王鈺明，曾祥芳，譙仕彥*

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；2.生物飼料添加劑北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

近年來，隨著優(yōu)質(zhì)蛋白飼料資源短缺、抗生素耐藥性問題凸顯、畜禽養(yǎng)殖污染問題加劇及合成氨基酸（Crystalline Amino Acid，CAA）工業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，低蛋白質(zhì)平衡氨基酸日糧在解決或緩解這些問題上的諸多優(yōu)勢(shì)使之成為我國動(dòng)物營養(yǎng)研究領(lǐng)域的新熱點(diǎn)。傳統(tǒng)豬低蛋白質(zhì)日糧是指將日糧中粗蛋白質(zhì)（Crude protein，CP）水平降低2～4個(gè)百分點(diǎn)，然后通過添加CAA滿足豬對(duì)日糧中必需氨基酸（Essential amino acid，EAA）的需求，并且不影響豬的生長性能。然而，最新版的NRC（2012）[1]中的總氮需要量如乘以系數(shù)6.25換算成CP需要量，則比NRC（1998）[2]和中國豬飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)（2004）[3]的推薦值低2%～4%，說明低蛋白質(zhì)日糧的研究已經(jīng)取得初步成效。因此，本文主要探討了豬低蛋白質(zhì)日糧的起源和應(yīng)用現(xiàn)狀，并對(duì)其發(fā)展進(jìn)行展望。

1 低蛋白質(zhì)日糧的研究基礎(chǔ)

由于傳統(tǒng)玉米-豆粕型日糧中賴氨酸的缺乏以及氨基酸配比的不合理，因此需要添加很高的豆粕水平才能滿足豬對(duì)賴氨酸的需求，從而造成其他氨基酸和總氮過量，多余的氨基酸和氮需要額外消耗能量通過一系列的代謝排出體外，造成飼料資源浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境污染；此外，多余的氮會(huì)在大腸中進(jìn)行有害發(fā)酵，需要通過在日糧中添加大量的抗生素來避免仔豬斷奶后腹瀉的發(fā)生。“理想氨基酸模式”（Ⅰdeal Amino Acid Profile，ⅠAAP）的提出為解決這些不利影響帶來了希望。ⅠAAP最早來源于Mitchell等[4]有關(guān)蛋雞氨基酸需要量的論述，即蛋雞產(chǎn)蛋的氨基酸需要量與一個(gè)“全蛋”所含的氨基酸相等。20世紀(jì)80年代早期，英國農(nóng)業(yè)研究委員會(huì)（ARC）[5]重新定義了ⅠAAP的概念，即日糧蛋白質(zhì)中的各種氨基酸含量與動(dòng)物用于特定功能的氨基酸需要量相一致，也就是說當(dāng)動(dòng)物對(duì)飼料中的氨基酸達(dá)到最大利用率時(shí)，不能再用任何一種氨基酸來替代另一種氨基酸。隨后，Wang等[6]提出ⅠAAP是指蛋白質(zhì)中每種必需氨基酸的最低含量都不限制完整蛋白質(zhì)被機(jī)體最大利用。ⅠAAP實(shí)質(zhì)是氨基酸的最佳比例，在ⅠAAP模型中所有氨基酸都被看作是必需和同等重要的，它們都可能成為第一限制性氨基酸，添加或減少任何一種氨基酸都會(huì)影響氨基酸之間的平衡，以這種比例組成的蛋白質(zhì)最能滿足動(dòng)物機(jī)體的需要，因而能夠被最大限度利用。因此，低蛋白質(zhì)日糧可被看作是ⅠAAP模型由理論到實(shí)踐的發(fā)展。

ⅠAAP模型中最重要的是EAA之間的比例，為了便于推廣和應(yīng)用，通常把賴氨酸作為基準(zhǔn)氨基酸，將其需要量定為100，其他必需氨基酸的需要量表示成與賴氨酸的百分比，這就是所謂的EAA模式。賴氨酸作為基準(zhǔn)氨基酸的原因是ⅠAAP模型的研究始于豬，而賴氨酸通常是豬的第一限制性氨基酸，而且賴氨酸主要用于蛋白沉積，其需要量受維持需要的影響比較小，賴氨酸與其他必需氨基酸之間不存在相互轉(zhuǎn)化的代謝關(guān)系。此外，Stein等[7]建議以回腸末端標(biāo)準(zhǔn)可消化氨基酸（Standardized Ⅰleal Digestible Amino Acid，SⅠD AA）來表述豬對(duì)氨基酸的需要量更合理。目前，權(quán)威機(jī)構(gòu)發(fā)布的營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)中，以SⅠD AA為基礎(chǔ)的ⅠAAP模式主要有4個(gè)：英國豬營養(yǎng)需要（BSAS，2003）[8]、贏創(chuàng)德固賽公司發(fā)布的氨基酸推薦需要量[9]、美國豬營養(yǎng)指南（NSNG，2010）[10]和美國科學(xué)研究委員會(huì)的豬營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)（NRC，2012）[2]。

2 豬低蛋白質(zhì)日糧的研究

豬低蛋白質(zhì)日糧的研究始于20世紀(jì)70年代。前期研究主要集中在低蛋白質(zhì)日糧單一添加賴氨酸的基礎(chǔ)上，Baker等[11]報(bào)道，與NRC標(biāo)準(zhǔn)相比，以玉米-豆粕為基礎(chǔ)的20～40 kg生長豬日糧添加適量賴氨酸后CP水平下降了2%，不影響豬的生產(chǎn)性能。隨著日糧CP水平進(jìn)一步降低，其他必需氨基酸也被應(yīng)用到低蛋白質(zhì)日糧中，當(dāng)生長豬日糧CP水平下降4%時(shí)，添加適量賴氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸和色氨酸可使豬的生產(chǎn)性能達(dá)到對(duì)照組的水平[12]。

在20世紀(jì)90年代中期，以Kerr等[13]為主要代表的學(xué)者在低蛋白質(zhì)日糧的研究中不僅僅局限于生長性能的測(cè)定，還通過對(duì)胴體品質(zhì)和肉品質(zhì)的分析發(fā)現(xiàn)低蛋白質(zhì)日糧可能會(huì)導(dǎo)致豬背膘增厚、胴體變肥，但這一改變不符合市場(chǎng)對(duì)高瘦肉率豬生產(chǎn)的追求，因此成為低蛋白質(zhì)日糧的一大詬病。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的可能原因：①高蛋白質(zhì)日糧需要更多的能量以代謝多余的氨基酸，而相反的低蛋白質(zhì)日糧的氨基酸組成更接近理想蛋白模式，因此降低了蛋白質(zhì)代謝等對(duì)能量的需求，從而在等能條件下有更多的能量用于脂肪沉積；②高蛋白質(zhì)日糧飼喂的豬肝臟、胃腸道、腎臟和胰腺等器官相對(duì)胴體重的比值顯著高于低蛋白質(zhì)日糧組，因此低蛋白質(zhì)日糧組豬的維持能量需要量更低，從而等能條件下更多能量轉(zhuǎn)化為脂肪；③低蛋白質(zhì)日糧中谷物類原料含量更高、餅粕類原料含量較低，相應(yīng)的淀粉含量更多，而淀粉沉積脂肪的效率高于蛋白質(zhì)。但隨著凈能體系的應(yīng)用，低蛋白質(zhì)日糧使豬胴體變肥這一問題隨之而解[14]。

進(jìn)入21世紀(jì)后，本課題組針對(duì)生長豬不同階段低蛋白質(zhì)日糧條件下凈能[15]、蛋白質(zhì)和SⅠD AA需要量[16-17]進(jìn)行了長達(dá)15年以上的研究，并系統(tǒng)探索了低蛋白質(zhì)日糧對(duì)豬生長性能[18]、胴體品質(zhì)、肉品質(zhì)[19-20]、氮排放[21]、腸道健康[22-23]以及氨基酸代謝與其他營養(yǎng)物質(zhì)的互作[24]等方面的研究，為我國低蛋白質(zhì)日糧事業(yè)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)可靠的數(shù)據(jù)支撐[14]。根據(jù)本課題組研究成果，基于低蛋白質(zhì)日糧體系的生長豬各階段日糧凈能、粗蛋白質(zhì)和氨基酸的推薦量見表1。

表1 生長豬日糧蛋白質(zhì)、凈能和SⅠD必需氨基酸需要量

近來有研究表明，低蛋白質(zhì)日糧中補(bǔ)充非蛋白氮（Non-protein nitrogen，NPN）有進(jìn)一步提高豬生長性能和增強(qiáng)肉品質(zhì)的效果[25-26]。然而，目前關(guān)于低蛋白質(zhì)日糧中添加NPN的試驗(yàn)研究較少，尚處于摸索階段，還需進(jìn)一步大規(guī)模的試驗(yàn)加以驗(yàn)證。

3 低蛋白質(zhì)日糧在我國的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著我國畜牧業(yè)和飼料工業(yè)迅速發(fā)展，我國優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料資源越來越緊缺，近幾年大豆進(jìn)口量的平均增長率在10%左右，據(jù)國家海關(guān)總署2018年1月12日公布的數(shù)據(jù)，2017年我國大豆進(jìn)口量達(dá)9 554萬t，占全國大豆總用量80%以上。此外，隨著我國《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（水十條）和“南方水網(wǎng)地區(qū)生豬養(yǎng)殖布局調(diào)整優(yōu)化的指導(dǎo)意見”等一系列條例的頒布和實(shí)行，畜禽養(yǎng)殖帶來的環(huán)境污染問題已成為制約我國畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。最近幾年，我國在低蛋白質(zhì)、低豆粕日糧的推廣應(yīng)用上做了不少嘗試和努力，但推廣面仍然不大，主要限制性因素在于：①我國多年形成的以飼料蛋白質(zhì)含量判定飼料質(zhì)量的思維習(xí)慣短時(shí)間內(nèi)難以糾正，養(yǎng)殖場(chǎng)（戶），特別是小的養(yǎng)豬場(chǎng)（戶）以飼料中豆粕含量和CP水平來判定飼料的質(zhì)量?jī)?yōu)劣；②高蛋白質(zhì)日糧有促進(jìn)動(dòng)物生長的作用，在部分飼料企業(yè)利益的驅(qū)使下，相當(dāng)數(shù)量的養(yǎng)殖場(chǎng)（戶）將蛋白質(zhì)含量高的小豬料一直飼喂到育肥，造成大量蛋白質(zhì)浪費(fèi)；③蛋白質(zhì)含量高的日糧配方容易配制，不用過多考慮能氮和氨基酸平衡等較為復(fù)雜的技術(shù)問題；④我國預(yù)混料產(chǎn)量很大，各飼料企業(yè)推薦配方中豆粕用量很大；⑤我國2008年發(fā)布的推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)《仔豬、生長肥育豬配合飼料》（GB/T 5915-2008）《產(chǎn)蛋后備雞、產(chǎn)蛋雞、肉仔雞》（GB/T 5916-2004）均規(guī)定了飼料蛋白質(zhì)的最低要求，一些飼料執(zhí)法機(jī)構(gòu)將這2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中的蛋白質(zhì)含量作為飼料質(zhì)量合格的執(zhí)法依據(jù)。

由于以上限制因素，導(dǎo)致我國低蛋白質(zhì)日糧配制技術(shù)的推廣進(jìn)程一直比較緩慢，僅限于如新希望六和股份有限公司、鐵騎力士集團(tuán)、遼寧禾豐牧業(yè)股份有限公司、廣東溫氏食品集團(tuán)股份有限公司等大型飼料和養(yǎng)殖企業(yè)的小規(guī)模試用，中小型飼料企業(yè)以及散戶等由于技術(shù)和日糧配制理念缺失，還一直處于觀望態(tài)勢(shì)。2018年對(duì)于低蛋白質(zhì)日糧配制技術(shù)的推廣應(yīng)用是一個(gè)契機(jī)，豆粕價(jià)格在2018年10月中旬已突破3 900元/t，創(chuàng)近年來新高，采用低蛋白質(zhì)日糧配制技術(shù)平均可降低豬各階段日糧CP水平2%～3%，可減少豆粕使用量5個(gè)百分點(diǎn)左右[14]，折合每噸可降低50 kg左右的豆粕，而我國每年豬配合飼料消耗量大約2.1億t，因此每年豬飼料可減少1 050萬t的豆粕使用量，折合大豆1 313萬t（每噸大豆可產(chǎn)出0.8 t豆粕）；此外，“飼料原料來源多元化”是低蛋白質(zhì)日糧配制技術(shù)的另一大優(yōu)勢(shì)，如菜粕中含有較多的含硫氨基酸，尤其是蛋氨酸，而棉粕中精氨酸含量較高，采用這2種原料代替部分豆粕可以減少飼料中CAA的使用量。因此，日糧中通過添加適量棉粕、菜粕、花生粕、玉米胚芽粕等非常規(guī)蛋白原料，可進(jìn)一步減少豆粕使用量，從而緩解豆粕價(jià)格上漲對(duì)我國豬生產(chǎn)的負(fù)面效應(yīng)。

4 展 望

基于目前低蛋白質(zhì)日糧應(yīng)用存在的問題，今后的研究還需注意以下幾個(gè)要點(diǎn)：

（1）本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)（尚未發(fā)表），低蛋白質(zhì)日糧在豬體內(nèi)的能量代謝可能與正常蛋白水平日糧有所差異，這也是造成低蛋白質(zhì)日糧在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用不穩(wěn)定的重要影響因素；此外，由于某些氨基酸（如谷氨酸）可用于腸道供能，低蛋白質(zhì)條件下此類氨基酸不足也會(huì)影響到動(dòng)物胃腸道的正常功能。因此，探究日糧不同蛋白水平下適宜的能氮比對(duì)于動(dòng)物的生長性能極為重要。

（2）低蛋白質(zhì)日糧中麥麩和米糠粕等副產(chǎn)物較多，纖維含量較高，日糧中適量的纖維可促進(jìn)腸道的發(fā)育并維持正常的胃腸道功能；但另一方面也會(huì)阻礙營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收，造成飼料轉(zhuǎn)化效率降低。因此，如何平衡日糧蛋白質(zhì)和纖維之間的互作也是低蛋白質(zhì)日糧研究需要繼續(xù)探索的命題。

（3）豬食入的飼料蛋白質(zhì)在腸道內(nèi)消化酶作用下被降解為游離氨基酸或肽段，其中，氨基酸殘基小于10的稱為寡肽，2～3個(gè)氨基酸殘基為小肽。已有研究表明，當(dāng)日糧蛋白質(zhì)水平極低時(shí)，無論如何補(bǔ)充CAA，豬的生長性能均達(dá)不到理想狀態(tài)[27]。有學(xué)者指出，哺乳動(dòng)物對(duì)小肽有某種特殊的需求，完整的蛋白質(zhì)是日糧中不可缺少的組成部分；但也有研究表明，日糧中小肽的添加并不會(huì)影響動(dòng)物本身的氨基酸平衡和蛋白質(zhì)沉積。因此，該結(jié)論尚需進(jìn)一步驗(yàn)證。

（4）由于ⅠAAP模型是低蛋白質(zhì)日糧的研究基礎(chǔ)，低蛋白質(zhì)日糧是ⅠAAP模型的初步實(shí)踐，因此，如何在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化低蛋白質(zhì)日糧的氨基酸結(jié)構(gòu)，提高低蛋白質(zhì)日糧的使用效率，最終實(shí)現(xiàn)向ⅠAAP模型的最高階“全氨基酸純合日糧”的發(fā)展成為低蛋白質(zhì)日糧的最終目標(biāo)。

5 總 結(jié)

我國飼料工業(yè)在發(fā)展初期主要借鑒于美國基于玉米和豆粕的豬日糧配制模式，沒有充分利用好國內(nèi)的飼料資源，加之其他一些限制性因素使低蛋白質(zhì)日糧的推廣進(jìn)程緩慢。但隨著飼料和養(yǎng)殖企業(yè)對(duì)畜牧高級(jí)人才和高新技術(shù)的重視，“飼料原料來源多元化”的思維逐步深入，將有利于低蛋白質(zhì)日糧優(yōu)勢(shì)的進(jìn)一步發(fā)揮，同時(shí)也為飼料行業(yè)在國家倡導(dǎo)的高效利用和節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展理念中注入新的動(dòng)力。