張振玲(譯)
(徐州生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)物工程系,江蘇 徐州 221006)
薦語:抗生素是20 世紀(jì)醫(yī)藥學(xué)領(lǐng)域偉大的成就之一,近幾十年來,抗生素不僅在治療人類疾病方面作用巨大,而且在畜牧養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)中也作用突出,它提高了動(dòng)物的生長性能和飼料利用率??股赜绊懼i生產(chǎn)的各個(gè)階段,其作用效果在各個(gè)階段也不盡相同。飼料中添加抗生素和氧化鋅(ZnO)一直是對(duì)抗斷仔豬腹瀉及相關(guān)問題最主要和最常用的方法,隨著對(duì)畜牧養(yǎng)殖業(yè)中應(yīng)用抗生素問題及動(dòng)物福利的關(guān)注和重視程度的提高,抗生素、ZnO 在斷奶仔豬的飼糧中添加的情況越來越少。那么,在不改變現(xiàn)有養(yǎng)殖模式下為了確保仔豬的生長性能不受到較大的影響,有什么好的辦法來替代抗生素和ZnO?荷蘭斯科特霍斯特飼料研究中心(Schothorst Feed Research,SFR)的營養(yǎng)與飼料專家Francesc Molist 博士就此問題展開論述,在文章中闡述了豬日糧中的纖維、蛋白質(zhì)和脂肪對(duì)改善斷奶前后仔豬腸道健康的重要性,以及有潛力替代抗生素和ZnO 的替代品。希望譯文能對(duì)后抗生素時(shí)代我國的養(yǎng)豬生產(chǎn)有所幫助。
因?yàn)槭艿絹碜詼p少和規(guī)范使用抗菌藥物以及使用抗生素替代品所帶來的越來越大的壓力,歐洲養(yǎng)豬業(yè)現(xiàn)正面臨著巨大的挑戰(zhàn)。飼料中添加抗生素和ZnO 一直是對(duì)抗斷奶仔豬腹瀉及相關(guān)問題最主要和最常用的方法,但是,目前減少獸藥和ZnO 使用的壓力也很大,這不僅僅是一個(gè)替代抗生素的戰(zhàn)略問題,必須采取一種較為全面的方法。替代或減少抗生素使用不僅要考慮到豬飲食的特點(diǎn)、組成,同時(shí)還要考慮到豬的飼養(yǎng)管理、遺傳因素以及有關(guān)豬福利等方面的因素。下面讓我們再來了解一下通常所認(rèn)識(shí)的纖維、蛋白質(zhì)和脂肪吧。
將纖維作為營養(yǎng)成分納入斷奶仔豬的日糧中是有爭議的,因?yàn)槔w維可能會(huì)降低仔豬對(duì)飼料的攝入量和營養(yǎng)消化率,從而增加致病菌在胃腸道(GIT)中傳播的風(fēng)險(xiǎn)。之所以出現(xiàn)這些爭議是由于有關(guān)日糧纖維功效(如改變腸道的理化特性或改變其發(fā)酵模式)的科學(xué)信息仍顯匱乏。因此,有必要從功能的角度來重新評(píng)價(jià)飼料纖維,從功能角度可將纖維分為惰性纖維(Inert fibre)和可發(fā)酵纖維(Fermentable fibre)兩類。惰性纖維是指不能消化,也不能發(fā)酵的一類碳水化合物;可發(fā)酵纖維是指消化道前部不能消化,但是在胃腸道中可發(fā)酵的一類碳水化合物。通常仔豬日糧中惰性纖維飼料主要源自于小麥、燕麥殼和向日葵殼,可發(fā)酵纖維飼料主要源自于甜菜漿、大豆皮和菊粉。
在斷奶仔豬日糧中加入惰性纖維可以減少腸道內(nèi)容物的滯留時(shí)間,改變腸道生態(tài)系統(tǒng),從而減少致病菌在大腸中的傳播。Rosemarijn Gerritsen 等人(2012)在斯科特霍斯特飼料研究中心進(jìn)行的研究表明,仔豬斷奶后的前14 d,與禾谷類基礎(chǔ)飼料或者其他富含牛奶副產(chǎn)品和單體氨基酸(見表1)的正對(duì)照相比,在禾谷類基礎(chǔ)日糧中添加12.8%的惰性纖維(麥秸50 g/kg,燕麥殼100 g/kg)后,仔豬飼料攝入量有所增加。
表1 纖維對(duì)斷奶仔豬生長性能的影響(28 ~42 日齡)
試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn),惰性纖維飼料的添加與較大的胃容量以及腸道淀粉酶的活性有關(guān),同時(shí)回腸和結(jié)腸中的大腸桿菌(E.coli)計(jì)數(shù)也較低。日糧中加入惰性纖維飼料可使斷奶仔豬的飼料攝入量增加(惰性纖維的添加會(huì)稀釋日糧中的營養(yǎng)成分,從而刺激仔豬攝入更多的飼料),同時(shí)可使仔豬的胃腸道更好地發(fā)育。總之,日糧中添加惰性纖維后,由于這些成分的直接物理作用,降低了仔豬小腸和大腸中的大腸桿菌數(shù)目,從而阻斷了大腸桿菌黏附于仔豬的腸道受體。
日糧中添加可發(fā)酵纖維可在仔豬胃腸道中發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFA)并增加消化食糜的保水率,同時(shí)還產(chǎn)生一種可在胃腸道末端發(fā)酵的物質(zhì)。因此,胃腸道中微生物的組成和活性取決于斷奶仔豬的發(fā)酵能力。Francesc Molist等人(2009)的一項(xiàng)研究顯示:與斷奶后一周飼喂低纖維飼料的對(duì)照組仔豬相比,日糧中添加40~80 g/kg麥麩或30~60 g/kg甜菜漿,斷奶2周后仔豬盲腸中SCFA的濃度明顯增加。因此,這可能意味著仔豬斷奶后可能還需要一段時(shí)間(約2周左右,視斷奶日齡和斷奶時(shí)體重而定)才具有發(fā)酵纖維的能力。因此,將這種可發(fā)酵纖維納入仔豬的日糧中可能會(huì)引發(fā)較高的腹瀉率。
因此筆者建議,在仔豬斷奶前后,可在日糧中加入適量的惰性纖維飼料,一方面,用適量的惰性纖維稀釋日糧以避免仔豬因未消化營養(yǎng)素的積累而引起腹瀉問題。另一方面,惰性纖維飼料可以幫助仔豬恢復(fù)腸道功能。
小腸中未被消化的粗蛋白,在進(jìn)入大腸后通常會(huì)作為大腸桿菌的營養(yǎng)源,而大腸桿菌對(duì)于仔豬腸道的健康來說非常不利。所以,為改善斷奶仔豬的腸道健康,降低日糧中的粗蛋白含量已被作為替代使用抗生素的一種策略。在荷蘭,斷奶日糧的粗蛋白水平通常為16.5%~17.5%,而賴氨酸水平在0.8%~0.9%之間。
為了減少大腸中大腸桿菌的營養(yǎng)源,確定新斷奶仔豬回腸對(duì)不同粗蛋白質(zhì)來源的消化率也很重要。最近的一項(xiàng)研究表明,植物源(如大豆、菜籽或葵花籽)粗蛋白在仔豬的回腸消化率可能比生長育肥豬的要低10%~15%。因此,在斷奶后仔豬的日糧中使用不同的粗蛋白質(zhì)和氨基酸消化系數(shù)是合理的,因?yàn)橛守i具有較高的消化能力。
在日糧的粗蛋白消化率方面,首先一定要考慮其緩沖能力,尤其是在仔豬斷奶前后。圖1 顯示了日糧中各種成分的緩沖效應(yīng):粗蛋白比谷物具有更大的緩沖能力。在粗蛋白源中,魚粉和脫脂乳中由于鈣含量較高,因此緩沖能力最強(qiáng)。其次,必須考慮到ZnO 的緩沖能力(20 000 mEq/kg)。攝食添加ZnO 飼料的仔豬胃中平均pH >4,這降低了胃作為一道屏障對(duì)抗病原體的能力。為了保護(hù)斷奶仔豬和提高胃對(duì)粗蛋白的消化能力,仔豬胃的pH必須保持在3.5 ~4 或以下。因此,選擇低緩沖能力的粗蛋白源或使用酸化劑以降低仔豬胃中pH 是非常重要的。最近在SFR 進(jìn)行的一項(xiàng)試驗(yàn)表明,降低200 mEq(緩沖容量)可使得斷奶后35 d 的仔豬體重多增加8%。
最后,必須指出的是,飼料中不添加抗生素可能會(huì)使得仔豬對(duì)氨基酸的基本需求量增加,因?yàn)椴惶砑涌股乜赡軙?huì)使其小腸中細(xì)菌的數(shù)量增加,從而引起免疫系統(tǒng)對(duì)氨基酸的需求量增加。在改善腸道健康的飲食方面,蘇氨酸和色氨酸等多種功能性氨基酸起著重要的作用。因此,有必要修訂斷奶后仔豬日糧中的氨基酸組成,以提高日糧中蘇氨酸和色氨酸對(duì)賴氨酸的比值。
圖1 不同日糧成分的緩沖能力(g/kg)
目前在荷蘭,調(diào)整仔豬日糧中的SID(標(biāo)準(zhǔn)回腸消化率)蘇氨酸/ SID 賴氨酸>63%,SID 色氨酸/ SID 賴氨酸>18% 是很普遍的。將來,當(dāng)歐洲允許使用谷氨酰胺等合成氨基酸時(shí),谷氨酰胺等合成氨基酸的作用亦會(huì)變得更加重要。
到目前為止,幾乎沒有關(guān)于飼料中不同脂肪來源或水平對(duì)促進(jìn)斷奶仔豬腸道健康的影響的資料或信息。但仍有一些研究表明ω-3 脂肪酸(如從魚油中提取的)可能對(duì)仔豬腸道健康產(chǎn)生有益的影響。當(dāng)仔豬發(fā)生腹瀉時(shí),消化受到影響的首先就是脂肪。仔豬胃腸道中致病菌的繁殖導(dǎo)致膽汁酸的降解,從而對(duì)脂肪的消化產(chǎn)生不利影響。在這種情況下,較易消化(較高消化率)的脂肪對(duì)于仔豬腸道健康來說是有益的。因此,現(xiàn)多采用椰子油和棕櫚仁油等這種富含短鏈脂肪酸(較易消化)的脂類以改善斷奶仔豬腸道健康水平。此外,不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比例是影響脂肪消化的重要因素。對(duì)斷奶仔豬來說,不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比例比值在3 ~4 左右為宜,比值低于3 顯然會(huì)影響脂肪的消化(參見圖2)。
圖2 斷奶仔豬日糧中不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比例與脂肪相對(duì)吸收的關(guān)系
要想在斷奶仔豬的日糧中不使用抗生素和ZnO,了解纖維、粗蛋白和脂肪對(duì)其腸道健康的影響及其重要作用是非常有必要的。斷奶仔豬營養(yǎng)策略的制定必須以低營養(yǎng)為基礎(chǔ),設(shè)法促進(jìn)仔豬的采食量,但要防止仔豬胃腸道中產(chǎn)生過多的不能消化的底物(細(xì)菌可以利用)。僅僅通過加入飼料添加劑來取代抗生素或ZnO,而不重新調(diào)整仔豬的日糧,將導(dǎo)致斷奶仔豬腹瀉。對(duì)于纖維,要提供惰性纖維以促進(jìn)仔豬胃腸道的發(fā)育、提高其消化和吸收能力以減少致病菌的繁殖,還要調(diào)低日糧中粗蛋白的含量,使用高消化率的飼料成分和單體氨基酸,在生豬生產(chǎn)的各個(gè)階段使用正確的消化率系數(shù)。此外,還要減少日糧的緩沖能力以優(yōu)化仔豬腸胃功能。對(duì)于脂肪,建議使用富含中鏈脂肪酸(MCFA)的成分,并考慮到不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸的比例以優(yōu)化飼料配比。今后,為促進(jìn)仔豬的腸道健康,仍需對(duì)脂肪和脂肪酸的作用和功能等方面進(jìn)行大量的研究。此外,還要對(duì)飼料添加劑(減少抗生素和ZnO 的使用具有協(xié)同效應(yīng))加強(qiáng)研究。