低蛋白日糧在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

匡光偉 隆雪明 張卓慧 周汝順 楊彥寧 肖安東

（湖南省獸藥飼料監(jiān)察所 湖南 長(zhǎng)沙 410000）

隨著我國(guó)現(xiàn)代規(guī)模化養(yǎng)殖的發(fā)展，國(guó)內(nèi)蛋白質(zhì)飼料資源卻不足畜牧業(yè)需求的1/3， 加之豬日糧中氮的利用率較低，未利用部分為生命基本代謝和轉(zhuǎn)變成氨氣、 吲哚等污染物排放至空氣、水體和土壤，造成環(huán)境污染，如何在滿足畜禽生長(zhǎng)需要下調(diào)控飼料營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)以及降低蛋白質(zhì)在飼料中的比重是目前畜牧業(yè)急需解決的主要任務(wù)。有研究報(bào)道，適當(dāng)降低日糧中粗蛋白（CP）水平并保持氨基酸（AA）平衡，可以增加氮利用率，降低飼料成本和氮排泄，以此緩解蛋白質(zhì)資源短缺和環(huán)境污染問題。 此外，還能促進(jìn)腸道健康和緩解抗生素濫用。 由此可見，低蛋白日糧營(yíng)養(yǎng)技術(shù)的深入研究和推廣在養(yǎng)豬生產(chǎn)中是迫切需要。

我國(guó)2018 年發(fā)布的《仔豬、生長(zhǎng)育肥豬配合飼料》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與2008 年版相比，增設(shè)了CP、總磷上限值，下調(diào)了部分指標(biāo)的下限值，增加了限制性AA 品種， 并表示對(duì)動(dòng)物的生產(chǎn)性能無不良影響。 在生豬生產(chǎn)中，當(dāng)滿足必需氨基酸(EAA)和全氮的需求時(shí)，可降低日糧CP 的含量，因?yàn)閷?duì)生豬來說， 日糧蛋白質(zhì)的需求本質(zhì)上就是AA 的需求。 值得注意的是，豬日糧CP 水平降低有導(dǎo)致增肥的趨勢(shì)。 作為回應(yīng)，有研究者使用凈能（NE）系統(tǒng)配制日糧可有效解決這一問題。 本文就低蛋白日糧對(duì)豬腸道結(jié)構(gòu)和功能以及在生產(chǎn)中的應(yīng)用展開綜述，以期為緩解蛋白資源短缺對(duì)應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)調(diào)控技術(shù)和豬的生產(chǎn)養(yǎng)殖提供參考。

1.低蛋白日糧概念

低蛋白質(zhì)日糧是根據(jù)理想蛋白質(zhì)氨基酸營(yíng)養(yǎng)平衡理論，即在不影響動(dòng)物生產(chǎn)性能和產(chǎn)品品質(zhì)的前提下，通過添加適宜種類和數(shù)量的工業(yè)合成氨基酸， 較NRC 推薦水平適當(dāng)降低日糧蛋白質(zhì)水平2%～4%、減少氮排放的日糧。 這一技術(shù)是現(xiàn)代動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)發(fā)展的結(jié)果，也是當(dāng)前精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)研究的體現(xiàn)。 大量的研究和大量養(yǎng)殖場(chǎng)戶的實(shí)踐證實(shí)，低蛋白質(zhì)日糧飼料技術(shù)，可保證動(dòng)物的生長(zhǎng)性能，不會(huì)影響動(dòng)物產(chǎn)品品質(zhì)，既減少對(duì)大豆進(jìn)口的依賴，又減少對(duì)環(huán)境污染。 飼料中蛋白質(zhì)含量并不是越高越好，還需看消化率，如果不能被動(dòng)物高效吸收，過剩營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)到達(dá)大腸，被微生物利用，產(chǎn)生甲烷、硫化氫和腐胺等有害物質(zhì)，刺激腸蠕動(dòng)加快，引起腸道滲透壓升高，最后導(dǎo)致腹瀉，還造成資源的浪費(fèi)。 長(zhǎng)期以來，豬配合飼料中提供蛋白質(zhì)的原料以豆粕為主，而其他雜粕使用量相對(duì)較少。 如果利用低蛋白質(zhì)日糧，飼料中豆粕用量可大大降低，緩解豆粕(大豆)原料供貨緊張和價(jià)格高漲的影響，真正降低飼料成本。

2.低蛋白日糧的生物學(xué)作用及其機(jī)制

2.1 改善腸道形態(tài)和降低仔豬腹瀉

有研究表明，日糧中蛋白水平過高，會(huì)增加仔豬腹瀉率。 這是因?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)過剩致使腸道代謝負(fù)荷過重，未被消化吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)又被微生物分解為有毒物質(zhì)引起腸道絨毛受損， 從而引起腹瀉。 除此之外，豬日糧中蛋白質(zhì)原料主要為豆粕，其含有的大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白是引起特異的暫時(shí)性小腸過敏反應(yīng)的主要抗原，造成仔豬腸道絨毛受損， 進(jìn)而導(dǎo)致消化吸收障礙、生長(zhǎng)受阻及腹瀉的發(fā)生。 因此，適當(dāng)降低日糧中蛋白水平并保持AA 平衡，在不影響畜禽生產(chǎn)性能和產(chǎn)品品質(zhì)的情況下，可以減輕腸道代謝負(fù)擔(dān)和減少刺激抗原，從而達(dá)到改善腸道形態(tài)并降低腹瀉率。 張錦秀等將28 日齡斷奶仔豬的日糧蛋白水平從21%降至18%并補(bǔ)充液體蛋氨酸羥基類似物，結(jié)果低蛋白日糧處理組和高蛋白日糧組相比，發(fā)現(xiàn)十二指腸、空腸和回腸絨毛高度/隱窩深度比值更高，同時(shí)腹瀉率下降。 由此可見，日糧蛋白水平較NRC 推薦水平降低2%～4%并保持AA平衡，能夠滿足豬營(yíng)養(yǎng)需求并減輕腸道代謝負(fù)擔(dān)和減少蛋白抗原刺激，從而達(dá)到改善腸道形態(tài)和降低腹瀉率。

2.2 改善腸道微生物結(jié)構(gòu)

腸道微生物在機(jī)體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化和腸道健康方面扮演十分重要的角色，日糧是影響它組成和代謝活動(dòng)的主要因素之一。 Peng 等研究表明，將生長(zhǎng)豬日糧蛋白水平從20%降至17.16%或15.30%并補(bǔ)充結(jié)晶AA 以滿足必需AA 需求，有利于腸道菌群及其發(fā)酵；但繼續(xù)將蛋白水平降至13.90%，則對(duì)腸道菌群及其發(fā)酵有不利影響。 范沛昕研究報(bào)道，日糧蛋白水平在一定范圍內(nèi)下降能提高育肥豬回腸有益菌乳桿菌屬的比例和結(jié)腸厚壁菌門與擬桿菌門的比值。 曹克飛等將育肥豬日糧蛋白水平從15%降至11%并補(bǔ)充平衡必需AA， 結(jié)果表明日糧蛋白水平11%組較15%組顯著增加了腸道微生物多樣性，并提高了有益菌乳酸菌屬和雙歧桿菌屬豐度。

2.3 提高免疫力

Toll 樣受體如同天然免疫的眼睛， 監(jiān)視與識(shí)別各種不同的疾病相關(guān)分子，通過不同的途徑活化多種免疫細(xì)胞，啟動(dòng)非特異性免疫應(yīng)答并激起適應(yīng)性免疫應(yīng)答以清除病原體，被稱作是機(jī)體抵抗感染性疾病的第一道屏障。 核因子-кB 在機(jī)體防御、組織損傷和應(yīng)激、細(xì)胞分化和凋亡及腫瘤生長(zhǎng)抑制過程扮演者重要的角色。 因此，Toll 樣受體和核因子-кB 含量被用作評(píng)價(jià)機(jī)體免疫能力的重要指標(biāo)。 Che 等研究發(fā)現(xiàn)，將生長(zhǎng)豬的日糧蛋白水平從17%降低2%至15%并補(bǔ)充AA，對(duì)肝臟器官重量和血清中球蛋白、IgA、IgG、IgM、腫瘤壞死因子-α （tumor necrosis factor-α，TNFα） 及回腸Toll 樣受體和核因子-кB 基因mRNA的豐度都無影響。 綜上，適度降低日糧蛋白水平對(duì)機(jī)體免疫無不良影響，但過度降低會(huì)使機(jī)體免疫能力下降。

2.4 改善糖代謝

胰島素樣生長(zhǎng)因子-1 (insulin like growth factor-1,IGF-I) 是調(diào)控動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育及糖代謝的重要內(nèi)分泌激素。 荊園園等在杜長(zhǎng)大三元雜斷奶仔豬上研究發(fā)現(xiàn)， 日糧粗蛋白水平降低3%至17%對(duì)仔豬總蛋白、IGF-I 和胰島素等無明顯影響； 但降低6%至14%時(shí)， 盡管平衡了部分氨基酸，血清IGF-I、胰島素和肝臟代謝物α-酮異戊酸的含量及肝臟IGF-I 的mRNA 表達(dá)水平仍顯著下降，反之，肝臟胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白-1 （insulin like growth factor binding protein-1,IGFBP-1） 的mRNA 表達(dá)水平和血清中甘油三酯、膽固醇及游離脂肪酸的含量均顯著升高（P＜0.05）。 由此可見，適度降低日糧CP 水平對(duì)調(diào)節(jié)豬生長(zhǎng)發(fā)育的相關(guān)內(nèi)分泌激素影響很小甚至沒有，但CP 水平過度下調(diào)則會(huì)產(chǎn)生不良影響。日糧蛋白水平的降低，血清中α-酮異戊酸與IGF-I 含量和肝臟IGF-I mRNA 表達(dá)水平成正相關(guān)，都隨著降低。甄吉福等在低蛋白質(zhì)飼糧平衡4 種EAA（賴氨酸、蛋氨酸、色氨酸和蘇氨酸）的基礎(chǔ)上添加Glu，育肥豬的血漿葡萄糖、游離脂肪酸含量顯著降低， 提高了胃腸道上皮組織對(duì)葡萄糖的利用。 由此可見，適當(dāng)降低蛋白水平并保持氨基酸平衡，可以提高機(jī)體對(duì)葡萄糖的吸收利用，減少血液中氨和尿素氮的濃度。 但過度降低日糧中蛋白水平，即使保持AA 平衡，也會(huì)引起調(diào)節(jié)豬生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)的內(nèi)分泌激素出現(xiàn)不良情況， 如血清IGF-I、 胰島素和肝臟代謝物α-酮異戊酸的含量及肝臟IGF-I 的mRNA 表達(dá)水平下降，從而引起血糖代謝紊亂。

3.低蛋白日糧在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 提高生長(zhǎng)性能

大量研究表明， 在NRC 推薦標(biāo)準(zhǔn)上適當(dāng)降低日糧CP 水平并保持AA 平衡對(duì)豬的生長(zhǎng)性能無顯著影響。也有研究報(bào)道，日糧CP 水平過高或者過低都會(huì)降低豬的采食量和增重。 張光磊等研究表明，日糧粗蛋白水平降低2 個(gè)百分點(diǎn)能夠提高哺乳母豬2%的采食量， 顯著提高窩增重和泌乳量，分別提高了10%和8.5%。 由此說明，母豬妊娠期飼喂適當(dāng)降低粗蛋白水平并添加氨基酸的日糧，不會(huì)影響胎兒生長(zhǎng)發(fā)育。 李偉躍等將仔豬日糧中粗蛋白較NRC 推薦水平降低1 個(gè)百分點(diǎn)并添加氨基酸，對(duì)原料采用普通粉碎和微粉碎兩種方式加工，結(jié)果表明：不同粉碎粒度和蛋白質(zhì)水平對(duì)仔豬平均日增重、 日增重率均有影響,但差異不顯著； 相同蛋白質(zhì)水平條件下, 普通粉碎組料重比均顯著高于微粉碎組；且原料在普通粉碎粒度下，隨著蛋白質(zhì)水平的下降料重比也有下降趨勢(shì)。 由此可見，日糧粗蛋白水平適度下調(diào)并補(bǔ)充氨基酸對(duì)豬生長(zhǎng)性能無不良影響，且能提高飼料利用率。

3.2 改善胴體品質(zhì)和肉品質(zhì)

據(jù)李寧等采用NE 配制并保持AA 平衡的低蛋白日糧，發(fā)現(xiàn)蛋白水平降低約4 個(gè)百分點(diǎn)對(duì)育肥豬的胴體性狀無不良影響。但Madrid 等在生長(zhǎng)育肥上研究發(fā)現(xiàn)，飼喂低蛋白日糧對(duì)胴體性狀產(chǎn)生了負(fù)面影響，減少了屠宰時(shí)的肌肉深度，脂肪厚度顯著升高。 Prandini 等采用相近的DE 和ME系統(tǒng)配制日糧發(fā)現(xiàn)， 將日糧蛋白水平下降約3%并補(bǔ)充賴氨酸對(duì)豬的屠宰率、胴體瘦肉率、肉反射、胸段脂肪厚度、腰厚度和PH 均無不良影響，甚至腰部脂肪厚度還顯著降低。 這可能是在降低蛋白水平后， 氨基酸的水平及比例不同的原因。胴體脂肪的增加歸因于具有低CP 的日糧中較高的NE 值， 也可能是由于更多的膳食能量可用于脂肪合成，因?yàn)榻档土朔纸獯x過量日糧中蛋白質(zhì)的能量消耗。

3.3 減少氮排放

Madrid 等給生長(zhǎng)育肥豬飼喂CP 水平下調(diào)2%并適當(dāng)補(bǔ)充了部分氨基酸的低蛋白日糧，使氨氣的排放減少了27.3%。 氨氣等含氮臭氣具有強(qiáng)刺激性， 極易溶解在豬的眼結(jié)膜和呼吸道粘膜上，引起結(jié)膜炎、支氣管炎等系列炎癥。 陳軍等對(duì)妊娠期母豬分別飼喂13.5%和9.5%的粗蛋白日糧，且低蛋白組添加賴氨酸、蛋氨酸，高蛋白組不額外添加氨基酸，結(jié)果與高蛋白組相比，低蛋白組氮日采食量、 氮日排泄量均顯著降低, 糞含氮量極顯著降低。 這表明適當(dāng)降低日糧中CP 水平并保持AA 平衡， 既可以提高日糧中蛋白質(zhì)利用效率， 還可以降低豬的總氮攝入量和總氮排放量，緩解畜牧業(yè)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)荷；同時(shí)豬舍氨氣濃度降低也減少了能夠?qū)е仑i眼結(jié)膜炎和支氣管炎等炎癥的誘因。

4.小結(jié)

豬日糧蛋白水平較NRC 推薦水平下調(diào)2%～4%，在不影響生長(zhǎng)性能的情況下，不僅可以改善豬腸道形態(tài)和菌群組成，降低仔豬腹瀉率，提高機(jī)體健康，還可以提高飼料利用率，減少氮排放量，緩解飼料資源短缺和養(yǎng)殖排放物對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染等問題。 因而，低蛋白日糧技術(shù)在未來養(yǎng)殖業(yè)長(zhǎng)足科學(xué)的發(fā)展中必將扮演著重要角色。但目前低蛋白日糧技術(shù)仍存在以下亟待進(jìn)一步深入研究的問題：1）除了補(bǔ)充前四種限制性AA，還需要進(jìn)一步研究非必須AA， 即功能性AA 在低蛋白日糧中所起作用；2）研究豬在不同生長(zhǎng)階段時(shí)， 低蛋白日糧中各種AA 所應(yīng)達(dá)到的最佳含量及比例；3）低蛋白日糧技術(shù)，還應(yīng)探索與有關(guān)添加劑聯(lián)合應(yīng)用，如益生菌、酶制劑等，實(shí)現(xiàn)最大化改善畜禽機(jī)體健康和提高生產(chǎn)性能。

參考文獻(xiàn)（略）