◆作者:吳 凡,吳 迪,任鳳蕓
◆單位:1.天津科技大學(xué)生物工程學(xué)院;2.中糧家佳康(赤峰)有限公司;3.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院
賴氨酸作為一種生酮氨基酸,不參與轉(zhuǎn)氨基作用,在豬體內(nèi)不能自行合成,必須通過飼料進(jìn)行供給(賈紅敏等,2020)。所以賴氨酸作為豬飼料的第一限制性氨基酸,其含量的高低以及與其他氨基酸的比例會(huì)直接影響機(jī)體對(duì)氨基酸的消化吸收、日糧蛋白質(zhì)的利用和豬的生長(翟少偉等,2003)。理想氨基酸模式的基礎(chǔ)是其他氨基酸需求基于賴氨酸的比例,因此適宜的賴氨酸含量研究對(duì)探求理想氨基酸模式至關(guān)重要(劉兆金等,2019)。有研究表明,采食高賴氨酸飼糧的豬,其生長性能和飼料報(bào)酬都優(yōu)于采食低賴氨酸飼糧的豬(武英等,2005;Chiba等,1999)。另有研究發(fā)現(xiàn),采食低賴氨酸水平飼糧的豬雖然生長速度尤其瘦肉增長緩慢(崔水保,2000),但豬胴體品質(zhì)較好(Chiba等,1999;Hermosilla等,2017;Szabo等,2001)。并且采食賴氨酸限制性飼糧的豬,可以通過補(bǔ)償生長效應(yīng)在生長后期恢復(fù)生長性能(Yin等,2017)。但是也有研究發(fā)現(xiàn),在豬的生長后期,賴氨酸攝入水平過高會(huì)降低飼料利用率(崔水保,2000)??梢婏暭Z賴氨酸含量對(duì)豬的影響的效果差異較大。本文就目前限制飼糧中的賴氨酸水平對(duì)豬的影響進(jìn)行綜述,以期為不同類型豬飼糧中賴氨酸水平調(diào)整提供參考。
賴氨酸在豬營養(yǎng)中發(fā)揮著不可替代的重要作用,參與各種酶類、骨骼肌、血清蛋白和多肽激素等多種蛋白質(zhì)的合成(謝福星等,2016)。同時(shí),賴氨酸參與葡萄糖代謝和脂肪代謝過程,為機(jī)體補(bǔ)充能量;賴氨酸是堿性氨基酸,在維持體內(nèi)酸堿平衡中發(fā)揮作用(賈紅敏等,2020)。此外,賴氨酸還具有神經(jīng)調(diào)節(jié)作用,可提高機(jī)體抗應(yīng)激能力和免疫力(賈紅敏等,2020;王光柱,2021;Liao等,2015)。因?yàn)橘嚢彼嵘砉δ芎痛x途徑較簡(jiǎn)單,且容易檢測(cè),在理想蛋白模型研究中,賴氨酸的需要量是基礎(chǔ),被作為衡量其他必需氨基酸需要量的參照氨基酸(于桂波,2015)。
國內(nèi)外學(xué)者做了大量試驗(yàn)研究豬對(duì)賴氨酸的需要量,但不同文獻(xiàn)和不同標(biāo)準(zhǔn)中的賴氨酸需要量數(shù)據(jù)差異較大。其中NRC(1998)(李長忠等,1998)、《豬飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》(NY/T 65—2004)、NRC(2012)(Council N R,2012)以及美國《豬營養(yǎng)指南》(National Swine Nutrition Guide,NSNG)(Whitney,2010)中對(duì)應(yīng)的豬各階段賴氨酸推薦含量均存在一定差異。Nemechek等(2014)已經(jīng)指出了NRC(1998)推薦的飼糧賴氨酸含量不足,且NRC(2012)在賴氨酸需要量方面做了相應(yīng)的上調(diào)。對(duì)5~10kg、11~20kg階段的仔豬,NRC(2012)推薦的飼糧賴氨酸含量(1.61%、1.40%)都要高于國內(nèi)文獻(xiàn)推薦含量(1.32%、1.26%)(易學(xué)武,2015)。向全航等(2017)應(yīng)用QC模型和CLP模型估計(jì),為滿足10~25 kg仔豬達(dá)到最佳生長性能的賴氨酸需要量為1.23%~1.28%,與NRC(2012)推薦量基本吻合,但考慮到實(shí)際生產(chǎn)中仔豬階段劃分不夠精細(xì)的,實(shí)際賴氨酸需要量可能高于NRC(2012)推薦量。
關(guān)于豬賴氨酸需要量的研究很多,但研究結(jié)果差異較大,可能與豬的體重、性別、蛋白質(zhì)沉積的遺傳潛力和試驗(yàn)環(huán)境等有關(guān)(Van等,2007)。此外,評(píng)定動(dòng)物最佳反應(yīng)的統(tǒng)計(jì)方法、飼糧氨基酸的平衡狀況以及動(dòng)物飼糧類型等也會(huì)影響所預(yù)測(cè)的賴氨酸需要量(向全航等,2017)。
缺乏賴氨酸使豬氨基酸不平衡,機(jī)體自身蛋白質(zhì)降解,蛋白質(zhì)和肌肉組織沉積減少(羅鈞秋等,2006),抗應(yīng)激能力和抗病能力下降(馬琴琴等,2015)。在適宜范圍內(nèi),賴氨酸水平的提高可以促進(jìn)其他氨基酸的吸收和利用,提高豬的日增重和飼料轉(zhuǎn)化效率,從而改善豬的生長性能(Ren等,2006)。但是飼糧賴氨酸水平并不是越高越好。賈紅敏等(2021)研究顯示,在玉米-豆粕型日糧中添加過多的賴氨酸導(dǎo)致斷奶仔豬生長性能下降,部分血常規(guī)指標(biāo)、血清游離氨基酸指標(biāo)和腸道形態(tài)均受到不利影響。賴氨酸添加量超4%,將會(huì)導(dǎo)致“氨基酸失衡癥”,影響采食和生長(林映才等,2000)。除此之外,過高的賴氨酸水平會(huì)減少空腸的絨毛高度和回腸的隱窩深度(賈紅敏等,2021),施壽榮等(2021)在肉雞上的研究也有類似發(fā)現(xiàn)??梢娰嚢彼岬牟蛔闩c過量都會(huì)影響動(dòng)物對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的消化與吸收。
有研究發(fā)現(xiàn),精氨酸與賴氨酸之間存在拮抗作用,當(dāng)機(jī)體內(nèi)賴氨酸水平過量時(shí),會(huì)導(dǎo)致血清中游離精氨酸的降解速度加快,造成氨基酸不平衡(張益凡等,2022)。賴氨酸濃度過高時(shí)腎臟中精氨酸酶代謝作用明顯提高,二者在小腸的吸收及腎臟重吸收方面的競(jìng)爭(zhēng)作用十分顯著(張?jiān)倜鞯龋?010)。其機(jī)制是:精氨酸和賴氨酸利用相同類型的載體進(jìn)行主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn),若兩者同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)同一載體,一方濃度過高便會(huì)導(dǎo)致另一方重吸收效率降低,同時(shí)排出的量也會(huì)顯著增加(張益凡等,2022)。這種拮抗作用在雞、鼠和狗中已經(jīng)被廣泛發(fā)現(xiàn)(Jones等,1966)。
有研究表明,當(dāng)保持日糧蛋白質(zhì)水平不變,限制賴氨酸水平時(shí),育肥豬的生長速度不但沒有降低反而顯著提高(蔡傳江等,2010)。其他研究也發(fā)現(xiàn),前期限制豬日糧賴氨酸供給,后期豬能體現(xiàn)補(bǔ)償生長,且提高胴體品質(zhì)(Fabian等,2004)。由上文論述可知,賴氨酸需要量與體重、性別、采食量等相關(guān),是動(dòng)態(tài)變化的。且與能量、蛋白質(zhì)等其他營養(yǎng)素水平相關(guān)。目前商品飼糧多追求較低的蛋白質(zhì)水平和相對(duì)偏高的能量水平,因此賴氨酸的推薦量可能偏高??梢姡嚢彼嵯拗凭哂鞋F(xiàn)實(shí)的應(yīng)用價(jià)值。
有研究表明,賴氨酸是影響采食量的重要因素(周俊華等,2016)。Yin等(2017)研究表明,在蛋白質(zhì)限制模式下,仔豬更偏好采食賴氨酸限制性飼糧;在飼喂2~5周時(shí),飼喂賴氨酸含量為70% NRC(2012)推薦量的限制性飼糧,仔豬采食量顯著高于標(biāo)準(zhǔn)賴氨酸水平飼糧的對(duì)照組;同時(shí),將試驗(yàn)組限制性飼糧改為標(biāo)準(zhǔn)飼糧后,仔豬采食量顯著降低。Yin等(2018)通過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),30%NRC(2012)賴氨酸水平的限制性飼糧可顯著提高仔豬的采食量,但對(duì)生長豬和育肥豬無顯著影響。此結(jié)論與Henry(1995)的研究一致。Fabian等(2002)研究結(jié)果顯示,飼喂能量水平相同,但賴氨酸含量從11g/kg降至5g/kg的飼糧時(shí),豬的采食量顯著增加。Yang等(2008)在賴氨酸限制對(duì)育肥豬影響的研究中發(fā)現(xiàn),與標(biāo)準(zhǔn)賴氨酸水平飼糧相比,飼喂賴氨酸含量分別為NRC(2012)推薦量80%、70%、60%飼糧的豬只采食量分別增加了2.91%、6.34%和11.75%。該結(jié)果的作用機(jī)制可能是:飼糧賴氨酸水平對(duì)豬采食中樞具有潛在調(diào)控作用。Baruffol等(2014)研究發(fā)現(xiàn),低賴氨酸水平飼糧可促進(jìn)豬胃排空,并進(jìn)一步介導(dǎo)豬的采食行為。
但有部分研究發(fā)現(xiàn),與賴氨酸限制性飼糧相比,豬會(huì)偏好賴氨酸水平接近真實(shí)需要量的飼糧,賴氨酸限制性飼糧的采食量反而會(huì)減少(Ettle,2009;Henry,1987)。此結(jié)論與Henry(1995)研究色氨酸和Hrupka等(1997)研究蘇氨酸對(duì)育肥豬采食量影響的結(jié)果一致。原因可能是攝入某種限制性氨基酸缺乏的飼糧會(huì)導(dǎo)致血液中其他氨基酸含量偏高(Ettle,2004),這些高濃度的氨基酸會(huì)與限制性氨基酸競(jìng)爭(zhēng)通過血腦屏障,從而導(dǎo)致腦部該限制性氨基酸濃度下降,產(chǎn)生缺乏的信號(hào),使機(jī)體對(duì)氨基酸缺乏的飼糧產(chǎn)生味覺厭惡,采食量減少(Hrupka等,1997)。
研究表明,賴氨酸限制提高了腸道微生物菌群的多樣性。在門水平上,賴氨酸限制顯著提高放線菌門、螺旋體菌門和互養(yǎng)菌門的豐度,影響腸道微生物組成和代謝,可能進(jìn)一步介導(dǎo)氨基酸代謝和采食量(劉兆金,2019)。由此,在商業(yè)化生產(chǎn)中可以通過調(diào)整賴氨酸含量以及與其他營養(yǎng)要素的配比關(guān)系,從而降低飼糧成本或改善生長性能。
賴氨酸可參與機(jī)體脂肪代謝,但賴氨酸限制對(duì)豬肉品質(zhì)的影響效果報(bào)道不一。目前,賴氨酸限制飼糧對(duì)豬肉品質(zhì)的影響主要有2種觀點(diǎn)。
研究發(fā)現(xiàn),賴氨酸限制量為15%NRC(1998)、能量密度為3.465 Mcal/kg的飼糧對(duì)育肥豬的生長性能和利用率無不利影響,可顯著提高豬肉大理石紋和背最長肌脂肪含量(Jin等,2010),提高豬肉品質(zhì)(Adam等,2020)。Madeira等(2013)研究結(jié)果表明,豬飼糧中賴氨酸限制會(huì)導(dǎo)致肌內(nèi)脂肪(IMF)沉積增加。Witte等(2000)對(duì)育肥后期豬的研究也得到了類似的結(jié)論,且發(fā)現(xiàn)在賴氨酸限制條件下,肌肉組織中隨著IMF的沉積不斷增加,豬肉感官性狀的提升幅度會(huì)逐漸減小。因此,這種飼喂方式需要考慮品種差異,尤其是肌肉大理石紋水平相對(duì)較高的豬品種。
Yang等(2008)的研究中,飼喂賴氨酸限制性飼糧對(duì)豬肉大理石花紋評(píng)分和肉色沒有影響。Fabian等(2004)的研究也發(fā)現(xiàn)飼喂低賴氨酸(5.0g/kg)或高賴氨酸(11.0g/kg)的豬肉品質(zhì)評(píng)分沒有顯著差異??赡艿脑蚴?,雖然賴氨酸是豬的第一限制性氨基酸,但其他營養(yǎng)因素的調(diào)控也對(duì)豬肉品質(zhì)具有顯著影響。同時(shí),肉品質(zhì)還與豬的類型、賴氨酸限制飼喂時(shí)間長短及生長階段等諸多因素有關(guān)。
周俊華等(2017)在育肥期飼糧中添加不同水平賴氨酸(0.67%、0.72%、0.79%、0.86%),結(jié)果顯示0.67%和0.72%賴氨酸水平組平均日增重差異不顯著,但顯著高于0.79%和0.86%賴氨酸水平組。可能是由于低賴氨酸水平有助于營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收,促進(jìn)氨基酸平衡,提高豬的生長性能。Thaler等(1986)研究表明,在粗蛋白質(zhì)含量16%的玉米-豆粕型飼糧中,賴氨酸添加水平為0.75%~0.80%可顯著提高8~20kg體重豬只生長性能。這與Campbell(1977)、Lunchick等(1978)、Lewis等(1980)的研究結(jié)果一致。而Yin等(2018)在對(duì)體重11.34±0.70kg的仔豬飼喂賴氨酸限制性飼糧的研究中發(fā)現(xiàn),在低蛋白質(zhì)飼糧條件下,與標(biāo)準(zhǔn)賴氨酸水平飼糧相比,賴氨酸限制性飼糧對(duì)各期仔豬增重影響不顯著。在張曦等(2005)的研究中,生長豬的飼糧賴氨酸水平為0.75%,育肥豬飼糧賴氨酸水平為0.565%,可顯著改善豬的生長性能和飼料利用率。周華等(2019)在低蛋白質(zhì)水平飼糧中添加不同水平賴氨酸的研究中發(fā)現(xiàn),肥育豬的生長性能無顯著差異。
另有研究表明,仔豬斷奶早期(1~3周)飼糧中限制賴氨酸攝入水平(低于標(biāo)準(zhǔn)賴氨酸需求量20%和40%),可降低限制期內(nèi)的平均日增重和蛋白沉積,提高限制期內(nèi)脂肪沉積;這種限制可以通過后續(xù)的恢復(fù)期(4~9周)增加賴氨酸攝入(高于標(biāo)準(zhǔn)賴氨酸需求量20%),即利用補(bǔ)償性生長效應(yīng)進(jìn)行彌補(bǔ)(Adam等,2020)。在不改變采食量的情況下,達(dá)到與非賴氨酸限制豬只相似的體重和肉品質(zhì)(Chiba,1995;Adam等,2020)??梢娰嚢彼嵯拗茥l件下的豬能夠在相同時(shí)間內(nèi)獲得同等的蛋白沉積量,但飼糧中賴氨酸添加量減少。因此,在斷奶早期實(shí)施短期飼糧賴氨酸限制是降低飼料成本的可行方法之一。
綜上,賴氨酸水平對(duì)豬生長性能的影響可能與蛋白質(zhì)水平和飼喂階段等因素有關(guān)。在不同的蛋白質(zhì)水平或飼喂階段下,生長性能表現(xiàn)出不一樣的規(guī)律。因此,根據(jù)飼糧的蛋白質(zhì)水平以及豬只生長階段來合理調(diào)整飼糧賴氨酸水平具有重要意義。
養(yǎng)豬生產(chǎn)中賴氨酸對(duì)豬的生長、健康至關(guān)重要,限制飼糧賴氨酸可能介導(dǎo)腸道對(duì)氨基酸的吸收和代謝,調(diào)控采食量,降低、維持或改善豬只生長性能和肉品質(zhì)。其需要量受諸多因素影響,需要合理調(diào)整。在一定條件下,限制飼糧賴氨酸水平可作為一種調(diào)控方式優(yōu)化配方、降低飼料成本,更好地將豬階段性營養(yǎng)設(shè)計(jì)和生長性能的調(diào)控等手段應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。后續(xù)還需要進(jìn)一步研究以確定這種限制性策略更加適宜的應(yīng)用條件和方法,以及其他營養(yǎng)要素在限制賴氨酸水平條件下的需要量,以期為生豬養(yǎng)殖降本增效。
參考文獻(xiàn):(略)