異亮氨酸是仔豬安全斷奶中氨基酸平衡的關鍵環節

張相鑫

摘? 要：日糧中較高水平的蛋白質不僅會增加環境中氮的排泄量，加劇富營養化和空氣污染，還不利于動物健康。但在飼喂含低濃度蛋白的日糧時，合適的氨基酸平衡是在不影響仔豬生產性能的情況下進行安全斷奶的關鍵方法之一。其中日糧中異亮氨酸的含量非常重要，如果缺乏，會顯著影響斷奶仔豬的采食量和平均日增重。

關鍵詞：低蛋白日糧；氨基酸平衡；異亮氨酸；亮氨酸

中圖分類號：S816 文獻標志碼：C 文章編號：1001-0769（2022）05-0019-04

自2017年以來，飼料生產者、養豬生產者、高校和飼料產業鏈中的其他許多合作伙伴一直在努力使仔豬在不使用藥用氧化鋅的情況下安全斷奶，以趕上歐盟設定的2022年6月的最后期限。一些國家甚至在歐盟設定的最后期限之前就已經決定禁止使用高劑量的氧化鋅，這給行業帶來了更大的壓力，但在如何應對這一挑戰方面也獲得了一些見解。同時，其他與動物健康相關的立法也開始發揮作用，例如減少銅的使用和抗生素的使用。所有產業鏈中的合作伙伴都認為，健康斷奶的解決方案是綜合管理、保健和飼料的多因素方法。飼料具有重要影響，尤其是蛋白質和氨基酸等基礎成分。

1? 過量的氮不僅會給環境造成壓力，而且還會影響動物健康

日糧中過量的蛋白質會增加環境中氮的排泄量，加劇富營養化和空氣污染。此外，歐盟和一些成員國制定了減少氮污染的雄心目標，這將轉化為對商業性生產產生直接影響的嚴格立法。過量的未消化蛋白質不僅會影響環境，也會影響動物本身。未消化的蛋白質會在動物的胃腸道中發酵，產生氨等有毒代謝物，損害腸道完整性（圖1），從而引發更多的健康問題。

已知的引起斷奶后腹瀉的病原體，如大腸桿菌，喜歡發酵蛋白質。其結果是，病原體過度生長、生態失調、內毒素分泌增加等都將增加動物對抗菌藥物的需求，導致生產性能嚴重受損。因此，動物的腸道健康與蛋白質的供應（包括質量和數量）密切相關。

2? 減少未消化的蛋白質

為減少未消化的蛋白質，必須對日糧中蛋白質飼料的質量和數量進行研究。一方面，高度可消化的蛋白質來源，如大豆濃縮蛋白，可形成良好的蛋白質營養基礎。但是，具有良好可消化氨基酸組成的原料卻十分昂貴。作為選擇，更多當地的、通常濃度較低的、不易消化的替代品在飼料配方中占據了一席之地，這增加了對氨基酸校正的需要，以確保動物能夠獲得最佳的生產性能。另一方面，降低飼料中蛋白質的含量與降低動物腸道中蛋白質的總量直接相關，進而可限制病原體過度生長的可能性。遺憾的是，在保持高生產性能和最大限度降低蛋白質含量之間找到合適的平衡點涉及很多因素，尤其是合適的氨基酸平衡。氨基酸在仔豬斷奶過程中不使用氧化鋅和以更環保的方式減少抗生素使用方面發揮著核心作用。

3? 低蛋白日糧中的氨基酸

能否降低飼料中蛋白質含量在很大程度上取決于必需氨基酸的利用率。如今，異亮氨酸、組氨酸和依賴配方的亮氨酸等氨基酸越來越有限。幸運的是，L-異亮氨酸和L-組氨酸鹽酸鹽最近已經上市，進一步降低了日糧中蛋白質的含量，確保了動物的健康和生產性能。

一方面，組氨酸的化學結構具有典型的咪唑環（平面五元環），是一種必需氨基酸。組氨酸作為組胺前體具有重要功能，參與免疫和蛋白質消化，因為它可刺激胃壁細胞分泌胃酸。良好的胃內酸化是促進蛋白質消化的基礎，因為胃蛋白酶原在酸性環境中才能轉化為具有活性的胃蛋白酶，將蛋白質分解成更小的肽。

另一方面，異亮氨酸是支鏈氨基酸? ? （branched chain amino acid，BCAA）家族的成員，僅次于亮氨酸和纈氨酸。BCAA比較特殊，在骨骼肌中降解而不是在肝臟中。此外，BCAAs由相同的酶分解代謝。這三種BCAA都可刺激分解代謝，其中亮氨酸被認為是導致其他兩種氨基酸發生轉氨作用和氧化作用的主要刺激物。BCAA約占骨骼肌中必需氨基酸的35％，因此不同BCAA之間的平衡對于實現最佳的蛋白質沉積非常重要。異亮氨酸在低蛋白日糧中是缺失的一環，因為日糧中亮氨酸通常過量，而纈氨酸多年來一直以游離形式被利用。因此，異亮氨酸作為低蛋白日糧中下一個限制性氨基酸引起了人們極大的關注。

4? 異亮氨酸作為下一個限制性氨基酸

大量研究表明，異亮氨酸缺乏可導致保育豬減少采食量，從而造成生產性能不佳。為了在不影響生產性能的情況下進一步降低仔豬日糧中的蛋白質含量，至關重要的是要充分了解斷奶仔豬對包括異亮氨酸在內的下一個限制性氨基酸的需要量。

荷蘭瓦格寧根畜牧研究所進行的劑量反應研究表明，在氨基酸供應和異亮氨酸充足的條件下，保育豬日糧中的蛋白質水平可降至15％。為確定異亮氨酸的需要量，該試驗采用6種標準回腸可消化（standardised ileal digestible，SID）異亮氨酸水平不斷增加的日糧。基礎日糧（試驗組1）由玉米（43.5％）、小麥（29.0％）和大麥（8.4％）組成粗蛋白含量約為150.0 g/kg，SID賴氨酸含量為12.0 g/kg，異亮氨酸是限制性氨基酸（SID異亮氨酸含量為4.4 g/kg）。試驗組2～6的日糧通過以淀粉為代價添加游離L-異亮氨酸來增加SID異亮氨酸的水平，直到分別達到4.95、5.50、6.05、6.60和7.15 g/kg SID異亮氨酸的水平。其他氨基酸保持穩定并根據需要進行平衡。

將384頭仔豬隨機分為6組。試驗為期28 d，從斷奶后第6天開始，在采用人工加熱、通風和照明的豬舍中進行。所有試驗日糧均不添加藥用氧化鋅。

試驗采用低蛋白基礎日糧（粗蛋白含量約150 g/kg）進行劑量反應研究，其中異亮氨酸是限制性氨基酸，而其他所有氨基酸的水平均達到需要量。在整個試驗期間，異亮氨酸水平較低的試驗日糧組（試驗組1～3）仔豬的采食量和平均日增重明顯較低，這表明日糧中缺乏異亮氨酸會導致仔豬的采食量減少和日增重降低。

從整個試驗期來看，異亮氨酸的水平對仔豬的采食量和平均日增重有顯著影響（P＜0.001）。添加異亮氨酸后，試驗組4仔豬的采食量和平均日增重增加，之后達到穩定狀態（圖2）。試驗組1的飼料轉化率高于其他試驗組的（P＜0.05）。在整個試驗過程中，利用指數模型對仔豬采食量估算的SID異亮氨酸需要量為6.18 g/kg（異亮氨酸∶賴氨酸為52％）。利用指數模型對平均日增重優化估算的SID異亮氨酸需要量為6.11 g/kg。

如上所述，過量添加亮氨酸可能會影響纈氨酸和異亮氨酸的需要量，因為亮氨酸作為共同酶系統的刺激物，會降低纈氨酸和異亮氨酸的利用率。而且，在谷物型低蛋白日糧中，日糧中的亮氨酸含量一般相當低，這導致異亮氨酸的需要量相對較低。Van Milgen等（2012）對斷奶仔豬的異亮氨酸需要量研究進行了薈萃分析。他們的結論是，日糧中異亮氨酸的含量低于需要量會導致仔豬的采食量和平均日增重明顯降低，這與本研究的結果一致。在該薈萃分析中，當日糧中異亮氨酸含量低于仔豬需要量的10％時，采食量降低15％，平均日增重降低21％。在日糧中使用血液產品會增加日糧中亮氨酸的含量。因此，日糧的亮氨酸水平是影響日糧中異亮氨酸含量的關鍵因素。研究發現，在不添加血液產品的日糧中，異亮氨酸的需要量低于NRC（2012）的推薦量。該薈萃分析表明，斷奶仔豬的SID異亮氨酸與SID賴氨酸的推薦比值至少為50％。這與瓦格寧根畜牧研究所為CJ Europe公司進行的研究結果一致。

5? 氨基酸在低蛋白日糧中的關鍵作用

過量的未消化蛋白質不僅會影響環境，還會對動物本身產生負面影響。本研究結果表明，當日糧中的異亮氨酸水平較低時，斷奶仔豬的采食量和平均日增重會明顯降低，這表明在降低斷奶仔豬日糧中的蛋白質水平時，應防止異亮氨酸缺乏。顯然，在飼喂低蛋白日糧時，合適的氨基酸平衡是在不影響仔豬生產性能的情況下進行安全斷奶的關鍵方法之一。

原題名：Isoleucine： A missing link in the pivotal role of amino acids in safe weaning（英文）

原作者：Bart Matton和Diana Siebert