能量饲料补充蛋白酶对保育后期仔猪生长性能和肠道健康的影响

李志鹏，赵恤锋

与玉米相比，高粱可以在更干燥的条件下种植，表明其生长可能更适合位于干旱地区。2016年全球高粱产量为62.64×106t，其中美国为12.20×106t。虽然以高梁为基础的饲料对猪的生长性能不能与玉米型饲料相比，但高粱可以替代部分猪饲料中的其他谷物原料。高梁醇溶蛋白作为高粱籽粒中原胺的储存蛋白，其必需氨基酸含量较低，尤其是赖氨酸，此外，高粱蛋白质消化率较差，这是由于醇溶蛋白的疏水性和二硫交联（张伟敏等，2005）。角朊酶是一类蛋白水解酶，具有裂解二硫键的能力，可水解可溶性酪蛋白、不溶性角蛋白等与二硫键交联的蛋白质（Brandelli等，2010）。玉米饲粮中添加角朊酶可以改善猪和家禽的生长性能，因此，作者推测在高粱饲粮中添加以角朊酶为主的蛋白酶可以提高蛋白质的消化率，对高梁的利用具有更大的效益。但大多数高粱饲粮中角朊酶的应用研究都是在家禽上，主要显示出蛋白质和氨基酸的回肠表观回肠消化率提高（Liu等，2013）。因此，本研究旨在确定蛋白酶对保育后期饲喂高粱饲粮的猪生长性能、养分消化率和肠道健康的影响。

1 材料与方法

1.1 试验设计 试验选择144头均重为（18.24±2.41）kg的猪作为试验动物，采用2×2因子设计，猪只随机分为4组，每组36头猪，试验能量饲料原料为玉米或高梁，同时添加0或0.05%蛋白酶，试验分为1～21 d和22～35 d。试验用玉米和高梁粉碎细度为400 μm，其营养成分含量见表1，玉米或高梁型饲料原料组成及营养水平见表2。

试验日粮均采用粉料形式，猪只自由采食和饮水，每周记录1次体重和饲料用量，试验结束后计算各阶段猪只平均日采食量、平均日增重和饲料效率（增重/采食量）。在第35天，日粮添加0.3%二氧化钛作为指示剂，开展为期4 d的代谢试验。

1.2 样品收集 第35天用无菌真空管从颈静脉采集血样制作血清。取血样3000×g，4℃离心15 min，取上清。血清样本存储在-80℃。第40天每组选择8头猪进行屠宰，取十二指肠、空肠和回肠肠段，收集内容物、刮取黏膜。小肠黏膜和血清样本用试剂盒法测定丙二醛和TNF-α含量。测定十二指肠、空肠和回肠绒毛高度、隐窝深度和绒毛高度和隐窝深度比值。分别测定饲料和肠道内容物的二氧化钛、干物质、粗蛋白质、总能、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量，回肠养分表观消化率/%=（1-（饲料钛含量×内容物中养分含量）/（内容物钛含量×饲料养分含量））×100。

表1 试验用玉米和高梁营养成分分析%

表2 玉米和高梁型饲料配方及营养成分

1.3 数据分析 数据分析采用SAS多因素方差分析模型。分别用单因素分析研究饲料原料类型或蛋白酶水平对各指标的影响，同时分析饲料原料类型和蛋白酶水平对测定指标影响的交互作用。，P＜0.05表示各组均值差异有统计学意义，0.05＜P＜0.1表示有差异显著趋势。

2 结果与分析

2.1 生长性能 由表3可知，各处理组的平均初始体重无显著差异（P ＞ 0.05）。第 1、3、5周仔猪平均日增重不受能量原料或蛋白酶水平的影响（P＞0.05）。第4周饲喂高粱日粮的仔猪平均日增重显著增加（P＜0.05），因此，高粱日粮显著改善了1～3周改善期和1～5周的平均日增重（P＜0.05）。在第1周饲喂高梁日粮的猪只平均日采食量有增加趋势（P=0.07）。从2～5周，高粱饲料显著增加了平均日采食量（P＜0.05）。无论日粮类型如何，日粮添加蛋白酶均改善了第3周采食量（P＜0.05）。日粮类型或蛋白酶水平对1～4周饲料效率无显著影响（P＞0.05），但高梁型日粮显著降低了第5周饲料效率（P＜0.05）。

2.2 回肠养分表观消化率 由表4可知，日粮完全用高粱替代玉米不影响营养物质的回肠表观消化率（P＞0.05），但补充蛋白酶有增加干物质、总能和中性洗涤纤维回肠表观消化率的趋势（P＜0.1），可以显著提高粗蛋白回肠表观消化率（P＜0.05）。日粮原料类型和蛋白酶水平对营养物质回肠表观消化率的影响无显著交互效应（P＞0.05）。

2.3 血清和小肠免疫和抗氧化指标 由表5可知，血清和小肠黏膜TNF-α浓度不受原料类型或蛋白酶添加水平影响（P＞0.05）。高粱日粮组显著降低了血清和空肠黏膜丙二醛含量（P＜0.05）。日粮补充蛋白酶可降低十二指肠黏膜丙二醛含量（P＜0.05）。

表3 玉米和高梁型饲料添加蛋白酶对仔猪生长性能的影响

2.4 血清和小肠免疫和抗氧化指标 由表6可知，日粮添加蛋白酶显著提高了十二指肠绒毛高度与隐窝深度比值（P＜0.05），同时高粱型日粮较玉米型日粮显著降低了空肠黏膜绒毛高度和隐窝深度（P＜0.05）。

3 讨论

3.1 高梁对保育猪生长后期的影响 本研究中，高粱完全替代玉米增加了平均日采食量和平均日增重，但由于采食量的增加导致猪饲料效率降低。Paulk等（2015）研究发现，高梁对猪采食量和日增重有升高趋势，但对饲料效率无负面影响。不同年龄的猪对高粱的生长反应不同；此外，高梁对猪引起不同反应的原因可能与高梁中单宁含量有关，由于本试验未检测单宁水平，因此也不清楚高粱单宁含量的差异。考虑到本研究为保育后期，利用高粱强化日增重获得的效益可能大于饲料效率降低带来的损失。高粱日粮含有较少的可消化蛋白质，但本试验没有观察到在日粮中用高粱替代玉米所引起的营养消化率降低的影响。Paulk等（2015）发现，可以通过降低高粱颗粒大小提高猪的饲料效率和养分消化率，同时在高梁颗粒粉碎大小为600 um的情况下，与以玉米饲粮相比，饲喂高粱的生长猪对氨基酸的需求低。

除了生长性能和营养物质消化率外，肠道健康是生猪生产的另一个重要指标。肠道组织容易受到持续的免疫挑战和氧化应激。本研究用高粱代替玉米降低了血清和空肠中丙二醛的水平，丙二醛的减少在一定程度上反应了氧化应激降低。因此，饲粮中高粱对维持肠道健康具有积极作用。

表4 玉米和高梁型饲料添加蛋白酶对仔猪回肠养分表观消化率的影响%

表5 玉米和高梁型饲料添加蛋白酶对仔猪血清和小肠肿瘤坏死因子-α和丙二醛含量的影响

表6 玉米和高梁型饲料添加蛋白酶对仔猪肠道形态的影响

3.2 蛋白酶对保育猪生长后期的影响 本研究补充的蛋白酶由地衣芽孢杆菌产生，具有降解角蛋白等多种蛋白的能力。试验结果显示，日粮中添加蛋白酶仅在第3周改善了日采食量，但没有显著影响日增重和饲料效率，同时以玉米或高粱为基础的日粮，蛋白酶均增加了粗蛋白的回肠表观消化率，这与Wang等（2011）的研究结果一致。蛋白酶对血清和小肠黏膜中TNF-α水平无显著影响。此外，蛋白酶降低了十二指肠丙二醛水平，这与十二指肠绒毛高度与隐窝深度比值的提高相一致。绒毛高度与隐窝深度比值的增加说明营养物质得到更好的吸收，胃肠道健康状况得到改善，进而提高生长性能（Guo等，2014）。

4 结论

在仔猪保育后期用高粱完全取代玉米对猪来说不是一个大问题。相反，高粱为基础的日粮可以提高仔猪采食量和体增重，具有降低氧化应激的潜在功能，但不应忽视高粱增加了饲料采食量，降低了饲料效率。无论是以高粱或玉米为基础的日粮，补充外源蛋白酶均可改善蛋白质消化率，并可能通过减少氧化应激，增强形态学来维持肠道健康。