近年来，随着国内养猪总量和规模化饲养不断上升，饲粮蛋白质原料供给和环境压力也日益突出^[1]。一方面，以豆粕为代表的蛋白质饲料原料价格不断升高，国内豆粕长期依赖进口，使养殖成本上升。另一方面，动物粪尿排泄物中的含氮化合物和挥发性脂肪酸是主要的污染源，空气中的氨气、粪尿中的尿素能够导致土壤和地表水的酸化和富营养化以及空气产生刺激性气味，对猪场周围环境及一线工作人员的健康具有不良影响^{[2, 3]}。长期超过自然环境的消纳能力，可能造成环境不可恢复性损伤。降低饲粮粗蛋白质(CP)水平，并补充合成氨基酸，应用“理想蛋白质模式”配合饲粮，采用替代性蛋白质饲料来源等方法不断被研究，成为降低养殖生产成本、缓解环境压力的重要手段。大量研究表明，饲粮CP水平降低2%~5%，补充并平衡饲粮赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸含量对猪生产性能没有显著影响^{[4, 5, 6]}。但是不同CP水平对猪胃肠激素水平及其胃内生理活动的动态变化鲜见报道。因此，本试验通过无氮、14%(低)、17%(中)、20%(高)4种不同CP水平饲粮对断奶仔猪生产性能、血清激素水平，胃肠排空及其胃内pH、胃蛋白酶(pepsin)活性的影响研究，以期更深入探讨饲粮CP水平对胃肠道影响机制以及猪胃肠健康的影响。

选取35日龄的“杜×长×大”杂交断奶阉公仔猪28头(购自湖南新五丰永安分公司)，随机分为4个组，每个组7头猪，每头猪为1个重复。NFP组饲喂无氮饲粮，LP、MP、HP组分别饲喂CP水平为14%、17%、20%的饲粮。以NRC(2012)^[7]推荐的断奶仔猪营养需要量为标准，能量水平基本保持一致，配制试验饲粮。饲粮蛋白质来源一致，LP和MP组添加合成赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸，且与HP组该类氨基酸水平保持一致。试验饲粮组成及营养水平见表1；试验饲粮CP和氨基酸水平见表2。

“T型”瘘管(购自中国农业大学肉牛中心)、酸度计(GK2401C,radio meter,丹麦)，352型酶标仪(labsystems multiskan MS,芬兰)、AC8洗板机(thermo labsystems,芬兰)、TG16W微量高速离心机(国产)、GNP-9080型隔水式恒温培养箱(国产)。

试验前仔猪在猪场统一注射疫苗2次。仔猪购进后先饲养于漏风地板、保温(23 ℃)、通风良好的猪舍内，单栏(0.4 m×1.2 m)饲喂。第1天饲喂温度为30~45 ℃葡萄糖电解多维水，以缓解运输过程中的应激，并禁食。自第2天起，每天饲喂断奶仔猪商品饲料，自由采食、饮水。饲喂5 d后，于第6天空腹(禁食12 h)称重[试验猪体重为(10.0±1.0) kg]后分组，按组别对每头试验猪同时实施颈动脉血血管插管和胃“T型”瘘管手术。

手术过程：手术前禁食1 d。术前15 min注射阿托品(0.05 mg/kg；浙江制药股份有限公司新昌制药厂)，然后耳缘静脉注射舒泰50(7 mg/kg；法国维克)。手术详细过程参照Morris等^[8]和黄瑞林等^[9]的方法进行。手术后仔猪单栏饲喂于代谢笼(1.5 m×2.0 m)中，温度控制在23 ℃，禁食1 d，但饲喂葡萄糖温水。

每头猪术后饲喂相应组别的试验饲粮，恢复5 d，恢复和采血期间每天早、中、晚3次用肝素钠溶液疏通血管插管。然后进行正式试验，正式试验为限制饲喂，每天450 g，自由饮水(收集胃糜期间除外)，收集胃糜期间，水料比为2 ∶ 1，混匀饲喂。

正式试验第6~8天，仔猪于每天采食前(0 min)，自采食起30、60、120、180和300 min连续采集血样，每次采血10 mL，3 000 r/min离心10 min，取血清-80 ℃保存用于血清指标测定。于正式试验第13~17天，胃食糜样每日每头猪采集1次(除了0和300 min外)，采样时间以随机顺序分别自采食起0、30、60、120、180和300 min采集胃食糜样。采集0和300 min胃食糜样在同1 d进行。每头猪每天采集1个时间点，共6个时间点(0、30、60、120、180和300 min)，共采集5 d，每次采集胃食糜50 mL。采集后立即离心胃糜(3 000 r/min，5 min)，取上清液分为2份，一份2 mL，测量pH，另一份2 mL，-80 ℃保存用于检测胃蛋白酶活性。

第19天正式试验结束后，随即进行屠宰，并在屠宰前30 min通过胃瘘管灌注阿拉伯胶-碳末混合剂(质量浓度5%活性炭末、质量浓度10%阿拉伯树胶，灌注剂量为10 mL/kg)^[10]。

取胃食糜上清液后立即用酸度计测定pH。

用352型酶标仪测定血清中的胆囊收缩素(cholecystokinin,CCK)、饥饿素(ghrelin)、胃泌素(gastrin)、胃抑素(gastric inhibitory polypeptide,GIP)、胃蛋白酶原Ⅰ(pepsinogen Ⅰ,PGⅠ)和胃蛋白酶原Ⅱ(pepsinogen Ⅱ,PGⅡ)水平以及胃糜上清液胃蛋白酶活性，所有激素指标酶联免疫吸附测定(ELISA)试剂盒均购自北京鑫方程生物技术有限公司。具体分析方法严格按ELISA试剂盒所提供的操作说明进行。

计算平均日增重(ADG)，开膛后量取小肠长度及碳末在肠道推进长度，计算胃肠排空比率。

表 1 (Table 1)

表 1 试验饲粮组成及营养成分水平(饲喂基础) Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets (fed basis) % 项目 Items 组别 Groups 无氮饲粮 NFP 低粗蛋白质水平 LP 中粗蛋白质水平 MP 高粗蛋白质水平 HP 原料 Ingredients 玉米淀粉 Corn starch 72.40 玉米 Corn 75.00 67.69 61.06 大豆粕 Soybean meal 15.40 15.50 21.00 鱼粉 Fish meal 5.00 6.00 8.50 大豆油 Soybean oil 4.00 3.85 2.60 1.80 乳清粉 Whey powder 4.30 4.30 4.30 蔗糖 Sucrose 15.00 统糠 Rice bran 4.00 赖氨酸 Lys 0.91 0.63 0.37 蛋氨酸 Met 0.28 0.19 0.11 苏氨酸 Thr 0.34 0.21 0.10 色氨酸 Trp 0.10 0.04 0.02 磷酸氢钙 CaHPO4 2.00 0.80 0.74 0.74 石粉 CaCO3 1.00 0.72 0.70 0.70 食盐 NaCl 0.50 0.30 0.30 0.30 预混料 Premix1) 1.00 1.00 1.00 1.00 合计 Total 100.00 100.00 100.00 100.00 营养水平 Nutrient levels2) 消化能 DE/(MJ/kg) 15.78 14.60 14.60 14.60 粗蛋白质 CP 0.21 14.00 17.00 20.00 赖氨酸 Lys 1.23 1.23 1.23 蛋氨酸＋半胱氨酸 Met+Cys 0.68 0.68 0.68 色氨酸 Trp 0.20 0.20 0.20 精氨酸 Arg 0.56 0.56 0.56 苏氨酸 Thr 0.73 0.73 0.73 组氨酸 His 0.42 0.42 0.42 异亮氨酸 Ile 0.63 0.63 0.63 亮氨酸 Leu 1.23 1.23 1.23 苯丙氨酸 Phe 0.72 0.72 0.72 缬氨酸 Val 0.78 0.78 0.78 钙Ca 0.70 0.70 0.70 0.70 总磷 TP 0.60 0.60 0.60 0.60 有效磷 AP 0.33 0.33 0.33 0.33  1)预混料为每千克饲粮提供Premix provides the following per kg of diets：Cu 10 mg，Fe 100 mg，Na 0.30 mg，Zn 100 mg，Mn 10 mg，VD3 386 IU，VA 3 086 IU，VE 15.4 IU，VK3 2.3 mg，VB2 3.9 mg，D-泛钙酸 D-pantothenic acid 15.4 mg，烟酸 niacin 23 mg，胆碱 cholinc 77 mg，VB12 15.4 μg。  2)营养水平为计算值。Nutrient levels are calculated values.

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

表 2 (Table 2)

表 2 试验饲粮CP和氨基酸水平 Table 2 CP and AA levels of experimental diets % 项目 Items 组别 Groups 无氮饲粮 NFP 低粗蛋白质水平 LP 中粗蛋白质水平 MP 高粗蛋白质水平 HP 粗蛋白质 CP 1.64 14.55 17.36 20.51 必需氨基酸 EAA 精氨酸 Arg 0.15 1.42 1.80 2.10 组氨酸 His 0.05 0.25 0.37 0.43 异亮氨酸 Ile 0.05 0.33 0.56 0.75 亮氨酸 Leu 0.12 1.22 1.56 1.82 赖氨酸 Lys 0.10 1.37 1.41 1.74 蛋氨酸 Met 0.01 0.25 0.25 0.25 苯丙氨酸 Phe 0.07 0.39 0.64 0.85 苏氨酸 Thr 0.07 0.87 0.97 0.89 酪氨酸 Tyr 0.05 0.25 0.36 0.40 缬氨酸 Val 0.07 0.57 0.78 0.96 非必需氨基酸 NEAA 丙氨酸 Ala 0.04 0.31 0.49 0.60 天冬氨酸 Asp 0.26 1.08 1.65 2.06 半胱氨酸 Cys 0.00 0.13 0.21 0.28 谷氨酸 Glu 0.23 1.86 2.47 2.88 甘氨酸 Gly 0.06 0.65 0.89 1.06 脯氨酸 Pro 0.04 0.63 0.65 0.78 丝氨酸 Ser 0.06 0.68 0.96 1.19 必需氨基酸 EAA 0.74 6.92 8.70 10.19 非必需氨基酸 NEAA 0.69 5.34 7.32 8.85 必需氨基酸/非必需氨基酸 EAA/NEAA 1.07 1.30 1.19 1.15  营养水平为实测值。Nutrient levels are measured values.

表 2 试验饲粮CP和氨基酸水平 Table 2 CP and AA levels of experimental diets

饲粮CP水平对断奶仔猪生产性能的影响见表3。各组初始体重相近，CP水平从0(无氮饲粮)变化到20%，在限制采食的情况下，LP、MP、HP组间末重和平均日增重无显著差异(P>0.05)，均显著高于NFP组(P<0.05)，且NFP组体重呈现负增长变化。

如表4所示，LP、MP、HP组间小肠长度无显著差异(P>0.05)，均高于NFP组，且随着饲粮CP水平的降低，小肠长度减少。饲粮CP水平对断奶仔猪胃肠排空比率影响不显著(P>0.05)，随着CP水平的降低胃肠排空比率加快。从结果来看，LP、MP、HP组间，LP组具有最快的胃肠排空速度，HP组的小肠长度最大。

饲粮CP水平与血清CCK水平在采食后300 min内的剂量关系如图1-A所示。时间和CP水平之间存在交互效应。采食后120 min内，CCK水平在各组间不存在显著差异(P>0.05)。LP组CCK水平比其他3组高，且不随时间改变。300 min时，LP组CCK水平(217.15 ng/L)显著高于MP组(164.38 ng/L)(P<0.05)，其余时间点各组间无显著差异(P>0.05)；与HP组(198.54 ng/L)比较，LP组CCK水平增加了9.60%，MP组CCK水平降低了17.17%。

表 3 (Table 3)

表 3 饲粮CP水平对断奶仔猪生产性能的影响 Table 3 Effects of dietary CP level on performance of weaning piglets (n=7) 项目 Items 组别 Groups 无氮饲粮 NFP 低粗蛋白质水平 LP 中粗蛋白质水平 MP 高粗蛋白质水平 HP 初重 Initial weight/kg 13.72±0.33 14.07±0.39 13.83±0.44 13.63±0.25 末重 Final weight/kg 11.60±0.42b 15.51±0.91a 15.92±1.14a 15.41±0.09a 平均日采食量 ADFI/(g/d) 450.00 450.00 450.00 450.00 平均日增重 ADG/(kg/d) -0.13±0.01b 0.09±0.02a 0.11±0.06a 0.11±0.01a  同行数据肩标无字母或相同字母表示差异不显著(P>0.05)，不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。  In the same row,values with no letter or the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05),while with different small letter superscripts mean significant difference(P<0.05). The same as below.

表 3 饲粮CP水平对断奶仔猪生产性能的影响 Table 3 Effects of dietary CP level on performance of weaning piglets (n=7)

表 4 (Table 4)

表 4 饲粮CP水平对断奶仔猪小肠长度和胃肠排空比率的影响 Table 4 Effects of dietary CP level on length of intestine and the gastrointestinal evacuation rate of weaning piglets (n=7) 项目 Items 组别 Groups 无氮饲粮 NFP 低粗蛋白质水平 LP 中粗蛋白质水平 MP 高粗蛋白质水平 HP 小肠长度 Intestine length/cm 880.00±24.90 893.80±44.72 919.00±64.81 943.80±22.26 碳末长度 Carbon length/cm 838.00±48.54 794.40±79.39 799.00±136.23 750.00±117.50 胃肠排空比率 Gastrointestinal evacuation rate/% 95.04±4.08 87.77±4.69 85.32±12.25 79.51±12.31

表 4 饲粮CP水平对断奶仔猪小肠长度和胃肠排空比率的影响 Table 4 Effects of dietary CP level on length of intestine and the gastrointestinal evacuation rate of weaning piglets (n=7)

饲粮CP水平与血清gastrin水平在采食后300 min内的剂量关系如图1-B所示。时间和CP水平之间存在交互效应。采食后300 min内，gastrin水平在各组间均无显著差异(P>0.05)。300 min时，LP、MP、HP组间，gastrin水平呈现随CP水平增加而增加的趋势，NFP组最高(138.05 ng/L)。

饲粮CP水平与血清ghrelin水平在采食后300 min内的剂量关系如图1-C所示。时间和CP水平之间存在交互效应。采食后300 min内，各组ghrelin水平无显著差异(P>0.05)。MP组，ghrelin水平先升高后降低，于120 min最高(3 579.97 ng/L)。LP组ghrelin水平先降低，后趋于平稳。NFP和HP组ghrelin水平随时间变化不大。

饲粮CP水平与血清GIP水平在采食后300 min内的剂量关系如图1-D所示。时间和处CP水平之间存在交互效应。不同CP水平在各个采食后300 min内均无显著差异(P>0.05)。与LP、MP、HP组相比，NFP组GIP水平始终处于较低水平。

如图2所示，不同CP水平饲粮对血清各时间点PGⅡ水平无显著差异(P>0.05)。在0 min，HP组PGⅠ水平(34.00 μg/L)显著高于MP组(23.38 μg/L)(P<0.05)，其余各组在各个时间点均无显著差异(P>0.05)。

如图3所示，通过一般线性模型多因素分析，各组间胃蛋白酶活性和pH存在显著差异(P<0.05)。不同CP水平和时间对胃蛋白酶活性存在交互效应(P<0.001)，对pH不存在交互效应(P>0.05)。采食后30 min时，HP组pH首先达到峰值(4.97)，显著高于NFP组(3.59)(P<0.05)，与LP(4.29)、MP组(4.05)无显著差异(P>0.05)。60 min时，NFP(4.77)、LP(5.02)和MP组pH(4.80)达到峰值。120 min时，NFP组pH(2.59)显著低于其他3组(P<0.05)。在0和300 min时，各组pH均无显著差异(P>0.05)。在60和120 min时，MP组胃液胃蛋白酶活性(195.23、210.29 ng/mL)显著低于其他3组(P<0.05)。而180 min时，NFP组胃蛋白酶活性(303.89 ng/mL)显著高于LP组(212.01 ng/mL)(P<0.05)。300 min时，MP组胃蛋白酶活性(319.14 ng/mL)显著高于其他3组(P<0.05)，而其他各组间差异不显著(P>0.05)。

图1(Figure 1)

Fig. 1

时间与CP 水平之间,若不存在交互效应,其折线处于平行状态;若时间与CP 水平存在交互效应,其折线表现为明显相交或者严重不平衡。下图同。 If there is no interaction effect between time and CP level, the broken line would be in the parallel condition; while if there is no interaction effect between time and CP level, the line would be in significant intersection or serious imbalance. The same as below. 图1 饲粮CP水平对断奶仔猪血清CCK、gastrin、ghrelin和GIP水平的影响 Fig. 1 Effects of dietary CP level on serum levels of CCK， gastrin， ghrelin and GIP of weaning piglets (n=7)

图2(Figure 2)

Fig. 2

字母a 代表MP 和HP 组差异显著(P<0.05)｡ Letter a means significant difference between MP and HP groups (P<0.05). 图2 饲粮CP水平对断奶仔猪血清PGⅠ和PGⅡ水平的影响 Fig. 2 Effects of dietary CP level on serum PG Ⅰ and PG Ⅱ levels of weaning piglets (n=7)

图3(Figure 3)

Fig. 3

字母a代表NFP和HP组差异显著(P<0.05)；b代表NFP和MP组差异显著(P<0.05)；c代表NFP和LP组差异显著(P<0.05)；d代表MP和HP组差异显著(P<0.05)；e代表LP和MP组差异显著(P<0.05)。 Letter a means significant difference between NFP and HP groups (P<0.05); b means significant difference between NFP and MP groups (P<0.05); c means significant difference between NFP and LP groups (P<0.05); d means significant difference between MP and HP groups (P<0.05); while e means significant difference between LP and MP groups (P<0.05). 图3 饲粮CP水平对断奶仔猪胃内pH及胃蛋白酶活性的影响 Fig. 3 Effects of dietary CP level on pH and pepsin activity of stomach of weaning piglets (n=7)

降低饲粮CP水平3%~5%，添加赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸和苏氨酸不影响猪的生产性能^{[1, 4, 11, 12]}。但也有研究表明，降低CP水平(23.1%降低到17.2%)补充该4种必需氨基酸可显著降低断奶2周内仔猪日增重^[2]。在4种必需氨基酸(赖氨酸、含硫氨基酸、苏氨酸和色氨酸)水平相同的条件下，不同CP水平对生长猪采食量、日增重和料重比有一定影响，但各组间差异未达到显著水平^[13]。我们之前的研究结果表明，低CP饲粮(14% CP)补充赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸4种氨基酸，14%和17%CP水平饲粮使仔猪日增重和采食量低于20%CP水平饲粮。本试验中术后断奶仔猪在饲喂2周后，与20%CP水平相比，仔猪饲喂17%CP水平饲粮生产性能没有显著变化，表明在应激限饲情况下，17%CP饲粮不影响断奶仔猪日增重。生产性能试验结果的不同可能与饲粮仔猪选取、饲养环境、人工管理、饲粮组成、断奶时间、氨基酸补充水平等因素有关。

4种饲粮组断奶仔猪的小肠长度无显著差异，但呈现明显的剂量效应关系。从低(14%)CP到高(20%)CP饲粮，CP水平每增加3%，小肠长度增加3%左右。该结果表明，高CP饲粮对小肠发育有积极影响，而补充必需氨基酸在一定程度上无法弥补。但育肥猪饲喂高和低CP水平对小肠长度影响不大(240日龄，22%和11%CP水平相比)^[14]，这可能是由于蛋白质对仔猪肠道发育的影响较育肥猪大。本研究结果显示低CP水平饲粮具有较高的胃肠排空速率，这可能是由于在胃蛋白酶活性相同情况下，CP水平降低，蛋白质降解为小肽和氨基酸速率加快。无氮饲粮溶解于水中更接近于半流质状态，对促进胃肠排空也有重要影响。

蛋白质通过影响味觉调控激素比碳水化合物更能够刺激饱腹感，进而影响食欲^{[15, 16]}。本试验猪采食量较正常仔猪较低，一般认为手术后2周内，与调节食欲有关的胃肠激素发生急剧变化，降低饥饿感^[17]。研究发现，胰高血糖素样肽-1(glucagon-like peptide-1，GLP-1)、胰多肽(pancreatic polypeptide，PPY)和胰高血糖素在人体中随着CP水平的变化存在剂量效应关系，随着CP水平的增加而增加，因此高CP水平饲粮在一定程度上能够增加人饱腹感^[18]。但也有研究表明，许多胃肠激素在高、低CP水平间没有差异^{[19, 20]}。这些试验都以人体为试验对象，未发现对仔猪胃肠激素采食不同CP水平饲粮后进行的系统研究。本试验通过安装颈动脉血管插管，实现了仔猪采食不同CP水平后味觉调控类激素受CP水平和采食时间变化的影响研究。血清胃肠激素水平受CP水平影响较小，且受采食时间变化较小。结果表明，降低CP水平，从与味觉相关激素水平的角度来看，不影响机体正常生理活动。

乳猪采食母乳时，胃内pH不会有较大变化，当仔猪采食固体饲料后，胃内pH会大幅度上升，并将分泌大量盐酸来促进胃内pH下降。仔猪采食前胃糜胃内酸度较低，采食后，由于高碱值饲粮的稀释缓冲使胃内pH上升，且随着时间变化^[21]。本试验结果表明，断奶仔猪采食后，胃内pH在30~60 min达到峰值，随后逐渐降低，受CP水平影响，仔猪采食高CP水平饲粮后pH峰值出现较早，采食中、低CP水平饲粮升高较慢，且无氮饲粮可能由于胃排空过快而造成胃酸较快恢复到空腹状态水平。在胃肠排空速率基本一致的前提下，与20%CP水平饲粮相比，饲喂17%CP水平饲粮在60~180 min范围内，胃中胃蛋白酶活性较低，表明饲粮CP水平对胃蛋白酶活性具有一定的刺激作用,以满足蛋白质的降解。有研究表明断奶仔猪胃中食糜酸度可能与胃蛋白酶分泌有重要联系，饲料中添加消化酶促进蛋白质降解对胃蛋白酶分泌影响不大^{[22, 23]}。本试验中，胃中胃蛋白酶活性随时间变化不大，但由于饲粮和水入胃的稀释作用，胃内胃蛋白酶活性随着采食的进行有先上升后下降的趋势，采食后120 min，随着pH降低，胃蛋白酶活性有略微上升的趋势，pH降低有助于胃蛋白酶的激活。断奶仔猪胃蛋白酶分泌与胃内环境pH的详细关系有待进一步研究。

低CP水平饲粮可加快胃肠排空速率，小肠长度随着CP水平降低表现下降趋势。血清中CCK、ghrelin、gastrin、PIG、PGⅠ和PGⅡ水平不受CP水平和胃消化时间的影响。胃内pH受采食影响呈现先升高后降低的规律性变化与胃肠排空速率相关，胃蛋白酶活性受饲粮CP水平及采食影响较小。在限制饲喂的情况下，且保持水料比一定，与常规饲粮粗蛋白质水平(20%)相比，断奶仔猪饲粮CP水平降低6%(添加赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸4种必需氨基酸)，不影响其胃pH、胃蛋白酶活性和血清激素水平。