在猪日粮中有效地利用生物能源(bio-fuel)和食品工业的副产品需要切实理解纤维、蛋白质和灰分对能量和氨基酸利用的影响,尤其是在生长猪上。在任何一个生物学体系中,能量利用的效率都是由能量来源和能量利用目的决定的。然而,在生长猪中利用日粮能量的效率主要是由能量来源决定的。当前的净能(NE)体系—从可消化的淀粉、蛋白、脂肪、糖以及“有机物残渣”估测净能含量,比消化能(DE)和代谢能(ME)体系能更好的评估饲料原料的饲喂价值和猪的生产性能,特别是在饲料配方中使用养分组成极不平衡的原料时。使用这样的净能体系需要详细了解饲料原料中的可消化养分特征。在当前主要的净能体系—Noblet团队创立的法国净能体系和荷兰(Dutch)国家CVB体系中都不需要提供纤维组分的数据,因为它被划归到余下的“有机物残渣”组分中。法国和荷兰净能体系的差异主要在于定量检测淀粉和脂肪含量分析程序有所不同,法国体系中使用的程序高估了维持代谢能需要量。当从消化能或代谢能体系改为净能体系时,确认以前测定的消化能或代谢能含量与相关营养素的总能和可消化养分含量一致是有用的。以前公布的消化能或代谢能值和从可消化养分含量估测的消化能或代谢能值存在的差异较大,可能需要进行动物试验来验证消化能和可消化养分含量。因日粮组成和所选专用净能体系的不同,日粮消化能、代谢能和净能含量的关系会有较大变化。因此,当改用净能体系时,日粮配方中需要的净能含量数据最好通过计算以前按消化能或代谢能体系配制的典型日粮中的净能含量来建立。当使用高含量可发酵纤维日粮时,生猪的苏氨酸需要量增加,而赖氨酸、蛋加胱氨酸和色氨酸需要量基本上未改变。当考虑到纤维和蛋白质对猪利用能量和氨基酸的影响时,副产品的饲喂价值才能被准确评估。
前言
随着能量成本升高以及用于食品和生物能源(bio-fuel)产品的谷物淀粉需求量增加,猪日粮中使用的替代能量原料应该是急需的。食品和生物能源工业的副产品通常含有更多的纤维、蛋白和灰分,而淀粉含量较少。在猪日粮中有效地使用这些产品,需要切实理解纤维、蛋白和灰分对能量和氨基酸利用的影响,尤其是在生长猪上。
本文讨论了不同营养素的能量代谢利用以及目前净能体系的实际应用状况。此外,关于生长猪日粮中纤维水平对氨基酸利用的影响也有少量论述。想全面了解猪的能量和氨基酸利用体系,读者可以参考其他著作(Noblet等,1994a;de Lange和Birkett,2005;Stein等,2007)。
营养素提供可利用能量的特点
在任何一个生物学体系中,能量利用的效率都是由能量来源和能量利用的目的决定的。然而,在生长猪中利用日粮中的效率主要是由能量来源决定的。这句话表明,为了准确评估动物的生产力和饲料原料的饲喂价值,我们既要考虑日粮的能量来源,又要考虑动物的不同身体机能对能量的利用状况(图1)。这个要求可以通过区分主要产能营养素间的可利用或净能与消化能之间的差异得到进一步阐述,这些产能营养物质包括:淀粉、蛋白质(CP),脂肪(CFat),糖和“有机物残渣”(OR,可消化OR表示可消化有机物质残渣)(见表1)。养分间的能量效率差异主要是由于无法通过发酵、生化和代谢途径从消化淀粉、蛋白质、脂肪和有机物残渣过程得到可利用能量造成的,这已经被定量检测(Noblet等,1994a;Van Milgen等,2001;Birkett和de Lange,2001a,b,c;van Milgen,,2002)。根据de Lange 和Birkett(2005)的研究,与动物不同身体机能对能量相对利用存在着差异的影响相比,不同能量来源对生长猪能量利用效率的影响更大。因此,本文论述的焦点放在日粮能量来源上,也就是放在当前根据可消化养分含量建立的净能体系上。
图1 日粮能量源和生长猪对能量的利用
营养素分析 准确测定产能营养素的含量和消化率需要严格遵守经过充分论证并且是确实可靠的实验室准则(Sauvant等,2004;CVB,2003)。这些准则应该用在养分分析的所有过程,包括:1)合理取样和次级取样方法(sub-sampling);2)取样过程,例如粉碎,并在适当时机进行干燥;3)样品贮藏;4)养分分析方法(Boisen和Verstegen,2000;Moughan等,2000)。
尤其要密切注意对淀粉和脂肪进行的分析。应该采用酶法对淀粉进行分析,而不是传统的比色法(ISO,2004)。根据CVB(2003),酶法测定淀粉含量(使用淀粉葡萄糖酐酶水解淀粉,以40%的乙醇和糊化淀粉的二甲基亚砜溶液对单糖进行洗脱,然后测定产生的葡萄糖;淀粉ENZ; ISO,2004)和比色法测定淀粉含量((Ewers方法;淀粉COL)之间关系的在不同类型的原料上有很大的差异。例如,对于大麦,淀粉ENZ=0.975×淀粉COL;而对于玉米,淀粉ENZ=1.024×淀粉COL-43.5 g/kg DM(干物质)。对于脂肪含量高或者含有大量磷脂的原料,应该预先通过酸水解提取脂肪(Blok,2006)。
正确地测定日粮中纤维含量仍然是一个挑战,它是与有机物残渣含量紧密相连的。就像在几个综述中所详细讨论的那样(Bach-Knudsen,1997;de Lange,2000;Noblet和Le Goff,2001),许多化学和物理检测方法被建议测定单胃动物饲料原料中总纤维和不同纤维组分的含量及其物理特性。然而,基本上所有这些方法都无法计算出非淀粉、蛋白质、脂肪或蔗糖的全部有机物质(见表2所示)。从现实角度出发,为了计算饲料原料中的所有产能营养素,建议将日粮纤维含量作为一个残余组分,其代表潜在的发酵基质物(有机物残渣)(CVB,2003;Noblet等,1994a)。这个组分可以用不同的方法计算,所有结果的值是相同的:
方程1:有机物残渣=干物质-灰分-淀粉-蛋白质-脂肪-蔗糖
方程2:有机物残渣=有机物质-淀粉-灰分-蛋白质-脂肪-蔗糖
方程3:有机物残渣=无氮浸出物(NFE)+粗纤维(CF)-淀粉-蔗糖
有机物残渣组分包括一大系列有机成分,其范围从可溶性高和易发酵的果胶和低聚糖到可溶性低和不易发酵的浓缩单宁和木质素。然而,可以认为生猪通过产生挥发性脂肪酸(VFA)从可发酵有机物残渣中获得的可利用能量主要是由它的粪消化率决定的(也就是发酵能力),而构成可消化有机物残渣的有机成分类型对此影响较小(Le Goff等, 2002;Wang等,2004;de Lange和Birkett,2005;Anguita等,2006)。Birkett和de Lange(2001,a,b)给出了从有机物残渣发酵过程中产生的不同构成比例的挥发性脂肪酸所提供有用能量的效率,但是在猪的研究中,其肠道末端的挥发性脂肪酸构成是一致的,而不像日粮成分那样极度不平衡。Wang等(2004)所做的研究支持后面的观点,这表明给生猪饲喂纤维含量差异较大的原料对回肠食糜体内发酵过程中产生的挥发性脂肪酸之间的摩尔比影响很小(表3)。尽管难以从试验上解释有机物残渣的发酵能力或粪消化率是其提供给生猪可利用能的主要决定因素,但表3的那些观察值意味着这真的是一个合理的假设。最近可以利用的纤维原料例如可溶性干酒糟(DDGS)在发酵过程中产生的挥发性脂肪酸构成比例或者直接准确地测定它们的净能值引起人们的兴趣。
abc行间不同的上标表明数值存在差异
很明显,在考虑蛋白分析时测定氮和计算蛋白质含量之间存在的假定关系情况下,准确地估测有机物残渣含量对淀粉、蛋白质和脂肪含量的分析是非常敏感的(Boissen和Verstegen,2000;Moughan等,2000)。对于许多消化率研究,未报道过日粮中的灰分含量和消化率值,然而计算粪可消化有机物残渣含量时需要这些数值。
对于某些极端原料,我们也许可以用有机酸、乙醇和不同的纤维组分来定义有机物残渣。当不同的纤维组分或者植物性纤维原料能与对动物行为的影响联系起来并因此消耗了能量,或者当不同的非淀粉多糖(NSP)成分产生极度不平衡比例的挥发性脂肪酸时,它们可能被单独加以考虑(Rijnen等,2003;Wang等,2004)。在富含纤维的原料中,只有糖浆渣(sugar beet pulp)表现出显著降低生长猪和母猪活动和维持能量需要的作用(Schrama等,1998;Rijnen等,2003),这可能适合从经验角度给糖浆中的可消化“有机物残渣”分配一个净能数值,与在淀粉上所作的类似(CVB,2003)。
养分消化率 消化率测试也可能引入大量的试验误差(Bakker和Jongbloed,1994;Moughan等,2000)。当采用全收粪法时,这可能由浪费的饲料和粪便收集不完全造成。当采用指示剂方法估测消化率时,误差可能与未正确取样或测定饲料和粪便中的指示剂含量有关。由于担心适口性或者极端养分含量对消化功能的影响,需要对饲料中添加的待测原料水平进行限制时以及采用回归或代换方法间接计算原料消化值时,这些试验误差将会扩大。
动物因素例如猪舍条件、成熟阶段和疾病状态可能对能量消化率和代谢率有显著影响(Bakker和Jongbloed,1994;Le Goff和Noblet,2001;Rijnen,2003)。例如,在生长猪上,群体饲养比在代谢笼中饲养的能量消化率低2%,而代谢率要低3.7%(Rijnen,2003;表4)。尤其是蛋白和脂肪的消化率要受猪舍条件的影响(Rijnen,2003),这可能是由群体饲喂的生猪食糜通过率增加造成的。根据Le Goff和Noblet(2001)进行的综合性研究,能量消化率随成熟阶段(生长猪对母猪)增加可能主要是由对脂肪和纤维的消化利用提高造成的。应该注意到,所公布的可靠数据中关于消化道未成熟年幼生长猪的能量和养分消化率数据仍然是缺乏的(Noblet等,2003;CVB,2003)。饲料加工对产能营养素消化率的影响特点还没有被充分论述过(例如Patience等,1995;Moughan等,2000)。然而,原料类型和饲料处理方式之间的关系值得进一步探讨((Noblet等,2003;Noblet 和van Milgen,2004)。
来自其他种类动物例如瘤胃动物、肉仔鸡(Weurding等,2003)和肉牛(van den Borne等,2006)的证据表明,我们应该不仅考虑个别营养素的绝对或静态消化率,也要考虑养分消化和吸收的动态过程。在“猪”上解释这点的最佳例子是当添加大量合成氨基酸的日粮一天饲喂一次与饲喂三次相比时,观察到发生氧化的赖氨酸数量增加而机体蛋白增加量降低(Batterham和Bayley,1989)。目前,无证据表明在典型商业管理条件下生长猪的能量利用效率受到养分消化和吸收的动态过程影响。Fledderus(2004)指出淀粉降解率与生长-肥育猪的生长性能和饲料效率无关。
可能有人会辩称当评估饲料原料的可利用能含量时,也应该将不可消化养分考虑在内。这是要计算与营养物质排泄过程相关的能量成本或热增耗,可能适用于那些含有大量非发酵纤维或灰分的副产品。但是在最近进行的定量测量采食稻草原料的动物排出大量粪便所支付能量成本的研究中,我们未能检测到由消化能或代谢能转化为净能效率的降低(de Lange,2006a)。然而,仍然需要进行测定的项目是,随着添加副产品(含有大量的钾和磷)而增加的灰分数量是否会影响能量效率。
可选净能体系 通过试验测定个别饲料原料的净能含量不实际,甚至经常是不可行的(比如对于合成氨基酸)。因此,应该实行一套灵活的系统,保证能准确估测不同饲料原料和主要饲料原料的不同样本之间在净能含量上的差异。
评估某个特定饲料原料样本净能含量的首选方法是使用建立在产能营养素(淀粉、蛋白质、脂肪、糖和有机物残渣)粪表观消化率基础上的预测方程。将这些参数作为净能含量预测方程中的独立变量与我们从“生物学”角度理解的能量利用是一致的。也就是说考虑饲料原料对养分消化率影响的情况下,当前没有证据表明生猪从不同饲料原料的每种产能营养素获得净能数量有明显差异(例如Noblet等,1994a;Birkett和de Lange 2001a, b; Fledderus等,2004;Noblet和van Milgen,2004)。因此,似乎有理由认为一个大范围的饲料原料中每单位可消化淀粉、蛋白质、脂肪、糖和有机物残渣的净能含量是一致的。而且,这个方法与经过充分验证的净能体系和当前法国和荷兰采用的原料数值是一致的(Sauvant等,2004;Blok,2006)。
理想情况下,应该将酶消化淀粉与蛋白质(主要在测定表观回肠消化率过程中得以反映)和对这些物质的发酵(主要由粪和回肠表观消化率之间的差异得以反映)区分开来,但这需要准确测定养分的粪和回肠消化率。然而,在绝大多数饲料原料中淀粉的回肠消化率接近100%(CVB,2003)。在那些糖含量较少(比如少于5%)的原料中,可以将糖含量作为有机物残渣的一部分。这简化了预测净能含量所需要的分析程序。
应该注意到,法国净能体系对淀粉的分析是建立在比色法基础上的(Sauvant等,2004),而荷兰体系现在是建立在酶法基础上的(CVB,2003;Blok,2006)。最近,利用酶法对取自大量法国净能研究中的原始饲料样品进行了重新分析。在欧洲猪用净能体系中,根据这些新作的养分分析数据,Blok(2006)提出了一个新的净能含量预测方程。
在某些情况下可以使用更加简单并且经验性更强的预测方程,但是只有建立在直接测定净能含量过程中得出的具体试验观察值基础上,并且估测值是由那些直接测定净能的原料和日粮产生的才可以使用。经验性预测方程局限性的一个实例是通过大麦的酸性洗涤纤维(ADF)含量来预测加拿大大麦样品中消化能的含量。根据测定的20个大麦样品中的化学成分,可发现测定的代谢能含量与酸性洗涤纤维含量之间的简单线性回归关系是可以接受的(Fairbairn等,1999)。然而,主要因为它的经验性特征明显,这个方程不适合预测小麦的消化能含量(Zijlstra等,1999)。相反,从产能营养素的含量和消化率来预测消化能含量所遵循的首要原则是,既可以在小麦上又可以在大麦上应用。
除了从可消化养分估测净能的含量,还可以从根据可消化养分校正的消化能或代谢能含量来预测净能含量。后面的方法可能更易被那些满足于现有消化能和代谢能体系并不愿意改为净能体系的个别人所接受。应该注意到从可消化蛋白质(也就是“蛋白质消化能”)而不是“蛋白质代谢能”角度考虑,用于体蛋白沉积或体脂肪沉积(图1)的能量利用效率是相似的(van Milgen等,2001)。显然, 利用可消化蛋白合成体蛋白质和支持体蛋白周转所产生的热损耗与利用可消化蛋白沉积脂肪所产生的热损耗以及尿能损失,也就是氨基酸脱氨、排出尿氮、来自氨基酸的碳架转化为脂肪酸、脂肪合成和周转的能量成本是相近的。换句话说,当估测可消化蛋白在生长猪上的可利用能量(净能)时,不需要提供摄入的可消化蛋白中用于体蛋白增加,或者反过来也可以说作为排出尿能所需部分能量比例的信息。这意味着修正饲料原料消化能含量中由可消化蛋白提供的能量比修正饲料原料代谢能含量中由可消化蛋白提供的能量更准确,也就是它可应用于一个更广泛的动物状态,并且在饲料原料混合物中应用更可能具有可加性。
当前净能体系的实际应用状况
尽管净能体系有局限性并且存在方法上要做出权衡(de Lange和Birkett,2005),但是使用测试完好的净能体系比传统的消化能和代谢能体系能更好的预测猪的生产性能(比如Noblet等,1994a;Noblet和van Milgen,2004)。举个例子,在猪上当从一个消化能或代谢能转变为净能体系时,法国和荷兰的净能体系在表述饲料原料中相对有用的能量含量时都能反映出变化和改善的精确度(表5)。很明显,饲料配方系统的净能值随着可利用成分的数量而增加,尤其是当饲料原料中可消化脂肪和蛋白质以及可发酵有机物残渣差异较大时。
表5 根据Noblet等(1994a)和CVB (2003)估测的猪饲料原料净能(NE)含量(MJ/kg),也提供了日粮消化能(DE)和代谢能(ME)含量的比较1
在猪上使用净能体系时应该考虑5个步骤:1)正确指出猪饲料原料中的可消化养分含量;2)以可消化养分重新预测当前饲料原料的消化能或代谢能含量(表1),确认可消化养分含量被正确估测;3)根据可消化养分选择一个合适的净能方程;4)建立饲料配方中采用的净能体系规范;5)通过评估净能体系中生猪反应获得对该体系的信心。除此以外,这些步骤在2007年墨西哥(Mexico)能量论坛上被详细讨论过(de Lange,2007;Stein,2007,van Milgen,2007),这里只提及几个关键点。
根据Noblet等(1994a)的研究,日粮净能含量(kJ/kg)能够用不同日粮成分组合来预测(g或kJ/kg):
方程4:净能 = 11.3×可消化蛋白质+35.0×可消化脂肪+14.4×淀粉+0×可消化酸性洗涤纤维+12.3×可消化有机物残渣*(方程1;R2=0.96;RSD = 201)(*说明该表达式中定义的有机物残渣有所不同)
方程5:净能=0.700×消化能+6.73×脂肪+2.00×淀粉-3.81×蛋白-3.64×ADF(方程5;R2=0.97;RSD=176)
方程6:净能=12029+12.3×脂肪+2.80×淀粉-23.0×灰分-8.41×(中性洗涤纤维-酸性洗涤纤维)-16.8×酸性洗涤纤维(方程11;R2=0.93;RSD=272)
这些方程相当于荷兰净能体系中由日粮可消化养分含量预测净能含量的那些方程(CVB 2003;Blok 2006)。
方程7:净能2005=10.8×可消化蛋白+36.1×可消化脂肪+13.7×回肠可消化淀粉+12.3×回肠可消化糖+9.6×可消化有机物残渣
假定淀粉和糖总是完全被消化的情况下(Noblet,2006;表1),该方程与下面根据法国净能体系建立的方程是一致的:
方程8:净能g2=12.1×可消化蛋白质+35.0×可消化脂肪+14.3×总淀粉量+11.9×总糖量+8.6×可消化有机物残渣
在荷兰净能体系中一个更详细的方程可应用在那些包含有机酸和乙醇的原料上(CVB,2003)。
很明显,从日粮总养分水平预测日粮净能含量比从日粮可消化养分含量预测所需的信息更少。然而就像前面章节所讨论的那样,采用后一种方法预测个别饲料原料的净能含量更精确并且更稳定,尤其是对于那些营养素含量极度不平衡的原料(CVB,2003;Blok,2006)。此外,在原料上,养分消化率可能要随动物状态、饲料加工处理或饲料原料的产地改变而作出调整(CVB,2003)。
尽管法国净能体系中对绝对净能值存在系统性偏高估计的情况,但注意到建立在法国净能体系(Noblet等,1994a)上的主要猪用饲料原料净能值与荷兰净能体系(CVB 2003,2005;表5)有较好的相关性是重要的。这主要是因为法国净能体系过高评估了猪的维持净能需要所致(de Lange等,2006a),应该能在对不同猪群净能需要的析因评估中反映出来 (de Lange and Birkett, 2005)。如前所述,这两种体系之间的差异也可能是由于测定营养素含量使用的不同方法所致。当从猪的消化能转变为净能体系时,法国和荷兰的净能体系都反映出以饲料原料中相对有效的能量含量表达所带来的变化和精确度的提高(表1和5)。
根据首要的原则(表1),由消化能和可消化养分含量得出的方程与方程7和8是一致的:
方程 9:净能2005 = 消化能×0.703 – 5.58 × (可消化蛋白质 – 140) + 8.48× (可消化脂肪 – 23) + 1.51×(回肠可消化淀粉 – 478) + 0.39×(回肠可消化糖 – 24) – 1.79× (可消化有机物 – 82)
方程 10: 净能g2 = 消化能×0.728 – 4.86 × (可消化蛋白质– 140) + 6.40× (可消化脂肪– 23) + 1.67× (淀粉 –478) – 0.33× (糖 – 24) – 3.19× (可消化有机物– 82)
(能量单位是kJ/kg,营养素含量是g/kg;以干物质或者饲喂状态为基础)
当从消化能改为净能体系并且十分相信饲料原料的消化能含量时这个方法可能是有用的。这里考虑了可消化营养素含量相对于一种标准参考日粮改变的影响。对于北美,这种参考日粮可能是蛋白含量为16%、预混料含量为2.5%的玉米-豆粕型基础日粮(14197 kJ/kg消化能;140 g/kg可消化蛋白质,23 g/kg可消化脂肪,478 g/kg回肠可消化淀粉,24 g/kg回肠可消化糖,82 g/kg可消化干物质;9978 kJ/kg 净能2005;10333 kJ/kg 净能g2)。回归系数代表这种标准日粮中净能和消化能之间的比率(CVB净能2005中为0.73;法国净能体系的净能g2为0.728),对于标准日粮中的每种可消化养分,其净能含量等于它的消化能含量乘以净能与消化能的比率(表1)。单一营养素的回归系数表示日粮消化能含量增加时,其含量每变化1g所能提供净能的kJ数。将以前章节中从消化能或代谢能及可消化养分含量评估有效能所讨论的方法用在由代谢能值来评估净能值上不会起作用,尤其是当日粮中的可消化蛋白质含量发生变化时。
根据净能2005(方程7和9),以60g/kg粪可消化有机物(加40g/kg非可消化物质)代替100g/kg回肠可消化淀粉时将使日粮净能含量降低794 kJ/kg(相对于参考日粮比例为8.0%),然而由可消化养分含量(表1)计算的代谢能值会低于763kJ/kg(相对于参考日粮比例为5.4%)。与此类似,当以85g/kg可消化蛋白质(和15g/kg非可消化蛋白质)代替100g/kg回肠可消化淀粉时,计算的日粮净能值降低452kJ/kg(-4.5%),而日粮消化能含量增加245kJ/kg(增加1.7%)。后者与van Milgen等(2001)报告中的观察值高度一致,他直接测定了可消化养分的消化能、代谢能和净能含量。
从实践角度看,这意味着当以蛋白质代替淀粉时主要由日粮净能和相近的氨基酸能量比率决定的饲料效率变差幅度在5%左右,即使这时日粮消化能含量稍微有所提高。此外,仔猪采食的日粮由可消化蛋白提供的能量增加时,其产热量也会增加,即使此时日粮的第一限制性氨基酸含量没有改变(Le Bellego等,2001)。尤其是当猪处于热应激状态时,日粮蛋白质含量增加也会降低(净)能日摄入量,结果会导致生长率和较瘦的胴体量轻微下降。当日粮中的蛋白源以合成氨基酸代替时,情况与此相反。
因为日粮营养组成和动物状态存在变异,所以日粮净能含量和消化能或者代谢能含量之间的关系将随日粮成分、猪基因和不同净能体系而发生改变。因此,从消化能或者代谢能变为净能体系时,日粮配方中应用的净能指标最好通过计算当地典型日粮的净能含量来建立,而这些日粮配方(最低成本)以前是使用消化能或代谢能体系制作的。对于其他养分指标,例如标准回肠可消化氨基酸(SID)含量不应该被改变。为了评估实行净能体系带来成本上的潜在节约,最低成本配方的净能含量按以前消化能或代谢能体系配制的日粮来计算,并且要监控养分成本的变化。原料组成改变随可利用饲料原料种类和价格而变化,这其中可能引起日粮蛋白含量降低、合成氨基酸和脂肪使用量增加以及高纤维副产品使用量增加。
任何饲料原料评估体系的最终测试指标都是其估测动物生产性能的能力。Noblet和van Milgen(2004)在其综述中报道的几个研究表明使用法国净能体系比传统的消化能和代谢能体系能更准确地评估生长-肥育猪的生产性能。同样,Rijnen等(2004)指出在实践中应用荷兰CVB净能体系的价值。
其他注意事项:日粮纤维对氨基酸利用的影响
当评估可替代猪用饲料原料时应该考虑多个因素,包括可利用养分含量、产品稳定性、加工处理难易、以及对自由采食量、胴体屠宰率、动物产品质量质和最终成本的影响。关于饲料原料评估的更详尽信息请参考Moughan等(2000)的著作。最近我们实验室发现日粮对生长猪标准回肠可消化物质摄入量的影响也应该被考虑,尤其是日粮中含有高纤维原料时。
表观回肠消化率测试和最近的标准回肠消化率测试被广泛应用作为估测猪用饲料原料中氨基酸生物学利用率的一种手段(Stein等,2007)。当在饲料配方中使用标准回肠消化率值时,隐含之意是假定日粮氨基酸来源对不同身体机能比如体蛋白沉积或乳蛋白沉积利用的标准回肠可消化氨基酸没有影响。现在有大量证据表明,这一假设是不正确的。例如,与饲喂酪蛋白基础日粮相比,饲喂小麦次粉日粮的生猪对用于体蛋白沉积的标准可消化赖氨酸和色氨酸利用得更低(图2)。其他的研究者也得到相似的观察结果(例如Beech和 Batterham,1991;Grala等,1997)。日粮蛋白源对标准可消化氨基酸的影响机制对于赖氨酸和苏氨酸好像是不同的。非活性赖氨酸可能是使热处理饲料原料比如DDGS中的赖氨酸利用率降低的一个重要原因((Fontaine等,2007),然而苏氨酸利用率的降低是由可溶性纤维和肠道内微生物发酵引起的(Zhu等,2005;Libao-Mercado等,2006)。显然,由饲喂额外可发酵纤维引起的肠内发酵使粘蛋白产量增加,尤其是在猪的肠道后段。由于粘蛋白中苏氨酸含量高,所以关于饲喂可发酵纤维对氨基酸利用的影响,苏氨酸所受影响程度比其他氨基酸更大(Libao-Mercado等,2007)。后者在一系列氮平衡研究中得到确证(Zhu等,2005;2007)。根据日粮中添加的果胶水平和整个机体氮平衡之间的线性关系(Zhu等,2005),可以估算出可发酵有机物摄入量每额外增加100g,标准回肠可消化苏氨酸需要量增加0.42g。Zhu等(2005)观察到日粮中果胶水平对摄入的标准回肠可消化赖氨酸利用没有影响,日粮中不可溶和不可发酵纤维(纤维素)对标准回肠可消化赖氨酸和苏氨酸利用没有影响。最近,Zhu等(2007)观察到用于体蛋白沉积时,日粮中果胶水平对标准回肠可消化蛋加胱氨酸和标准回肠可消化色氨酸利用只有轻微的影响。当饲喂高纤维副产品日粮时应该考虑可发酵纤维摄入量对猪标准可消化苏氨酸需要量的影响。例如,对于生长肥育猪,日粮纤维水平对最佳日粮标准回肠可消化苏氨酸与赖氨酸比率的影响比体重更大。
结论和启示
在生长猪上利用日粮能量的效率主要是由日粮能量来源决定的。当前净能体系即从可消化淀粉、蛋白质、脂肪、糖和“有机物残渣”评估能量含量比消化能和代谢能体系能更好的预测饲料原料的饲喂价值和猪的生产性能,尤其是使用的原料营养素构成极端不平衡时。应用这样的净能体系需要确定饲料原料中的营养素含量,特别是淀粉和脂肪以及消化率数据。当前主要的净能体系-法国体系是由Noblet的团队建立起来的,而荷兰国家CVB体系-不需要确定纤维组分,将其作为余下的“有机物残渣”组分。法国净能体系估测的饲料原料净能含量比荷兰体系更高。当从消化能或代谢能体系变为净能体系时,确认以前测定的消化能和代谢能含量与可消化养分含量以及各营养素的总能含量一致是有用的。日粮消化能、代谢能和净能含量之间的关系将随着原料组成和所选择特定的净能体系而变化。因此,当改变为一种净能体系时,饲料配方需要的净能指标最好通过计算按消化能或代谢能体系配制的典型日粮的净能含量来建立。当使用可发酵纤维水平含量高的日粮时,猪的苏氨酸需要量会增加,而赖氨酸、蛋加胱氨酸和色氨酸需要量基本上没有改变。当考虑到纤维和蛋白对能量和氨基酸利用的影响时,副产品对猪的饲喂价值才能够被准确评估。