基于Meta分析評估豆粕替代品對豬生長性能的影響

宋佳純 蘆春蓮 李 尚 桂若虹 劉吉祥 劉松瓚 曹洪戰(zhàn)

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院,保定 071000)

隨著我國在單胃動物(豬、禽)等養(yǎng)殖過程中蛋白質(zhì)飼料原料的比重越來越高,中國國內(nèi)大豆供應(yīng)不足,進口大豆數(shù)量持續(xù)攀升。因此,尋求豆粕(SBM)替代產(chǎn)品迫在眉睫。為加快SBM減量替代行動,畜牧業(yè)應(yīng)在需求端壓減豆粕用量,在供給端增加替代資源供應(yīng),從而保障我國飼料的供給及質(zhì)量安全。SBM作為豬飼糧的主要蛋白質(zhì)來源,其含有的氨基酸可以滿足豬的營養(yǎng)需要[1]。然而,SBM中的一些抗?fàn)I養(yǎng)因子尤其是胰蛋白酶抑制劑、抗原蛋白和植酸,不僅影響營養(yǎng)素的消化和吸收[2],還誘導(dǎo)與受損腸功能相關(guān)的炎癥和氧化應(yīng)激[3]。單胃動物體內(nèi)沒有降解低聚糖的特定內(nèi)源酶,所以不能消化SBM中的非淀粉多糖[4-5]。值得注意的是,雖然一些替代品的抗?fàn)I養(yǎng)因子含量高于SBM,且會降低蛋白質(zhì)溶解度、蛋白質(zhì)水解消化率和酶活性,但是,在一定限度內(nèi)不會對豬生長性能產(chǎn)生不利影響[6]?；赗語言的Meta分析是把若干個獨立試驗在同一主題上進行綜合分析的方法[7],其特點是能最大限度地減少主觀影響和最大可能地確保結(jié)論的科學(xué)性和真實性。Meta分析近年來已經(jīng)在畜牧業(yè)上應(yīng)用,包括發(fā)酵飼料[8]、抗生素替代品[9]和能量攝取[10]等對豬生長和健康的影響。不同國家根據(jù)自身飼料原料地域分布特點或者經(jīng)濟原因為解決以上問題采取了不同的策略。在本研究中,通過Meta分析對SBM替代產(chǎn)品進行了生長性能方面的研究,旨在為生豬SBM原料緊張解決策略提供參考。

1 材料與方法

本試驗的Meta分析是根據(jù)系統(tǒng)回顧和薈萃分析聲明的首選報告項目[11]和非反芻動物的Meta分析方法[9]進行研究。

1.1 檢索策略

在Science Direct、Web of Science和中國知網(wǎng)搜索了2000-01-01—2022-01-01期間發(fā)表的相關(guān)研究,搜索策略包括豬、豆粕替代、pig、soybean meal、replacement。搜索僅限于以中、英文發(fā)表的文章。此外,進行了手動搜索以獲得更多研究。

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)如下:1)采用SBM作為基礎(chǔ)飼糧;2)育種背景為商品豬;3)成長階段為斷奶期、生長期和育肥期;4)研究不同SBM替代方案對豬生長性能的影響;5)對豬生長階段有明確劃分的研究。

排除標(biāo)準(zhǔn)如下:1)非英文的研究;2)重復(fù)發(fā)表的研究;3)無基礎(chǔ)飼糧或?qū)φ盏难芯?4)研究對象為哺乳母豬的研究;5)進行豬攻毒試驗或出現(xiàn)應(yīng)激等非健康生長的研究;6)數(shù)據(jù)不完整、無法提供或可供轉(zhuǎn)化為OR及其95%可信區(qū)間、計量資料無法提供平均值和標(biāo)準(zhǔn)差的研究。

1.3 信息收集

收集符合納入標(biāo)準(zhǔn)的研究中的相關(guān)數(shù)據(jù),包括基礎(chǔ)信息(第一作者、發(fā)表年份)、豬品種、樣本量、替代措施、生長階段(斷奶期、生長期、育肥期)、初始體重和最終體重、結(jié)果信息[平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)、料重比(F/G)]。Meta分析所用參考文獻見表1。根據(jù)SBM替代品類型,分為1組菜籽粕、2組棉籽粕、3組動物蛋白粉、4組其他植物蛋白粉。

表1 Meta分析所用參考文獻

1.4 文獻質(zhì)量評估

利用非反芻動物研究質(zhì)量評估(SQANR)的新方法來評估非反芻動物的研究。潛在的偏倚風(fēng)險來自是否報告了組內(nèi)差異、是否在多篇文章中報告了試驗數(shù)據(jù)、試驗信息是否完整、樣本量是否合適以及試驗設(shè)計是否合理。

評價納入研究的質(zhì)量,其條目包括:1)樣本量計算;2)納入與排除標(biāo)準(zhǔn);3)隨機序列產(chǎn)生;4)報道將動物排除分析的原因;5)聲明潛在的利益沖突及研究資助。

1.5 數(shù)據(jù)分析

在Excel 2019中錄入整理數(shù)據(jù),采用R軟件(3.6.3)Meta軟件包(4.11-0)進行Meta分析。使用隨機效應(yīng)模型評估標(biāo)準(zhǔn)化均數(shù)差的合并估計值及每個結(jié)果的95%置信區(qū)間。如果95%置信區(qū)間包含0值,則沒有差異。采用Egger檢驗評估是否存在發(fā)表偏倚,P<0.05認(rèn)為存在發(fā)表偏倚。采用單項研究逐項剔除方法進行敏感性分析,即單項研究結(jié)果剔除后導(dǎo)致合并效應(yīng)量的改變量均小于5%,認(rèn)為敏感性低,合并效應(yīng)量結(jié)果具有穩(wěn)定性。

2 結(jié) 果

試驗一共篩選了1 373個中英文相關(guān)文獻,其中42項納入了Meta分析。斷奶仔豬的初始體重低于15 kg,生長豬的初始體重超過15 kg、小于45 kg,肥育豬的初始體重超過45 kg。

2.1 不同SBM替代品對斷奶豬生長性能的影響

不同SBM替代品對斷奶豬生長性能的影響見表2,Meta分析結(jié)果見圖1。Egger檢驗結(jié)果表明,菜籽粕的ADFI及動物蛋白粉的ADG、ADFI存在顯著發(fā)表偏倚(P<0.05)。菜籽粕的ADG和ADFI均大于動物蛋白粉,分別提高了4.85和170.04 g,但無顯著影響(P>0.05)。敏感性分析表明,ADG、ADFI指標(biāo)在去除某個低質(zhì)量研究并建立新的Meta分析合并結(jié)果后,與未排除前對比,前后變化很小(<5%)。

表2 不同SBM替代品對斷奶豬生長性能的影響

圖1 不同SBM替代品對斷奶豬生長性能的Meta分析

2.2 不同SBM替代品對生長豬生長性能的影響

不同SBM替代品對生長豬生長性能的影響見表3,不同SBM替代品對生長豬生長性能的Meta分析結(jié)果見圖2。Egger檢驗結(jié)果表明,棉籽粕的ADG、動物蛋白粉的ADG、其他植物蛋白粉的ADFI存在顯著發(fā)表偏倚(P<0.05)。結(jié)果表明,與棉籽粕和其他植物蛋白粉相比,菜籽粕可以顯著提高ADG(P<0.05)。菜籽粕、棉籽粕和植物蛋白粉的ADFI無顯著差異(P>0.05),菜籽粕和棉籽粕的F/G無顯著差異(P>0.05)。敏感性分析表明,ADG、ADFI指標(biāo)在去除某個低質(zhì)量研究并建立新的Meta分析合并結(jié)果后,與未排除前對比,前后變化很小(<5%)。

2.3 不同SBM替代品對育肥豬生長性能的影響

不同SBM替代品對育肥豬生長性能的影響見表4,不同SBM替代品對育肥豬生長性能的Meta分析結(jié)果見圖3。Egger檢驗結(jié)果表明,棉籽粕的ADG存在顯著發(fā)表偏倚(P<0.05)。結(jié)果表明,與其他植物蛋白粉相比,菜籽粕、棉籽粕的ADG顯著升高(P<0.05),與動物蛋白粉無顯著差異(P>0.05)。菜籽粕、動物蛋白粉和其他植物蛋白粉的ADFI無顯著差異(P>0.05)。菜籽粕和其他植物蛋白粉的F/G無顯著差異(P>0.05)。敏感性分析表明,ADG、ADFI指標(biāo)在去除某個低質(zhì)量研究并建立新的Meta分析合并結(jié)果后,與未排除前對比,前后變化很小(<5%)。

表3 不同SBM替代品對生長豬生長性能的影響

圖2 不同SBM替代品對生長豬生長性能的Meta分析

2.4 豬不同生長階段生長性能指標(biāo)間的相互關(guān)系

豬不同生長階段生長性能指標(biāo)間的相互關(guān)系分別見圖4、圖5和圖6。本研究表明,斷奶豬ADG與ADFI呈極顯著正相關(guān)(r=0.658,P<0.01),F/G與ADG呈負(fù)相關(guān)(r=-0.172,P>0.05),F/G與ADFI呈負(fù)相關(guān)(r=-0.125,P>0.05)。生長豬ADG與ADFI呈極顯著正相關(guān)(r=0.717,P<0.01),F/G與ADG呈負(fù)相關(guān)(r=-0.070,P>0.05),F/G與ADFI呈極顯著正相關(guān)(r=0.609,P<0.01)。育肥豬ADG與ADFI呈極顯著正相關(guān)(r=0.658,P<0.01),F/G與ADG呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.349,P<0.05),F/G與ADFI呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.526,P<0.01)。

表4 不同SBM替代品對育肥豬生長性能的影響

圖3 不同SBM替代品對育肥豬生長性能的Meta分析

3 討 論

3.1 不同SBM替代品對斷奶豬生長性能的影響

由Meta分析可知,菜籽粕相比動物蛋白粉可以提高斷奶豬ADG和ADFI,效果較好。

由于斷奶仔豬消化器官發(fā)育不完善,沒有良好的消化腺體功能,因此仔豬胃腸道消化酶一般都是較低水平。胃部pH相對較高,斷奶仔豬并未構(gòu)建起完善的小腸黏膜系統(tǒng),因此易受到飼糧組成和營養(yǎng)水平等的影響,導(dǎo)致蛋白質(zhì)消化不良問題,引起腹瀉等癥狀[54]。斷奶豬試驗中,菜籽粕由于適口性差,與SBM飼糧相比,ADFI和ADG都會有所下降,在飼糧中的含量應(yīng)限制在20%左右[19]。但是,不同水平棉籽粕和菜籽粕的混合物卻可以影響動物的生長性能,從單一SBM替代品到混合替代品,這為SBM替代提供了新的思路[55]。另外,由于昆蟲在自然界中數(shù)量龐大且易養(yǎng)殖,每年大約繁殖10到11代,且具有高水平的粗蛋白質(zhì)含量,也可作為SBM替代品。動物蛋白粉在斷奶豬上的應(yīng)用較少,需要更多試驗來研究其效果。

下三角為指標(biāo)間相關(guān)性散點圖;上三角為相關(guān)系數(shù)(r);反對角線為數(shù)據(jù)分布曲線。**表示極顯著相關(guān)(P<0.01),*表示顯著相關(guān)(P<0.05)。下圖同。

圖5 生長豬生長性能指標(biāo)間的相關(guān)性

圖6 育肥豬生長性能指標(biāo)間的相關(guān)性

3.2 不同SBM替代品對生長豬生長性能的影響

由Meta分析可知,菜籽粕可以顯著改善ADG,并提高ADFI。

棉籽粕所含的抗?fàn)I養(yǎng)因子是游離棉酚和環(huán)丙烯酸,通常采用的脫毒方式為發(fā)酵、熱處理和擠壓膨化。Gu等[34]研究發(fā)現(xiàn),發(fā)酵棉籽粕組豬的生長性能顯著高于SBM組,可能是發(fā)酵棉籽粕通過改變豬腸道微生物區(qū)系,從而提高了生長豬的營養(yǎng)物質(zhì)消化率。丁超等[37]用50%發(fā)酵棉籽粕替代部分SBM,發(fā)現(xiàn)對生長豬生長性能無顯著影響,但是可以降低成本。馬麗等[39]發(fā)現(xiàn)飼糧中可通過5%～10%發(fā)酵棉籽粕替代SBM,對生長豬的生產(chǎn)性能無顯著影響,但是替代比例與腹瀉率呈正相關(guān)。其他植物蛋白粉來自于優(yōu)質(zhì)牧草等蛋白質(zhì)來源,具有良好的氨基酸水平組成。Li等[48]研究表明,在生長豬飼糧中添加脫毒麻瘋樹仁粉可替代30%的SBM蛋白,且對生長性能、血液免疫無不良影響,這是因為麻瘋樹仁粉經(jīng)熱處理和化學(xué)處理后,胰蛋白酶抑制物、凝集素的活性分別下降了99%、100%。

菜籽粕在氨基酸組成、對豬腸道形態(tài)和耐受性的影響等方面要優(yōu)于其他豆粕替代品,因此可以提高生長豬的ADG。

3.3 不同SBM替代品對育肥豬生長性能的影響

由Meta分析可知,與其他植物蛋白粉相比,菜籽粕和棉籽粕可以改善育肥豬的ADG。

秦金勝等[40]發(fā)現(xiàn),15%發(fā)酵棉粕可以使豬的ADG有增高趨勢,而F/G呈下降趨勢。倪海球[58]研究發(fā)現(xiàn),與SBM型飼糧相比,在育肥豬飼糧中添加10%的膨化棉籽粕,不會影響豬的生長性能。動物蛋白粉作為動物的蛋白質(zhì)飼料,也可以在一定程度上緩解畜牧業(yè)SBM需求危機[59],其適口性好、易吸收的特點使ADFI提高。Boontiam等[41]研究中飼喂蟋蟀粉的豬未表現(xiàn)出任何毒理學(xué)反應(yīng)。龍定彪等[44]研究發(fā)現(xiàn),蚯蚓粉可以促進豬對蛋白質(zhì)的消化吸收,減少糞尿發(fā)酵期間惡臭物質(zhì)及有害氣體的產(chǎn)生。Yen等[43]研究表明,飼喂添加10%脫脂奶粉飼糧的生長肥育豬具有與飼喂SBM型飼糧相似的生長性能。但是,動物蛋白粉尤其是昆蟲粉的氨基酸組成更適合家禽。魏德剛等[51]研究的苜蓿蛋白中含有較高的亞油酸、肉豆酸、軟脂酸和油酸,飼糧添加5%～10%苜蓿蛋白粉替代SBM可改善育肥豬的F/G。

棉籽粕在對改善豬腸道區(qū)系和營養(yǎng)物質(zhì)利用率方面要優(yōu)于其他豆粕替代品,可以提高育肥豬的ADG。

3.4 豬不同生長階段生長性能指標(biāo)間的相互關(guān)系

由相關(guān)性分析可知,不同階段多數(shù)生長性能指標(biāo)存在極顯著差異,其中各階段ADG與ADFI存在很強的正相關(guān)。

ADG的首要前提就是ADFI,ADFI的高低在很大程度上影響了豬的ADG[60]。但是不同SBM替代品由于其營養(yǎng)價值和抗?fàn)I養(yǎng)因子特性,ADFI與ADG也會隨之變化。斷奶仔豬處于快速生長發(fā)育時期,但斷奶往往伴隨著ADFI的急劇減少,導(dǎo)致營養(yǎng)不良,其從乳汁向固體飼料過渡的過程中發(fā)生了重要的營養(yǎng)變化,特別是可消化能量的主要來源由脂肪變?yōu)樘妓衔?可消化蛋白質(zhì)由較容易消化的動物蛋白質(zhì)變?yōu)檩^難消化的植物蛋白質(zhì)[61]。而在生長階段,既要滿足豬只的生長需要,又要降低飼養(yǎng)成本,所以生產(chǎn)上可以降低飼糧蛋白質(zhì)含量,合理補充氨基酸。到了育肥期,育肥豬器官發(fā)育完善,蛋白質(zhì)需求逐漸降低。對于育肥豬來說,飼糧蛋白質(zhì)水平通過影響腸道微生物組成,從而影響ADG和ADFI,且低蛋白質(zhì)飼糧在一定程度上比高蛋白質(zhì)飼糧在豬腸道健康、營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化率、氮排放量和飼料成本等方面均具有更好的改善效果。

4 結(jié) 論

在斷奶期,菜籽粕對ADG、ADFI的效果要優(yōu)于動物蛋白粉。在生長期,SBM替代品對ADG的作用效果由大到小依次為菜籽粕、動物蛋白粉、棉籽粕、其他植物蛋白粉,ADFI依次為菜籽粕、其他植物蛋白粉、棉籽粕,F/G依次為菜籽粕、棉籽粕。在育肥期,SBM替代品對ADG作用效果由大到小依次為棉籽粕、菜籽粕、動物蛋白粉、其他植物蛋白粉,ADFI依次為動物蛋白粉、菜籽粕、其他植物蛋白粉,F/G依次為菜籽粕、其他植物蛋白粉。

綜上所述,在斷奶期和生長期,菜籽粕替代SBM能改善豬的生長性能;在育肥期,菜籽粕和棉籽粕替代SBM有利于豬育肥性能的提高。