为进一步完善现有氨基酸需要量模型，提高饲粮中氨基酸平衡水平，动物营养研究者有必要深层次地开展单种必需氨基酸的需要量研究。依据理想氨基酸模型平衡理论配制的低蛋白质饲粮可显著降低养猪生产中氮的排放^[1]。生长猪中赖氨酸、苏氨酸、含硫氨酸和色氨酸的需要量前人已做了大量的研究，缬氨酸需要量的研究则相对很少。新近研究表明，在饲粮蛋白质水平进一步降低的条件下，缬氨酸是猪常规饲粮中的第5限制性氨基酸，因此，开展猪缬氨酸需要量的研究，对于猪氨基酸需要量模型的建立和完善有着十分重要的意义^[2]。目前，缬氨酸的研究主要集中在母猪营养的研究上，生长猪缬氨酸的营养研究鲜有报道。此外，美国国家科学研究委员会已于2012年7月发布了《猪的营养需要》第11次修订版[NRC(2012)]^[3]。由于不同国家和地区猪的品种、饲养条件存在较大的差异，对于推荐的猪理想氨基酸模型应用也存在着较大差异，如何在国内养猪生产实践中合理参考NRC(2012)^[3]推荐的营养参数也成了畜牧生产中亟需解决的问题。本试验以生长猪为对象，研究标准回肠可消化缬氨酸水平对生长猪生长性能、血浆氨基酸和尿素氮含量的影响，以期为缬氨酸在生长猪中的应用提供理论依据和参考，同时，对最新的NRC(2012)^[3]推荐的氨基酸需要量进行验证，探讨在我国商业养殖条件下生长猪最佳标准回肠可消化缬氨酸的需要量。

试验采用单因素完全随机设计。试验选用420头始重为(24.31±1.74) kg的杜×长×大三元杂交生长猪，按体重相近、遗传基础相似的原则，随机分为5个处理，每个处理6个重复，每个重复(圈)14头猪，公母各占1/2，试验期为20~50 kg阶段。

饲粮中除缬氨酸水平外，其余营养水平均参照NRC(2012)^[3]推荐标准设计。以饲粮标准回肠可消化氨基酸为基础补充赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸满足NRC(2012)^[3]推荐值，其余营养水平满足或超过NRC(2012)^[3]推荐值。试验配制了5种试验饲粮，其标准回肠可消化缬氨酸水平分别为0.59%、0.64%、0.69%、0.74%和0.79%。试验饲粮组成及营养水平见表1。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 试验饲粮组成及营养水平(饲喂基础) Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets(as-fed basis) % 项目Items 标准回肠可消化缬氨酸水平 SID Val level/% 0.59 0.64 0.69 0.74 0.79 原料 Ingredients 麦麸 Wheat bran 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 玉米 Corn 70.05 69.97 69.89 69.81 69.73 豆粕 Soybean meal 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 豆油 Soybean oil 3.30 3.30 3.30 3.30 3.30 石粉 Limestone 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 磷酸氢钙 CaHPO4 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 食盐 NaCl 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 L-赖氨酸盐酸盐 L-Lys·HCl 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 DL-蛋氨酸 DL-Met 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 L-苏氨酸 L-Thr 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 L-色氨酸 L-Trp 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 L-缬氨酸 L-Val 0.08 0.16 0.24 0.32 预混料 Premix 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 合计 Total 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 营养水平 Nutrient levels 实测值 Measured values 粗蛋白质 CP 15.97 15.56 15.57 15.53 15.89 钙 Ca 0.73 0.72 0.72 0.73 0.74 总磷 TP 0.54 0.55 0.54 0.56 0.54 赖氨酸 Lys 1.08 1.08 1.10 1.09 1.11 苏氨酸 Thr 0.68 0.65 0.69 0.70 0.69 蛋氨酸 Met 0.41 0.40 0.41 0.40 0.42 缬氨酸 Val 0.64 0.67 0.75 0.78 0.83 异亮氨酸 Ile 0.58 0.66 0.74 0.58 0.59 亮氨酸 Leu 1.31 1.29 1.27 1.30 1.32 色氨酸 Trp 0.19 0.20 0.18 0.19 0.19 计算值 Calculated values 消化能 DE/(MJ/kg) 14.27 14.27 14.27 14.27 14.27 标准回肠可消化氨基酸 Standardized ileal digestible amino acids 赖氨酸 Lys 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98 苏氨酸 Thr 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 蛋氨酸 Met 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 缬氨酸 Val 0.59 0.64 0.69 0.74 0.79 异亮氨酸 Ile 0.53 0.53 0.53 0.53 0.53 亮氨酸 Leu 1.22 1.22 1.22 1.22 1.22 色氨酸 Trp 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 预混料为每千克饲粮提供Premix provided the following per kg of diets：VA 5 512 IU，VD3 2 200 IU，VE 64 IU，VK3 2.2 mg，VB12 27.6 μg，核黄素 riboflavin 5.5 mg，D-泛酸 D-pantothenic acid 13.8 mg，烟酸 niacin 30.3 mg，胆碱 choline chloride 551 mg，Mn 40 mg，Fe 100 mg，Zn 100 mg，Cu 35 mg，I 0.3 mg，Se 0.3 mg。

表1 试验饲粮组成及营养水平(饲喂基础) Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets(as-fed basis)

试验在湖南大有养殖发展有限公司湘乡猪场进行。试验猪饲养在封闭式猪舍内，一半地面为水泥漏缝地面，通风良好。试验期间每天上午和下午各加料1次，自由采食和饮水，按猪场常规程序进行消毒、驱虫和免疫。

饲粮干物质、粗蛋白质、钙和总磷含量分别参照中华人民共和国国家标准GB/T 6435—1986、GB/T 6432—1994、GB/T 6436—2002和GB/T 6437—2002推荐的方法测定。

饲粮样品在40目粉碎后，分别在110 ℃下6 mol/L盐酸水解24 h和0 ℃下过甲酸氧化16 h后经盐酸水解24 h用氨基酸自动分析仪(日立L-8800，日本)测定15种氨基酸和含硫氨基酸含量。

分别于试验开始和结束时早晨空腹个体称重，以重复为单位记录耗料量，计算平均日增重、平均日采食量和料重比。

在每个试验结束前2天，每重复按耳标固定2头猪(每个处理12头猪)进行空腹采血，用真空采血管从前腔静脉采血10 mL，采用肝素钠抗凝管，血液在室温下倾斜放置30 min，3 500 r/min离心10 min，分离血浆，置于-20 ℃冷冻保存。

采用全自动生化分析仪(拜耳TECHNICON RA-1000，美国)及试剂盒(中生北控生物科技股份有限公司，中国)方法测定血浆尿素氮含量。

采用经典的茚三酮柱后衍生法原理应用氨基酸分析仪(Sykam S-433D，德国)锂柱系统测定血浆氨基酸含量。取1 mL血浆于高速离心机专用离心试管中，加入3 mL磺基水杨酸(10%)的锂缓冲溶液，充分振荡摇匀，置于4 ℃冰箱中存放5 min，取出后离心，4 ℃ 50 000 r/min离心15 min，取上清液，通过锂离子交换色谱柱并与茚三酮130 ℃下进行衍生反应，测定血浆氨基酸含量^[4]。

试验数据用Excel软件进行初步处理后，采用SAS 8.2的GLM模型统计分析。在所有处理的方差分析中，采用ANOVA程序对缬氨酸水平进行分析，P<0.05作为差异显著水平，SEM为平均标准误；同时采用线性模型和二次回归模型对饲粮缬氨酸水平的影响进行评定，并用折线模型求得生长猪饲粮中最佳标准回肠可消化缬氨酸需要量。

整个试验期间，猪群健康状况良好。由表2可知，试验各组初重差异不显著(P=0.99)。在5个处理中，饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平最低的处理(饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平为0.59%)的平均日增重最低，仅为666 g，饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平为0.69%、0.74%和0.79%处理的平均日增重相当(P>0.05)，且均与标准回肠可消化缬氨酸水平为0.64%的处理差异不显著(P>0.05)，但是显著高于标准回肠可消化缬氨酸水平为0.59%的处理(P<0.01)，同时随着饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平的增加呈线性和二次趋势(P<0.01)，在饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平达到0.74%时试验猪平均日增重最高，达到742 g； 饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平为0.64%、 0.69%、0.74%和0.79%处理的料重比相当(P>0.05)，且均显著低于标准回肠可消化缬氨酸水平为0.59%的处理(P<0.01)，同时随着标准回肠可消化缬氨酸水平的上升呈线性和二次趋势(P<0.01)，在饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平达到0.74%时试验猪料重比最佳，仅为1.94。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平对生长猪生长性能的影响 Table 2 Effects of dietary standardized ileal digestible valine level on growth performance of growing pigs 项目Items 标准回肠可消化缬氨酸水平 SID Val level/% SEM P值 P-value 0.59 0.64 0.69 0.74 0.79 处理Treatments 线性Linear 二次Quadratic 始重 Initial BW/kg 24.57 24.20 24.25 24.21 24.32 0.76 0.99 0.83 0.93 末重 Final BW/kg 47.22 48.11 49.25 49.46 49.07 1.15 0.62 0.16 0.27 平均日增重 ADG/(g/d) 666b 703ab 735a 742a 728a 16 0.01 <0.01 <0.01 平均日采食量 ADFI/(g/d) 1 394 1 386 1 446 1 453 1 412 24 0.22 0.20 0.20 料重比 F/G 2.09a 1.97b 1.97b 1.96b 1.94b 0.03 0.02 <0.01 <0.01 同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。 Values in the same row with different small letter superscripts mean significantly different (P<0.05). The same as below.

表2 饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平对生长猪生长性能的影响 Table 2 Effects of dietary standardized ileal digestible valine level on growth performance of growing pigs

由表3可知，随着饲粮中标准回肠可消化缬氨酸水平的升高，不同处理间血浆尿素氮含量差异不显著(P>0.05)。血浆中苏氨酸和其他部分非必需氨基酸(丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸和丝氨酸)含量随标准回肠可消化缬氨酸水平的升高而呈现先下降后上升的趋势(线性，P<0.05；二次，P<0.05)，在标准回肠可消化缬氨酸水平为0.69%时，苏氨酸含量达到最小值0.35%。血浆中苯丙氨酸含量则随着标准回肠可消化缬氨酸水平的升高而呈现先上升后下降的趋势(线性，P<0.05；二次，P<0.05)，在标准回肠可消化缬氨酸水平为0.69%时，苯丙氨酸含量达到最大值0.52%。血浆中其他氨基酸含量各处理间差异不显著(P>0.05)。

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平对生长猪血浆氨基酸和尿素氮含量的影响结果Table 3 Effects of dietary standardized ileal digeatible valine level on plasma amino acid and urea nitrogen contents of growing pigs 项目Items SEM P值 P-value 0.59 0.64 0.69 0.74 0.79 处理Treatments 线性Linear 二次Quadratic 尿素氮 Urea nitrogen/(mg/dL) 2.86 2.16 2.40 1.62 2.98 0.56 0.46 0.87 0.35 氨基酸 AA/% 异亮氨酸 Ile 0.27 0.27 0.29 0.26 0.27 0.01 0.83 0.77 0.92 亮氨酸 Leu 0.63 0.61 0.57 0.60 0.64 0.02 0.06 0.97 0.02 赖氨酸 Lys 0.59 0.57 0.52 0.58 0.59 0.02 0.13 0.95 0.14 蛋氨酸 Met 0.34 0.28 0.40 0.35 0.31 0.04 0.29 0.91 0.71 苯丙氨酸 Phe 0.44ab 0.38b 0.52a 0.51a 0.39b 0.03 <0.01 0.74 0.18 苏氨酸 Thr 0.41a 0.40a 0.35b 0.39a 0.41a 0.01 0.01 0.76 0.02 缬氨酸 Val 0.41 0.41 0.40 0.40 0.40 0.02 0.99 0.73 0.94 丙氨酸 Ala 0.36a 0.35ab 0.32c 0.34b 0.37a 0.01 <0.01 0.87 <0.01 精氨酸 Arg 0.38a 0.37a 0.33b 0.35b 0.38a 0.01 <0.01 0.78 <0.01 天冬氨酸 Asp 0.63a 0.63a 0.55c 0.59b 0.64a 0.01 <0.01 0.75 <0.01 组氨酸 His 0.28 0.27 0.24 0.26 0.28 0.01 0.22 0.91 0.14 谷氨酸 Glu 1.04a 1.02ab 0.90c 0.97bc 1.05a 0.02 <0.01 0.69 <0.01 甘氨酸 Gly 0.26a 0.26a 0.21b 0.25a 0.26a 0.01 <0.01 0.81 <0.01 脯氨酸 Pro 0.73a 0.73a 0.64b 0.69a 0.73a 0.01 <0.01 0.64 <0.01 丝氨酸 Ser 0.42a 0.40a 0.35b 0.39a 0.42a 0.01 <0.01 0.96 <0.01

表3 饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平对生长猪血浆氨基酸和尿素氮含量的影响结果 Table 3 Effects of dietary standardized ileal digeatible valine level on plasma amino acid and urea nitrogen contents of growing pigs

对表2中数据进行分析，以试验中平均日增重或料重比数据建立折线模型。饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平(X)与平均日增重(Y)的折线模型和二次回归趋势见图1。由图1可知，饲粮标准 回肠可消化缬氨酸水平最小的折点为0.68%(平台值为735，R²=0.97)，饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平二次最大转折点为0.73%(Y=-3 723.7X²+ 5 423.6X+1 239，R²=0.95)。

图1(Fig. 1)

Fig. 1

图1 饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平与平均日增重的折线模型和二次回归趋势Fig. 1 Broken-line model and quadratic regression trend between ADG and dietary standardized ileal digestible valine level

饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平(X)与料重比(Y)的折线模型和二次回归趋势见图2。由图2可知，饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平最小的折点为0.65%(平台值为1.96，R²=0.97)，饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平二次最大转折点为0.66%(Y=24.94X²-33.07X+12.92，R²=0.97)。

图2(Fig. 2)

Fig. 2

图2 饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平与料重比的折线模型和二次回归趋势 Fig. 2 Broken-line model and quadratic regression trend between F/G and dietary standardized ileal digestible valine level

综合上述结果可得出，生长猪(20~50 kg)饲粮标准回肠可消化缬氨酸需要量范围值0.65%~0.73%，最佳需要量为0.68%。

在NRC(1998)^[5]和Chung等^[6]给出的理想氨基酸模型中，生长猪饲粮标准回肠可消化缬氨酸/赖氨酸均为68%。近10年来，研究生长猪缬氨酸需要量的文献只有Gaines等^[7]和Waguespack等^[8]这2篇文献。Gaines等^[7]在研究中发现，生长猪21~33 kg阶段的适宜饲粮标准回肠可消化缬氨酸/赖氨酸不低于65%即可获得理想的生产性能，这与Waguespack等^[8]在生长猪20~45 kg阶段的研究结果相近(饲粮标准回肠可消化缬氨酸/赖氨酸为67%~70%)。但由于Gaines等^[7]的研究中饲粮标准回肠可消化赖氨酸水平为1.10%，高于Waguespack等^[8]和NRC(1998)^[5]的0.83%，所以饲粮最低饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平为0.72%，远远高于Waguespack等^[8]和NRC(1998)^[5]的0.56%。考虑到品种改良技术的提高，猪的生长潜力有较大幅度改善，对赖氨酸的需要量有较大幅度增加，导致饲粮标准回肠可消化缬氨酸的需要量也相应提高^[9]，而Waguespack等^[8]研究中饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平参考NRC(1998)^[5]，其饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平明显偏低。因此，本研究为了更好地确定当前商业化生产水平条件下20~50 kg阶段生长猪标准回肠可消化缬氨酸需要量，同时对NRC(2012)^[3]的氨基酸模型进行验证，所以在饲粮配制中以NRC(2012)^[3]的氨基酸模型为依据，即饲粮标准回肠可消化赖氨酸水平为0.98%，饲粮标准回肠可消化缬氨酸/赖氨酸为65%。

本试验结果表明，在商业化生产条件下，按照NRC(2012)^[3]推荐的氨基酸需要量和模型配制的饲粮可以较好的满足当前的养猪生产需要(饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平为0.64%的处理，与最佳处理相比，NRC组的平均日增重和料重比均差异不显著)，且以料重比为评价指标时，饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平仅为0.65%(饲粮标准回肠可消化缬氨酸/赖氨酸为66%)就可以满足生长猪的需求，这与NRC(2012)^[3]推荐的饲粮标准回肠可消化缬氨酸/赖氨酸为65%相近。这表明NRC(2012)^[3]推荐的氨基酸模型可以满足商业生产条件下的最佳生产效益；但当以平均日增重为评价指标时，饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平不低于0.68%(饲粮标准回肠可消化缬氨酸/赖氨酸为69%)才可获得最佳生长性能，这与NRC(1998)^[5]推荐的饲粮标准回肠可消化缬氨酸/赖氨酸为68%相近，略高于NRC(2012)^[3]推荐的65%。考虑到20~50 kg阶段的生长猪在实际商业生产条件下一般以生长速度作为最佳评判指标，且综合表2的方差分析数据，即饲粮饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平超过0.65%时，料重比依然没有出现显著增加，反而在饲粮饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平达到0.74%时，料重比最佳，仅为1.94。因此，以0.68%作为满足生长性能的饲粮标准回肠可消化缬氨酸最低需要量更为适宜，这远远高于NRC(1998)^[5]推荐的0.56%，与NRC(2012)^[3]推荐的0.64%较为接近。

在除赖氨酸以外的氨基酸需要量的研究中，为确保被研究氨基酸的限制性，基础饲粮必须确保赖氨酸为满足生长需要的临界点，且所有其他必需氨基酸和营养物质得到充足供应^[10]。在本试验中，所有饲粮的标准回肠可消化赖氨酸水平均被设定为0.98%，高于NRC(1998)^[5]的0.83%，因此即使在饲粮标准回肠可消化缬氨酸/赖氨酸与NRC(1998)^[5]相近的情况下得到的饲粮标准回肠可消化缬氨酸也远远高于NRC(1998)^[5]推荐的含量。由于猪从出生到100 kg活重，用于沉积蛋白质的氨基酸组成相对稳定，且沉积蛋白质需要量占总氨基酸的需要量的绝大部分。因此，一般认为生长猪的理想氨基酸模式相对稳定，即氨基酸之间的比例改变很小^[11]，这从NRC(1998)^[5]的推荐比例与NRC(2012)^[3]相近可以看出(饲粮标准回肠可消化缬氨酸/赖氨酸推荐比例分别为68%和65%)。这也表明在现代化商业生产条件下，猪的生长潜力虽有较大幅度地改善，但对于蛋白质沉积的氨基酸模型变化很小，只是对赖氨酸的需要量有较大幅度增加，从而间接增加了缬氨酸的绝对需要量，这同时也证实了本试验结果得到的饲粮标准回肠可消化缬氨酸(0.68%)在当前的饲粮标准回肠可消化赖氨酸水平下可以满足猪的实际生产需要[饲粮标准回肠可消化缬氨酸/赖氨酸为69%，与NRC(1998)^［5]和NRC(2012)^[3]的推荐值相近］。

当然，如果继续增加饲粮饲粮标准回肠可消化赖氨酸水平，饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平是否会达到Gaines等^[7]报道的0.72%，这需要进一步的研究。

血浆尿素氮含量可反映动物蛋白质代谢状况，并可作为蛋白质沉积的一个指标^[12]。血浆尿素氮含量降低，说明氨基酸在动物体内分解作用减弱，氮贮留量增加，蛋白质合成作用增强^[13]。因此，血浆尿素氮含量可以作为饲粮蛋白质或氨基酸在动物体内利用情况的一个重要指标。本试验结果中，各处理的血浆尿素氮含量差异不显著，与Waguespack等^[8]报道的结果相似，可能是饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平的改变幅度小，虽然对猪的生长速度和饲料增重比有一定影响，但没有引起蛋白质代谢异常。

血浆游离氨基酸含量在一定程度上可以反映动物体内氨基酸代谢状况^[14]。本试验结果发现，不同处理间血浆缬氨酸含量并没有显著变化，但亮氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸和丝氨酸等含量则随着饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平的升高而呈现先下降后上升的二次回归趋势。这可能表明随着饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平的上升，饲粮中氨基酸更趋平衡，生长猪体内氨基酸的利用率上升，进入氨基酸代谢池内的氨基酸量减少，而当饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平超过最佳需要量时，则进入氨基酸代谢池内的氨基酸量相应的呈现上升，至于相关的机理，尚需进一步的研究。

在20~50 kg的生长猪饲粮中，饲粮标准回肠可消化赖氨酸水平为0.98%时，增加饲粮标准回肠可消化缬氨酸水平，猪的生长性能显著改善，采用折线模型和二次回归模型分析，以平均日增重和料重比作为评价指标时，生长猪饲粮标准回肠可消化缬氨酸需要量范围为0.65%~0.73%，综合考虑则以0.68%为宜。同时，在商业化生产条件下，按照NRC(2012)推荐的氨基酸需要量和模型配制的饲粮可以较好地满足当前的生长猪生产需要。