现代动物营养科学经过200多年的发展,科学家们已经逐步揭开了动物所需营养素的神秘面纱,包括这些营养素的种类以及在动物上的功能和需要量,从而建立了动物营养需要标准。在实际生产及众多动物试验的结果显示:采食以相同营养标准配制的不同营养源饲粮,饲喂效果却大相庭径[1]。这表明:动物营养的内涵仅用营养素和营养水平还不能充分诠释,于是科学家提出了“营养结构”的概念[2]。营养结构强调营养素平衡、营养源平衡、二者相互关系以及和促营养素的关系。本研究主要从营养源及其相互关系这一层面来开展试验。在目前的饲料生产中,为了确保使用效果和组织生产的方便,饲料常以玉米-豆粕为主的简单配方,这使得优质饲料原料玉米、豆粕的使用量大,国内产量通常很难满足需求。而我国资源丰富的粮食加工副产物在饲料行业使用不足,造成了极大的资源浪费。为了避免出现人畜争粮的尴尬局面,增加粮食加工副产物在饲料中的应用显得尤为重要。Apple等[3]研究发现,使用3%的水解羽毛粉等量替代豆粕时动物生产性能无显著变化;黄伟杰等[4]研究发现,在生长猪饲粮中加入20%的高粱和10%的干酒糟及其可溶物(DDGS),其生长性能与玉米组无显著差异。这表明,使用非常规营养源在一定范围内替代玉米、豆粕,对猪的生产性能不产生负面影响,然而合理剂量的确定和更多营养源的搭配仍然需要深入地分析和试验。因此,本研究旨在通过使用多营养源配制饲粮,考察其对于生长育肥猪生长性能、养分表观消化率以及肉品质的影响,以期得到多营养源饲粮在充分利用非常规原料、降低饲料成本以及提高生产效益等方面的应用价值。
1 材料和方法 1.1 试验材料本试验的饲料原料:玉米、豆粕、小麦、DDGS、棉籽粕购于四川省眉山市彭山青龙场原料批发市场,皮大麦、菜籽粕购于四川铁骑力士集团,亚麻籽粕和花生粕分别购于山东菏泽和河南驻马店。
1.2 试验动物与试验设计试验选择初始体重为(41.06±1.43) kg的“杜长大”(DLY)生长猪48头,随机分配到2个组,每组12个重复(圈),每个重复2头猪;对照组饲喂玉米-豆粕型基础饲粮;试验组饲喂多营养源饲粮,能量低于对照组。生长阶段试验期为42 d,在试验开始的第32~35天进行内源指示剂法消化试验,在第43天早上每个重复选择1头猪进行采血,并对所有猪进行称重;育肥阶段将猪继续饲喂至120 kg体重时,每个组选择5头猪进行屠宰并测定肉品质。
1.3 试验饲粮试验饲粮参考NRC(2012)生长阶段(50~75) kg和育肥阶段(76~120) kg猪营养需要量配制,基础饲粮为玉米-豆粕型,多营养源饲粮则是由多种能量和蛋白质源组合配制而成。饲粮组成及营养水平见表 1。
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表 1 饲粮组成及其营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the diets (air-dry basis) |
本试验在四川农业大学动物营养研究所教学实验基地进行。预试5 d进入正式试验,每天喂料3次(08:00、13:30和19:00),每次喂料少量多次,直至自由采食后料槽还有少量余料为止,自由饮水,保持圈舍温度在21 ℃左右。
1.5 屠宰及组织取样选择体重在120 kg左右的猪进行屠宰,分离左侧胴体对背最长肌进行取样,从腰荐结合处开始,第1~2段肋骨处背最长肌用于测定肌肉pH和肉色,第3~4段测定滴水损失及蒸煮损失,第5~6段则用于测定肌内脂肪及蛋白质含量。
1.6 测定指标及方法 1.6.1 生长性能分别在试验开始的第1天和第43天以圈为单位对猪进行空腹称重,试验期每天记录每圈猪每日饲粮摄入量,计算每个圈的平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)以及料重比(F/G)。
1.6.2 养分表观消化率测定粪便和饲粮中各养分的含量以及内源指示剂盐酸不溶灰分的含量,计算各养分的表观消化率。能量用全自动氧弹热量仪(PARR 6400,美国)测定;粗蛋白质含量用全自动凯氏定氮仪(BUCHI K-360,瑞士)测定;盐酸不溶灰分含量按照GB/T 23742—2009/ISO 5985:2002方法测定;粗灰分、钙、磷、干物质含量按照张丽英[5]《饲料分析以及饲料质量检测技术》方法测定。
各养分表观消化率(%)=100-100×A/A1×(B1/B);
式中:A为每千克粪中某营养物质的含量,A1为每千克饲粮中某营养物质的含量;B为每千克粪中盐酸不溶灰分的含量,B1为每千克饲粮中盐酸不溶灰分的含量。
1.6.3 血清生化指标使用全自动血液生化分析仪(日立7020,日本)测定血清中葡萄糖(GLU)、尿素氮(UN)、甘油三酯(TG)含量以及碱性磷酸酶(AKP)、谷草转氨酶(AST)和谷丙转氨酶(ALT)的活性。
1.6.4 肉品质参照NY/T 1333—2007《畜禽肉品质测定方法》[6]和严鸿林[7]试验中肉品质测定的方法进行检测。
1.7 数据统计分析试验数据采用Microsoft Excel 2007进行整理,用SPSS 19.0统计软件进行t检验,以P < 0.05为差异显著性判断的标准。
2 结果 2.1 多营养源饲粮对生长育肥猪生长性能的影响由表 2可知:与对照组相比,试验组生长育肥猪ADFI提高了7.76%,但差异不显著(P>0.05);2组ADG、F/G和消化能和净能的摄入量均无显著差异(P>0.05)。
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表 2 多营养源饲粮对生长育肥猪生长性能的影响 Table 2 Effects of multi-nutrient source diet on growth performance of growing-finishing pigs |
由表 3可知:与对照组相比,试验组钙、磷、能量、粗蛋白质、粗灰分、干物质的表观消化率显著降低(P < 0.05),2组粗脂肪的表观消化率差异不显著(P>0.05)。
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表 3 多营养源饲粮对生长育肥猪养分表观消化率的影响 Table 3 Effects of multi-nutrient source diet on apparent nutrient digestibility of growing-finishing pigs |
由表 4可知:对对照组相比,饲喂多营养源饲粮显著提高了生长育肥猪血清ALT的活性(P < 0.05),但对其余血清生化指标无显著影响(P>0.05)。
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表 4 多营养源饲粮对生长育肥猪血清生化指标的影响 Table 4 Effects of multi-nutrient source diet on serum biochemical indices of growing-finishing pigs |
由表 5可知:与对照组相比,饲喂多营养源饲粮对生长育肥猪肌肉品质以及背最长肌肌内脂肪和蛋白质含量无显著影响(P>0.05)。
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表 5 多营养源饲粮对生长育肥猪肉品质的影响 Table 5 Effects of multi-nutrient source diet on meat quality of growing-finishing pigs |
影响猪生长性能的主要因素为采食量和摄入营养物质的消化利用效率。影响猪采食量的因素有很多,其中饲粮的组成是最重要的因素之一。猪的味蕾很多,具有敏感的味觉,通过调节饲粮味道也可以影响猪的采食量[8]。菜籽粕中含有的异硫氰酸盐是产生苦味的主要物质,会严重影响适口性,研究发现在育肥猪饲粮中加入5%的菜籽粕就会降低采食量。而本试验中,菜籽粕及其他杂粕的添加量均在1.5%及以下,因此对猪的采食量未产生负面影响。饲粮能量也是影响采食量的重要因素,饲粮能量偏低,猪会通过提高采食量来获得足够的能量[9]。乔楠[10]研究表明在正常能量水平饲粮中分别加入10%和20%的麦麸稀释能量后,与正常组相比ADG和ADFI均有提高。因此能量水平和营养来源的不同均对采食量有所影响。
本试验结果显示,多营养源饲粮组(试验组)养分表观消化率普遍低于基础饲粮组(对照组),其原因可能是因为多营养源饲粮组饲粮中含有较多影响消化的成分。欧秀琼[11]研究表明,由于大麦中含较多的β-葡聚糖,可增加食糜黏性,使得食糜与消化酶接触不充分,导致大麦中营养物质消化率较低,需要通过外源酶制剂的添加来提高其消化率。饲粮纤维含量的增加,可以增加食糜的黏度,加速食糜在肠道中的流通速度,从而降低饲粮营养物质的消化率。Wilfart等[12]研究表明,在生长猪饲粮中分别添加0、20%和40%的小麦麸来增加饲粮纤维含量,随着纤维含量的增加,粪便中粗蛋白质、粗脂肪、纤维以及有机物的含量也逐渐提高。饲粮中的植酸是具有较强络合金属离子的能力,在胃肠道中形成不溶性植酸盐,从而降低矿物元素的利用率[13];植酸分子中的磷酸基团,可与蛋白质结合形成二元复合物,使蛋白质发生沉淀,从而降低蛋白质的利用率[14]。孙杰龙[15]研究表明,在含菜籽粕或棉籽粕的饲粮中,添加1 000 mg/kg的植酸酶,可以显著提高粗蛋白质、钙和磷的消化率,但对总能和干物质的消化率无显著影响。多营养源饲粮中杂粕的添加导致植酸磷的含量偏高,皮大麦和麸皮的添加增加了粗纤维的含量,以及大麦中葡聚糖和小麦醇溶蛋白等综合因素作用使得试验组饲粮养分表观消化率较对照组低。
本试验在饲粮营养水平基本一致,但多营养源饲粮组养分表观消化率更低,且在采食量无显著差异的情况下保持了与对照组一致的生长性能,可能的原因是:虽然养分表观消化率降低了,但可能由于机体调节了内源排泄,从而提高了营养物质的真消化率。左建军[16]研究表明:在(大麦、高粱)-豆粕型饲粮中,饲粮磷表观消化率随总磷含量升高先快速增加后缓慢增加或保持稳定,而真消化率则不受饲粮总磷含量影响。这表明,猪可以通过内源排泄来适应不同营养物质水平的饲粮。饲粮粗蛋白质的消化也是引起生长性能改变的重要因素。研究表明:饲粮的能源物质为肠道提供持续足量的GLU的情况下,可以减少氨基酸的氧化功能,从而增加门静脉中氨基酸的含量,玉米淀粉与乳糖供能相比显著降低了门静脉总氨基酸的含量[17]。本试验可能会由于多营养源饲粮消化更慢,所以给猪提供的GLU更慢更持久而使在肠道中氧化功能的氨基酸减少。在生长猪试验中,抗性淀粉组门静脉总氨基酸的吸收量也显著低于玉米、糙米和糯米组,但门静脉总挥发性脂肪酸的吸收量却显著提高[18]。挥发性脂肪酸是肠道微生物发酵肠道中不能被消化酶消化的抗性淀粉和粗纤维等物质的主要代谢产物,主要为乙酸、丙酸和丁酸。丁酸可以为肠道细胞提供能量,促进肠道挥发性脂肪酸的吸收[19];乙酸是合成胆固醇的重要底物,进入血液循环的乙酸在肝脏被氧化,为周边组织提供能量[20];丙酸可以抑制机体内胆固醇和脂肪酸的合成[21],因此可以通过改变饲粮组成来调节机体胆固醇的代谢。所以多营养源饲粮组也可能是由于增加了挥发性脂肪酸的供给,所以得以维持与对照组一致的生长性能。由此可见,饲粮不仅是为动物体真核细胞在提供营养,也需要为大量的原核生物提供生长的必需能量。饲粮配制不能一味地追求高消化率、优质的饲料原料,合理搭配杂粮满足机体和微生物的营养需要,才能获得最佳的饲料报酬。
血清GLU、TG以及UN的含量可以在一定程度上反映三大营养物质的代谢情况。GLU是动物机体代谢供能最主要的营养素,晁金[22]研究发现,血糖浓度随着饲粮能量的增加而增加。血清UN是哺乳动物体内蛋白质和氨基酸代谢的主要终产物,是没有在生物合成作用中被利用的物质,其含量的高低可以较为准确地体现动物机体蛋白质代谢情况以及氨基酸平衡情况,UN含量降低表示氨基酸平衡状态更好[23]。夏继桥[24]研究表明:添加17% DDGS组与豆粕组相比血清UN的含量无显著差异,加入酪蛋白则有显著的降低,这表明易消化蛋白质可以显著降低血清UN的含量。TG是机体脂肪沉积的主要形式,主要来自于饲粮中摄入和肝脏脂肪的合成。血清中TG含量高可以在一定程度上反应肝脏脂肪的合成也更多。本试验结果显示各组之间TG含量差异不显著。在临床医学上,AST和ALT被认为是肝脏损伤标志性的指标,然而研究表明,在猪上它们没有器官特异性[25],ALT和AST在猪上可以作为机体蛋白代谢的参考指标。石常友[26]研究表明,饲粮添加10%的国产菜籽粕替代豆粕,可显著提高血清AST活性和UN含量,而使用发酵菜籽粕却无显著影响。这表明未发酵菜籽粕的降低了肝脏蛋白质的合成能力,而发酵后的菜籽粕蛋白质品质更高。大量研究表明AKP与ADG呈显著正相关,AKP在机体代谢过程中可催化水解6-磷酸糖、磷酸单脂等物质,可以使得机体代谢加快,从而提高其生长性能[27]。杨伟平等[28]研究表明,不同品种的鸭子在7和10周龄时,血清AKP活性与ADG呈显著相关;朱年华等[29]在猪上的研究也得到了相似的结果,这与本研究结果基本一致。
猪肉常规肉品质指标主要包括pH45 min、pH24 h、45 min和24 h肉色、肌肉滴水损失、蒸煮损失、剪切力等,营养调控是改善肉品质的主要手段。戎婧[30]使用花生藤粉替代不同比例的麦麸而增加饲粮纤维含量,结果表明:随着饲粮纤维含量的增加,淮猪肌肉滴水损失呈先增加后降低的趋势,并在花生藤粉和麦麸比例在1 : 1左右时达到最高,并显著高于只加麦麸的对照组,肌肉蛋白质的含量则随着纤维含量的提高而提高,这可能是因为淮猪对于饲粮纤维的代谢情况与DLY猪不同。陈代文等[31]研究表明,低代谢能(12 MJ/kg)组与高代谢能(14 MJ/kg)组相比,在80和100 kg阶段瘦肉率和肌内脂肪含量显著降低。本试验中能量较低的试验组肌内脂肪含量没有显著提高,可能是因为2个组之间饲粮能量差异只有0.88 MJ/kg,且净能的摄入量无显著差异,没有能达到足以提高肌内脂肪含量的量。
4 结论在本试验条件下,多营养源饲粮显著降低了生长猪的营养物质表观消化率,但对其生长性能及肉品质均无显著影响。
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