仔豬碳水化合物營(yíng)養(yǎng)研究進(jìn)展

（播恩集團(tuán)技術(shù)中心，廣東 廣州 511400）

仔豬碳水化合物營(yíng)養(yǎng)研究進(jìn)展

公衍玲

（播恩集團(tuán)技術(shù)中心，廣東 廣州 511400）

碳水化合物是早期斷奶仔豬的主要能量來(lái)源，對(duì)仔豬的生長(zhǎng)和發(fā)育起著極其重要的作用。該文結(jié)合仔豬的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律和生理消化特點(diǎn)，對(duì)早期斷奶仔豬的碳水化合物營(yíng)養(yǎng)需求、消化吸收機(jī)理及幾種主要仔豬碳水化合物類(lèi)型和用量進(jìn)行分析和總結(jié)，旨在為合理調(diào)配早期斷奶仔豬飼料中的碳水化合物成分提供理論指導(dǎo)。

仔豬；糖；淀粉；纖維；能量

當(dāng)前，我國(guó)現(xiàn)代化養(yǎng)豬生產(chǎn)中，普遍實(shí)施3～4周齡早期斷奶，但此階段仔豬的消化器官發(fā)育不完善、消化酶和胃酸分泌量不足、正常的腸道微生態(tài)系統(tǒng)尚未建立，處于母源抗體和自身免疫建立的交替期，仔豬易受營(yíng)養(yǎng)、心理和環(huán)境應(yīng)激等因素的影響而產(chǎn)生“斷奶應(yīng)激綜合征”，具體表現(xiàn)為采食量低、抗病力弱、腹瀉和生長(zhǎng)遲滯、形成僵豬，甚至患病或死亡等，嚴(yán)重影響豬場(chǎng)的生產(chǎn)成績(jī)和養(yǎng)殖效益。研究發(fā)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)應(yīng)激對(duì)仔豬生理指標(biāo)和生長(zhǎng)性能的影響最大[1]，可見(jiàn)，要使仔豬順利渡過(guò)斷奶關(guān)，首先要解決營(yíng)養(yǎng)應(yīng)激問(wèn)題。高品質(zhì)教槽料是仔豬早期斷奶成功的重要保障，而高品質(zhì)教槽料的關(guān)鍵是能量供給，因?yàn)閯偝錾淖胸i能量貯存有限，約12 h即可耗盡貯存的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，仔豬迅速獲得充足的營(yíng)養(yǎng)供給，特別是能量供給十分重要，而碳水化合物是早期斷奶仔豬的主要能量來(lái)源。

1 仔豬的生理消化特點(diǎn)

仔豬初生體重小，一般為1 kg左右，但生長(zhǎng)發(fā)育很快，10日齡時(shí)體重達(dá)到出生重的2倍以上，30日齡達(dá)5～6倍，60日齡達(dá)13～15倍。仔豬生長(zhǎng)快，是因?yàn)榇x機(jī)能旺盛，但新生仔豬體內(nèi)脂肪含量少于2%，幾乎沒(méi)有皮下脂肪，主要依靠母乳中的脂肪或碳水化合物來(lái)獲取能量。生后20日齡，每千克體重所需代謝凈能為成年豬的3倍，每千克體重沉積的蛋白質(zhì)相當(dāng)于成年豬的30～35倍，所以，必須保證早期斷奶仔豬的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)。斷奶仔豬飼料中的能量水平是影響日增重的重要因素之一，采食優(yōu)質(zhì)能量飼料的早期斷奶仔豬可實(shí)現(xiàn)最佳的生產(chǎn)性能。

仔豬的消化器官在胚胎期已經(jīng)形成，但結(jié)構(gòu)和功能并不完善，重量和容積都比較小。如胃重，仔豬出生時(shí)僅有4～8 g，能容納乳汁5～50 g，20日齡時(shí)胃重達(dá)到35 g，容積擴(kuò)大2～3倍，60日齡時(shí)胃重達(dá)150 g。仔豬出生時(shí)胃內(nèi)即有凝乳酶，之后的3～4周齡均為優(yōu)勢(shì)酶，主要作用是將乳凝固并有微弱的水解作用，胃蛋白酶很少且沒(méi)有活性，因?yàn)槲傅紫俨话l(fā)達(dá)，缺乏游離鹽酸，因而不能消化蛋白質(zhì)，特別是植物性蛋白質(zhì)。新生仔豬的乳糖酶活性很高，分泌量在2～3周齡達(dá)到高峰，4～5周齡降到低限，蔗糖酶、果糖酶和麥芽糖酶的活性到1～2周后開(kāi)始增強(qiáng)，而淀粉酶活性在3～4周時(shí)達(dá)到高峰。脂肪分解酶在出生時(shí)的活性較高，同時(shí)膽汁分泌也較旺盛。因此，新生仔豬消化能力很弱，只能消化母乳而不能利用植物性飼料，但隨著日齡的增長(zhǎng)，仔豬的消化機(jī)能和消化能力逐漸完善和增強(qiáng)，應(yīng)盡可能早地在斷奶前就給哺乳仔豬補(bǔ)喂優(yōu)質(zhì)教槽料，以減少仔豬斷奶后因消化不良而造成的生長(zhǎng)受阻。

仔豬的小腸在出生時(shí)也強(qiáng)烈地生長(zhǎng)，到斷奶時(shí)比出生時(shí)增長(zhǎng)5倍左右，容積增加40～50倍。斷奶使腸絨毛變短和隱窩變深[2]，小腸的吸收面積大大降低，嚴(yán)重影響?zhàn)B分和水分的吸收，甚至造成仔豬腹瀉。斷奶引起腸道短暫性生理變化的原因是采食量不夠，能量和蛋白質(zhì)供應(yīng)不足。仔豬斷奶后小腸形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化主要對(duì)消化酶活性影響很大。研究認(rèn)為，仔豬在斷奶后1～3 d，胰臟和小腸內(nèi)容物中的淀粉酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶活性都會(huì)有所降低，12 d以后才可恢復(fù)至斷奶前水平[3]。

新生仔豬沒(méi)有先天免疫力，高度依賴(lài)于初乳和常乳傳遞的母源抗體獲得被動(dòng)免疫保護(hù)，出生10日齡以后才開(kāi)始自身產(chǎn)生抗體，但30～35日齡前數(shù)量還很少，直到6周齡以后才主要靠自身合成抗體，故2～6周齡期間為被動(dòng)免疫的過(guò)渡期，仔豬因斷奶應(yīng)激致使體內(nèi)循環(huán)抗體水平降低[4]，斷奶仔豬比較容易感染消化道疾病，特別是腹瀉。

仔豬的生理消化特點(diǎn)決定了只有供給充足的能量才能達(dá)到最大的蛋白質(zhì)沉積，進(jìn)而減少其在斷奶過(guò)程中的應(yīng)激。碳水化合物不僅可以滿(mǎn)足動(dòng)物能量代謝需要，還對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育也起著重要作用[5]。

2 碳水化合物營(yíng)養(yǎng)

2．1 碳水化合物的分類(lèi)

根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)，一般將碳水化合物分為單糖、寡糖和多糖。其中，單糖是組成碳水化合物的基本單位，最常見(jiàn)的是葡萄糖。寡糖又稱(chēng)低聚糖，是由2～10個(gè)單糖分子通過(guò)糖苷鍵連接起來(lái)，最常見(jiàn)的是二糖，包括乳糖、蔗糖、麥芽糖）等。多糖是由10個(gè)以上的單糖分子通過(guò)糖苷鍵連接而成的長(zhǎng)鏈聚合物，營(yíng)養(yǎng)學(xué)上具有重要作用的多糖有3種，即糖原、淀粉和纖維。

根據(jù)消化性，飼料碳水化合物又可分為易消化和抗消化兩大類(lèi)，見(jiàn)圖1。易消化碳水化合物主要為糖和淀粉，其消化率可達(dá)90%，豬生命活動(dòng)中所需能量主要由易消化碳水化合物提供?？瓜妓衔镏饕獮槔w維素、半纖維素、果膠、抗性淀粉和非可消化多糖等，它們主要為細(xì)胞壁的成分。

圖1 飼料碳水化合物的組成示意圖

淀粉是植物碳水化合物的主要貯存方式，也是畜禽所需能量的重要來(lái)源。根據(jù)體外消化動(dòng)力學(xué)將淀粉分為快速消化淀粉（RDS）、慢速消化淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）[6]?？焖傧矸墼谛∧c前段即迅速降解，慢速消化淀粉在小腸后段降解，降解速度較慢，而抗性淀粉在小腸內(nèi)幾乎不降解，主要在消化道后段依靠微生物發(fā)酵產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸，因而它們對(duì)能量供應(yīng)效率及對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能的影響存在明顯差異[7]。

纖維是指存在于植物體中不能被動(dòng)物內(nèi)源消化酶消化的成分，但由于其獨(dú)特的生理作用，營(yíng)養(yǎng)學(xué)上仍將其作為重要的“第七營(yíng)養(yǎng)素”。根據(jù)溶解性可將飼糧纖維分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是可溶性纖維（SF），包括果膠、樹(shù)膠和部分半纖維素；另一類(lèi)為不溶性纖維（ISF），包括纖維素、半纖維素及木質(zhì)素[8]?？扇苄岳w維主要在豬的消化道前端被消化和吸收，由于其高的持水性和黏性[9]，可延緩胃腸道的排空速度[10]，而不溶性纖維對(duì)胃和小腸活動(dòng)影響較小[11]，但其化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)以及木質(zhì)化程度對(duì)大腸發(fā)酵活動(dòng)和短鏈脂肪酸的吸收有重要影響[8]。

根據(jù)來(lái)源，碳水化合物可以分為谷實(shí)類(lèi)飼料（玉米、大麥、小麥、稻谷和糙米等）、糠麩類(lèi)（米糠、脫脂米糠、麩皮等）、塊根、塊莖、瓜類(lèi)及其加工副產(chǎn)品（甘薯、木薯、甜菜渣、糖蜜、酒精糟等）、糖類(lèi)（葡萄糖、蔗糖、乳糖和寡糖等）和動(dòng)物性副產(chǎn)品（脫脂奶粉、乳清粉等）。

2．2 碳水化合物的消化吸收機(jī)理

碳水化合物的消化從口腔開(kāi)始，但由于停留時(shí)間短，消化有限；胃中由于酸性的環(huán)境，對(duì)碳水化合物幾乎不消化，主要消化部位在小腸。單糖不經(jīng)消化液的作用，直接在小腸中被消化吸收；麥芽糖、蔗糖、乳糖等雙糖需經(jīng)酶降解為單糖后才被吸收；一部分寡糖和多糖需經(jīng)動(dòng)物體內(nèi)一系列消化酶的作用形成雙糖為主的產(chǎn)物，雙糖再被小腸黏膜中的雙糖酶分解成單糖后才能吸收。在小腸不能消化吸收的部分，到結(jié)腸經(jīng)微生物發(fā)酵后再被吸收。因此，碳水化合物的消化吸收方式主要有兩種，即小腸消化吸收和結(jié)腸發(fā)酵。

易消化碳水化合物如淀粉，在采食后被快速降解成葡萄糖，可迅速為動(dòng)物提供能量；但抗消化碳水化合物如抗性淀粉和飼糧纖維，在小腸不能被消化酶降解，到達(dá)豬大腸后，被微生物緩慢酵解為短鏈脂肪酸，發(fā)酵過(guò)程中形成的丙酸是生成葡萄糖能量的一個(gè)來(lái)源，而生成的丁酸和乙酸卻是生成脂肪能量的來(lái)源，在采食很長(zhǎng)時(shí)間后才為動(dòng)物提供能量。與飼喂易消化碳水化合物的動(dòng)物相比，飼喂發(fā)酵性碳水化合物的動(dòng)物，其經(jīng)身體活動(dòng)校正的產(chǎn)熱，表現(xiàn)出較少的波動(dòng)，可使飼糧中能量更平緩的釋放[12]。

2．3 豬料中碳水化合物的作用

豬飼料中75%的干物質(zhì)由碳水化合物構(gòu)成，碳水化合物是豬飼料中提供能量的主要形式。日糧組成是影響腸道微生物組成和活性的一個(gè)關(guān)鍵因素，并且它決定著揮發(fā)性脂肪酸和其他代謝終產(chǎn)物的產(chǎn)量，這些因素決定著是否更有利于仔豬的腸道健康。當(dāng)碳水化合物供應(yīng)不足時(shí)，蛋白質(zhì)將作為能量來(lái)源被微生物利用發(fā)酵，最終產(chǎn)生NH3、支鏈揮發(fā)性脂肪酸和潛在的有毒有害物質(zhì)，如胺、揮發(fā)性酚類(lèi)及吲哚類(lèi)物質(zhì)[13]，而碳水化合物發(fā)酵產(chǎn)生的短鏈脂肪酸，如乙酸、丙酸、丁酸等，都是微生物生長(zhǎng)所必需的。

非淀粉多糖類(lèi)如纖維素、半纖維素、果膠和功能性低聚糖等抗消化的碳水化合物，雖不能在小腸消化吸收，但刺激腸道蠕動(dòng)，提高了結(jié)腸發(fā)酵率，發(fā)酵產(chǎn)生的短鏈脂肪酸和腸道菌群增殖，有助于正常消化和增加排便量。近年來(lái)已證實(shí)某些抗消化的碳水化合物在結(jié)腸發(fā)酵可選擇性地刺激腸道菌群生長(zhǎng)，特別是刺激某些有益菌群的生長(zhǎng)，如乳酸菌和雙歧桿菌。益生菌提高了消化系統(tǒng)功能，尤其是腸道的消化吸收功能，因此，抗消化碳水化合物被稱(chēng)為“益生元”。

除了以上功能外，碳水化合物還以糖脂和糖蛋白的形式參與機(jī)體構(gòu)成。糖脂是細(xì)胞膜和神經(jīng)組織的成分，維持神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)。糖蛋白是一些抗體、酶、激素等重要生理功能物質(zhì)的成分。碳水化合物還有解毒作用，肝糖原豐富時(shí)，對(duì)有害物質(zhì)解毒作用增強(qiáng)。

3 仔豬主要碳水化合物來(lái)源

高品質(zhì)的教槽料能有效幫助仔豬順利度過(guò)哺乳期和斷奶期，對(duì)提高仔豬成活率、生產(chǎn)性能及以后的生長(zhǎng)發(fā)育都有很大的影響，而高品質(zhì)教槽料的關(guān)鍵在于選取適合仔豬消化吸收的能量飼料。

3．1 乳清粉

乳清粉是由牛奶加工干酪、凝乳酪或酪蛋白過(guò)程中產(chǎn)生的非常有價(jià)值的副產(chǎn)物，主要成分是適口性好且易消化的乳糖，約占固體總量的77%，其他重要成分是乳蛋白和礦物質(zhì)，分別占固體總量的12%和10%。乳清粉對(duì)促進(jìn)仔豬生長(zhǎng)的影響主要是能提供大量的乳糖，在仔豬消化道內(nèi)發(fā)酵可產(chǎn)生大量的乳酸，幫助乳的消化，降低消化道pH，抑制致病細(xì)菌的生長(zhǎng)；含有的高質(zhì)量乳清蛋白在仔豬體內(nèi)有高消化率、良好的氨基酸型態(tài)、無(wú)抗?fàn)I養(yǎng)因子的優(yōu)點(diǎn)；亦含有乳過(guò)氧化酵素及乳鐵蛋白，具有抗菌的功用。

在日糧中添加乳清粉能有效降低斷奶仔豬的應(yīng)激反應(yīng)，提高生產(chǎn)性能[14]。高玉紅等研究了在28日齡7.7 kg杜長(zhǎng)大斷奶仔豬日糧中添加5%、10%和20%的乳清粉對(duì)仔豬生產(chǎn)性能的影響，結(jié)果表明，20%乳清粉組的生長(zhǎng)效果最佳[15]；Naranjo等在5.7 kg斷奶仔豬日糧中分別添加0、12.5%、25%的乳清粉，飼養(yǎng)試驗(yàn)21 d，試驗(yàn)結(jié)果表明，25%乳清粉組生產(chǎn)性能最好[16]。綜合相關(guān)文獻(xiàn)，在乳豬誘食階段，乳清粉的添加量以15%～25%為宜；在斷奶仔豬階段，乳清粉的添加量以10%～20%為宜。

3．2 乳糖

長(zhǎng)期以來(lái)，乳清粉一直是乳豬日糧優(yōu)良的乳糖來(lái)源，但由于乳清粉價(jià)格高昂，市場(chǎng)波動(dòng)大，而且吸濕性強(qiáng)，易結(jié)塊和堵塞制粒環(huán)模，嚴(yán)重影響制粒效率和顆粒質(zhì)量。乳糖作為乳清粉的替代品，流動(dòng)性好，不易吸濕結(jié)塊；適口性好，易于消化吸收；且能通過(guò)發(fā)酵產(chǎn)生乳酸，維持仔豬的腸道健康，促進(jìn)腸道益生菌生長(zhǎng)，幫助消化和防止下痢[17]。相對(duì)于乳清粉來(lái)說(shuō)，乳糖是更為優(yōu)良的乳豬顆粒料原料。通常乳糖的推薦量是：在2.2～5.0 kg仔豬的日糧中占18%～25%，在5～7 kg仔豬的日糧中占15%～20%，在7～11 kg仔豬的日糧中占10%[18]。

3．3 蔗糖

蔗糖作為飼料甜味劑，是不可多得的能量飼料。研究發(fā)現(xiàn)，在多種糖類(lèi)甜味劑中，仔豬最喜歡蔗糖。蔗糖不僅可提供能量，還可以改善飼料的適口性，仔豬對(duì)蔗糖有偏愛(ài)，其效果優(yōu)于糖精鈉制品。Kevin Halpin報(bào)道，2～3周齡的仔豬可以很好地利用蔗糖，可以單獨(dú)或配合其他簡(jiǎn)單糖類(lèi)使用從而降低乳糖或乳清粉的用量[19]。贠麗娟通過(guò)2次飼養(yǎng)試驗(yàn)都觀察到，日糧中添加蔗糖，仔豬都表現(xiàn)出喜食、采食速度快，在相同的營(yíng)養(yǎng)水平下，用3%蔗糖替代2%～3%乳清粉趨于改善仔豬的生長(zhǎng)性能，并降低飼料成本[20]。因此，在斷奶仔豬日糧中添加適量蔗糖，即可降低飼養(yǎng)成本，同時(shí)又不會(huì)影響仔豬的生產(chǎn)性能。

3．4 功能性寡糖

現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，許多功能性寡糖能影響動(dòng)物的生理功能。功能性寡糖不能被動(dòng)物本身的消化酶所消化，但到達(dá)腸道后可作為有益微生物的底物，而不被病原微生物利用，從而促進(jìn)有益微生物的繁殖和抑制有害微生物生長(zhǎng)；還能與一定的毒素、病毒等表面結(jié)合而作為這些外源抗原的佐劑，減緩抗原的吸收時(shí)間，增加抗原的效價(jià)，同時(shí)寡糖本身也具抗原特性，能夠產(chǎn)生特異性的免疫應(yīng)答，從而增強(qiáng)機(jī)體的免疫能力。飼料中添加適量寡糖，可以改善仔豬機(jī)體的健康狀態(tài)，增強(qiáng)機(jī)體潛在的抵抗疾病的能力，從而達(dá)到提高動(dòng)物生產(chǎn)性能的目的。Russell等在28日齡斷奶仔豬日糧中每天添加0.1 g的果寡糖，可促進(jìn)仔豬結(jié)腸中有益微生物的增殖，防止病原微生物的定植，并改善斷奶后仔豬生長(zhǎng)性能和飼料轉(zhuǎn)化率[21]。宋小珍等研究報(bào)道，在仔豬飼糧中添加0.3%果寡糖+0.15%甘露寡糖可顯著提高仔豬血清中的IgG水平，顯著提高日增重22.31%[22]，這在一定程度上說(shuō)明，甘露寡糖和果寡糖可替代抗生素對(duì)仔豬有一定的促生長(zhǎng)作用。

3．5 非淀粉多糖

谷物中80%以上的物質(zhì)是碳水化合物，其中非淀粉多糖（NSP）占10%～30%。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外圍繞NSP的營(yíng)養(yǎng)及抗?fàn)I養(yǎng)作用進(jìn)行了大量的研究，提出了許多新觀點(diǎn)，為開(kāi)發(fā)利用富含NSP的飼料和食物資源提供了可能。Hogberg和Lindberg的研究結(jié)果顯示。仔豬的日采食量隨NSP含量（106～197 g/kg）的增加而增加，且飼料中NSP含量過(guò)高時(shí)，體重的增加可能是由于腸道組織重量增加引起的[23]。Mateos等也發(fā)現(xiàn)當(dāng)添加不可溶和木質(zhì)化程度較高的燕麥殼，尤其與以小米為主的基礎(chǔ)日糧一起飼喂時(shí)會(huì)有類(lèi)似結(jié)果[24]。這些結(jié)果說(shuō)明不可溶性的食物纖維不易被消化，妨礙消化酶與底物的接觸，影響食糜的運(yùn)動(dòng)和滯留時(shí)間。因此學(xué)者建議在6～12 kg仔豬日糧中添加一定量的中性纖維素（60 g/kg）飼料。Bikker 等是在斷奶仔豬日糧中分別添加谷物和麥麩（NSP：109～203 g/kg）、4%小麥次粉、5%生粉、4%的甜菜汁（NSP：112～165 g/kg），結(jié)果表明丁酸是其重要的代謝產(chǎn)物。NSP在斷奶仔豬胃腸道中發(fā)酵產(chǎn)生的丁酸，降低了腸道的pH，從而抑制了腸道有害菌[25]。

3．6 抗性淀粉

Englyst等將抗性淀粉定義為不被健康個(gè)體小腸所吸收的淀粉及其降解產(chǎn)物，類(lèi)似于日糧纖維[6]?？剐缘矸墼谛∧c中具有很強(qiáng)的抗消化性，但在結(jié)腸內(nèi)被微生物發(fā)酵利用后產(chǎn)生大量的短鏈脂肪酸，維持腸道內(nèi)環(huán)境一個(gè)低的pH環(huán)境，促進(jìn)有益微生物的增殖，抑制有害微生物的生長(zhǎng)[26]。Hedemann等報(bào)道，斷奶仔豬日糧中添加不同水平（0，80 g/kg和160 g/kg）的抗性淀粉（馬鈴薯淀粉），顯著影響仔豬后腸段食糜中短鏈脂肪酸的濃度和腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)，隨著添加水平的提高，仔豬大腸食糜中短鏈脂肪酸濃度增加，特別是丁酸的濃度[27]。仔豬飼喂抗性淀粉日糧（抗性淀粉含量為80 g/kg）顯著增加了小腸絨毛的高度，然而飼喂抗性淀粉日糧（抗性淀粉含量為160 g/kg）提高了斷奶仔豬小腸隱窩深度，表明有利于腸上皮細(xì)胞的增殖。因此日糧中添加抗性淀粉有利于改善斷奶仔豬腸道的環(huán)境，提高仔豬腸道健康。

4 展望

碳水化合物是仔豬飼糧中的一個(gè)重要組成成分，是最主要的能量來(lái)源。但是，某些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)性碳水化合物在仔豬營(yíng)養(yǎng)中的作用機(jī)理、最適用量、利用效率等問(wèn)題尚不清楚，有待于進(jìn)一步研究。其次，碳水化合物營(yíng)養(yǎng)與蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)之間的本質(zhì)關(guān)系還比較模糊，故如何實(shí)現(xiàn)在蛋白質(zhì)合成部位供能物質(zhì)和氨基酸釋放的同步匹配是未來(lái)值得關(guān)注的研究?？傊?，合理選擇利用碳水化合物原料，提高其利用率，對(duì)提高蛋白質(zhì)利用率、維持仔豬最大生產(chǎn)性能和最低飼料成本之間的平衡具有重要意義。

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