摘要：近年来，猪营养学家花费越来越多的时间研究制作日粮配方的新方法，以应对饲料成本不断增加的趋势。使用替代原料可以减少对玉米和豆粕等传统原料的依赖。当“替代原料”能节约饲料成本时，认识到伴随这些机会原料出现的挑战是重要的。本文将描述现今猪饲料中发现的能够使替代原料和传统原料发挥最大营养价值的营养技术手段。

前言

食品、饮料和燃料工业的副产品作为潜在的牲畜营养源越来越受欢迎。这些产品在安大略省（Ontario）产量很大，相对于更为常用的玉米和豆粕等饲料原料来讲利用的成本通常更低。在安大略省替代饲料原料包括干酒糟及其可溶物（DDGS）和次粉等干燥副产品以及浓缩酒糟可溶物（CDS）和啤酒酵母等液态副产品。尽管我们通常把这些产品看作替代原料，但是对这类原料需求的增加在一定程度上已经使它们的定价趋于“商品化”。由于需求增加导致的价格升高，当使用这些原料制作日粮配方时有较小的边际误差。营养学家和研究者不断追求以期从这些原料中获得最大的价值。使用一些营养技术手段可能会发现额外的价值，它们包括：调配能量和氨基酸平衡的新方法、加入酶制剂和发酵饲料原料。

1 以可利用养分为基础进行平衡调配

1.1净能配方

饲料原料符合可替代原料特征时，测定其能量含量通常是最大的挑战。作为食品、饮料和燃料工业的副产品，这些原料通常除去了所富含的产能淀粉和糖类，可能还包括脂肪，这使它更难以评估在传统原料中能更好理解的可利用能量含量。从包括蛋白质、脂肪、淀粉、糖类和残余有机物（纤维）的可消化养分中估测的净能（NE）提供了一种对原料中“可利用”能量更为全面的计算，并且能更好估测动物的生产性能（de Lange, 2008）。荷兰中央饲料局（Centraal Veevoeder Bureau）提供了评估不同饲料原料中不同养分消化率的表格（CVB，2003）。考虑到原料消化过程中的热增耗，尤其是纤维和蛋白质对生猪能量利用的影响，人们建立了不同的净能计算方程（de Lange，2008）。以次粉为例，消化能含量计算值可能接近玉米能值的80%，但是当考虑消化这种高纤维原料的热损失时，其“可利用”净能含量计算值可能更接近于玉米净能值的70%。当使用更为简单的玉米/豆粕型日粮饲喂生猪时，与采用消化能和代谢能体系相比，采用净能体系带来的优势很有限。然而饲料工业倾向于饲喂更多的替代原料，由于它们情况复杂，采用这种 “可利用“”能量计算方法会更好。

1.2 可消化氨基酸配方

为了获得最大的成本效益，在考虑饲料原料氨基酸（AA）含量和消化率以及动物不同生长阶段的需要量情况下，生产者应该利用合成氨基酸在饲料内达到适度的平衡。在可消化AA能被测定之前，根据总AA含量对日粮进行平衡，在这之前配制平衡日粮利用的是粗蛋白（CP）含量。遗憾的是，这些体系都是有缺陷的，从来没有表达出对“标准”回肠可消化（SID）AA的实际需要。

DDGS是一个较好的例子让我们理解一种原料对饲料中标准可消化氨基酸含量的贡献程度。乍一看，根据粗蛋白的含量，DDGS好像是价值较高的原料。然而，当按猪的SID氨基酸需要衡量，尤其是考虑到对生产性能有重要影响的第一限制性氨基酸（通常为赖氨酸）时，这种原料的蛋白质价值相对较低。当与生产中普遍使用的蛋白源相比，DDGS中总赖氨酸占蛋白质的百分比例比豆粕中的相应比值低一半。而且与豆粕中赖氨酸90%的消化率相比，DDGS中赖氨酸的消化率可能低至60%。消化率的差异部分是由于生产/加工DDGS过程中的热损害造成的（Fontaine等，2007）。因此，增加猪日粮中合成氨基酸的使用，比如赖氨酸盐酸，对于最大限度发挥DDGS的全部潜能是关键的。

给生猪饲喂高纤维替代原料时需要考虑的另一个方面是可发酵纤维对生猪肠道的影响。研究者证明生猪后肠道微生物发酵增加了富含苏氨酸粘蛋白的分泌，因此增加了对该必需氨基酸的需要（Libao-Mercado等，2007；Zhu等，2005）。因此，猪日粮中含有较高比例可发酵纤维时，将配方中SID苏氨酸与赖氨酸比率设定在较高水平可能是有利的。

2 使用酶

2.1 NSPases

猪消化某些种类碳水化合物纤维的能力是有限的（Knudsen和Jørgensen，2001）。这包括现今饲料原料中容易大量存在的非淀粉多糖即NSP（Barrera，2004）。由于生猪缺乏消化这种纤维所需要的内源酶，它们必须依靠肠道发酵将NSP和寡糖降解为蔗糖和高能有机酸（Black，2000；Knudsen和Jørgensen ，2001）。幼龄和生长猪肠道发酵程度相当有限，这种发酵与热增耗和气体能量损失有关，它使生猪的有用能量供给减少（Black, 2000）。阿拉伯木聚糖（AX）是这个相对不可消化NSP纤维中的一种类型。AX与植物细胞壁密切相关，决定纤维结构的强度和刚性。遗憾的是，AX同样的强化特征是作为抗营养因子—降低动物的生产性能。一些AX是可溶的，因此会通过提高水合能力来增加胃肠道（GIT）食糜的粘度。食糜粘度提高会减少消化酶与养分的接触而对消化产生不利影响，也会损害动物在GIT粘膜水平上的吸收。一些AX不溶于水，因此会将营养素限制在纤维基质中，使它们无法通过正常的消化过程而被生猪利用。

猪营养学家越来越熟悉的一种营养技术手段是使用NSPase酶。包括木聚糖酶的专用饲料酶制剂被开发出来最大限度地提高所使用原料的营养价值。尽管这些酶在最简单的日粮中证明是有效的，但是可能在使用较高比例像DDGS和小麦次粉一样的高纤维替代原料时添加更为合理。与玉米和豆粕中所含较低水平的AX（分别为5%和2%）相比，这些原料中AX的含量可能超过15%。Nortey等（2007）证明在含有高比例小麦副产品（例如小麦麸）的日粮中添加木聚糖酶显著提高了能量的消化率。消化率的提高使40 kg ~ 70 kg生猪的饲料转化率提高3% ~ 7%（Nortey等，2007）。虽然并不完全清楚，但是这种能量提高可能有助于改善养分的吸收（GIT中粘度降低效应）和释放（从不可溶AX纤维基质中释放养分）。

2.2 植酸酶

肌醇六磷酸（植酸）是一种相对较好理解的抗营养因子。植物中的肌醇六磷酸有结合养分尤其是磷的能力，导致它们无法被生猪利用。猪饲料原料中普遍存在植酸磷，根据原料、植物品种、土壤类型、环境条件和加工过程不同，植酸磷可能占植物源总磷的50% ~ 80%（Kirby 和Nelson, 1988）。市售的饲料级植酸酶已经成为广泛使用的酶制剂来释放自然约束的磷，从而降低对无机磷添加剂的依赖。虽然植酸酶不是猪饲料领域的一项新技术，但是有许多新的方法与这种酶在猪饲料中的应用有关。

就像前面提到的那样，不同原料所含植酸磷的数量是不同的。一些营养学家已经采用了一种节约成本的方法即根据可利用基质数量来确定酶的添加量。例如小麦次粉中含有较高水平的植酸，可能凭直觉会考虑在含有较高比例次粉的饲料配方中使用更多的植酸酶。然而，在动物胃和小肠近端允许酶释放磷的时间被限定在一个很短的阶段。由于植酸酶本身的特点，可能实际上利用的酶较少，但因为可利用水解的基质数量较高仍然使同样数量的磷释放出来。植酸酶接连不断地“释放”被植酸绑定的分子，但反应本身未消耗酶。如果有足够利用的植酸，按理说酶接触基质的概率也会提高。

另一种策略可能会根据一些饲料原料中已经存在的内源植酸酶数量来确定植酸酶的添加量。像小麦和小麦副产品中自然存在的酶活性较高。小麦和小麦副产品中分别含有1193单位/g和4381单位/g的植酸酶（Eeckhout和De Paepe，1994），然而分析技术以及谷物生长和加工条件为稳定地评估谷物中内源植酸酶的活性制造了一些麻烦。相对而言，玉米中植酸酶的活性低于100单位/g，可忽略不计。以小麦为基础的日粮可能仅需要添加较低水平的植酸酶。

饲喂之前将一些原料与外源酶一起在水中浸泡能进一步提高其饲喂价值。Niven等（2007）指出，与植酸酶浸泡的高湿玉米只要6个小时就使几乎全部的植酸磷水解掉。虽然饲喂前将日粮中全部谷物浸泡6小时可能不实际，但可以浸泡一小部分，并且在饲料配方中可以考虑磷源因此产生的较高利用率。

3 发酵

发酵可以定义为微生物在厌氧条件下将碳水化合物转化为酒精和酸的过程（Davis 等，1980）。多个研究指出了给生猪饲喂发酵的全价饲料或者个别成分所带来的优点。这些优点包括提高生长性能并且降低发病率（Jensen和Mikkelsen，1998；Scholten等，2002；Lindecrona 等，2003）。遗憾的是，厌氧发酵需要一定数量的水分，传统的干饲料无法获得发酵带来的好处。随着最近10 ~ 15年液体饲喂系统和的发展以及对液体副产品和高湿玉米的利用，安大略省的养猪生产者已经获得了一些发酵带来的好处。具备这些优点的可能机制包括提高饲喂价值和改善猪肠道健康。

4 提高饲喂价值

饲料原料的发酵能通过“益生菌”和“益生元”的效应影响生猪胃肠道的微生物生态系统正如直接将酶添加到猪饲料中能够改善某些饲料原料的营养价值一样，通过自然养分代谢和产酶作用，微生物发酵能获得一些同样的好处。已经证明发酵可以降低液体饲料中抗营养因子植酸的数量，因此会提高磷和其他养分的利用率（Carlson和Poulsen，2003）。许多液体副产品已经包含大量利用率较高的可溶性磷，然而，对于那些没有使用这些原料而希望添加更多可利用磷的养猪生产者，他们可以把目光投向已经被广泛使用的原料——高湿玉米（HMC）上。HMC在猪的液体饲喂中不受限制，许多生产者利用液体饲喂系统更好地控制了这种通常“更难处理”饲料原料的输送。由于青贮过程发生在HMC保存/贮藏在氧气有限的仓窖中之后，这就决定了发酵过程中有益菌能提高可溶性磷的数量。因为可溶性磷与植酸磷呈负相关，可以认为HMC贮存过程中可溶性磷提高4倍会给生猪提供更多的可利用磷（Niven等，2007）。

5 改善肠道健康

发酵饲料中有益乳酸菌（LAB）的增殖会使这些微生物在猪体内定植。图1中的数据描述了与其他饲喂类型相比，根据LAB和肠致病菌（例如总大肠菌群，TC）之间一种更加有利的平衡来评估饲喂发酵液体饲料的生猪健康菌群（例如LAB）的定植情况（(Brooks等，2001）。LAB这种竞争性地排除肠道中致病菌的作用可被认为是一种益生作用。

图1 饲喂不同日粮的生猪胃肠道中乳酸菌（LAB）和总大肠菌群（TC）之间的平衡（摘自Brooks等，2001）

发酵产物例如有机酸通过提高GIT的消化和吸收能力使生猪受益。乳酸（LA）一类的有机酸和某些挥发性脂肪酸（VFA）可能也对机体免疫功能有影响。由于使GIT的pH降低并且使酶分泌量增加，乳酸和VFA与消化力的提高有关系（Thaela 等，1998；Scholten等，1999）。短链VFA，尤其是丁酸对于小肠粘膜的细胞增殖是重要的。已经有研究表明饲喂丁酸会提高绒毛高度并且降低隐窝深度，因此会提高幼龄仔猪GIT的吸收能力（Nousianen，1991；Sakata等，1995）。

对于液体饲喂，许多安大略省的饲料原料有发酵的潜力。然而，并不总是推荐对所有饲料原料进行发酵。当对高价值高蛋白的原料比如豆粕进行发酵时，由于将氨基酸降解为胺和氨，可能会因为它们的毒副作用而降低动物的生产性能，所以会给生产者带来降低原料营养价值的风险（Gaskins，2001）。

一种减少蛋白质发酵的方法是将日粮中的碳水化合物分开来发酵，而不是对全部饲料进行发酵（Pedersen，2001；Scholten等，2002）。关闭控制发酵条件是重要的。商业生产条件下进行发酵时存在一些变异。使用商品细菌接种可能会降低饲喂发酵饲料的生猪之间存在的生长性能差异。

结论

本文讨论了现今猪饲喂方面能够发挥最大价值的一些可用的营养技术手段。其他的技术可能没有讨论到，但不外乎如下几类：代谢调节剂、颗粒粒度、热处理、制粒、调味剂和防腐剂。生产者和营养素提供者之间的关系是改善猪场操作底线的关键。生产者应该和他们的顾问以及营养学家一起努力尽可能地提高所使用原料的营养价值，并且尽可能减少潜在的运营利润裂隙。尽管每个人都认为他们正在做一份好工作时，一个好的猪场经理也应该一直致力于改善。