不同高粱水平低粗蛋白质饲粮对生长猪生长性能、肉品质和血清氨基酸浓度的影响

李思思 朱晓彤 黎育颖 尹 杰 方 俊 李铁军,4*

(1.湖南农业大学生物科学技术学院，长沙 410128；2.中国科学院亚热带农业生态所，亚热带农业生态过程重点实验室，湖南省畜禽健康养殖工程技术研究中心，农业部中南动物营养与饲料科学观测实验站，长沙 410125；3.广西师范大学生命科学学院，桂林 541004；4.湖南畜禽安全生产协同创新中心，长沙 410128)

在日益发展的动物生产中，饲粮中粗蛋白质(CP)水平是解决饲养高成本和氮高排放量的关键。有研究表明，添加适当的合成必需氨基酸，降低饲粮中CP水平不会影响动物生长性能，并能减少氮排放[1]。同时，随着饲料业对谷物原料需求的增大，玉米作为最普遍的能量饲料原料来源，其供应日益紧缺，价格也随之增长，开发性价比高的能量饲料原料替代品变得非常重要。高粱作为五谷之一，是非常好的能量饲料原料来源。因此，降低饲粮中CP水平和用高粱作为动物饲料原料已引起人们的关注。有研究表明，畜禽以高粱为能量饲料原料的饲粮饲用价值和玉米相近，并且高粱中营养总量较高，有利于畜禽育肥[2]，但不同高粱水平对生长猪会产生不同的影响。故本试验以生长猪为研究对象，降低饲粮中CP水平，用高粱代替不同水平的玉米和豆粕，探讨其对生长猪生长性能、肉品质和血清氨基酸浓度的影响，为低CP水平饲粮中添加高粱在生长猪上的应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计和试验饲粮

按照单因子设计，选取36头初始体重(30±7) kg的健康二元杂交(杜洛克×长白)生长猪，随机分为6个组，每组6个重复，每个重复1只猪。各组饲喂高粱和CP水平分别为0和18%(A组)、0和15%(B组)、20%和15%(C组)、50%和15%(D组)、80%和15%(E组)、50%和18%(F组)的试验饲粮。试验设计见表1。

表1 试验设计Table 1 Experimental design %

饲粮参照NRC(2012)生长猪营养需要配制，试验饲粮组成及营养水平见表2。饲养试验于湖南新五丰股份有限公司永安分公司的中国科学院亚热带农业生态研究所动物试验基地进行。预试期6 d，正试期35 d。

表2 试验饲粮组成及营养水平(风干基础)Table 2 Composition and nutrient levels of experimental diets (air-dry basis) %

1)预混料为每千克饲粮提供 The premix provided the following per kg of diets：Cu 150 mg，Fe 170 mg，Co 1.9 mg，Mn 80 mg，Zn 77 mg，I 0.3 mg，Se 0.12 mg，VA 24 375 IU，VD37 500 IU，VE 60 mg，VK37.5 mg，VB17.5 mg，VB218.75 μg，VB69 mg，VB1275 mg，烟酸 nicotinic 75 mg，D-泛酸D-pantothenic acid 37.5 mg，叶酸 3.75 mg，D-生物素D-biotin 450 μg。
2)营养水平均为计算值。Nutrient levels were all calculated values.

1.2 饲养管理

试验前，将猪舍进行彻底消毒。试验开始后，对试验猪空腹称重、编号和分组，单栏饲养。试验猪日饲喂4次(08:00、10:00、14:00和18:00)，添料量以料槽内有少量剩料为准。整个试验期间猪进行自由采食、自由饮水，常规免疫、驱虫、消毒。

1.3 指标测定

1.3.1 生长性能

于试验第1天开始时，早晨对每头猪进行空腹称重，为初始体重；试验结束后(第35天)再次称重，记录终末体重，并计算每组猪的平均日增重(ADG)；记录每头猪每天的给料量和剩料量，计算每组猪的平均日采食量(ADFI)以及料重比(F/G)。计算公式如下：

平均日增重(kg/d)=(终末体重-初始体重)/试验天数；平均日采食量(kg/d)=总采食量/试验天数；料重比=平均日采食量/平均日增重。

1.3.2 肉品质指标测定

对试验猪注射麻药(舒泰TM50)进行屠宰。背最长肌肉色[亮度(L*)、红度(a*)、黄度(b*)值]、pH(pH45 min、pH24 h)、剪切力测定参照《猪肌肉品质测定技术规范》(NY/T 821—2004)进行。

1.3.3 血样的采集与指标测定

对试验猪进行前腔静脉、肠系膜静脉和门静脉采血，每头猪每种血样采集10 mL，4 000 r/min离心10 min，将分离出的血清编号，放置冰盒，带回实验室-80 ℃保存备用。

吸取0.5 mL样品于1.5 mL离心管中，3 000 r/min离心5 min，准确吸取上清液于另一1.5 mL离心管中，加入等体积的10%磺基水杨酸，振荡混匀，4 ℃静置1 h；10 000 r/min离心15 min；取上清液，过0.22 μm膜后调整至合适浓度，用L-8900型高效氨基酸自动分析仪(日立公司，日本)测定。

1.4 数据处理与统计分析

试验数据经Excel 2007初步整理后，用统计软件SPSS 19.0中的ANOVA程序作方差分析，对方差进行Duncan氏法多重比较，数据均以平均值±标准误(mean±SE)表示。P<0.05表示差异显著，P<0.01表示差异极显著。

2 结 果

2.1 不同高粱水平低CP饲粮对生长猪生长性能的影响

从表3可以看出，18%CP(A组)和15%CP(B组)之间相比较，以及50%高粱水平条件下的18%CP(F组)和15%CP(D组)之间相比较，生长猪饲粮CP水平降低3%，平均日采食量、平均日增重和料重比没有显著差异(P>0.05)。

在饲粮CP水平为18%的条件下(A和F组)，与A组相比，50%高粱水平的F组生长猪平均日采食量提高了28.90%，差异极显著(P<0.01)；平均日增重提升了15.07%，差异显著(P<0.05)；但料重比差异不显著(P>0.05)。

在饲粮CP水平为15%的条件下(B、C、D和E组)，与B组相比，20%高粱水平的C组生长猪平均日采食量降低了6.31%，差异不显著(P>0.05)；而50%和80%高粱水平的D和E组平均日采食量分别提高了11.05%和20.00%，差异极显著(P<0.01)。与B组相比，20%和50%高粱水平的C和D组生长猪平均日增重分别提高了2.67%和8.00%，但差异不显著(P>0.05)；而80%高粱水平的E组平均日增重提高了18.67%，差异显著(P<0.05)。尽管料重比在4组之间没有显著性差异(P>0.05)，但与B组相比，C、D和E组生长猪料重比分别增加了2.82%、2.01%和2.01%。

不同水平高粱组(C、D和E组)之间，生长猪平均日采食量和平均日增重随高粱水平升高而增大，饲粮80%高粱水平对平均日采食量、平均日增重和料重比的影响反而要优于20%和50%高粱水平。

2.2 不同高粱水平低CP饲粮对生长猪肉品质指标的影响

从表4可以看出，18%CP(A组)和15%CP(B组)之间相比较，以及50%高粱水平条件下的18%CP(F组)和15%CP(D组)之间相比较，生长猪饲粮CP水平降低3%，生长猪肌肉pH45 min、pH24 h、肉色(L*、a*、b*值)、剪切力差异不显著(P>0.05)。

在饲粮CP水平为18%的条件下(A、F组)，与A组相比，50%高粱水平的F组生长猪肌肉pH45 min、pH24 h、肉色(L*、a*、b*值)、剪切力差异不显著(P>0.05)。

在饲粮CP水平为15%的条件下(B、C、D和E组)，B、C、D和E组之间生长猪肌肉pH45 min、pH24 h、肉色(L*、a*、b*值)、剪切力差异不显著(P>0.05)；但与B组相比，20%高粱水平的C组肌肉剪切力增加了4.76%，而80%高粱水平的E组肌肉剪切力降低了14.57%。

不同水平高粱组(C、D和E组)之间，随着饲粮高粱水平的增加，生长猪肌肉剪切力有下降的趋势。

表3 不同高粱水平低CP饲粮对生长猪生长性能的影响Table 3 Effects of low CP diets with different sorghum levels on growth performance of growing pigs (n=6)

同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)，相同或无字母表示差异不显著(P>0.05)。下表同。
In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), and with different capital letter superscripts mean significant difference (P<0.01), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

表4 不同高粱水平低CP饲粮对生长猪肉品质的影响Table 4 Effects of low CP diets with different sorghum levels on meat quality of growing pigs (n=6)

2.3 不同高粱水平低CP饲粮对血清氨基酸浓度的影响

2.3.1 不同高粱水平低CP饲粮对前腔静脉血清氨基酸浓度的影响

从表5可以看出，在饲粮CP水平为18%的条件下(A和F组)，与A组相比，50%高粱水平的F组前腔静脉血清氨基酸浓度没有显著差异(P>0.05)。

18%CP(A组)和15%CP(B组)之间相比较，生长猪饲粮CP水平降低3%，前腔静脉血清氨基酸浓度没有显著差异(P>0.05)；而50%高粱条件下的18%CP(F组)和15%CP(D组)相比较，生长猪饲粮CP水平降低3%，必需氨基酸组氨酸(His)浓度降低了40.55%，差异极显著(P<0.01)；非必需氨基酸脯氨酸(Pro)、丝氨酸(Ser)、丙氨酸(Ala)和天冬氨酸(Asp)浓度分别升高了17.69%、35.10%、33.87%和30.00%，差异显著(P<0.05)。

在饲粮CP水平为15%的条件下(B、C、D和E组)，与B组相比，20%、50%和80%高粱水平的C、D、E组必需氨基酸His浓度分别降低了19.01%、28.93%和43.72%，差异极显著(P<0.01)，赖氨酸(Lys)浓度分别升高了18.72%(P>0.05)、30.59%(P<0.05)和38.96%(P<0.05)；非必需氨基酸Ser浓度分别升高了16.77%(P>0.05)、52.70%(P<0.05)和31.39%(P<0.05)，Pro浓度分别升高了10.55(P>0.05)、19.69%(P<0.05)和26.53%(P<0.05)，甘氨酸(Gly)浓度分别升高了10.68%(P>0.05)、11.64%(P>0.05)和51.90%(P<0.05)，Ala浓度分别升高了7.79%(P>0.05)、25.53%(P>0.05)和27.19%(P>0.05)，而Asp浓度分别降低了38.33%(P<0.05)、3.70%(P>0.05)和2.69%(P>0.05)。

不同水平高粱组(C、D和E组)之间，随着高粱水平的增加，必需氨基酸His浓度随之降低，而Lys浓度随之升高；非必需氨基酸Pro、Gly、Ala和Asp浓度随之升高，Ser浓度在50%高粱水平的条件下最高。

表5 不同高粱水平低CP饲粮对生长猪前腔静脉血清氨基酸浓度的影响Table 5 Effects of low CP diets with different sorghum levels on anterior vena cava serum amino acid concentrations of growing pigs (n=6)

2.3.2 不同高粱水平低CP饲粮对肠系膜静脉血清氨基酸浓度的影响

从表6可以看出，在饲粮CP水平为18%的条件下(A和F组)，与A组相比，50%高粱水平的F组肠系膜静脉血清氨基酸浓度差异不显著(P>0.05)。

18%CP(A组)和15%CP(B组)之间相比较，肠系膜静脉血清氨基酸浓度差异不显著(P>0.05)。而50%高粱水平条件下的18%CP(F组)和15%CP(D组)之间相比较，生长猪饲粮CP水平降低3%，必需氨基酸His浓度降低了28.59%，差异极显著(P<0.01)；非必需氨基酸Pro、Ala和谷氨酸(Glu)浓度分别升高了22.91%、50.62%和55.87%，差异极显著(P<0.01)。

在饲粮CP水平为15%的条件下(B、C、D和E组)，与B组相比，20%、50%和80%高粱水平的C、D、E组必需氨基酸His浓度分别降低了19.05%(P>0.05)、33.00%(P<0.05)和53.28%(P<0.01)；非必需氨基酸Pro浓度分别升高了10.51%(P>0.05)、17.45%(P<0.01)和12.61%(P<0.01)，Ala浓度分别升高了20.64%(P>0.05)、46.60%(P<0.01)和23.15%(P<0.01)。

不同水平高粱组(C、D和E组)之间，随着高粱水平的增加，必需氨基酸His浓度随之降低。

表6 不同高粱水平低CP饲粮对生长猪肠系膜静脉血清氨基酸浓度的影响Table 6 Effects of low CP diets with different sorghum levels on mesenteric vein serum amino acid concentrations of growing pigs (n=6)

2.3.3 不同高粱水平低CP饲粮对门静脉血清氨基酸浓度的影响

从表7可以看出，在饲粮CP水平为18%的条件下(A和F组)，与A组相比，50%高粱水平的F组门静脉血清非必需氨基酸Pro和Ala浓度分别升高了19.35%和32.39%，差异极显著(P<0.01)。

18%CP(A组)和15%CP(B组)之间相比较，门静脉血清氨基酸浓度没有显著差异(P>0.05)；而50%高粱条件下的18%CP(F组)和15%CP(D组)之间相比较，生长猪饲粮CP水平降低3%，必需氨基酸His浓度降低了38.49%，差异极显著(P<0.01)；非必需氨基酸Ala、Glu和Pro浓度升高了22.39%(P<0.01)、49.54%(P<0.05)和9.83%(P<0.01)。

在饲粮CP水平为15%的条件下(B、C、D和E组)，与B组相比，20%、50%和80%高粱水平的C、D、E组必需氨基酸His浓度分别降低了21.40%(P>0.05)、30.20%(P>0.05)和49.10%(P<0.01)；非必需氨基酸Pro浓度分别升高了7.63%(P>0.05)、29.71%(P<0.01)和32.94%(P<0.01)，Ala浓度分别升高了7.76%(P>0.05)、30.96%(P<0.01)和36.45%(P<0.01)，Glu浓度分别降低了7.09%(P>0.05)、23.86%(P>0.05)和43.07%(P<0.05)。

不同水平高粱组(C、D和E组)之间，随着高粱水平的增加，必需氨基酸His浓度随之降低；而非必需氨基酸Pro、Glu和Ala浓度随之升高。

3 讨 论

3.1 不同高粱水平低CP饲粮对生长猪生长性能的影响

国内外研究表明，低CP饲粮有利于动物和环境等，而饲粮CP水平下降2%～3%对猪的生长性能影响不大[3-7]。本研究结果表明，生长猪饲粮CP水平降低3%，对生长猪生长性能影响不显著，和国内外许多研究结果一致。被誉为“铁杆庄稼”的高粱，比玉米、小麦等原料价格更经济，并且它适应更广的生长环境条件，因此用高粱替代玉米等原料可降低饲料成本，提高产品经济效益[8]。高粱代替玉米应用于家禽和猪的试粮，在美国已较为广泛[9]。但是高粱中含有多种抗营养因子，影响动物对氨基酸等的利用率，研究表明，高粱替代30%和全部比例的玉米均对生长猪的生长性能有不利影响[10]。但是Nyannor等[11]研究表明，以生长猪为研究对象，饲喂高粱饲粮，与玉米-豆粕型饲粮组相比较，猪对高粱中干物质、能量、磷、钙、氮的回肠和全肠道消化利用率没有显著差异，高粱可以替代生长猪饲粮中的玉米。在本研究中，饲粮高粱水平为50%、80%时，提高了平均日增重；饲粮高粱水平为20%、50%、80%时，均提高了平均日采食量，对料重比影响不显著，并且随着高粱水平增加，平均日采食量和平均日增重逐渐提高；这与Benz等[12]研究高粱-豆粕型饲粮的平均日增重比玉米-豆粕型饲粮高的结论一致。因此，低CP高粱饲粮对生长猪生长性能无不利影响，可作为生长猪常规饲粮使用。

表7 不同高粱水平低CP饲粮对生长猪门静脉血清氨基酸浓度的影响Table 7 Effects of low CP diets with different sorghum levels on portal vein serum amino acid concentrations of growing pigs (n=6)

3.2 不同高粱水平低CP饲粮对生长猪肉品质的影响

猪肉肉品质评定重要指标有pH、嫩度、肉色等。pH可以反映机体宰杀后肌糖原酵解速度；肉色用L*、a*、b*值表示,一般根据L*值越小、a*值越大、b*值越小，其肉色越好；而剪切力反映肉的嫩度。霍永久等[13]研究发现，饲粮CP水平对猪肌肉pH、肉色等无显著影响，本试验也获得了类似结果。不同高粱水平低CP饲粮对背最长肌pH45 min、pH24 h、L*值、a*值、b*值和剪切力的影响均不显著。而所有组的pH在6.5～6.7，pH明显偏高，可能是屠宰过程中机体产生应激反应消耗过多肌糖。与B组相比，肌肉剪切力会随高粱水平的不同而变化，20%高粱水平剪切力增大，50%高粱水平剪切力差异不大，而80%高粱水平剪切力反而减小；显然，随高粱水平增多，其剪切力减小，肌肉变嫩。

3.3 不同高粱水平低CP饲粮对生长猪血清氨基酸浓度的影响

氨基酸是蛋白质的基本单位，在动物体生长发育和机体代谢中起着至关重要的作用。早已有研究确定动物氨基酸需要量和血液中游离氨基酸浓度有关[14]。还有试验表明，动物进食后，血液中游离氨基酸迅速累积[15]。血清中氨基酸浓度是研究氨基酸平衡模式的重要依据。本试验结果表明，不同高粱水平低CP饲粮对血清氨基酸浓度影响程度不同。前腔静脉血清中Asp浓度降低，20%高粱水平其降低最明显，但是Ser和Gly浓度随高粱水平的增多而增高；肠系膜静脉和门静脉血清中His浓度随高粱水平的增多而减少；但是门静脉血清中Ala和Pro浓度随高粱水平的增多而增高，肠系膜静脉血清中Ala和Pro浓度均提高了，而都在50%高粱水平条件下其氨基酸浓度增加的最多，而Glu浓度的升高仅在50%和80%高粱水平条件下。研究表明，His可缓解机体氧化应激损伤，并增强其抗氧化力[16]。Asp通过脂多糖影响猪日增重及肠道黏膜损伤[17-18]。但是从本研究结果看，血清中His和Asp浓度降低，并未对生长猪生长性能产生不利影响。Gly可影响动物免疫调节和炎症反应，从而降低传染病的产生。Ser影响一碳代谢，还有D-Ser影响机体大脑中的N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体[19]。Wu[20]发现Pro影响机体免疫，Pro对猪的生长发育起着重要的作用。Ala直接影响机体转氨作用、器官间碳/氮的代谢和运输。饲粮中90%的Glu在小肠内被大量代谢，较少部分Glu进入猪门静脉，是小肠的主要供能物质[21-23]。这几种氨基酸的提升都有利于动物的生长发育。因此，从试验结果可以得出，血清中游离氨基酸浓度降低，有可能提高了氨基酸利用率，其具体原因还需进一步试验研究。

4 结 论

① 不同高粱水平低CP饲粮对生长猪生长性能无不利影响，但50%高粱水平降低前腔静脉、肠系膜静脉和门静脉血清中必需氨基酸His浓度，影响了前腔静脉中非必需氨基酸Pro、Ser、Ala和Asp浓度，以及肠系膜静脉和门静脉血清中非必需氨基酸Pro、Ala和Glu浓度。

② 在饲粮CP水平为15%的条件下，20%、50%和80%高粱水平对生长猪生长性能未产生不利影响。因此，生长猪饲粮CP水平降低3%，且20%～80%高粱水平可以在养猪生产实践中加以应用。