Fundamental of Swine Nutrition 以營養需求而論，豬與人十分相似。對此，讀者可參閱標準的營養教科書來獲得有關生理、生化原理的總體論述。不過，還有許多不同的概念，形成實用養豬學的基礎。這些概念將在本章加以討論。先討論消化問題，然后將簡要討論 如下各類主要的營養物質：維生素、礦物質、氨基酸、水分以及能量來源如脂肪、碳水化合物和纖維素。 豬是單胃雜食動物，在野生情況下，它總是在不斷地搜尋和攝食各種食物。在現代養殖生產體系中，豬可以被訓化成分餐采食；或在持續供料供其自由采食的情況下，豬也會在白天頻頻采食。雖然豬一般都是白天進食，但在某些情況 下如天氣炎熱時，也可轉變為夜間采食。目前尚無證據表明豬的營養利用效率會受到每日供料時間的影響。 吃入的飼料先要經過咀嚼，咀嚼的過程就是為了降低飼料粒子的細度，顯著增加為消化酶接觸的表面積，唾液可為食物加入水分，產生消化所需的液態基礎。雖然各類動物間可能有些不同，但豬與人都會產生唾液淀粉酶，從而在口 腔里即開始淀粉的消化過程。咀嚼的力度和效應依動物年齡而定。青年豬能充分地“研磨”從而使飼料粒子細度真正降低，而年長的豬則往往不咀嚼而直接吞咽飼料。由此可見，將肥育豬飼料磨碎產生的效益大于青年和幼年豬飼料的磨碎，這并不令人驚奇。 飼料經過食道進入胃中并在胃中進一步濕潤與混合，此時食糜的pH值由于鹽酸的介入而降低。鹽酸是由胃中腺泡細胞分泌的，在胃的出口或幽門處的食糜有較高的酸度，pH值為2.2。 高酸度有利于蛋白質二級、三級和四級結構的降解，并將胃蛋白酶原激活為胃蛋白酶。胃中食糜的進入小腸是由幽門括約肌控制的，并且受到小腸中復雜的神經化學機制的調節。例如，飼料中脂肪含量高時，食糜由胃中排空的速度就低于采食不含脂肪的飼料時。總的來說，距上次喂料12小時后，飼料一般已被消化吸收。 消化吸收過程大部分是在小腸內完成，食糜剛從胃中排入小腸，就加入了膽汁和胰酶。胰腺的分泌物中包含著各種消化酶如碳水化合物酶、蛋白酶、脂肪酶以及核酸酶。胰腺的分泌主要取決于小腸中食糜的存在與否，并受到神經與激 素的雙重控制。蛋白酶抑制因子，如生大豆中存在的抑制因子，會刺激胰腺過量分泌，因為腺體會試圖補償被抑制的消化功能。 膽汁由膽酸鹽、磷脂、膽固醇、粘液和廢棄物組成，結合膽酸可使脂肪乳化，促進脂肪的消化與吸收。在日糧中添加乳化劑如卵磷脂有利于脂肪的消化吸收，對飼喂高脂肪日糧的早期斷奶仔豬尤其有效。 氨基酸是一類既含氨基(NH3+)又含羧基(COO-)功能團的有機分子。它們通常至少存在兩種同分異構體。根據氨基酸水溶液的平面偏振光旋轉的方向，將氨基酸分為D型的L型兩種，自然界中的氨基酸為L型，化學合成的外消旋混合液中，D型和L型各占一半。L型氨基酸易被豬體利用，而D型氨基酸的利用率有差異。在營養學上有重要作用的氨基酸當中，D型賴氨酸不能被利用，D型和DL-OH型蛋氨酸可完全利用，而D型色氨酸的利用率只有L型的80%。 蛋白質是由氨基酸按有機體遺傳編碼決定的特定順序聯接成的。蛋白質分子是所有生命過程的基礎，這兒舉幾個例子：消化和代謝營養物質的各種酶是蛋白質；調節體內各種生命過程的許多激素是蛋白質；由免疫系統產生的防止疫病 的免疫蛋白質是蛋白質；另外還有肌動蛋白和肌球蛋白，它們的收縮性相互作用導致了肌肉運動。蛋白質的合成地點位于體內各細胞中稱之為核糖體的細胞器內。 蛋白質的合成是一個逐步連續的連結過程，每種氨基酸依次相連于不斷伸長的肽鏈上，細胞內只要缺乏一種所需的氨基酸，合成過程即告中斷。蛋白質合成的中斷可能會產生災難性的生理后果。因此，應該說，體內蛋白質中所見的所有氨基酸都是對生命必需的氨基酸。然而，某些氨基酸可從豬體內其它前體分子轉化產生，所以這類氨基酸稱之為非必需氨基酸；另外一類氨基酸不能在體內合成，必須由日糧中提供，因而稱之為日糧性必需氨基酸。對豬來講，必需氨基酸有：蛋氨酸、色氨酸、蘇氨酸、組氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、纈氨酸和苯丙氨酸。精氨酸可在尿素循環過程中合成，但其合成量對于青年豬高生長速度所需的數量來講是不夠的，因此，精氨酸通常也包括在必需氨基酸中。 在氨基酸營養中，有必要說明幾個常用的專門術語。第一個術語是限制性氨基酸，它是指日糧中低于需要量的一種氨基酸，由于該氨基酸的缺乏，其在細胞內的供應量就不足以支持最高量蛋白質的合成，從而抑制了豬的生長。此外，在一給定日糧中也可能有一種以上的氨基酸不足，這時，與需要量差異最大的那種氨基酸就是第一限制性氨基酸，依次類推，根據供應量與需要量的差異大小，就還有第二、第三限制性氨基酸，等等。飼料中的營養成分數據用來預測限制性氨基酸的順序。表4.1所列的是一種玉米-豆粕型日糧中氨基酸的含量情況，20～50千克體重生長豬的需要量以及日糧中各種氨基酸含量 的充足程度。充足程度是以日糧中的含量除以需要量算得，用百分比表示。從表4.1中明顯看出，充足程度大于100的氨基酸能滿足需要。本例中，賴氨酸、色氨酸和蘇氨酸都不足。由于賴氨酸與需要量差距最大，它就成為第一限制性氨基酸，色氨酸(91%)為第二限制性氨基酸，蘇氨酸(93%)為第三限制性氨基酸。 表4.1 粗蛋白含量為12%的玉米—豆餅型日糧中的氨基酸含量與20～50千克生長豬的需要量的比較* 雖然限制性氨基酸的次序可從飼料的化學成分數據預測，但最終只能通過在基礎料中添加被測限制性氨基酸的飼養試驗來確定這種次序。飼料的成分數據可能會誤導，因為化學上存在的氨基酸不一定都能被動物消化利用。 表4.2中所列出的是一個確定限制性氨基酸次序的假設生長試驗結果例子。添加第一限制性 氨基酸(賴氨酸)后，豬的生長速度提高。添加第二限制性氨基酸(蘇氨酸)但 不添加賴氨酸時，豬的生長下降。但當兩種氨基酸一起加入時，豬的生長超過了僅添加賴氨酸時的速度。通過所選氨基酸組合對生長反應的分析，就能確定它們的限制順序。必須注意的是，不按限制順序添加氨基酸可能會降低豬的性能。在生產實踐中，向給定日糧添加氨基酸之前必須清楚地了解限制順序問題。 注：表中數據雖為假設，但其概念卻是根據大量實驗動物和家禽飼料中添加氨基酸的經驗所得。 另外，了解氨基酸組成模式的概念也是重要的，它是指日糧中各種氨基酸成分的濃度。理想的組成模式即稱為理想蛋白質，其含義為，日糧中提供的每一種氨基酸的數量都精確地符合豬的需要量。雖然這一概念定義容易，但在生產實際中要做到這一點，即使不是不可能也是很難的。常常見到各種氨基酸的比例是不恰當的，譬如與豬的需要量相比，總有一種或幾種氨基酸是過量的。這種狀況定義為氨基酸不平衡。不平衡的后果是降低了動物的生長性能，其原因有二個，一是過量氨基酸在體內被分解處理時，抑制了飼料攝入，二是增加了能量消耗。 理想蛋白質的概念是在三十年代由伊利諾斯州立大學的Mitchell提出的。首次在全國飼養標準中公布采用理想蛋白概念的是英國農業研究委員會(ARC,1981)。此后，不少研究機構的科研人員試圖更精確地定義構成理想蛋白質中各氨基酸的組成模式。表4.3所列的是當前公認的理想蛋白質氨基酸組成關系，但無疑今后還將作進一步的修訂。目前確定的理想氨基酸組成模式只用于生長肥育豬，而用于孕期和哺乳期母豬的尚未確定。 理想蛋白中各氨基酸之間關系是相對于賴氨酸來描述的。本例表4.3中，20～50千克生長豬的可消化組氨酸需要量是可消化賴氨酸需要量的32%。如果已知賴氨酸需要量，即可計算出 在多數天然原料中，氨基酸不能被完全消化、吸收和利用。因此，恰當配制日糧的重要的一點是了解豬對常用原料中氨基酸的吸收和利用程度。這里要說明兩個術語：消化率和利用率。消化率是指飼料中氨基酸在腸道里的吸收數量；利用率是指飼料中的氨基酸實際用于生長的比例。雖然概念簡單，但實際測定這二個值卻很復雜。 消化率的傳統測定法是對日糧中的營養成分含量與糞中的含量進行對比測定得出。不幸的是，這里有一個復雜的因素。氨基酸的吸收是一個主動過程，但在回腸末端后的腸粘膜組織中不存在吸收所需的轉運機制。另外，食糜中的氨基 酸成分在通過結腸和大腸時會受到微生物影響而顯著改變。所以，糞便分析的數據不能準確表示未消化的氨基酸數量。就在回-盲腸結合處前面通過外科手術安裝一個瘺管可解決這一問題。從瘺管處取樣分析，用以計算氨基酸的消化率。常用飼料氨基酸的回腸消化率見CPIH-5的表5.1。 氨基酸利用率的數值是以生長試驗為基礎的。迄今，科技文獻中有關利用率的數據還很有限。氨基酸利用率在動物體內的精確測定需要消耗大量的時間和金錢。因此，多數營養學家趨于采納消化率數值作為利用率的合理指標。 豬所需的維生素有脂溶性維生素A、D、E、K和水溶性維生素：生物素、膽堿、葉酸、煙酸、泛酸、核黃素、硫胺素、維生素B6(吡哆醇)和維生素B12(氰鈷胺)。有些證據表明幼豬還需要維生素C(抗壞血酸)，但尚未一致認同。豬需要某種維生素并不一定意味著日糧中必須添加這種維生素。在某些情況下，這種維生素在飼料中的含量可能很豐富，或者胃腸道中的微生物能予以合成，滿足豬體的需要。一般而言，谷物--豆粕型日糧用于生長肥育豬時可添加維生素A、D、E、K、核黃素、煙酸、泛酸、維生素B12和膽堿。生物素、葉酸、硫胺素與維生素B6通常不需添加。懷孕-哺乳母豬日糧中一般可添加生長肥育豬用維生素，另外補充生物素，也許地還需要補充葉酸。 各個國家飼養標準中都對豬的維生素需要量作了明確描述，如NRC(1988)公布的標準。實際生產中，維生素的使用水平經常超過標準數倍。除了某些例外情況，這樣做是不必要的，有時可能在實際上是有害的。的確，在飼料的加工處理和儲存過程中，維生素會遭到損失、效價降低，對此應予以關注，但維生素的添加量超過了必要的安全范圍就不合理了。 目前，尚無證據表明還存在未被發現的維生素。日糧中恰當補充所有已知維生素能支持豬長期保持最高生產性能。因此，日糧中無需添加發酵產物或肉產品作為可能的未知生長因子來源。 脂溶性維生素一般與組織形成有關，因此，它的需要是數量性的，那就是說，每一天都需要一定的數量，根據生長階段的不同而變化。例如，胚胎生長期間各個生長過程的啟動都需要脂溶性維生素，正因為如此，供給懷孕母豬的維生素若不充足，可能會導致嚴重的仔豬先天缺陷。 大多數動物維生素A的主要來源是β-胡蘿卜素，雖然有些另外的類胡蘿卜素也表現出維生素A活性。胡蘿卜素常被認為是維生素A前體，因為它或者被粘液酶轉化為維生素A，或者直接吸收后被其它組織轉化為維生素A。日糧中維生素A的含量以活性單位表示。1個國際單位的維生素A活性相當于0.30微克結晶維生素A醇或0.344微克醋酸維生素A。 豬的確會患維生素A缺乏癥，最明顯的是發生在母豬身上，引起繁殖障礙。懷孕期間維生素A缺乏的母豬會生出畸型仔豬，母豬的生殖道組織完整性受損，受孕困難。 維生素A具有毒性，日糧中的添加量不應過分，飼喂過量維生素A的豬，維生素A被儲存在肝中，已有證據顯示人類由于吃了維生素A飼喂過量的豬肝而發生維生素A中毒。正是為了人類健康考慮，一些歐洲國家現已制定法規，明確規定維生素A在豬日糧中的允許添加量。 維生素D為骨的礦化所需，它在體內的作用很復雜，是活躍研究的主題。當膽鈣化醇二羥基化后，它就具有類似激素的性質，能引起腸粘膜細胞中運鈣蛋白合成。因此，維生素D的缺乏可導致缺鈣。另外，維生素D的一系列代謝產物具有奇特的生物效應，其中有一種化合物稱為1α膽鈣化醇的已表明能顯著提高雞對植酸磷的利用率，但未觀察到在豬有類似結果。 單純的肢蹄結構異常或運動缺陷并不能總被認為是維生素D缺乏的肯定依據。例如，公豬的腿虛弱癥，這是一種與膝關節內表面退行性變化有關的疾病，經常有人認為這是維生素D缺乏所致，但研究表明該病與維生素D無關。過高水平的維生素D會導致軟組織的鈣化，如果長期飼喂過量，會引起動物死亡。 維生素K只是在最近10年來，才成為常用的豬日量添加劑。維生素K的作用是促凝血，它有助于改善谷物中霉菌毒素引起的凝血不良狀況。在植物和動物性飼料中存在多種形式的維生素K，葉綠醌是從苜蓿中分離到的，而甲萘醌則存在于魚粉中。市售的合成維生素K也有幾種形式，如亞硫酸甲萘醌、亞硫酸二甲基吡啶甲萘醌和亞硫酸鈉甲萘醌復合體。 維生素E屬于一組稱為生育酚的化合物，其中幾種具有維生素E活性。豬日糧中通常添加醋酸α-生育酚。在化學合成中，加入醋酸是為了防止分子氧化。被攝入豬體后，保護性的醋酸被腸道中的非特異酶從生育酚分子上分開。在幼豬，醋酸的分離能力有限，可能會影響醋酸維生素E的利用率。 維生素E作為一種細胞抗氧化劑，有著十分重要的作用。細胞代謝過程中產生的自由基若不予以中和，會損害細胞膜，最終導致細胞死亡。維生素E具有中和這些自由基的作用。 細胞確實含有大量的一種谷胱甘肽過氧物化酶，以防止自由基的傷害。這種酶含有4個硒原子。因此，豬體中的含硒狀態會影響預防細胞膜損害的能力。維生素E-硒的典型缺乏癥多發生在懷孕期間用缺硒日糧飼喂的母豬所產的仔豬身上，這些仔豬出生時體內的谷胱甘肽過氧化物酶的含量極低。母豬懷孕期間，維生素E透過胎盤進入仔豬胎兒的數量極少，仔豬生后只能從奶中吸取維生素E。如果哺乳母豬日糧也缺維生素E，那么，6～12周齡內的仔豬就會表現維生素E-硒缺乏癥，會由于心臟衰竭而突然死亡。 水溶性維生素也稱B族維生素，其作用是促進代謝所需的化學反應。因此，它們的需要量決定于代謝活動的程度。幸運的是，動物的代謝活動增強，其飼料采食量通常隨之增加，故對維生素B需求量的增加通常可從日采食量的提高中得到彌補。 硫胺素在肝中磷酸化后形成焦磷酸鹽硫胺素，參與代謝反應中的脫羧作用。谷物和谷類產品中富含該維生素，因此，在常用的谷類-植物類蛋白為基礎的豬日糧中，沒有證據表明須添加硫胺素。生魚粉中含有硫胺酶，這種酶會使硫胺素失活。 核黃素 (維生素B12)作為黃素單核苷酸(FMN)和黃素腺嘌呤雙核苷酸(FAD)中的黃素部分，在能量代謝中起關鍵作用。大多數飼料中該維生素含量較少，必須予以添加。懷孕母豬飼料中缺乏核黃素，死胎的比例可高達100%。 煙酸也稱為尼克酸，其作用是作為煙酰胺腺嘌呤雙核苷酸(NAD)中的一個組成部分，因此對于能量代謝也是很關鍵的。谷物中的煙酸大部分不能被利用，用煙酸缺乏日糧喂養的豬會發生壞死性腸炎或血痢，其癥狀類似于豬痢疾或鞭蟲感染。煙酸是由色氨酸代謝形成。目前估計，消耗50毫克的色氨酸可產生1毫克煙酸。 泛酸是輔酶A的組成部分，與碳水化合物的代謝有關，它在植物中廣泛分布，然而其含量剛好僅達到需要量的下限，故建議在日糧中予以常規添加。 膽堿若按經典定義，嚴格地說不能算作維生素，因為它可由機體合成。它是脂肪和神經組織的結構成分，需要量很大。大多數豬日糧中含有大量的膽堿，對于生長豬來講是明顯不需添加的，但現有清楚的證據表明在母豬日糧中添加膽堿可提高產仔數。 維生素B6是一組類似化合物的名稱，這類化合物包括：吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺，其作用是參與氨基酸代謝。在我們實驗室，在長期添加這種維生素的實驗中，還未發現豬的生長和繁殖性能得到改善的任何證據。 生物素的作用是參與酰化和脫羧化代謝。在實際飼養情況下，很難創造生物素缺乏癥。腸道的微生物能大量合成非日糧來源的生物素。已有幾個良好進行的試驗證據表明，在常用日糧中添加生物素可提高繁殖性能，因此，如果產仔數長期過低，應該考慮在母豬日糧中添加生物素。 葉酸是由美國營養研究所對蝶酰谷胺酸的命名——它參與——碳代謝反應。生長豬添加葉酸無效益。現有一些不一致的試驗結果指出一種可能性，即添加葉酸有時會提高繁殖性能，但尚未肯定。 豬日糧中至少需要13種無機元素：鈣、氯、銅、碘、鐵、鎂、錳、磷、鉀、硒、鈉、硫、鋅、可能還有鉻。實驗動物還需要砷、氟、鉬、鎳、硅、錫和礬，但環境來源似乎能滿足豬對這些元素(如果這些元素事實上是需要的話)的需要。實用豬日糧中添加的元素有鹽(鈉和氯)、鈣、磷、銅、硒、鋅和鐵。這些元素的各種來源的比較可參見CPIH-9中表9.1。 日糧中加鹽是為了提供鈉和氯的來源，日糧中正常的添加量為0.35%。低至0.25%的含鹽量對生產性能無不利影響。過量的鹽有毒，尤其當供水不足時或溶解鹽的濃度過高時，毒性更大。高于2.5%的加鹽量應予避免。當給豬飼喂在加工生產過程中添加鹽的一些副產品(如乳清和魚粉)時，要特別當心鹽中毒。 鈣與磷是支持骨骼和組織生長的二種元素，需要量很大。它們還參與其它重要的生理過程如肌肉收縮和能量轉移。配制日糧時應注意：一是鈣磷的需要量；二是所用飼料中這兩種元素的生物學利用率；三是鈣磷的比例。鈣磷的可接受比例范圍為1.0～2.0∶1。 鐵， 實際上，豬可以通過與環境的接觸獲得鐵，特別是與土壤的接觸。集約化養豬使鐵的環境來源基本被切斷。仔豬出生時，鐵在體內的儲備是最低限度的，且由于血量增加，合成血紅蛋白需要鐵，故鐵的含量迅速降低，母乳的含鐵量甚少。現在據信，母乳的低鐵含量可能是一種防止微生物繁殖和腸道病發生的天然機制。哺乳仔豬 補鐵是必須的，首選的補鐵法是給仔豬注射100～200毫克的葡聚糖鐵。仔豬出生后幾周，通過采食含鐵充足的仔豬料就能很容易滿足鐵的需要量。 許多植物性飼料中，鋅的含量很低。給豬飼喂不加鋅的日糧，豬易患皮膚角質化不全癥。過去10年中，對鋅的生化作用機制作了許多研究。現已了解到鋅在免疫機制中能起作用，并能防止細胞受到氧化損害。最近有關鋅的一項實際應用是，在斷奶豬日糧中添加高水平氧化鋅(鋅量達～3000ppm)能預防仔豬下痢。這種水平的鋅可能是有毒的，建議該水平的飼喂期不能超過兩周。人們還需注意鋅與鈣的拮抗關系，日糧中過量的鈣會引起鋅的缺乏。 碘、銅和錳元素，每種都必須在實用日糧中添加。它們各自在代謝中的作用已明確肯定，目前建議的添加量看來是恰當的。 除了生理作用外，銅還被用作一種生長促進劑，達250ppm高水平的銅會增加從斷奶至上市豬的生長速度，改善飼料利用率。不過，人們還需當心，過量的銅有毒，超過250ppm的用量會導致豬的死亡。 硒的作用，如前所述與維生素E有關。缺硒的臨床癥狀是外觀看來正常的仔豬突然死亡。日糧中的含硒量主要取決于種植谷物飼料的土壤。用來自世界上缺硒地區R 飼料配制的日糧應補充硒。無機形式的硒如亞硒酸鈉和硒酸鈉已用了許多年。近來有結果顯示添加部分有機硒可能是有效的。 硒的安全濃度和毒性濃度之間范圍很窄，需要量在0.35ppm范圍內，而超過5.0ppm則有毒。日糧中加硒時應特別小心。 豬可從多種多樣的有機分子中獲得可用于代謝的能量。不過，在商業飼養中，大部分能量來自谷物中的淀粉、糖和脂肪。大齡豬大腸發育充分，能從微生物產生的揮發性脂肪酸中捕獲大量的能量。 能量分配是指日糧能量在各種功能之間的分配。常見的能量分配如圖4.1所示，能量利用的第一步是能量的消化。不能消化的物質中含有飼料中不可利用能量的一大部分。不能消化的能量從糞中排出。代謝能是指飼料總能中用于身體代謝過程的那部分能量，將消化能減去尿能和腸道的氣體能即得到代謝能。一般說來，代謝能(ME)約占可消化能的96%。正因為如此，許多營養學家發現，在表達豬的能量需要時，用消化能而不用代謝能來表示，并沒有錯。當日糧中的蛋白含量提高時，代謝能值略有下降，因為在氮的排泄中，能量損失增多。 由于生化效率低，有部分代謝能被浪費掉，這部分能量常稱為熱增耗。將其從代謝能中減去后，剩余的能量(凈能)才是為動物真正可利用的能量。凈能測定很難，在當今實用的日糧配制中極少使用凈能值。 | 
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發表于 2007-12-1 16:46:11
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