专题:135高效保健养猪技术

回归根本 |「低蛋白日粮」的理论基础和解题思路,你真的清楚了吗?

2019-01-22 08:09:57 绿叶公司

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回归根本 |「低蛋白日粮」的理论基础和解题思路,你真的清楚了吗?

中国饲料工业协会的两项「新·饲养标准」已经发布一个多月了。

这两项标准—— 《仔猪、生长育肥猪配合饲料》与《蛋鸡、肉鸡配合饲料》——于2018年11月1日正式开始推广实施。

与2008年版的国家标准相比,这两项新标准增设了「粗蛋白」和「总磷」的上限,下调了部分指标的下限值,并且增加了限制性氨基酸的品种 (在赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸的基础上增加了缬氨酸和色氨酸)。

而其中,最受关注的莫过于粗蛋白的新标准。

在以往动物营养师常用的饲养标准中(比如NRC,国标等),通常只会标出粗蛋白的最低值——这很好理解,动物生长需要一定量的蛋白质,少了是万万不行的。但这一次,新标准不仅增设了「上限」,并且猪配合饲料中的平均粗蛋白水平由16%降至14%。蛋鸡、肉鸡配合饲料的平均粗蛋白水平也下调了约1.5个百分点。

新饲养标准的粗蛋白水平

新标准的发行,将「低蛋白日粮」这个话题推到了行业的风口浪尖。

那么,到底什么是「低蛋白日粮」呢?

低蛋白日粮是什么?

低蛋白日粮的定义,是指将日粮中的粗蛋白(crude protein)水平降低,同时通过添加适宜种类和数量「合成氨基酸」(synthetic amino acids) 来满足动物对氨基酸的需求,从而不影响动物的生长性能和产品品质。

注意:低蛋白日粮并不是“低于需要量”, 而是需要量评定已经由“粗”入“精” 。从前在动物营养学还比较“粗”的时期,动物的需要量得按粗蛋白来设定(粗蛋白之所以姓「粗」,就是因为它不够精细嘛) 。如今,随着大家对蛋白质营养的实质的理解,我们已经知道,动物对粗蛋白的需求实质上是对「氨基酸」的需求,并且已建立了动物营养中能量、蛋白质、氨基酸的平衡理论,拥有了大量支撑数据。

这么一来, 我们可以更加精细地按「可消化氨基酸」的基础来评定动物需要量,根据氨基酸平衡理论,剔除从”intact protein”(如豆粕)里来的多余的氨基酸,从而降低整个日粮的蛋白质水平。

在上图这个肉鸡日粮的例子中,我们可以看到豆粕的用量降低了52%, 合成氨基酸的用量从5.79 g/kg 增加至 23.43 g/kg。同时为了保证能量,玉米用量增加了26.8%。 最终,两个配方的能值相等,蛋白水平从20%下降至15.6%,理论上动物对必需氨基酸的需求是满足的。

低蛋白日粮的理论基础

讲到这里,我们可以看出,低蛋白日粮的理论基础实质上就是「氨基酸平衡」。

这里的平衡,到底是什么意思呢?

这便要说到著名的「木桶理论」了。我们想象每一个氨基酸为一块木板,它们共同组成了一个木桶,那么木桶里能装多少水,取决的就是最短的那块木板。 在营养学上,蛋白质的合成必须要求其所需的所有氨基酸同时在场,如果哪个氨基酸缺席了,或者量不太够,那么所能合成的蛋白质也就只能限于此了。这个时候,这个氨基酸即为木桶中最短的木板。在营养学上,我们称最短的木板为「第一限制性氨基酸」,第二短的为「第二限制性氨基酸」,以此类推。当最短的木板被补齐后,原先的第二限制性氨基酸就顺位晋升为第一限制性氨基酸了。

如果合成一个蛋白质所需要100个赖氨酸,80个蛋氨酸,70个苏氨酸,等等等等。那么,当这些所有的氨基酸都100%在场时,这时的氨基酸的组成和比例就是平衡的,没有短缺,也没有浪费。

如果一个木桶代表一种原料,那么可以想像,每一种原料的木板都有高有短,参差不齐。如何将所有原料在合成氨基酸的配合下拼凑起来,达到100%的完整的「配合大木桶」(i.e. 配合饲料),就是「低蛋白日粮」所追求的目标。


氨基酸的木桶原理 & 不同原料的氨基酸组成都不尽相同

但问题是,我们怎么知道这个「配合大木桶」该长啥样呢?不知道目标,岂不是无从下手?

这时,就需要「理想蛋白」(ideal protein) 理论来指导了。所谓理想蛋白,是指它的「氨基酸组成和比例」与动物所需蛋白质的氨基酸的组成和比例一致,从而使动物对理想蛋白的利用率可达100%。

理想蛋白其实并不是一个新鲜的概念,从它的提出至今已将近80年了。但第一次将理想蛋白的概念与动物营养需要量联系起来的,则是1981年英国农业研究委员会(ARC)所出版的《猪的营养需要》。

简单来讲,在动物营养学上,理想蛋白的应用分三个步骤:

1. 确定动物所需要的氨基酸的组成和比例。

这一步的目的是知己——搞清楚自己要的是啥,这就是所谓的「理想蛋白质模式」。早期理想蛋白模式的建立大多是参照机体的蛋白氨基酸组成, 比如肉鸡和猪,就测测胴体的氨基酸组成;蛋鸡呢,就测测鸡蛋的氨基酸组成。这是最直截了当的方法,

但这个方法却只考虑了「生产需求」,没能考虑到「维持需要」以及氨基酸的再利用。而现在普遍认为更为准确的方法称为「耗竭法」,它的本质是氮平衡实验 —— 其基本原理是能够得到最大氮沉积率的模式便是理想氨基酸模式,并且在理想蛋白中,每一种氨基酸都是「同等限制性」的(因为木桶完整了嘛)。这样一来,如果去除日粮中的某种氨基酸的一部分(比如20%),而氮沉积没有受到影响的话,那么这一部分相对而言就是多余的。这样一点一点剔除掉多余的成分或量,就可以确定不同状况下(维持、沉积、泌乳)理想的氨基酸模型。

在猪禽中,理想蛋白模式一般选择「赖氨酸」作为参照物 (100%),其它氨基酸分别按照它们与赖氨酸的比例来表示。 为什么选赖氨酸?首先因为它重要,在猪上它往往是第一限制性氨基酸,在家禽中则是第二限制性氨基酸。其次因为它的化学分析简单准确,并且唯一的功能便是合成蛋白质,不像其它氨基酸(如蛋氨酸)还有许多五花八门的功能。因此几十年来,动物营养学对赖氨酸需要量的研究最为广泛,也因而最便于利用。

不同标准推荐的生长育肥猪的理想蛋白模式
(引自Ajinomoto)


2. 确定不同饲料和饲料原料的「可消化氨基酸」。

这一步的目的则是知彼——搞清楚原料能提供啥。需要注意的是,光通过化学分析知道原料所含的「总」氨基酸是远远不够的,动物对蛋白质的消化吸收不是100%的,因此也不能直接与理想蛋白挂钩。所以这一


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