能量和蛋白来源对生长育肥猪生长性能、胴体性状和肉质的影响

■夏 邹 叶小刚 陈代文 郑 萍

（四川农业大学动物营养研究所教育部动物抗病营养重点实验室，四川雅安625014）

我国蛋白质饲料资源大量缺乏，长期依赖进口。近来中美贸易战的影响，豆粕价格不断上涨，严重影响了我国饲料工业以及养殖业的持续发展。菜粕作为蛋白质饲料，其蛋白质含量丰富，且氨基酸组成平衡，但由于含有多种抗营养因子，适口性较低，饲喂价值低于豆粕，也限制了其在饲料工业中的应用。玉米是畜牧业生产中主要的能量饲料，其能量居谷实类饲料之首，但随着畜牧业的高速发展，玉米的供应日趋紧张，开发利用新的能量饲料是我国畜牧业健康可持续发展的当务之急。小麦作为能量饲料，除了其能量略低于玉米外，其余营养指标大都优于玉米，但由于小麦中非淀粉多糖含量高，影响其利用和养殖效益，限制了小麦在饲料工业中的应用。因此，如何合理利用玉米和小麦作为能量来源，豆粕和菜粕作为蛋白质来源对提高养殖经济效益，缓解我国能量和蛋白质资源的匮乏具有重要意义。有研究表明，能量和蛋白质来源对猪的生产性能、养分消化率都有显著影响[1-2]。但研究大多是用小麦、菜粕部分替代玉米、豆粕来观察其对猪生产性能等的影响，很少有小麦、菜粕完全替代玉米、豆粕的研究。因此，本试验研究了玉米和小麦作为能量来源、豆粕和菜粕作为蛋白质来源对育肥猪生长性能、养分消化率、血清生化指标、胴体性状以及肉质的影响，以期考察不同能量和蛋白质来源作为饲粮原料，在降低饲料成本，提高经济效益，改善猪肉品质等方面的应用价值。

1 材料与方法

1.1 试验动物与试验设计

采用2×2双因子试验设计，选取初始体重为（81±7.89）kg“杜长大”（DLY）育肥猪60头，随机分为4个处理，每个处理5个重复，每个重复3头猪。4个处理组分别饲喂玉米-豆粕型、玉米-菜粕型、小麦-豆粕型、小麦-菜粕型饲粮。预饲3 d后进行正式试验，试验期为28 d。在饲养试验第22～25 d进行内源指示剂法消化试验。

1.2 试验饲粮

参照NRC(1998)标准推荐的80～120 kg阶段猪的营养需要量，配制4种营养水平基本一致的试验饲粮。配方和营养水平见表1。

1.3 饲养管理

本试验在四川农业大学动物营养所试验猪场进行。试验前对试验猪正常免疫与驱虫，猪舍进行彻底消毒，并清洗料槽、水槽。自由饮水，日喂3次（08:30、12:30、18:30）。

1.4 消化试验

饲料养分的表观消化率采用内源指示剂3 mol盐酸不溶灰分（AIA）法测定。每天08：00～17：00收集所有新鲜粪样，加入粪重量的5%的浓硫酸（浓度为10%）和少量甲苯，4℃冰箱保存，最后，将各重复组猪只粪样混匀，取样10%，在65℃烘箱中烘干，室温下回潮24 h，称重，记录，粉碎过40目筛，装密封袋保存于-20℃冰箱冷冻待测。同时，按照常规方法制取饲料样品，风干保存。

1.5 指标测定

表1 饲粮组成和营养水平(风干基础)

1.5.1 生长性能

在试验开始的第1 d和第29 d早上以圈为单位对猪进行空腹称重，试验期记录每圈猪每日采食量，计算平均日增重(average daily gain，ADG)、平均日采食量(average daily feed intake，ADFI)及料重比(feed/gain，F/G)。

1.5.2 养分消化率

测定粪便和饲粮中各养分的含量以及内源指示剂酸不溶灰分的含量，计算各养分的表观消化率。粗蛋白采用凯氏定氮法，能量采用氧弹式热量测定仪测定（美国PARR-1281型）。粗脂肪、粗灰分、钙、磷等的测定具体方法参照张丽英主编《饲料分析及饲料质量检测技术（第三版）》[3]。盐酸不溶灰分按照中华人民共和国国家标准GB/T23742—2009。计算方法如下：

养分的表观消化率(%)=100-100×[(A1×F2)/(A2×F1)]

式中：A1——饲料中AIA含量(%)；

A2——粪样中AIA含量(%)；

F1——饲料中养分含量(%)；

F2——粪样中养分含量(%)。

1.5.3 血样采集与指标测定

试验第29 d早上，每个重复选择1头接近平均体重的猪，空腹，前腔静脉采血20 ml，静置30 min后，3 000 r/min离心15 min，吸取上清液置于EP管中，保存到-20℃冰箱中待测。血清总蛋白（total protein,TP）、血清尿素氮（urea nitrogen,UN）委托雅安市第二人民医院化验科进行检测，仪器采用日立公司生产的日立7020型全自动生化分析仪。胰岛素样生长因子Ⅰ(insulin-like growth factor，IGF-Ⅰ)、胰岛素采用Elisa试剂盒（南京建成）测定，测定方法按说明书进行。

1.5.4 组织取样与指标测定

试验第29 d早上，对采血后的猪进行常规放血屠宰。分离左侧胴体，保留板油和肾脏，立即进行胴体性状和肉质性状的测定，并对背肌进行取样，及时将样品保存于-20℃冰箱。胴体性状的测定和计算方法参照《猪生产学》[4]。肉品质的测定参照NY/T 1333—2007《畜禽肉品质测定方法》[5]和GB/T 5009.6—2003进行样本的采集和测定。

1.6 数据统计分析

采用SAS 8.2软件的一般线性模型（GLM）程序对试验数据进行双因素方差分析，并用Duncan's法进行多重比较，结果以各组“平均数±标准差”表示。P＜0.05为差异显著，P＜0.01为差异极显著，0.05≤P≤0.10为有差异趋势。

2 结果

2.1 能量和蛋白质来源对育肥猪生长性能的影响

表2 能量和蛋白质来源对育肥猪生长性能的影响

由表2可知，能量和蛋白质来源对猪ADFI和ADG无显著影响（P＞0.05）。玉米-豆粕组的F/G显著低于其余3组（P＜0.05），其余3组之间差异不显著（P＞0.05）。本试验还发现能量和蛋白质来源有影响料重比的趋势。

2.2 能量和蛋白质来源对育肥猪养分表观消化率的影响

表3 能量和蛋白质来源对养分表观消化率的影响(%)

由表3可知，能量和蛋白质来源对粗蛋白的消化率无显著影响（P＞0.05）。与小麦饲粮相比，玉米饲粮极显著提高了粗脂肪、干物质、灰分、钙和磷的消化率以及能量的利用率（P＜0.01）。与豆粕饲粮相比，菜粕饲粮极显著的提高了钙、磷的消化率和能量的利用率（P＜0.01），显著提高了干物质的消化率（P＜0.05）。能量和蛋白质来源对钙的消化率影响存在交互作用（P=0.02）。

2.3 能量和蛋白质来源对育肥猪血清生化指标的影响

由表4可知，与豆粕饲粮相比，菜粕饲粮极显著提高了猪血清UN的含量（P＜0.01）。与小麦饲粮相比，玉米饲粮显著提高了猪血清TP的含量（P＜0.05），但显著降低了IGF-Ⅰ的含量（P＜0.05）。

2.4 能量和蛋白质来源对育肥猪胴体性状的影响

表4 能量和蛋白质来源对育肥猪血清生化指标的影响

表5 能量和蛋白质来源对育肥猪胴体性状的影响

由表5可知，能量和蛋白质来源对猪的屠宰率和平均背膘厚影响差异不显著（P＞0.05）。猪的眼肌面积受能量和蛋白质来源的交互影响（P=0.04），玉米-豆粕组的眼肌面积显著高于玉米-菜粕组（P＜0.05），而小麦-豆粕组的眼肌面积与小麦-菜粕组差异不显著（P＞0.05）。

2.5 能量和蛋白质来源对育肥猪肉质的影响

表6 能量和蛋白质来源对育肥猪肉质的影响

由表6可知，各处理组间肌肉的肉色、pH24和滴水损失差异均不显著（P＞0.05）。与玉米-菜粕组相比，小麦-菜粕组肌肉的大理石纹评分显著提高（P＜0.05），蒸煮损失显著降低（P＜0.05）。肌肉水分与肌内脂肪（intramuscular fat，IMF）受能量和蛋白质来源的交互影响，小麦-菜粕组肌肉水分含量显著低于其余3组（P＜0.05），而IMF含量显著高于玉米-菜粕组（P＜0.05），极显著高于豆粕组（P＜0.01）。

2.6 能量和蛋白质来源对育肥猪肌纤维特性的影响

由表7可知，能量和蛋白质来源对肌纤维的直径和密度均无显著影响（P＞0.05）。

3 讨论

表7 能量和蛋白质来源对育肥猪肌纤维特性的影响

3.1 能量和蛋白质来源对育肥猪生长性能的影响

作为能量饲料，与玉米相比，小麦中蛋白质、氨基酸的含量、消化率都高于玉米，尤其是猪的第一限制性赖氨酸含量比玉米高30%以上，色氨酸约为玉米的3倍，适口性好。有研究表明，营养水平一致的全小麦日粮完全可以取代传统玉米型日粮，骆宏机[6]和袁自强[7]研究发现，能量来源对猪的生产性能无显著影响。Han等[8]研究也发现，小麦饲粮与玉米饲粮对育肥猪的生长速度和饲料转化效率影响差异不显著。同时，也存在不同的研究结果，王前光等[9]在生长猪日粮中用小麦替代全部的玉米，结果表明，8周后，猪平均日增重较对照组降低13.05%，采食量降低3.75%，而料重比提高11.11%。王利等[10]结果也表明，用小麦大比例替代玉米会对生长猪的生产性能产生不利的影响。在本研究中，小麦和玉米作为能量来源对育肥猪生长性能无显著影响。在多个小麦替代玉米试验中出现不同结果的原因可能是猪品种与所处生理阶段存在差异，导致其消化道对不同原料的耐受力不同；也有可能是小麦存在收割后的后熟期，不同阶段小麦的生理成熟度不同，营养价值变异系数很大，造成小麦的品质存在差异。

从80年代开始，许多学者研究了猪饲粮中除豆粕以外其他不同蛋白质来源的应用[11-12]。戚鑫[2]和凌俊[13]在育肥猪上得到相似的结果，蛋白质来源对育肥猪ADG、ADFI和F/G均无显著影响。Choi等[14]研究表明，生长育肥猪日粮中添加菜籽粕不会降低生长性能。张勇等[15]研究发现菜粕组试验猪的生长性能不如豆粕组，但差异不显著。本试验结果发现，蛋白质来源对猪生长性能无显著影响，与前人的研究结果一致，这可能与本试验中的4种饲粮可消化氨基酸水平基本相同有关，但本试验中菜粕组的试验猪ADFI和F/G较豆粕组高，这可能由于菜粕中抗营养因子的存在，降低了氨基酸等养分的吸收利用，试验猪为了满足自身营养的需求增加饲粮的摄入，这无形中增加了猪的采食量，进而影响菜粕型饲粮的转化效率。

3.2 能量和蛋白质来源对育肥猪养分表观消化率的影响

本研究结果表明，与小麦饲粮相比，玉米饲粮极显著的提高了粗脂肪、干物质、灰分、钙和磷的消化率以及能量的利用率（P＜0.01），可能原因是小麦中阿拉伯木聚糖等抗营养因子的存在，增加了食糜的黏度，降低了饲粮养分的消化吸收，另外，小麦饲粮中统糠的添加，提高了小麦饲粮的粗纤维含量，这对小麦饲粮的养分消化率也会产生一定的影响，同时小麦的可消化能略低于玉米（82%vs 83%）[16]，因此，小麦饲粮的能量利用率低于玉米。这与王利等[10]研究结果一致，与玉米饲粮组相比,小麦型基础饲粮会显著降低生长猪生产性能和养分消化率(P＜0.05)。扈晓途[17]研究发现以小麦完全替代玉米时抑制了干物质、有机物和粗蛋白质的消化率。但骆宏机[6]研究表明，用小麦替代基础饲粮中25%、50%、75%和100%玉米对生长肥育猪的粗蛋白、粗脂肪、钙、磷及总能的消化率没有显著影响，产生这一差异的原因可能是其在小麦饲粮中添加了复合酶制剂，降低了食糜的粘性，提高了饲料养分的消化吸收。有研究表明添加木聚糖酶可显著改善饲喂小麦基础饲粮生长猪的生长性能和营养物质表观消化率，维持肠道微生物菌群的平衡[10]。

菜粕中含有如硫代葡萄糖苷、单宁、芥子碱等抗营养因子，从而会在一定程度上影响营养物质的消化和吸收。李丽娟等[18]研究报道，蛋白质来源显著影响肉鸡钙的消化，但对粗蛋白、粗纤维和磷的消化无显著影响。而在本试验中，菜粕饲粮极显著提高了猪钙和磷的消化率以及能量的利用率（P＜0.01），显著提高了干物质的消化率（P＜0.05），而对粗蛋白、粗脂肪和粗灰分消化率无不良影响。可能原因是菜粕在饲粮中添加量较低，从而抗营养因子在饲粮中的浓度较低，并没有超过猪一定的耐受能力，猪饲粮中硫代葡萄糖苷可耐受最高含量为2 mmol/g，由于菜粕含有平均6 mmol/g的硫代葡萄糖苷，这相当于生长猪菜粕的最高添加量为33.3%[19]，而本试验菜粕在饲粮中的添加比例为14.5%。能量和蛋白质来源对大部分养分消化率有极显著的影响，但对生长性能却无显著影响，可能是由于饲喂时间过短和饲喂阶段有关，但能量和蛋白质来源有影响料重比的趋势。

3.3 能量和蛋白质来源对育肥猪血清生化指标的影响

血清生化指标能较为直观的反映机体代谢与组织通透性的状态。血清尿素氮（UN）是蛋白质和氨基酸代谢的最终产物，受到饲料中蛋白质和氨基酸的直接影响。UN水平能够准确反映机体内氨基酸平衡及蛋白质代谢的状况，氨基酸平衡越好，血清尿素氮浓度越低。但邓敦等[20]报道，血清尿素氮的下降与饲粮蛋白质含量的降低和合成氨基酸的添加有关。本试验结果显示，与豆粕型饲粮相比，菜粕型饲粮极显著降低了猪UN的浓度，这可能与菜粕饲粮中赖氨酸等合成氨基酸的含量较高有关。

动物对蛋白质的消化利用率和饲粮的蛋白质水平，能在血清总蛋白的含量中得到直接反映。本试验结果显示，在营养水平一致的情况下，玉米组猪血清的总蛋白浓度显著高于小麦组，提示育肥猪对玉米型饲粮蛋白质利用率较小麦型饲粮更高，可能与小麦饲粮中非淀粉多糖等抗营养因子的存在有关。

胰岛素能够促进糖原、脂肪、蛋白质合成，从而降低动物体内血糖。胰岛素样生长因子-I（IGF-I）与胰岛素高度同源，能介导生长激素的促生长作用，促使体脂的合成。禁食、营养不良、限饲均会引起血浆胰岛素、IGF-I的分泌量和IGF-I mRNA降低[21-22]。郭海燕等[23]指出，营养水平显著影响初产母猪妊娠早期血液中胰岛素、IGF-I的浓度。戴求仲等[24]研究表明，能量来源显著的影响了胰岛素和BUN的水平，采食后抗性淀粉组血清胰岛素和血清UN浓度显著降低。但在本试验中，能量和蛋白质来源对猪血清胰岛素水平无显著影响，与Chen等[25]研究结果一致，但与戴求仲等[24]研究结果不一致，可能是由于试验猪的生理阶段不同。但不同能量来源对IGF-I有显著影响，这与周东胜等的结果一致，其结果表明，在低能量水平下，能量来源显著地影响血清中IGF-I的浓度[26]。本试验结果中，小麦饲粮血清中IGF-I的浓度显著高于玉米组，可能是饲喂小麦饲粮能够促进肝脏分泌IGF-I，具体原因尚不清楚，有待进一步研究。

3.4 能量和蛋白质来源对育肥猪胴体性状的影响

有研究发现，能量来源能显著影响育肥猪的胴体性状，与小麦-豆粕型饲粮相比，玉米-豆粕饲粮猪的屠宰体重和背膘厚显著降低，眼肌面积显著提高[27-28]。欧秀琼等[29]研究发现，饲喂大麦型日粮猪只的胴体性状优于饲喂玉米型日粮猪只。而Brendemuhl等[30]和Yin等[31]研究发现，用小麦代替玉米饲喂育肥猪，对瘦肉率和胴体指标没有影响。本试验结果也表明，能量来源对猪屠宰率、平均背膘厚、眼肌面积无明显影响。上述结果的差异可能源于谷物来源的不同，品种、产地可影响谷物质量，从而影响其饲喂效果。此外饲粮饲喂时间长短对猪胴体品质的影响也会存在差异。

凌俊、Fuller和Flachowsky[13,32-33]研究报道，饲粮中不同的蛋白质来源对猪的胴体性状无显著影响。本试验的结果也表明，蛋白质来源对胴体性状无显著影响。与豆粕组相比，菜粕组虽然提高了猪的平均背膘厚，但没有达到显著水平。但Seerley等[34]曾报道，蛋白质来源对胴体性状有显著影响，饲喂葵花籽饼粕显著降低了猪的胴体长和眼肌面积。造成这种不一致的原因可能是试验饲粮中蛋白质来源的不同。另外本试验结果还发现，能量和蛋白质来源对育肥猪眼肌面积的影响存在交互作用，玉米-豆粕组猪的眼肌面积显著高于玉米-菜粕组，而与其它2组相比差异不显著。

3.5 能量和蛋白质来源对育肥猪肉质的影响

尽管玉米作为能量饲料有较好的生长表现，但由于胡萝卜素和叶黄素的存在，容易产生黄色脂肪而影响猪肉的感官。小麦由于缺乏类胡萝卜素的存在，被认为能提高脂肪和肌肉的质量，改善猪肉品质。玉米与小麦相比，含有较高的多不饱和脂肪酸（PUFA），因此能提高猪肉脂肪中PUFA的含量，而猪肉中PUFA含量的增加对人体健康有益，但同样也会影响其加工和储存的稳定性[35-36]。Han等[8]研究报道，玉米和小麦饲粮对背部脂肪的脂肪酸的组成和脂肪颜色无明显影响，玉米组的饱和脂肪酸与小麦相同为33.31%，多不饱和脂肪酸高于小麦组（12.01vs11.21）。Bee等[37]研究报道，能量来源显著影响了背部脂肪和肌肉中脂肪酸组成。造成这种不一致的原因可能是能量来源的不同。在本试验中由于没有进行肌肉脂肪酸的测定，而无法确定脂肪酸的组成。Alonso等和Lampe等研究报道，能量来源对猪肌肉IMF含量、肌肉嫩度、肉色、风味等品质无显著影响[38-39]。本试验结果与前人研究结果一致，能量来源对猪肌肉pH值、肉色评分、滴水损失、蒸煮损失、IMF含量等肉质性状均无显著影响（P＞0.05）。

在本试验中，蛋白质来源对育肥猪肌肉的pH值、肉色和大理石纹评分无显著影响，这与凌俊和Braude等[13，40]的研究结果一致，不同蛋白质来源对肌肉pH值和肉色均无显著差异。而Mikulski等[41]研究报道，蛋白质来源显著影响了火鸡的肌肉剪切力，菜粕组显著降低了胸肌的剪切力。造成这种差异的原因可能是试验动物的不同。

系水力是反映猪肉品质的重要指标。本试验从两个角度考察了猪肉的系水力，即蒸煮损失和24 h滴水损失。Christodoulou等[42]研究结果表明，蛋白质来源对肌肉蒸煮损失有显著影响。本试验结果与其一致，蛋白质来源对肌肉蒸煮损失有显著影响，菜粕组育肥猪肌肉的蒸煮损失显著高于豆粕组。可能原因是，饲粮中菜粕的存在减少了游离三碘甲状腺原氨酸的分泌，使肌肉组织能量代谢、收缩性以及Ca2+稳态发生改变，从而影响肌肉蛋白质功能和蒸煮损失。

肌肉内脂肪含量是评价肉质的一个必不可少的指标，直接决定了肌肉的多汁性、风味和嫩度[43]。Szabó C等[44]研究表明，蛋白质来源对IMF的含量无显著影响。但本试验结果表明，相比于豆粕组，菜粕组显著提高了猪IMF含量。IMF本身具有爽滑感和多汁感，能直接改善猪肉嫩度；在加热过程中，能与肌糖原、氨基酸作用发生美拉德反应，产生大量的挥发性风味物质，因此，IMF含量对猪肉的嫩度和风味有重要影响。可见，在本试验中小麦菜粕饲粮能改善肌肉的风味和嫩度。因此，菜粕作为蛋白质来源对肉质具有一定的改善作用。在本试验中还发现能量和蛋白质来源对肌肉水分和脂肪的含量存在交互影响。

3.6 能量和蛋白质来源对育肥猪肌纤维的影响

肌纤维是构成肌肉的重要组成部分，直接决定了肌肉的加工和食用品质[45]。而动物出生后，肌纤维的变化主要表现为横截面积的增大和长度的增加[46]。遗传、营养、性别和生长阶段等因素对肌纤维生长发育均有显著影响，然而，营养的供给状况和动物对养分的消化吸收对生后肌纤维的生长起决定性作用。

Lefaucheur等[47]研究发现，早期限食选择性降低了仔猪眼肌中快速收缩Ⅱ型肌纤维的大小，而不影响其他类型肌纤维的大小。杨飞云等[48]认为，提高饲粮的营养水平，可提高肌纤维的面积。朱砺等[45]报道，提高饲粮的营养水平，长白猪的肌纤维面积增加，而荣昌猪的面积有减小的趋势。而陈代文等[49]研究表明，饲粮营养水平对肉色和肌纤维面积无显著影响。谭毓平等[50]指出，提高营养水平可以增大肌纤维的直径，而其密度相反。可见，肌纤维直径和面积受品种和营养等的影响，且目前的研究结果并不一致。

凌俊[13]研究报道，蛋白质来源对育肥猪肌纤维的直径无显著影响。本试验的研究结果也表明，能量和蛋白质来源对猪肌纤维的直径和密度无显著影响。目前，营养水平对肌纤维特性的影响的研究报道较多，而能量和蛋白质来源对肌纤维的影响报道较少，有待进一步研究。

4 结论

4种饲粮对育肥猪生长性能无显著影响，但显著影响猪养分的表观消化率，菜粕饲粮显著降低了血清UN的浓度，玉米饲粮显著提高了血清TP的浓度，降低了IGF-1的浓度。能量来源对育肥猪的肉质无显著影响，但菜粕饲粮对育肥猪肉质有一定的改善作用。