日糧系酸力在斷奶仔豬上的應(yīng)用研究進展

徐海巖，王 超，徐魯善

（上海禾豐飼料有限公司，上海 201800）

我國是養(yǎng)豬大國，每年新生仔豬數(shù)量達6億頭以上，約占全世界總量的50%，但是目前我國生豬養(yǎng)殖水平相較于歐美發(fā)達國家仍有一定差距。其中，斷奶仔豬的高死亡率是影響我國生豬養(yǎng)殖水平發(fā)展的重要原因之一。據(jù)報道，我國體重30 kg以下的仔豬全年平均發(fā)病率為46.5%，死亡率高達10.3%，而仔豬因腹瀉死亡約占仔豬死亡總數(shù)的39.8%[1]。仔豬腹瀉問題已經(jīng)嚴重威脅到了我國養(yǎng)豬業(yè)的健康發(fā)展，并帶來了巨大的經(jīng)濟損失。大量研究表明，早期斷奶仔豬因其消化系統(tǒng)發(fā)育不完善，不能分泌足夠的胃酸來激活胃腸道的消化酶達到最佳活性，使得以植物性為主要蛋白來源的日糧得不到充分消化，同時由于日糧中的一些飼料原料具有很強的酸結(jié)合力，飼料進入消化道后與胃內(nèi)的一些酸性物質(zhì)結(jié)合，使得仔豬胃內(nèi)酸度進一步降低，其結(jié)果是引起仔豬胃腸道內(nèi)的微生物菌群發(fā)生失衡，致使以大腸桿菌為主的有害微生物迅速增殖，最終造成仔豬出現(xiàn)嚴重腹瀉情況，降低生產(chǎn)性能[2-4]。同時，仔豬從斷奶至體重30 kg期間的生長速度決定著其育肥后期的生長性能和胴體質(zhì)量。因此，改善斷奶仔豬的早期腸道健康狀況一直是行業(yè)內(nèi)普遍關(guān)注的熱點。

眾所周知，抗生素能夠在斷奶仔豬中得到廣泛應(yīng)用關(guān)鍵在于它可以抑制病原微生物的生長繁殖，提高仔豬機體免疫力，降低腹瀉發(fā)生概率，同時提高仔豬生產(chǎn)性能。近年來隨著人們對病原微生物的耐藥性和抗生素藥物殘留等問題的重視，抗生素在我國養(yǎng)殖場的使用由限用逐步發(fā)展到禁用，這也促進了人們對抗生素替代品控制動物腹瀉的研究。大量研究發(fā)現(xiàn)，在斷奶仔豬上使用酸化日糧可以得到與使用抗生素一致的作用效果，如抑制仔豬胃腸道內(nèi)有害微生物的繁殖、減緩腸道應(yīng)激、降低腹瀉率、提高仔豬成活率和生產(chǎn)性能等[5-7]，其作用機理主要是通過額外增加有機酸和改變?nèi)占Z原料配比來降低日糧系酸力（Dietary acid-binding capacity），以此來提高斷奶仔豬胃內(nèi)酸度，促進消化酶的分泌和活性增加，抑制胃腸道內(nèi)各種病原微生物的生長繁殖，同時由于胃內(nèi)酸度的提高，使得更多的有機酸處于非解離狀態(tài)，而非解離狀態(tài)的有機酸更容易進入病原微生物的細胞體內(nèi)，擾亂其正常生理功能，從而維持斷奶仔豬胃腸道內(nèi)的微生物菌群平衡[8]。

1 系酸力的概念及測定方法

日糧系酸力是指一定質(zhì)量的日糧對酸性物質(zhì)具有的酸結(jié)合力，并以飼料結(jié)合酸的多少來反映日糧的酸堿性，故又稱為日糧酸中和力、酸緩沖力或酸結(jié)合系數(shù)。國內(nèi)外學(xué)者對日糧系酸力的研究主要針對斷奶仔豬，其胃內(nèi)最適pH范圍為3.0～4.0，因此日糧系酸力通常被定義為取100 g飼料樣，用鹽酸滴定使其pH降至4.0時所需鹽酸的毫摩爾數(shù)。測定按照Bolduan等[9]推薦的方法：用燒杯稱取100 g飼料待測風(fēng)干樣，加入200 mL蒸餾水，在恒溫水浴鍋中加熱至約37 ℃，然后取下放在磁力攪拌器上攪拌并插入溫度計，將溫度恒定在（37f 1）℃之內(nèi)；將pH計電極插入溶液中，溫度達到（37f 1） ℃時進行攪拌均勻，最后用1 mol/L的鹽酸滴定至pH=4.0，記下所用鹽酸的毫升數(shù)，再換算為鹽酸的毫摩爾數(shù)即為該飼料樣品的系酸力。

2 系酸力在斷奶仔豬日糧配制中的應(yīng)用基礎(chǔ)

2.1 斷奶仔豬的消化生理特點

2.1.1 消化系統(tǒng)發(fā)育不完善

斷奶仔豬（3～4周齡）消化器官的重量和體積都比較小，且發(fā)育很不完全。在仔豬3～10周齡時，是其整個消化系統(tǒng)發(fā)育最快的時期，且隨著消化系統(tǒng)的快速發(fā)育，腸道結(jié)構(gòu)、消化酶的合成和分泌均有較大變化。由于小腸是營養(yǎng)物質(zhì)吸收的主要場所，所以腸道結(jié)構(gòu)的改變將直接影響營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收能力。仔豬斷奶后主要表現(xiàn)為小腸絨毛萎縮、隱窩加深和絨毛表面由高密度手指狀變?yōu)槠缴酄?，這種變化一般會持續(xù)1～2周，使得腸道的吸收面積變小，同時伴隨消化酶的合成和分泌能力降低，仔豬便會因食糜中的營養(yǎng)物質(zhì)不能很好地被消化和吸收而發(fā)生腹瀉現(xiàn)象。

2.1.2 胃酸分泌不足

胃酸是由壁細胞分泌的，主要起維持胃腸道內(nèi)酸性環(huán)境和消化酶的正常生理功能以及抑制有害微生物增殖的作用。新生仔豬胃酸分泌量低，幾乎一半為結(jié)合酸，游離鹽酸比較缺乏，而一般從3周齡開始才有少量游離鹽酸產(chǎn)生，且至少到9周齡時其鹽酸分泌量才會達到成年豬的水平[10]。在整個哺乳期，仔豬胃內(nèi)pH變動在3.0～4.0之間，這遠高于成年豬的胃內(nèi)正常pH范圍2.0～3.5。仔豬斷奶前主要依賴母乳中的乳糖發(fā)酵產(chǎn)生的大量乳酸和少量的揮發(fā)性脂肪酸來維持胃內(nèi)酸度。而仔豬斷奶后由于乳糖來源減少，乳酸含量下降，導(dǎo)致胃內(nèi)pH上升，胃內(nèi)酸度降低，同時，由于飼料中的一些蛋白質(zhì)及無機陽離子與胃酸發(fā)生結(jié)合，會進一步降低胃內(nèi)酸度。胃內(nèi)酸度的降低，一方面會影響羧肽酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、乳糖酶、淀粉酶、脂肪酶和麥芽糖酶等消化酶的分泌和活性[4,11-12]；另一方面因胃酸分泌不足，會反饋性引起胃排空加快，使飼料幾乎完整地進入小腸，造成小腸中蓄積大量未消化的內(nèi)容物，這為病原微生物的繁殖創(chuàng)造了適宜條件，從而破壞了仔豬胃腸道內(nèi)微生物區(qū)系的平衡，導(dǎo)致仔豬發(fā)生腹瀉。

2.2 斷奶仔豬日糧酸化的重要性

斷奶仔豬特殊的消化生理特點及日糧酸度特性是日糧酸化的重要理論基礎(chǔ)。高pH的日糧能吸附仔豬胃內(nèi)的游離鹽酸，中和胃內(nèi)酸度，破壞機體內(nèi)環(huán)境的酸堿平衡和電解質(zhì)平衡，加劇仔豬因胃酸不足而造成的消化功能障礙。國內(nèi)外研究者一致認為，日糧系酸力是影響胃內(nèi)酸度和游離鹽酸含量的主要因素之一，日糧系酸力越高，吸附的游離鹽酸就越多，中和胃內(nèi)酸度的能力就越強[9,13]。有不少研究表明，日糧添加適量的酸化劑能有效降低日糧系酸力，改善斷奶仔豬胃內(nèi)酸度，提高日糧消化率，促進仔豬生長[14-16]；同時，也有研究表明，斷奶仔豬的日糧系酸力以20 mmol/100 g對仔豬生長效果較好，但不宜超過30 mmol/100 g[15-16]。這是因為日糧系酸力水平對酸化劑效果的發(fā)揮影響很大，酸化劑添加到日糧中后首先會被日糧中高系酸力的原料結(jié)合掉一部分，而真正在斷奶仔豬胃腸道內(nèi)發(fā)揮作用的酸化劑是經(jīng)日糧結(jié)合后剩余的部分[17-18]。因此，日糧酸化不僅要降低高系酸力的原料用量，也要添加適量的酸化劑，也就是說在配制日糧時需要根據(jù)所用酸化劑類型和日糧系酸力，來確定酸化劑的適宜添加量，將日糧系酸力調(diào)至仔豬的最佳生長范圍，以保證酸化劑添加后能發(fā)揮出最佳效果。唐湘方[16]等對我國6個省份18個大型飼料企業(yè)的斷奶仔豬日糧pH和系酸力值進行了調(diào)研，結(jié)果表明我國常用的仔豬日糧pH（范圍在5.47～6.95）和系酸力（范圍在27.83～60.24 mmol/100 g）普遍偏高，并不適于斷奶仔豬的消化生理需要，如表1所示。

表1 國內(nèi)斷奶仔豬日糧pH及系酸力[16]

2.3 日糧系酸力模型的建立

斷奶仔豬日糧系酸力的高低由所用飼料原料的系酸力決定，二者呈正相關(guān)。刑啟銀和劉慶華[19]研究發(fā)現(xiàn)，在測定飼料原料的系酸力后，按比例相加預(yù)估日糧的系酸力，其結(jié)果要高于實測值。Lu等[20]同樣研究發(fā)現(xiàn)，所有日糧系酸力的預(yù)估值均高于實測值，且二者高度相關(guān)，由于日糧系酸力的實測值與預(yù)估值的比率在92%～97%，建議在實際生產(chǎn)中直接用日糧系酸力的預(yù)估值來表示日糧系酸力。丁洪濤等[21]從飼料原料的配比及其系酸力著手，研究其對斷奶仔豬日糧系酸力的影響規(guī)律，建立飼料原料配比（xi）、原料系酸力（ai）與日糧系酸力（Y）之間的數(shù)學(xué)模型。

（Y為日糧系酸力，a1至a7、x1至x7分別表示玉米、豆粕、魚粉、麥麩、乳清粉、磷酸氫鈣、石粉在日糧中的配比及各自的系酸力）

上式即為斷奶仔豬日糧系酸力模型，該模型在相應(yīng)范圍內(nèi)（豆粕10%～30%，魚 粉≤10%，麥麩≤10%，乳清粉≤16%，磷酸氫鈣≤2%，石粉≤2%，玉米作為替代其他6種原料配比的改變量）其計算的預(yù)估值與實測值基本一致，可以以此為依據(jù)適當(dāng)調(diào)節(jié)斷奶仔豬日糧的飼料原料配比，配制出系酸力適于斷奶仔豬的消化生理需要的日糧。另外，焦小麗和柳玉鳳[22]的研究指出，不同動物性蛋白飼料原料的系酸力結(jié)果差異較大，在斷奶仔豬日糧配制時，要充分考慮其對日糧系酸力的影響。礦物質(zhì)飼料原料系酸力普遍較高，尤以石粉的系酸力最高，作為豬飼料中主要的鈣源，也要考慮其用量或其他可替代礦物質(zhì)飼料原料。表2列出了部分常見飼料原料的系酸力測定結(jié)果。

表2 常見飼料原料的系酸力mmol/100 g

3 不同系酸力日糧在斷奶仔豬上的應(yīng)用效果

目前，行業(yè)內(nèi)關(guān)于日糧系酸力在斷奶仔豬上的應(yīng)用研究還不是很多，主要技術(shù)手段是通過在日糧中添加復(fù)合酸化劑和改變?nèi)占Z中原料配比來降低日糧系酸力，提高仔豬胃內(nèi)酸度，改善其胃腸道各項生理功能（如消化酶活性、游離鹽酸含量、微生物菌群活力等），促進仔豬對日糧營養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收和利用，從而提高仔豬生長性能。

張宏福等[25]通過在基礎(chǔ)日糧中添加適量的檸檬酸調(diào)控日糧系酸力水平（40、30、20、10 mmol/100 g）并研究其對斷奶仔豬生長性能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著日糧系酸力水平的降低，斷奶仔豬的日增重、相對生長率、飼料耗料增重比和腹瀉率均有所改善，但當(dāng)日糧系酸力水平降至10 mmol/100 g時，斷奶仔豬的生長性能沒有明顯的改善效果，反而有不利影響，可能是日糧系酸力過低破壞了機體電解質(zhì)平衡，引起機體營養(yǎng)代謝紊亂，從而影響了生長性能。劉庚壽等[26]系統(tǒng)研究了不同系酸力日糧對斷奶仔豬生長性能的影響（見表3），結(jié)果表明，當(dāng)日糧系酸力從27 mmol/100 g逐漸降至19.5 mmol/100 g時，與對照組相比，各試驗組斷奶仔豬的平均日增重分別提高15.27%、14.16%和11.55%；當(dāng)日糧系酸力降至15 mmol/100 g時，斷奶仔豬的平均日采食量和料重比最高，而平均日增重最低；日糧系酸力在27～19.5 mmol/100 g的范圍內(nèi)變化時，料重比逐漸降低，分別比對照組降低5.10%、13.50%和12.80%；由此得出，日糧系酸力在19.5～23.0 mmol/100 g范圍時，斷奶仔豬的綜合生產(chǎn)性能表現(xiàn)最佳。秦圣濤[18]做了類似研究（見表4），結(jié)果表明，降低日糧系酸力可以不同程度地提高斷奶仔豬的平均日采食量（10.01%～29.56%）、平均日增重（13.54%～31.25%）和成活率（6.12%～11.23%），降低斷奶仔豬的料重比（4.94%～10.49%）和腹瀉率（45.91%～84.09%），且得出日糧最佳系酸力范圍為 20～25 mmol/100 g。另外，也有研究報道，降低日糧系酸力可以適當(dāng)提高斷奶仔豬的平均日增重和飼料轉(zhuǎn)化率，但無顯著性作用[27]。

表3 不同系酸力日糧對斷奶仔豬生產(chǎn)性能和腹瀉的影響[26]

表4 不同系酸力日糧對斷奶仔豬生產(chǎn)性能的影響[18]

造成以上結(jié)論不太一致的原因可能與斷奶仔豬日糧的最佳系酸力范圍有關(guān)，最佳系酸力范圍的大小和動物營養(yǎng)生理密切相關(guān)，如果日糧系酸力調(diào)控水平在最佳系酸力范圍內(nèi)，則可以改善斷奶仔豬的生產(chǎn)性能，促進仔豬生長發(fā)育，一旦日糧系酸力超出此范圍，則會使斷奶仔豬的生長發(fā)育受阻，生產(chǎn)性能下降。

4 小結(jié)和展望

當(dāng)前無抗時代下，養(yǎng)豬業(yè)需要著重解決斷奶仔豬腹瀉問題，這就要求動物營養(yǎng)師在設(shè)計日糧配方時必須從斷奶仔豬消化生理特點、原料選擇與質(zhì)量控制、抗生素替代物篩選組合、飼料加工工藝優(yōu)化、飼料成品處理、飼喂方式和精準(zhǔn)營養(yǎng)等方面進行系統(tǒng)的、全面的考量。首先，日糧不應(yīng)造成斷奶仔豬出現(xiàn)營養(yǎng)性腹瀉，而最直接、最有效的方法就是日糧中添加適量復(fù)合酸化劑，降低日糧系酸力。

日糧系酸力的研究是一個多學(xué)科的交叉領(lǐng)域，涉及動物營養(yǎng)與飼料學(xué)、動物生理學(xué)、動物生物化學(xué)和微生物學(xué)等。實際上，對斷奶仔豬日糧系酸力的研究也是為新型高效專用型酸化劑產(chǎn)品的開發(fā)及其合理應(yīng)用提供研究方向。因此，未來對日糧系酸力的研究，還需要從以下幾方面著手：1）調(diào)查不同季節(jié)不同地區(qū)的飼料原料系酸力，建立常見飼料原料系酸力的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫；2）研究不同系酸力水平的基礎(chǔ)日糧對斷奶仔豬的影響，以便確定斷奶仔豬日糧的最佳系酸力范圍；3）研究日糧系酸力與酸化劑的種類和添加量的關(guān)系，確定酸化劑在斷奶仔豬日糧中的添加標(biāo)準(zhǔn)，建立酸化劑對斷奶仔豬日糧系酸力的調(diào)控模型；4）根據(jù)斷奶仔豬日糧的最佳系酸力范圍及其對斷奶仔豬的影響結(jié)果，進一步研究日糧中原料配比和酸化劑間的交互作用，從而確定最適合斷奶仔豬的日糧原料配比及酸化劑的添加標(biāo)準(zhǔn)。