低蛋白日糧在豬生產中的應用

匡光偉 隆雪明 張卓慧 周汝順 楊彥寧 肖安東

（湖南省獸藥飼料監察所 湖南 長沙 410000）

隨著我國現代規模化養殖的發展，國內蛋白質飼料資源卻不足畜牧業需求的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變成氨氣、 吲哚等污染物排放至空氣、水體和土壤，造成環境污染，如何在滿足畜禽生長需要下調控飼料營養結構以及降低蛋白質在飼料中的比重是目前畜牧業急需解決的主要任務。有研究報道，適當降低日糧中粗蛋白（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，以此緩解蛋白質資源短缺和環境污染問題。 此外，還能促進腸道健康和緩解抗生素濫用。 由此可見，低蛋白日糧營養技術的深入研究和推廣在養豬生產中是迫切需要。

我國2018 年發布的《仔豬、生長育肥豬配合飼料》國家標準與2008 年版相比，增設了CP、總磷上限值，下調了部分指標的下限值，增加了限制性AA 品種， 并表示對動物的生產性能無不良影響。 在生豬生產中，當滿足必需氨基酸(EAA)和全氮的需求時，可降低日糧CP 的含量，因為對生豬來說， 日糧蛋白質的需求本質上就是AA 的需求。 值得注意的是，豬日糧CP 水平降低有導致增肥的趨勢。 作為回應，有研究者使用凈能（NE）系統配制日糧可有效解決這一問題。 本文就低蛋白日糧對豬腸道結構和功能以及在生產中的應用展開綜述，以期為緩解蛋白資源短缺對應的營養調控技術和豬的生產養殖提供參考。

1.低蛋白日糧概念

低蛋白質日糧是根據理想蛋白質氨基酸營養平衡理論，即在不影響動物生產性能和產品品質的前提下，通過添加適宜種類和數量的工業合成氨基酸， 較NRC 推薦水平適當降低日糧蛋白質水平2%～4%、減少氮排放的日糧。 這一技術是現代動物營養學發展的結果，也是當前精準營養研究的體現。 大量的研究和大量養殖場戶的實踐證實，低蛋白質日糧飼料技術，可保證動物的生長性能，不會影響動物產品品質，既減少對大豆進口的依賴，又減少對環境污染。 飼料中蛋白質含量并不是越高越好，還需看消化率，如果不能被動物高效吸收，過剩營養物質到達大腸，被微生物利用，產生甲烷、硫化氫和腐胺等有害物質，刺激腸蠕動加快，引起腸道滲透壓升高，最后導致腹瀉，還造成資源的浪費。 長期以來，豬配合飼料中提供蛋白質的原料以豆粕為主，而其他雜粕使用量相對較少。 如果利用低蛋白質日糧，飼料中豆粕用量可大大降低，緩解豆粕(大豆)原料供貨緊張和價格高漲的影響，真正降低飼料成本。

2.低蛋白日糧的生物學作用及其機制

2.1 改善腸道形態和降低仔豬腹瀉

有研究表明，日糧中蛋白水平過高，會增加仔豬腹瀉率。 這是因為營養過剩致使腸道代謝負荷過重，未被消化吸收的營養物質又被微生物分解為有毒物質引起腸道絨毛受損， 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性小腸過敏反應的主要抗原，造成仔豬腸道絨毛受損， 進而導致消化吸收障礙、生長受阻及腹瀉的發生。 因此，適當降低日糧中蛋白水平并保持AA 平衡，在不影響畜禽生產性能和產品品質的情況下，可以減輕腸道代謝負擔和減少刺激抗原，從而達到改善腸道形態并降低腹瀉率。 張錦秀等將28 日齡斷奶仔豬的日糧蛋白水平從21%降至18%并補充液體蛋氨酸羥基類似物，結果低蛋白日糧處理組和高蛋白日糧組相比，發現十二指腸、空腸和回腸絨毛高度/隱窩深度比值更高，同時腹瀉率下降。 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，能夠滿足豬營養需求并減輕腸道代謝負擔和減少蛋白抗原刺激，從而達到改善腸道形態和降低腹瀉率。

2.2 改善腸道微生物結構

腸道微生物在機體營養物質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的主要因素之一。 Peng 等研究表明，將生長豬日糧蛋白水平從20%降至17.16%或15.30%并補充結晶AA 以滿足必需AA 需求，有利于腸道菌群及其發酵；但繼續將蛋白水平降至13.90%，則對腸道菌群及其發酵有不利影響。 范沛昕研究報道，日糧蛋白水平在一定范圍內下降能提高育肥豬回腸有益菌乳桿菌屬的比例和結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%并補充平衡必需AA， 結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， 監視與識別各種不同的疾病相關分子，通過不同的途徑活化多種免疫細胞，啟動非特異性免疫應答并激起適應性免疫應答以清除病原體，被稱作是機體抵抗感染性疾病的第一道屏障。 核因子-кB 在機體防御、組織損傷和應激、細胞分化和凋亡及腫瘤生長抑制過程扮演者重要的角色。 因此，Toll 樣受體和核因子-кB 含量被用作評價機體免疫能力的重要指標。 Che 等研究發現，將生長豬的日糧蛋白水平從17%降低2%至15%并補充AA，對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機體免疫無不良影響，但過度降低會使機體免疫能力下降。

2.4 改善糖代謝

胰島素樣生長因子-1 (insulin like growth factor-1,IGF-I) 是調控動物生長發育及糖代謝的重要內分泌激素。 荊園園等在杜長大三元雜斷奶仔豬上研究發現， 日糧粗蛋白水平降低3%至17%對仔豬總蛋白、IGF-I 和胰島素等無明顯影響； 但降低6%至14%時， 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 表達水平仍顯著下降，反之，肝臟胰島素樣生長因子結合蛋白-1 （insulin like growth factor binding protein-1,IGFBP-1） 的mRNA 表達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 水平對調節豬生長發育的相關內分泌激素影響很小甚至沒有，但CP 水平過度下調則會產生不良影響。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 表達水平成正相關，都隨著降低。甄吉福等在低蛋白質飼糧平衡4 種EAA（賴氨酸、蛋氨酸、色氨酸和蘇氨酸）的基礎上添加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葡萄糖的利用。 由此可見，適當降低蛋白水平并保持氨基酸平衡，可以提高機體對葡萄糖的吸收利用，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，也會引起調節豬生長發育相關的內分泌激素出現不良情況， 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 表達水平下降，從而引起血糖代謝紊亂。

3.低蛋白日糧在豬生產中的應用

3.1 提高生長性能

大量研究表明， 在NRC 推薦標準上適當降低日糧CP 水平并保持AA 平衡對豬的生長性能無顯著影響。也有研究報道，日糧CP 水平過高或者過低都會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 個百分點能夠提高哺乳母豬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降低粗蛋白水平并添加氨基酸的日糧，不會影響胎兒生長發育。 李偉躍等將仔豬日糧中粗蛋白較NRC 推薦水平降低1 個百分點并添加氨基酸，對原料采用普通粉碎和微粉碎兩種方式加工，結果表明：不同粉碎粒度和蛋白質水平對仔豬平均日增重、 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，隨著蛋白質水平的下降料重比也有下降趨勢。 由此可見，日糧粗蛋白水平適度下調并補充氨基酸對豬生長性能無不良影響，且能提高飼料利用率。

3.2 改善胴體品質和肉品質

據李寧等采用NE 配制并保持AA 平衡的低蛋白日糧，發現蛋白水平降低約4 個百分點對育肥豬的胴體性狀無不良影響。但Madrid 等在生長育肥上研究發現，飼喂低蛋白日糧對胴體性狀產生了負面影響，減少了屠宰時的肌肉深度，脂肪厚度顯著升高。 Prandini 等采用相近的DE 和ME系統配制日糧發現， 將日糧蛋白水平下降約3%并補充賴氨酸對豬的屠宰率、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，因為降低了分解代謝過量日糧中蛋白質的能量消耗。

3.3 減少氮排放

Madrid 等給生長育肥豬飼喂CP 水平下調2%并適當補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刺激性， 極易溶解在豬的眼結膜和呼吸道粘膜上，引起結膜炎、支氣管炎等系列炎癥。 陳軍等對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，緩解畜牧業對環境產生的負荷；同時豬舍氨氣濃度降低也減少了能夠導致豬眼結膜炎和支氣管炎等炎癥的誘因。

4.小結

豬日糧蛋白水平較NRC 推薦水平下調2%～4%，在不影響生長性能的情況下，不僅可以改善豬腸道形態和菌群組成，降低仔豬腹瀉率，提高機體健康，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殖排放物對環境造成嚴重污染等問題。 因而，低蛋白日糧技術在未來養殖業長足科學的發展中必將扮演著重要角色。但目前低蛋白日糧技術仍存在以下亟待進一步深入研究的問題：1）除了補充前四種限制性AA，還需要進一步研究非必須AA， 即功能性AA 在低蛋白日糧中所起作用；2）研究豬在不同生長階段時， 低蛋白日糧中各種AA 所應達到的最佳含量及比例；3）低蛋白日糧技術，還應探索與有關添加劑聯合應用，如益生菌、酶制劑等，實現最大化改善畜禽機體健康和提高生產性能。

參考文獻（略）