林萌萌,鄭愛華*,劉 玉,徐小蛟
(1.天水市畜牧技術推廣站,甘肅 天水 741008;2.唐人神集團股份有限公司,湖南 株洲 412007)
我國是養豬大國,豬肉產量較高,但飼料資源嚴重匱乏,尤其是蛋白質飼料原料的進口依存度較高,2022年3月以來豆粕等大宗蛋白原料行情高漲,小麥、玉米等能量原料價格也隨之升高,飼料價格較高導致養豬成本進一步增加。同時,飼料利用效率不高不僅增加豬的代謝負擔,而且導致養分大量過腹排放,尤其氮排放污染對環境影響較為突出[1]。這些問題成為制約養豬業可持續發展的關鍵。隨著科學研究的不斷深入,特別是低蛋白日糧配制技術的發展,在合理添加合成氨基酸和酶制劑的前提下,配合飼料中粗蛋白(CP)和磷(P)的水平可以顯著降低,為減少豬日糧中蛋白原料的使用及降低養殖污染打開了新思路。2022年中國飼料工業協會發布的T/CFIAS 8001—2022《生豬低蛋白低豆粕多元化日糧生產技術規范》對低蛋白日糧設計及使用作出了相關規定和指導,標志著豬低蛋白日糧逐漸被廣泛應用。本文對低蛋白日糧的營養技術及其在養豬生產中的應用效果等方面的研究進展進行綜述,以期為低蛋白日糧在養豬生產中的應用提供理論參考。
低蛋白日糧是以凈能為基礎,依據蛋白質營養的實質和氨基酸營養平衡理論,在不影響動物生產性能和產品品質的條件下,通過添加合成氨基酸及其類似物、優化蛋白源結構等方法,將日糧中的粗蛋白水平按NRC標準降低2.0%~4.0%,達到減少蛋白原料用量和氮排泄的一種日糧[2-3]。蛋白質進入動物體內被分解成氨基酸和小肽才能被吸收利用。低蛋白日糧是基于理想氨基酸模型,用合成氨基酸來代替成本較高的常規蛋白原料(豆粕、魚粉等),實現飼料成本的降低,同時通過氨基酸平衡和提高蛋白質利用率實現與高蛋白日糧相當的生產成績[4]。因為低蛋白日糧使豬的消化、代謝負擔降低,所以可提高豬群的健康度。從本質上說,低蛋白日糧是精準營養的應用和精準配方的體現。
在玉米—豆粕型的豬日糧中,賴氨酸(Lys)是第一限制性氨基酸,第二、三、四限制性氨基酸依次為蘇氨酸(Thr)、蛋氨酸(Met)和色氨酸(Trp)。關于平衡日糧中這4種必需氨基酸降低蛋白水平對豬生長性能的影響報道較多,且研究結果不一。黃保平等[5]研究表明,傳統日糧粗蛋白含量為14.7%,將其粗蛋白含量降低1.5%和3.0%,并添加這4種必需氨基酸,對40 kg育肥豬采食量、日增重、料重比等指標沒有顯著影響。陳吉紅等[6]研究表明,在這4種必需氨基酸平衡的條件下,日糧粗蛋白降低2個百分點,20~60 kg、60~120 kg階段豬采食量和日增重沒有顯著差異,但對日增重有促進作用,料重比顯著降低。安靖等[7]研究表明,將粗蛋白含量為16%的日糧粗蛋白水平降低2個百分點,無論是否補充這4種氨基酸均不會對育肥豬的生長性能產生明顯影響。Yin等[8]將粗蛋白含量分別為20%、18%、16%的仔豬、生長豬、育肥豬日糧中的粗蛋白降低3個百分點并平衡這4種必需氨基酸,對仔豬、生長豬及育肥豬的采食量和體重均沒有顯著影響,當粗蛋白降低6個百分點同時平衡這4種必需氨基酸時,豬的采食量和日增重顯著降低,說明采食量及日增重與粗蛋白及氨基酸限制水平有關。Qin等[9]將豬日糧中的粗蛋白降低4個百分點并補充4種限制性氨基酸,對豬的生長性能沒有影響,當降低幅度超過4個百分點時,即使補充氨基酸也會對豬的生長性能產生負面影響。綜上,日糧中粗蛋白水平在NRC推薦的標準上在一定范圍內降低,同時補充飼喂限制性氨基酸不會對育肥豬生長性能產生不良影響,但當降低幅度過大時,會對豬的生長性能產生不利影響,說明當蛋白水平過低時,僅補充4種必需氨基酸不能滿足機體對氨基酸的需求,日糧中蛋白水平越低,限制性氨基酸的種類就越多,導致日糧中氨基酸不平衡。
豬糞尿中的氮產生原因是日糧中攝入的蛋白質大于機體的實際需要量,過多的氮不能被機體消化吸收,隨糞尿排出體外后會對環境造成一定污染。日糧粗蛋白水平每降低1個百分點,生長育肥豬糞便氮降低8.9%~10.7%,尿氮降低16.6%~21.2%[10]。吳東等[11]研究顯示,生長豬日糧粗蛋白水平由17%分別降至15%和14%時,血清中的尿素氮分別下降11.59%和16.05%,舍內氨氣濃度分別下降14.62%和20.13%,氮排泄量分別下降11.4%和15.7%;育肥豬日糧粗蛋白水平由15%分別降至14%和13%時,血清中的尿素氮分別下降10.05%和17.31%,舍內氨氣濃度分別下降8.19%和15.57%,氮排泄量分別下降8.9%和15.2%。胡琴等[12]將日糧中的粗蛋白由15.49%降至12.59%,育肥豬氮排泄量比對照降低23.96%。綜上,降低豬日糧蛋白水平的同時補充飼喂限制性氨基酸,可以降低糞污中氮的含量,有效降低豬糞便對環境的污染。
仔豬生長發育速度快,對蛋白需求高,NRC(2012)營養標準推薦仔豬日糧粗蛋白含量為18.88%~22.69%。飼料中蛋白過剩會增加肝腎負擔,使肝、腎代謝和解毒功能長期亢奮,造成豬群健康水平下降[6]。仔豬消化系統還未發育成熟,消化酶分泌不足導致對蛋白質的消化利用率偏低,未消化的蛋白質在腸道內發酵容易造成腹瀉[13]。研究表明仔豬日糧粗蛋白水平由23.1%下降到18.9%并平衡必需氨基酸,仔豬腹瀉率明顯下降[14]。粗蛋白水平由20%降低3%,并平衡4種必需氨基酸,十二指腸中腸肽酶、蔗糖酶、麥芽糖酶、葡萄糖酶以及空腸乳糖酶的基因表達豐度提高,胃黏膜胃蛋白酶A基因的表達提高[15]。張濤等[16]通過總結近幾年的研究發現,仔豬日糧中粗蛋白含量降低4%~6%時,對其生長性能沒有影響,還能改善腸道健康。同時對7個試驗的回腸可消化賴氨酸含量與高蛋白和低蛋白組的平均日增重進行相關性分析,得出蛋白質營養的本質是氨基酸營養。粗蛋白含量高不能保證生長性能好,回腸可消化賴氨酸水平和平衡氨基酸營養是關鍵。綜上,豬腸道菌群與日糧蛋白水平密切相關,尤其低蛋白日糧能促進和提高腸道內各種消化酶的分泌,改善豬腸道健康狀況,降低仔豬腹瀉率,因此低蛋白日糧的應用對于豬尤其是仔豬腸道菌群條件改善尤為重要。
王東等[17]研究發現,與粗蛋白含量為15.6%的日糧相比,用粗蛋白含量為14.6%和13.6%的日糧飼喂杜×民雜交育肥豬時,豬肉pH分別降低44.23%和34.62%,肉色L*亮度值分別提高12.08%和2.76%,豬肉中的粗脂肪分別增加10.53%和36.84%,說明降低日糧粗蛋白對肉品質和營養成分能夠起到一定的改善作用。Li等[18]將日糧粗蛋白水平降低3%后發現能夠提高肥育豬背最長肌紅度(a*)、肌內脂肪和單不飽和脂肪酸含量,降低剪切力,提高肉品質。大量研究結果表明,低蛋白氨基酸平衡日糧可以通過改善肉色、肌纖維含量、pH、肌內脂肪、嫩度等指標改善肉品質,可能是因為低蛋白日糧會影響肌纖維和脂肪代謝等與肉質相關基因的表達,從而改善肉品質。因此,低蛋白日糧補充氨基酸日糧模式對于改善肉的風味、色澤、口感等指標都具有重要意義。
低蛋白日糧具有保護環境、降低飼料成本、緩解畜禽胃腸壓力等作用,大力推行低蛋白日糧技術能夠促進我國豬產業的可持續發展,其對豬的營養需要量模型、生產性能影響機制等問題還需要進一步研究。