日糧蛋白質(zhì)水平對(duì)生長(zhǎng)肥育豬消化代謝的影響

尚秀國(guó)，鄧 波，朱曉萍，陶 新，袁啟志，馮尚連

（1.佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院生命科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 佛山 5282252；2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，杭州 310021）

畜禽日糧中蛋白質(zhì)含量過高不僅造成資源浪費(fèi)且多余氮排放加重環(huán)境污染。低蛋白日糧可節(jié)約蛋白質(zhì)飼料原料、減少氮排放從而減輕養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境污染壓力[1]。建立在“理想氨基酸模式”基礎(chǔ)上的低蛋白日糧研究取得一定成效，但目前日糧配制中普遍使用消化能（DE）和代謝能（ME）體系，過高估計(jì)蛋白質(zhì)飼料能量，與動(dòng)物實(shí)際需求存在較大偏差[2-3]。凈能（NE）是可在同一基礎(chǔ)上表達(dá)動(dòng)物需求量和所有飼料可利用能量的唯一能量體系[4]。受氨基酸生產(chǎn)工藝影響，日糧中常添加賴氨酸（Lys）、蘇氨酸（Thr）、色氨酸（Trp）和蛋氨酸（Met），未補(bǔ)充纈氨酸（Val）和異亮氨酸（Ile）等，顯著影響動(dòng)物生長(zhǎng)性能[5]。另外，豬機(jī)體代謝機(jī)能和生長(zhǎng)速度受性別影響較大，導(dǎo)致不同性別豬營(yíng)養(yǎng)需要不同[6]。如與閹公豬相比，母豬所需飼料CP營(yíng)養(yǎng)水平較高。因此，本試驗(yàn)采用凈能體系和標(biāo)準(zhǔn)回腸可消化氨基酸模型配制高、低2種蛋白水平日糧，研究低蛋白日糧對(duì)生長(zhǎng)肥育期閹公豬和母豬應(yīng)用效果，為規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)分性別飼養(yǎng)和日糧優(yōu)化配制提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物和試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用2×2雙因素隨機(jī)設(shè)計(jì)，選擇同一批次、初始體重為（68.33±0.881）kg健康“杜×長(zhǎng)×大”生長(zhǎng)豬48頭，其中閹公豬和母豬各24頭。按性別各分為2組（每組12個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1頭試驗(yàn)動(dòng)物），分別為飼喂高、低蛋白日糧的母豬組（HPG和LPG）和閹公豬組（HPB和LPB）。

1.2 日糧配制

參考NRC（2012[6]及理想氨基酸模型，采用凈能體系和標(biāo)準(zhǔn)回腸可消化氨基酸配制日糧。分為兩階段：第一階段日糧飼喂至試驗(yàn)豬體重達(dá)80 kg；第二階段日糧從試驗(yàn)豬80 kg體重飼喂至飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束。高、低蛋白日糧CP含量實(shí)測(cè)值第一階段分別為16.85%和13.10%，第二階段分別為15.40%和11.45%。試驗(yàn)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1。

1.3 飼養(yǎng)管理

飼養(yǎng)試驗(yàn)地點(diǎn)為浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科研基地安吉綠嘉園牧業(yè)有限公司，采用OSBORNE?奧飼本種豬生產(chǎn)性能測(cè)定系統(tǒng)（奧飼本牧業(yè)設(shè)備有限公司，上海）記錄每頭豬每天采食量和體重。豬舍為水泥地面并設(shè)有乳頭式飲水器，常規(guī)飼養(yǎng)管理。試驗(yàn)豬自由采食飲水，預(yù)試期7 d，正式期51 d。

1.4 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率測(cè)定

飼料樣品采集：收集第二階段高、低蛋白試驗(yàn)日糧各300 g，密封后置于-20℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

糞便樣品采集和處理：飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束前7 d，每組選取6頭試驗(yàn)豬，收集新鮮糞便樣品約100 g并分為兩份，其中一份按照糞便樣品重量10%加入稀硫酸固氮，另一份密封后置于-20℃冰箱保存?zhèn)溆谩⑦B續(xù)采集7 d糞便樣品按照試驗(yàn)動(dòng)物不同分別混合均勻后，65℃烘干至恒重。

飼料和糞便營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括粗蛋白質(zhì)（CP）、粗脂肪（EE）、鈣（Ca）和磷（P）含量，測(cè)定方法均參照《飼料成分及飼料質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)》[7]。營(yíng)養(yǎng)成分表觀消化率計(jì)算公式：

營(yíng)養(yǎng)成分表觀消化率（%）=100×[1-(N1/N2)×(Ash1/Ash2)]

式中，N1為糞便樣品中該營(yíng)養(yǎng)成分百分含量，N2為日糧樣品中該營(yíng)養(yǎng)成分百分含量，Ash1和Ash2分別為日糧和糞便中酸不溶灰分百分含量。

表1 試驗(yàn)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平（干物質(zhì)基礎(chǔ)）Table 1 Compositions and nutrition levels of experimental diets(Dry matter basis)(%)

1.5 血清生化指標(biāo)檢測(cè)

血液樣品采集和血清制備：在飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束前禁食12 h，每組選取接近平均體重的8頭試驗(yàn)豬，共32頭，前腔靜脈采血。血樣于3 000 r·min-1離心15 min，吸取血清分裝至Eppendorf管并于-80℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

血清生化指標(biāo)檢測(cè)總蛋白（TP）、白蛋白（ALB）、葡萄糖（GLU）、尿素氮（UN）、總膽固醇（TCH）和甘油三酯（TG）等含量。均采用南京建成生物工程研究所提供試劑盒測(cè)定，嚴(yán)格按照試劑盒說明操作。

1.6 肝臟代謝指標(biāo)檢測(cè)

飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束，每組屠宰8頭。收集肝左內(nèi)葉相同部位約5 g組織樣品置于5 mL凍存管液氮冷凍，屠宰試驗(yàn)結(jié)束后移至-80℃冰箱保存待測(cè)。

肝臟代謝指標(biāo)檢測(cè)游離脂肪酸（NEFA）、丙酮酸（PA）、葡萄糖（GLU）和尿素氮（UN）等含量。均采用南京建成生物工程研究所提供試劑盒測(cè)定，嚴(yán)格按照試劑盒說明操作。

1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

使用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件一般線性模型（GLM）程序?qū)?shù)據(jù)作2×2因子分析，Duncan法作多重比較，結(jié)果以平均值和集合標(biāo)準(zhǔn)誤（SEM）表示，P＜0.05表示差異顯著，P＜0.01表示差異極顯著。每組試驗(yàn)豬生長(zhǎng)性能n=12，養(yǎng)分表觀消化率指標(biāo)n=6，血清和肝臟指標(biāo)n=8。

2 結(jié)果與分析

2.1 日糧蛋白質(zhì)水平對(duì)生長(zhǎng)肥育豬生長(zhǎng)性能影響

由表2可知，試驗(yàn)豬平均日增重（ADG）在總處理間差異極顯著（P＜0.01）。組間比較結(jié)果表明，在不同性別間，與HPG相比，HPB組提高17.40%（P＜0.05）；與LPG相比，LPB組提高16.01%（P＜0.05）。日糧蛋白質(zhì)水平上，組間比較結(jié)果差異不顯著（P＞0.05）。主效應(yīng)分析結(jié)果表明，日糧蛋白質(zhì)水平對(duì)ADG無顯著影響（P＞0.05）。與母豬相比，閹公豬ADG提高16.69%（P＜0.01）。日糧蛋白質(zhì)水平和試驗(yàn)豬性別間無顯著交互作用（P＞0.05）。

表2 日糧蛋白質(zhì)水平對(duì)生長(zhǎng)肥育豬生長(zhǎng)性能的影響Table 2 Effects of dietary protein levels on the growth performance of growing-finishing pigs

平均日采食量（ADFI）在總處理間差異極顯著（P＜0.01）。組間比較結(jié)果表明，不同性別間，與HPG相比，HPB組提高19.65%（P＜0.05）；與LPG相比，LPB組提高13.54%（P＜0.05）。日糧蛋白質(zhì)水平上，組間比較結(jié)果差異不顯著（P＞0.05）。主效應(yīng)分析結(jié)果表明，日糧蛋白質(zhì)水平對(duì)ADFI無顯著影響（P＞0.05）。與母豬相比，閹公豬ADFI提高16.61%（P＜0.01）。日糧蛋白質(zhì)水平和試驗(yàn)豬性別間無顯著交互作用（P＞0.05）。

料重比（F/G）在總處理間差異不顯著（P＞0.05）。主效應(yīng)分析結(jié)果表明，與高蛋白日糧相比，低蛋白日糧可使試驗(yàn)豬F/G降低5.72%（P＜0.05）；母豬和閹公豬間無顯著差異（P＞0.05）。日糧蛋白質(zhì)水平與試驗(yàn)豬性別間無顯著交互作用（P＞0.05）。

2.2 日糧蛋白質(zhì)水平對(duì)生長(zhǎng)肥育豬養(yǎng)分表觀消化率的影響

由表3可知，粗蛋白質(zhì)表觀消化率在總處理間差異極顯著（P＜0.01）。不同性別組間比較結(jié)果差異不顯著（P＞0.05）。日糧蛋白質(zhì)水平上，與HPG相比，LPG組顯著降低（P＜0.05）；與HPB相比，LPB組顯著降低（P＜0.05）。主效應(yīng)分析結(jié)果表明，低蛋白日糧極顯著降低CP消化率（P＜0.01）；與母豬相比，閹公豬CP消化率顯著降低（P＜0.05）。日糧蛋白質(zhì)水平和試驗(yàn)豬性別間無顯著交互作用（P＞0.05）。

粗脂肪（EE）消化率在總處理間差異極顯著（P＜0.01）。組間比較結(jié)果表明，在不同性別間，與HPG相比，HPB組顯著降低（P＜0.05）； LPG和LPB組無顯著差異（P＞0.05）。日糧蛋白質(zhì)水平上，HPG和LPG組無顯著差異（P＞0.05）；與HPB相比，LPB組顯著增加（P＜0.05）。主效應(yīng)分析結(jié)果表明，低蛋白日糧極顯著增加EE消化率（P＜0.01）；母豬和閹公豬間差異不顯著（P＞0.05）。日糧蛋白質(zhì)水平和試驗(yàn)豬性別間呈顯著交互作用（P＜0.05），具體表現(xiàn)為日糧蛋白質(zhì)水平對(duì)閹公豬影響較大。

鈣（Ca）消化率在總處理間差異極顯著（P＜0.01）。組間比較結(jié)果表明，不同性別間，與HPG相比，HPB組顯著降低（P＜0.05）；與LPG相比，LPB組顯著降低（P＜0.05）。日糧蛋白質(zhì)水平上，與HPG相比，LPG組顯著降低（P＜0.05）；與HPB相比，LPB組顯著降低（P＜0.05）。主效應(yīng)分析結(jié)果表明，低蛋白日糧極顯著降低Ca消化率（P＜0.01）；與母豬相比，閹公豬Ca消化率極顯著降低（P＜0.01）。日糧蛋白質(zhì)水平和試驗(yàn)豬性別間，無顯著交互作用（P＞0.05）。

磷（P）消化率在總處理間差異極顯著（P＜0.01）。不同性別組間比較結(jié)果差異不顯著（P＞0.05）。日糧蛋白質(zhì)水平上，與HPG相比，LPG組顯著降低（P＜0.05）；與HPB相比，LPB組顯著降低（P＜0.05）。主效應(yīng)分析結(jié)果表明，低蛋白日糧極顯著降低Ca消化率（P＜0.01）；與母豬相比，閹公豬P消化率極顯著降低（P＜0.01）。日糧蛋白質(zhì)水平和試驗(yàn)豬性別間無顯著交互作用（P＞0.05）。

表3 日糧蛋白質(zhì)水平對(duì)生長(zhǎng)肥育豬表觀消化率的影響Table 3 Effects of dietary protein levels on the nutrient apparent digestibility of growing-finishing pigs (%)

2.3 日糧蛋白質(zhì)水平對(duì)生長(zhǎng)肥育豬血清生化指標(biāo)的影響

結(jié)果見表4。

由表4可知，血清總蛋白（TP）含量在總處理間差異顯著（P＜0.05）。組間比較結(jié)果表明，不同性別間，與HPG相比，HPB組顯著降低（P＜0.05）；LPG和LPB組無顯著差異（P＞0.05）。日糧蛋白質(zhì)水平上，與HPG相比，LPG組顯著降低（P＜0.05）；HPB和LPB組無顯著差異（P＞0.05）。主效應(yīng)分析結(jié)果表明，日糧蛋白質(zhì)水平和試驗(yàn)豬性別對(duì)TP含量均無顯著影響（P＞0.05），但兩者間呈極顯著交互作用（P＜0.01），具體表現(xiàn)為飼喂低蛋白日糧母豬組TP含量降低，而閹公豬組增加。

血清葡萄糖（GLU）含量在總處理間差異不顯著（P＞0.05）。主效應(yīng)分析結(jié)果表明，日糧蛋白質(zhì)水平對(duì)GLU含量無顯著影響（P＞0.05）；閹公豬GLU含量顯著高于母豬（P＜0.05）。日糧蛋白質(zhì)水平和試驗(yàn)豬性別間無顯著交互作用（P＞0.05）。

血清尿素氮（UN）含量在總處理間差異不顯著（P＞0.05）。主效應(yīng)分析結(jié)果表明，低蛋白日糧顯著降低UN含量（P＜0.05）；閹公豬和母豬間無顯著差異（P＞0.05）。日糧蛋白質(zhì)水平和試驗(yàn)豬性別間無顯著交互作用（P＞0.05）。

血清白蛋白（ALB）、總膽固醇（TCH）和甘油三酯（TG）含量在總處理間均差異不顯著（P＞0.05）。主效應(yīng)分析結(jié)果表明，日糧蛋白質(zhì)水平和試驗(yàn)豬性別對(duì)ALB、TCH和TG含量均無顯著影響（P＞0.05），兩者間無顯著交互作用（P＞0.05）。

表4 日糧蛋白質(zhì)水平對(duì)生長(zhǎng)肥育豬血清生化指標(biāo)的影響Table 4 Effects of dietary protein levels on serum biochemical indices of growing-finishing pigs

2.4 日糧粗蛋白質(zhì)水平對(duì)不同性別生長(zhǎng)肥育豬肝臟代謝指標(biāo)的影響

結(jié)果見表5。

由表5可知，肝臟GLU含量在總處理間差異極顯著（P＜0.01）。組間比較結(jié)果表明，不同性別間，與HPG相比，HPB組顯著降低51.47%（P＜0.05）；與LPG相比，LPB組顯著降低60.0%（P＜0.05）。日糧蛋白質(zhì)水平上，組間比較結(jié)果差異不顯著（P＞0.05）。主效應(yīng)分析結(jié)果表明，與母豬相比，閹公豬GLU含量極顯著降低（P＜0.01），日糧蛋白質(zhì)水平對(duì)GLU含量無顯著影響（P＞0.05），兩者間無顯著交互作用（P＞0.05）。

肝臟游離脂肪酸（NEFA）含量在總處理間差異顯著（P＜0.05）。組間比較結(jié)果表明，在不同性別間，與HPG相比，HPB組顯著增加34.12%（P＜0.05）； LPG和LPB組無顯著差異（P＞0.05）。日糧蛋白質(zhì)水平上，組間比較結(jié)果差異不顯著（P＞0.05）。主效應(yīng)分析結(jié)果表明，母豬和閹公豬NEFA含量無顯著差異（P＞0.05）；低蛋白日糧極顯著增加NEFA含量（P＜0.01），兩者間無顯著交互作用（P＞0.05）。

肝臟丙酮酸（PA）含量在總處理間差異顯著（P＜0.05）。組間比較結(jié)果表明，在不同性別間，HPG和HPB組無顯著差異（P＞0.05）；與LPG相比，LPB組顯著降低19.31%（P＜0.05）。日糧蛋白質(zhì)水平上，HPG和LPG組差異不顯著（P＞0.05），與HPB組相比，LPB組顯著降低23.87%（P＜0.05）。主效應(yīng)分析結(jié)果表明，與母豬相比，閹公豬PA含量顯著降低（P＜0.05）；低蛋白日糧極顯著降低PA含量（P＜0.01），兩者間無顯著交互作用（P＞0.05）。

肝臟UN含量在總的處理間差異不顯著（P＞0.05）。主效應(yīng)分析結(jié)果表明，日糧蛋白質(zhì)水平和試驗(yàn)豬性別對(duì)UN含量均無顯著影響（P＞0.05），但兩者具有顯著交互作用（P＜0.05），具體表現(xiàn)為飼喂低蛋白日糧母豬組UN降低，閹公豬組增加。

表5 日糧蛋白質(zhì)水平對(duì)生長(zhǎng)肥育豬肝臟代謝指標(biāo)的影響Table 5 Effects of dietary protein levels on hepatic metabolism indices of growing-finishing pigs

3 討論與結(jié)論

畜禽日糧蛋白質(zhì)需要實(shí)際為氨基酸需要，因此在滿足必需氨基酸和氮需要前提下適當(dāng)降低日糧CP水平不影響動(dòng)物生長(zhǎng)[8]。但日糧CP含量過低，導(dǎo)致動(dòng)物攝入支鏈氨基酸、非必需氨基酸或總氮量不足，此時(shí)某些非必需氨基酸成為“必需”氨基酸，顯著影響動(dòng)物健康和生產(chǎn)性能[9-10]。與DE/ME評(píng)估體系相比，NE體系可更精確評(píng)估飼料能量，預(yù)測(cè)豬性能表現(xiàn)更準(zhǔn)確，尤其適用于配制低蛋白日糧[11]。與表觀回腸可消化氨基酸相比，標(biāo)準(zhǔn)回腸可消化氨基酸可有效消除機(jī)體后端消化道發(fā)酵影響和內(nèi)源氮干擾，更符合動(dòng)物對(duì)飼料氨基酸實(shí)際需要量[12]。以往低蛋白日糧配制多采用DE/ME或僅添加Lys、Met、Thr和Trp等4種氨基酸，顯著降低生長(zhǎng)肥育豬ADG和ADFI[13-14]。本試驗(yàn)基于凈能和標(biāo)準(zhǔn)回腸可消化氨基酸體系配制的低蛋白氨基酸平衡日糧，其CP水平前期分別從16.85%降至13.10%、后期從15.40%降至11.45%，不僅不影響閹公豬和母豬日增重，還可提高飼料轉(zhuǎn)化率。低蛋白日糧配制中結(jié)合凈能和標(biāo)準(zhǔn)回腸可消化氨基酸體系的綜合應(yīng)用，可在一定程度上改善豬生長(zhǎng)性能。

研究表明日糧CP降低3個(gè)百分點(diǎn)，生長(zhǎng)肥育豬粗蛋白質(zhì)、鈣和磷表觀消化率均顯著降低[15]。Qiu等研究發(fā)現(xiàn)，低蛋白日糧對(duì)母豬粗蛋白質(zhì)表觀消化率無顯著影響，且隨著日糧CP水平降低，除Arg和His，多數(shù)必需氨基酸消化率呈線性提高，多數(shù)非必需氨基酸消化率呈線性降低[16]。本試驗(yàn)中低蛋白日糧降低母豬粗蛋白質(zhì)表觀消化率，但降低幅度較小且未影響其生長(zhǎng)性能，表明日糧蛋白質(zhì)攝入量可滿足機(jī)體維持健康和生長(zhǎng)對(duì)外源氨基酸需要，通過降低多數(shù)非必需氨基酸消化率影響粗蛋白質(zhì)消化率，但尚需進(jìn)一步分析。本研究還發(fā)現(xiàn)低蛋白日糧顯著改善閹公豬粗脂肪表觀消化率，可能因低蛋白質(zhì)水平減少機(jī)體氮周轉(zhuǎn)代謝所需消耗能量，提高能量利用效率[17]。因此配制低蛋白日糧時(shí)，可適當(dāng)降低能量水平，可能是低蛋白日糧易導(dǎo)致豬肉背膘厚度增加的潛在原因[1]。本試驗(yàn)中磷表觀消化率降低與日糧中賴氨酸和磷比例有關(guān)，提示在配制低蛋白日糧時(shí)可通過適當(dāng)提高植酸酶添加量改善機(jī)體對(duì)總磷的消化吸收。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，低蛋白日糧對(duì)生長(zhǎng)肥育豬蛋白質(zhì)代謝的影響存在性別差異。即低蛋白日糧可導(dǎo)致母豬血清總蛋白含量顯著降低，對(duì)閹公豬無顯著影響。因此，配制日糧時(shí)，與同等體重閹公豬相比，母豬日糧蛋白質(zhì)水平需提高0.88～1.06%（NRC，2012）[6]。血清尿素氮是動(dòng)物機(jī)體中蛋白質(zhì)、氨基酸代謝終產(chǎn)物，其含量與體內(nèi)氮沉積和蛋白利用率呈負(fù)相關(guān)，被視為衡量氮排放量的特異性指標(biāo)[18]。本試驗(yàn)結(jié)果中飼喂低蛋白日糧顯著降低豬血清尿素氮含量，與體內(nèi)氨基酸沉積增加有關(guān)[19]，與前人研究結(jié)果一致[20-21]。本試驗(yàn)還證實(shí)低蛋白日糧除影響蛋白質(zhì)代謝外，還可通過調(diào)節(jié)機(jī)體糖類代謝和脂類代謝促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)成分的利用，提高飼料轉(zhuǎn)化率。綜上，在規(guī)模養(yǎng)豬生產(chǎn)中，針對(duì)不同性別育肥豬，應(yīng)配制不同蛋白水平日糧，以發(fā)揮其最佳生產(chǎn)性能。