體、植物精油、中草藥提取物，其中凡是人藥、獸藥、中藥、中獸藥中以抗菌消炎為目的的所有成份均不能用于“替抗”（如黃連素），不能用消毒劑作“替抗”，“替抗”堅(jiān)決不能用獸藥，如“晶綠?！薄?/p>

環(huán)境好，豬可能就不腹瀉。能量助“替抗”：① 保溫措施，保育舍保溫，特別是斷奶后兩周，相比自然條件下生產(chǎn)，水平至少提高20 %。② 飼料中供給“酮體物質(zhì)”，如揮發(fā)性脂肪酸鈣等。③ “高鋅”相伴，教槽料、保育料使用高鋅，可獲得比抗生素更穩(wěn)定的抗拉稀效果。④ 減少銅的用量，高銅雖然有穩(wěn)定的促生長(zhǎng)效果，但它卻是造成動(dòng)物免疫力下降的主要罪魁禍?zhǔn)字弧?/p>

蛋黃抗體在動(dòng)物生產(chǎn)中應(yīng)用的優(yōu)越性：

① 蛋黃含有大量的IgY。

② 蛋黃含有大量特異性抗體。

③ 能大規(guī)模生產(chǎn)。

④ 產(chǎn)品安全和環(huán)境友好。

⑤ 長(zhǎng)期使用不會(huì)產(chǎn)生抗藥性。

⑥ 產(chǎn)品能直接飼喂動(dòng)物。

⑦ 抗體治療具有高效性。

⑧ 特效快速。

⑨ 經(jīng)濟(jì)性。

謝謝大家！