仔豬碳水化合物營養研究進展

（播恩集團技術中心，廣東 廣州 511400）

仔豬碳水化合物營養研究進展

公衍玲

（播恩集團技術中心，廣東 廣州 511400）

碳水化合物是早期斷奶仔豬的主要能量來源，對仔豬的生長和發育起著極其重要的作用。該文結合仔豬的生長發育規律和生理消化特點，對早期斷奶仔豬的碳水化合物營養需求、消化吸收機理及幾種主要仔豬碳水化合物類型和用量進行分析和總結，旨在為合理調配早期斷奶仔豬飼料中的碳水化合物成分提供理論指導。

仔豬；糖；淀粉；纖維；能量

當前，我國現代化養豬生產中，普遍實施3～4周齡早期斷奶，但此階段仔豬的消化器官發育不完善、消化酶和胃酸分泌量不足、正常的腸道微生態系統尚未建立，處于母源抗體和自身免疫建立的交替期，仔豬易受營養、心理和環境應激等因素的影響而產生“斷奶應激綜合征”，具體表現為采食量低、抗病力弱、腹瀉和生長遲滯、形成僵豬，甚至患病或死亡等，嚴重影響豬場的生產成績和養殖效益。研究發現營養應激對仔豬生理指標和生長性能的影響最大[1]，可見，要使仔豬順利渡過斷奶關，首先要解決營養應激問題。高品質教槽料是仔豬早期斷奶成功的重要保障，而高品質教槽料的關鍵是能量供給，因為剛出生的仔豬能量貯存有限，約12 h即可耗盡貯存的營養物質，仔豬迅速獲得充足的營養供給，特別是能量供給十分重要，而碳水化合物是早期斷奶仔豬的主要能量來源。

1 仔豬的生理消化特點

仔豬初生體重小，一般為1 kg左右，但生長發育很快，10日齡時體重達到出生重的2倍以上，30日齡達5～6倍，60日齡達13～15倍。仔豬生長快，是因為代謝機能旺盛，但新生仔豬體內脂肪含量少于2%，幾乎沒有皮下脂肪，主要依靠母乳中的脂肪或碳水化合物來獲取能量。生后20日齡，每千克體重所需代謝凈能為成年豬的3倍，每千克體重沉積的蛋白質相當于成年豬的30～35倍，所以，必須保證早期斷奶仔豬的各種營養物質供應。斷奶仔豬飼料中的能量水平是影響日增重的重要因素之一，采食優質能量飼料的早期斷奶仔豬可實現最佳的生產性能。

仔豬的消化器官在胚胎期已經形成，但結構和功能并不完善，重量和容積都比較小。如胃重，仔豬出生時僅有4～8 g，能容納乳汁5～50 g，20日齡時胃重達到35 g，容積擴大2～3倍，60日齡時胃重達150 g。仔豬出生時胃內即有凝乳酶，之后的3～4周齡均為優勢酶，主要作用是將乳凝固并有微弱的水解作用，胃蛋白酶很少且沒有活性，因為胃底腺不發達，缺乏游離鹽酸，因而不能消化蛋白質，特別是植物性蛋白質。新生仔豬的乳糖酶活性很高，分泌量在2～3周齡達到高峰，4～5周齡降到低限，蔗糖酶、果糖酶和麥芽糖酶的活性到1～2周后開始增強，而淀粉酶活性在3～4周時達到高峰。脂肪分解酶在出生時的活性較高，同時膽汁分泌也較旺盛。因此，新生仔豬消化能力很弱，只能消化母乳而不能利用植物性飼料，但隨著日齡的增長，仔豬的消化機能和消化能力逐漸完善和增強，應盡可能早地在斷奶前就給哺乳仔豬補喂優質教槽料，以減少仔豬斷奶后因消化不良而造成的生長受阻。

仔豬的小腸在出生時也強烈地生長，到斷奶時比出生時增長5倍左右，容積增加40～50倍。斷奶使腸絨毛變短和隱窩變深[2]，小腸的吸收面積大大降低，嚴重影響養分和水分的吸收，甚至造成仔豬腹瀉。斷奶引起腸道短暫性生理變化的原因是采食量不夠，能量和蛋白質供應不足。仔豬斷奶后小腸形態結構的變化主要對消化酶活性影響很大。研究認為，仔豬在斷奶后1～3 d，胰臟和小腸內容物中的淀粉酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶活性都會有所降低，12 d以后才可恢復至斷奶前水平[3]。

新生仔豬沒有先天免疫力，高度依賴于初乳和常乳傳遞的母源抗體獲得被動免疫保護，出生10日齡以后才開始自身產生抗體，但30～35日齡前數量還很少，直到6周齡以后才主要靠自身合成抗體，故2～6周齡期間為被動免疫的過渡期，仔豬因斷奶應激致使體內循環抗體水平降低[4]，斷奶仔豬比較容易感染消化道疾病，特別是腹瀉。

仔豬的生理消化特點決定了只有供給充足的能量才能達到最大的蛋白質沉積，進而減少其在斷奶過程中的應激。碳水化合物不僅可以滿足動物能量代謝需要，還對動物的生長發育也起著重要作用[5]。

2 碳水化合物營養

2．1 碳水化合物的分類

根據化學結構，一般將碳水化合物分為單糖、寡糖和多糖。其中，單糖是組成碳水化合物的基本單位，最常見的是葡萄糖。寡糖又稱低聚糖，是由2～10個單糖分子通過糖苷鍵連接起來，最常見的是二糖，包括乳糖、蔗糖、麥芽糖）等。多糖是由10個以上的單糖分子通過糖苷鍵連接而成的長鏈聚合物，營養學上具有重要作用的多糖有3種，即糖原、淀粉和纖維。

根據消化性，飼料碳水化合物又可分為易消化和抗消化兩大類，見圖1。易消化碳水化合物主要為糖和淀粉，其消化率可達90%，豬生命活動中所需能量主要由易消化碳水化合物提供。抗消化碳水化合物主要為纖維素、半纖維素、果膠、抗性淀粉和非可消化多糖等，它們主要為細胞壁的成分。

圖1 飼料碳水化合物的組成示意圖

淀粉是植物碳水化合物的主要貯存方式，也是畜禽所需能量的重要來源。根據體外消化動力學將淀粉分為快速消化淀粉（RDS）、慢速消化淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）[6]。快速消化淀粉在小腸前段即迅速降解，慢速消化淀粉在小腸后段降解，降解速度較慢，而抗性淀粉在小腸內幾乎不降解，主要在消化道后段依靠微生物發酵產生揮發性脂肪酸，因而它們對能量供應效率及對動物生產性能的影響存在明顯差異[7]。

纖維是指存在于植物體中不能被動物內源消化酶消化的成分，但由于其獨特的生理作用，營養學上仍將其作為重要的“第七營養素”。根據溶解性可將飼糧纖維分為兩大類，一類是可溶性纖維（SF），包括果膠、樹膠和部分半纖維素；另一類為不溶性纖維（ISF），包括纖維素、半纖維素及木質素[8]。可溶性纖維主要在豬的消化道前端被消化和吸收，由于其高的持水性和黏性[9]，可延緩胃腸道的排空速度[10]，而不溶性纖維對胃和小腸活動影響較小[11]，但其化學組成和結構以及木質化程度對大腸發酵活動和短鏈脂肪酸的吸收有重要影響[8]。

根據來源，碳水化合物可以分為谷實類飼料（玉米、大麥、小麥、稻谷和糙米等）、糠麩類（米糠、脫脂米糠、麩皮等）、塊根、塊莖、瓜類及其加工副產品（甘薯、木薯、甜菜渣、糖蜜、酒精糟等）、糖類（葡萄糖、蔗糖、乳糖和寡糖等）和動物性副產品（脫脂奶粉、乳清粉等）。

2．2 碳水化合物的消化吸收機理

碳水化合物的消化從口腔開始，但由于停留時間短，消化有限；胃中由于酸性的環境，對碳水化合物幾乎不消化，主要消化部位在小腸。單糖不經消化液的作用，直接在小腸中被消化吸收；麥芽糖、蔗糖、乳糖等雙糖需經酶降解為單糖后才被吸收；一部分寡糖和多糖需經動物體內一系列消化酶的作用形成雙糖為主的產物，雙糖再被小腸黏膜中的雙糖酶分解成單糖后才能吸收。在小腸不能消化吸收的部分，到結腸經微生物發酵后再被吸收。因此，碳水化合物的消化吸收方式主要有兩種，即小腸消化吸收和結腸發酵。

易消化碳水化合物如淀粉，在采食后被快速降解成葡萄糖，可迅速為動物提供能量；但抗消化碳水化合物如抗性淀粉和飼糧纖維，在小腸不能被消化酶降解，到達豬大腸后，被微生物緩慢酵解為短鏈脂肪酸，發酵過程中形成的丙酸是生成葡萄糖能量的一個來源，而生成的丁酸和乙酸卻是生成脂肪能量的來源，在采食很長時間后才為動物提供能量。與飼喂易消化碳水化合物的動物相比，飼喂發酵性碳水化合物的動物，其經身體活動校正的產熱，表現出較少的波動，可使飼糧中能量更平緩的釋放[12]。

2．3 豬料中碳水化合物的作用

豬飼料中75%的干物質由碳水化合物構成，碳水化合物是豬飼料中提供能量的主要形式。日糧組成是影響腸道微生物組成和活性的一個關鍵因素，并且它決定著揮發性脂肪酸和其他代謝終產物的產量，這些因素決定著是否更有利于仔豬的腸道健康。當碳水化合物供應不足時，蛋白質將作為能量來源被微生物利用發酵，最終產生NH3、支鏈揮發性脂肪酸和潛在的有毒有害物質，如胺、揮發性酚類及吲哚類物質[13]，而碳水化合物發酵產生的短鏈脂肪酸，如乙酸、丙酸、丁酸等，都是微生物生長所必需的。

非淀粉多糖類如纖維素、半纖維素、果膠和功能性低聚糖等抗消化的碳水化合物，雖不能在小腸消化吸收，但刺激腸道蠕動，提高了結腸發酵率，發酵產生的短鏈脂肪酸和腸道菌群增殖，有助于正常消化和增加排便量。近年來已證實某些抗消化的碳水化合物在結腸發酵可選擇性地刺激腸道菌群生長，特別是刺激某些有益菌群的生長，如乳酸菌和雙歧桿菌。益生菌提高了消化系統功能，尤其是腸道的消化吸收功能，因此，抗消化碳水化合物被稱為“益生元”。

除了以上功能外，碳水化合物還以糖脂和糖蛋白的形式參與機體構成。糖脂是細胞膜和神經組織的成分，維持神經系統的活動。糖蛋白是一些抗體、酶、激素等重要生理功能物質的成分。碳水化合物還有解毒作用，肝糖原豐富時，對有害物質解毒作用增強。

3 仔豬主要碳水化合物來源

高品質的教槽料能有效幫助仔豬順利度過哺乳期和斷奶期，對提高仔豬成活率、生產性能及以后的生長發育都有很大的影響，而高品質教槽料的關鍵在于選取適合仔豬消化吸收的能量飼料。

3．1 乳清粉

乳清粉是由牛奶加工干酪、凝乳酪或酪蛋白過程中產生的非常有價值的副產物，主要成分是適口性好且易消化的乳糖，約占固體總量的77%，其他重要成分是乳蛋白和礦物質，分別占固體總量的12%和10%。乳清粉對促進仔豬生長的影響主要是能提供大量的乳糖，在仔豬消化道內發酵可產生大量的乳酸，幫助乳的消化，降低消化道pH，抑制致病細菌的生長；含有的高質量乳清蛋白在仔豬體內有高消化率、良好的氨基酸型態、無抗營養因子的優點；亦含有乳過氧化酵素及乳鐵蛋白，具有抗菌的功用。

在日糧中添加乳清粉能有效降低斷奶仔豬的應激反應，提高生產性能[14]。高玉紅等研究了在28日齡7.7 kg杜長大斷奶仔豬日糧中添加5%、10%和20%的乳清粉對仔豬生產性能的影響，結果表明，20%乳清粉組的生長效果最佳[15]；Naranjo等在5.7 kg斷奶仔豬日糧中分別添加0、12.5%、25%的乳清粉，飼養試驗21 d，試驗結果表明，25%乳清粉組生產性能最好[16]。綜合相關文獻，在乳豬誘食階段，乳清粉的添加量以15%～25%為宜；在斷奶仔豬階段，乳清粉的添加量以10%～20%為宜。

3．2 乳糖

長期以來，乳清粉一直是乳豬日糧優良的乳糖來源，但由于乳清粉價格高昂，市場波動大，而且吸濕性強，易結塊和堵塞制粒環模，嚴重影響制粒效率和顆粒質量。乳糖作為乳清粉的替代品，流動性好，不易吸濕結塊；適口性好，易于消化吸收；且能通過發酵產生乳酸，維持仔豬的腸道健康，促進腸道益生菌生長，幫助消化和防止下痢[17]。相對于乳清粉來說，乳糖是更為優良的乳豬顆粒料原料。通常乳糖的推薦量是：在2.2～5.0 kg仔豬的日糧中占18%～25%，在5～7 kg仔豬的日糧中占15%～20%，在7～11 kg仔豬的日糧中占10%[18]。

3．3 蔗糖

蔗糖作為飼料甜味劑，是不可多得的能量飼料。研究發現，在多種糖類甜味劑中，仔豬最喜歡蔗糖。蔗糖不僅可提供能量，還可以改善飼料的適口性，仔豬對蔗糖有偏愛，其效果優于糖精鈉制品。Kevin Halpin報道，2～3周齡的仔豬可以很好地利用蔗糖，可以單獨或配合其他簡單糖類使用從而降低乳糖或乳清粉的用量[19]。贠麗娟通過2次飼養試驗都觀察到，日糧中添加蔗糖，仔豬都表現出喜食、采食速度快，在相同的營養水平下，用3%蔗糖替代2%～3%乳清粉趨于改善仔豬的生長性能，并降低飼料成本[20]。因此，在斷奶仔豬日糧中添加適量蔗糖，即可降低飼養成本，同時又不會影響仔豬的生產性能。

3．4 功能性寡糖

現已發現，許多功能性寡糖能影響動物的生理功能。功能性寡糖不能被動物本身的消化酶所消化，但到達腸道后可作為有益微生物的底物，而不被病原微生物利用，從而促進有益微生物的繁殖和抑制有害微生物生長；還能與一定的毒素、病毒等表面結合而作為這些外源抗原的佐劑，減緩抗原的吸收時間，增加抗原的效價，同時寡糖本身也具抗原特性，能夠產生特異性的免疫應答，從而增強機體的免疫能力。飼料中添加適量寡糖，可以改善仔豬機體的健康狀態，增強機體潛在的抵抗疾病的能力，從而達到提高動物生產性能的目的。Russell等在28日齡斷奶仔豬日糧中每天添加0.1 g的果寡糖，可促進仔豬結腸中有益微生物的增殖，防止病原微生物的定植，并改善斷奶后仔豬生長性能和飼料轉化率[21]。宋小珍等研究報道，在仔豬飼糧中添加0.3%果寡糖+0.15%甘露寡糖可顯著提高仔豬血清中的IgG水平，顯著提高日增重22.31%[22]，這在一定程度上說明，甘露寡糖和果寡糖可替代抗生素對仔豬有一定的促生長作用。

3．5 非淀粉多糖

谷物中80%以上的物質是碳水化合物，其中非淀粉多糖（NSP）占10%～30%。近年來，國內外圍繞NSP的營養及抗營養作用進行了大量的研究，提出了許多新觀點，為開發利用富含NSP的飼料和食物資源提供了可能。Hogberg和Lindberg的研究結果顯示。仔豬的日采食量隨NSP含量（106～197 g/kg）的增加而增加，且飼料中NSP含量過高時，體重的增加可能是由于腸道組織重量增加引起的[23]。Mateos等也發現當添加不可溶和木質化程度較高的燕麥殼，尤其與以小米為主的基礎日糧一起飼喂時會有類似結果[24]。這些結果說明不可溶性的食物纖維不易被消化，妨礙消化酶與底物的接觸，影響食糜的運動和滯留時間。因此學者建議在6～12 kg仔豬日糧中添加一定量的中性纖維素（60 g/kg）飼料。Bikker 等是在斷奶仔豬日糧中分別添加谷物和麥麩（NSP：109～203 g/kg）、4%小麥次粉、5%生粉、4%的甜菜汁（NSP：112～165 g/kg），結果表明丁酸是其重要的代謝產物。NSP在斷奶仔豬胃腸道中發酵產生的丁酸，降低了腸道的pH，從而抑制了腸道有害菌[25]。

3．6 抗性淀粉

Englyst等將抗性淀粉定義為不被健康個體小腸所吸收的淀粉及其降解產物，類似于日糧纖維[6]。抗性淀粉在小腸中具有很強的抗消化性，但在結腸內被微生物發酵利用后產生大量的短鏈脂肪酸，維持腸道內環境一個低的pH環境，促進有益微生物的增殖，抑制有害微生物的生長[26]。Hedemann等報道，斷奶仔豬日糧中添加不同水平（0，80 g/kg和160 g/kg）的抗性淀粉（馬鈴薯淀粉），顯著影響仔豬后腸段食糜中短鏈脂肪酸的濃度和腸道形態結構，隨著添加水平的提高，仔豬大腸食糜中短鏈脂肪酸濃度增加，特別是丁酸的濃度[27]。仔豬飼喂抗性淀粉日糧（抗性淀粉含量為80 g/kg）顯著增加了小腸絨毛的高度，然而飼喂抗性淀粉日糧（抗性淀粉含量為160 g/kg）提高了斷奶仔豬小腸隱窩深度，表明有利于腸上皮細胞的增殖。因此日糧中添加抗性淀粉有利于改善斷奶仔豬腸道的環境，提高仔豬腸道健康。

4 展望

碳水化合物是仔豬飼糧中的一個重要組成成分，是最主要的能量來源。但是，某些復雜的結構性碳水化合物在仔豬營養中的作用機理、最適用量、利用效率等問題尚不清楚，有待于進一步研究。其次，碳水化合物營養與蛋白質營養之間的本質關系還比較模糊，故如何實現在蛋白質合成部位供能物質和氨基酸釋放的同步匹配是未來值得關注的研究。總之，合理選擇利用碳水化合物原料，提高其利用率，對提高蛋白質利用率、維持仔豬最大生產性能和最低飼料成本之間的平衡具有重要意義。

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