21世纪养猪生产中的营养及饲养技术策略

摘要：21世纪养猪生产的目标是优质、高效、无公害。围绕这一目标，本文论述了猪营养与饲养技术领域拟采取的技术策略：（1）通过养猪新工艺和绿色饲料的应用，确保猪肉产品的卫生安全性；（2）通过营养调控技术改善肉质风味；（3）通过理想蛋白质和酶调控技术提高饲料转化率并实现低污染、低公害生产。关键词：猪；营养；饲养；无公害；肉质；饲料转化率Abstract:Inthe21stcentury,theobjectofpigproductionishighquality，highefficiencyandwithoutpublichazard.Aimingatit,thispaperreviewedsomestrategiesofnutritionandfeedingtechniqueintendedtoadopt:1)ensuringthecleannessandsecurityofporkproductthroughthenewtechnologyofraisingpigandgreenfeed,2)improvingthemeatqualityandflavorthroughnutritionalregulationand3)raisingthefeedefficiencyandattainingthelowpollutioninanimalproductionthroughthetechniqueofidealproteinandenzymaticmodulation.Keywords:pig；nutrition；feeding；non-publichazard；meatquality；feedefficiency.21世纪养猪生产的发展趋势，可从下述三个方面进行分析：饲料资源的供需矛盾饲料资源短缺的问题将长期制约畜牧业的发展。目前，我国能量饲料资源虽暂时得到了缓解，但蛋白质饲料仍将持续短缺。即便能量饲料，从发展的眼光看，也将很快显出资源不足。21世纪20~30年代，我国人口将迅速增长。届时16亿人口、12亿畜、70亿禽和5000万吨水产动物，只能依靠1.3亿hm2耕地、2.7亿hm2草原和130万hm2水面而生存［1］,可见其压力巨大,这就必须努力提高饲料转化率。尤其是浙江省，属非玉米产区，现在每年需从省外甚至国外调入300万吨饲料粮（主要是玉米、豆粕）来维持畜牧生产，这就导致生产成本过高。因此只有通过提高饲料转化率来降低饲料成本，通过改良畜产品品质来增加产品附加值，浙江省养猪业才能发展。肉品消费趋势人们对肉品消费的选择有一个三步曲，即肥肉型→瘦肉型→优质风味型。农村及经济欠发达地区过去首先选择肥肉型以满足人们对能量的需求，但现在已转向选择瘦肉型；而城市及经济发达地区，目前虽然还是普遍选择一般的瘦肉型，但人们对瘦肉型猪的肉质已是抱怨不已，将来必定要选择优质风味型。要生产瘦肉率高而又风味理想的猪肉，一靠育种手段，二靠饲料营养调控技术。肉品卫生安全性的要求关于“放心肉”具有不同层次的概念。过去最初级的概念是排除病、死猪肉和公、母猪肉之后即为放心肉；后来的概念还排除了饲喂兴奋剂、类激素之后生产的猪肉；现在最新的概念则还要再排除有抗生素、药物残留和重金属超标的猪肉。畜产品的卫生安全性将成为消费者最为关注的问题。从上述分析可以看到，21世纪养猪生产赋予饲料营养三大技术主题：一是继续努力提高饲料转化率（既节约饲料，又因低排泄、低污染而有利于低公害生产的实现）；二是突出优质；三是必须确保猪肉的卫生安全性。1关于肉品的卫生安全性1.1潜在的主要问题随着规模化、集约化畜禽饲养业的发展，畜产品卫生安全性问题显得日益突出。例如在高密度饲养环境下猪群疫病难以控制，而且延绵不断，病猪肉上市危害消费者的事例屡见不鲜。为了对付疾病和刺激生长，一些生产者大量使用抗生素、类激素及兴奋剂等，这就可能导致下述问题的产生：（1）抗生素的大量使用会导致耐药菌株的生成，抗生素（如四环素、磺胺类药物、青霉素等）在肉品中的残留会引起食用者发生皮疹、水肿等过敏反应，抗生素在动物体内经过代谢之后产生的物质（如环氧化物、羟胺类、阴离子自由基）其毒性甚至比原药更强，某些物质具有致癌、致畸、致突变作用［2］；（2）一些药物具有潜在的危害作用，如近年来因具有促使生猪皮肤红润作用而被普遍使用的胂制剂（对氨基苯胂酸等），对于被饲用动物而言，它属低毒性添加剂，在允许剂量范围内是安全的，但如果长期使用，据测算1个万头猪场每5年可通过猪粪便向外排放1吨胂，有机胂在自然界的各种理化因素作用下难以保证不转化为具有毒性的无机砷，这就有可能造成次生性人畜砷中毒［1］；（3）近年来用β―兴奋剂提高商品猪瘦肉率曾有一度非常普遍，由此而伤害消费者身体健康的事件时有发生。针对这些问题应重视下述发展方向。1.2重要的发展方向1.2.1养猪新工艺的发展要达到少用疫苗、少用抗生素，家畜就应该饲养在一个相对净化的环境中。近年来国际上兴起了一种养猪新工艺――早期断奶隔离分段式饲养系统（SegregatedEarlyWeaning，简称SEW）［3］，它被誉为继规模化养猪之后的又一次养猪产业革命。其原理是在仔猪从初乳母源抗体获得的被动免疫失效之前（生后14天），将其从母猪身边移走以避免病原从母猪到仔猪的垂直感染，并在其保育期和生长肥育期全过程中，让不同批次猪群始终处于彼此隔离和相对洁净的环境中，以阻断猪群间的水平感染。从国际上的资料看，该工艺因减少了抗原刺激和因免疫应答而造成的营养物质损失，使生猪日增重提高20%~40%，料重比降低0.3~0.4，上市期缩短20~30天，药费开支下降75%。该工艺有三个技术要点：一是摸清疫情、全面免疫；二是吮好初乳、早期断奶；三是严格隔离、分段饲养。其中需要饲料营养技术支撑的一环是超早期断奶乳猪料的配制［4］，应注意（1）选用优质蛋白源，各种蛋白源的优劣依次为喷雾干燥血浆蛋白粉（易溶解吸收，氨基酸消化率高，含有大量球蛋白具有免疫力,用量为5~7.5%最适）、喷雾血粉、脱脂奶粉、鱼粉、植物蛋白；（2）选用乳糖（甜度好、易消化、是乳酸菌最好的营养源，乳酸菌用其发酵产酸维持肠道健康）和某些非淀粉多糖（可作为肠道益生菌的能源）；（3）添加脂肪，仔猪断奶时，胃容量不能满足对高能的需要，因此需添加脂肪，脂肪的优劣依次为椰子油、豆油和玉米油、猪油和牛油；（4）添加酸化剂，为避免有害菌，胃内pH应在4.5以下，20世纪80~90年代以延胡索酸和柠檬酸为主，因其成本高，目前已开始采用以磷酸为基础的复合酸；（5）酶制剂的采用已日益显得重要，但应注意其特异性。1.2.2绿色饲料技术的发展在饲养过程中要逐渐减少使用直至停用抗生素添加剂，取而代之的是绿色添加剂，主要种类有：（1）寡聚糖（包括甘露寡糖、果聚寡糖、β―葡聚糖），具有预防疾病和促进生长的作用，据报道β―葡聚糖对豆粕型饲粮的饲养效果有明显改善，添加0.025%可使仔猪日增重提高20%［5］；（2）酶制剂，在今后绿色添加剂舞台上它将是一员主角，主要有聚糖酶、植酸酶以及动物消化道内源性补充酶；（3）其它，如益生菌、螯合物等。2关于肉质风味的营养调控2.1肉质变差的趋势近半个世纪来，猪瘦肉率的提高，对肉质带来负面影响。正常猪肉应呈鲜艳的红色，具有结实感，细致而又无过多水分渗出，有适量大理石花纹，正常烹调后多汁、细嫩、营养丰富、美味可口。而劣质猪肉主要有两种，一种是颜色苍白、松软、有渗出液的猪肉（pale，soft，exudativemuscle；即PSE肉），另一种是颜色深暗、坚硬而干燥的猪肉（dark，firm，drymuscle；即DFD肉）。关于肉质指标及提高猪肉品质的营养措施［6］简述如下。2.2肉质指标2.2.1肉色肉色与肌肉的肌红蛋白及亚铁血红素有关。屠宰后刚切开的猪肉，亚铁血红素未与氧结合故呈暗红色；屠宰后猪肉放置片刻，亚铁血红素与氧结合，猪肉呈鲜红色；屠宰后猪肉放置较长时间，亚铁血红素中Fe2+氧化成Fe3+（即变性肌红蛋白），猪肉开始呈褐色。此外，肉色与光线反射有关，光线照射到肌肉时，PSE肉表面水分渗出多，肌肉收缩，光线被肌肉吸收的少而反射的多，因此肌肉呈苍白色；而DFD肉恰好相反，它的系水力高，肌肉表面干燥，肌纤维膨胀，大部分光被吸收而反射少，因此呈深暗色。2.2.2肉的嫩度肉的嫩度与肌原纤维状态有关，与结缔组织有关（盐溶性胶原蛋白越多越嫩），与肌间脂肪含量有关（含量最好为2~3%，嫩而多汁），还与肌肉组织中酶含量有关。2.2.3肉的风味对肉的风味起正面作用的有：（1）香味，现已发现产生香味的物质有200种；（2）滋味，次黄嘌呤核苷酸、琥珀酸、谷氨酸、某些鲜味肽都产生滋味。对肉质风味起反面作用的有膻味，产生膻味的有脂肪组织中的雄烯酮和粪臭素，前者来源于睾丸，产生膻味的阈值为0.5~1.0mg/kg，后者来源于后肠微生物降解色氨酸过程产生的挥发性化合物，产生膻味的阈值为0.20~0.25mg/kg。肌内脂肪种类与风味密切相关，饱和脂肪酸与一元不饱和脂肪酸含量高的猪肉嫩、多汁、香味评分高，而多元不饱和脂肪酸含量高（虽对健康有利）的猪肉肉质差、油腻、易氧化（氧化物对人体有害，可致癌变和畸变）、有异味、香味评分低。2.3提高猪肉品质的营养措施2.3.1饲养水平在自由采食条件下，肌肉蛋白质沉积快，肌纤维降解酶系活性高，盐溶性胶原蛋白比例高，不饱和脂肪酸比例低。高能量、低蛋白日粮也使肌肉盐溶性胶原蛋白比例及肌间脂肪比例增高。这些因素都可改善肉的嫩度和风味。因此，在考虑日粮能量、蛋白水平时，应使生产效率（生长速度及饲料报酬）和猪肉品质这两个负相关指标得到最佳的统一。2.3.2饲粮脂肪饲粮脂肪类型直接影响猪肉脂肪类型，饲喂玉米型饲粮的猪，体脂肪中不饱和脂肪酸含量高，所以体脂变软；饲喂大麦型饲粮的猪，体脂肪中饱和脂肪酸含量高，所以体脂变硬实。通过饲粮调整与调控，可提高猪肉中不饱和脂肪酸，如油酸、亚油酸、ω－3型多元不饱和脂肪酸含量，其有利的一面是对人类预防心血管疾病有益处，但不利的一面是肉质变差。一般而言多元不饱和脂肪酸比例以12％为安全限度。今后应在保证猪肉质量的同时提高不饱和脂肪酸含量，并以此原则来控制脂肪酸来源、数量及饲喂时间。2.3.3矿物元素和维生素饲粮高钙可改善肉的嫩度。饲粮高镁（尤其是有机镁）可提高肌肉初始pH，降低糖原酵解，延迟应激敏感猪尸僵，减少PSE发生。饲粮标准铜对抗氧化有益，而高铜可导致体脂变软（发生率为80％）。不饱和脂肪酸与铜的共同作用可使脂类氧化。饲粮标准铁可为血红蛋白和肌红蛋白提供必要的铁元素以保证正常肉质，但高铁（200mg/kg）可产生非血红素铁（NHI）和脂类过氧反应产物（TBARS），进而影响肉质。使用铬制剂可减少PSE肉和DFD肉，但试验结果尚未一致。硒能保护脂类不被氧化，有机硒能改善肌肉嫩度和猪肉被人们的总可接受性。锌和锰也有助于防止PSE肉。VE具有抗氧化作用（对含鱼油饲粮效果更好），并能抑制高铁血红蛋白形成，从而延长理想肉色维持时间。VC具有抗应激作用，可缓解宰后肌肉pH的下降，对维持正常肉质有益处。2.3.4其他莫哈夫丝兰提取物在大肠中与含氮化合物结合，可减少粪臭素。某些非淀粉多糖和寡糖可降低大肠pH，从而减少粪臭素。碳酸氢钠可提高肌肉pH，缓解应激，降低粪臭素。3关于提高饲料转化率和低公害养殖3.1蛋白质饲料的高效利用国际上十余年来的实践表明，按理想蛋白质模式配制饲粮，可使畜禽对氨基酸的需求得到最大满足而又最小浪费。理想蛋白质的概念，简而言之，就是与动物需要相吻合的氨基酸组成。关于理想蛋白质原先都以氨基酸的化学分析量来表述，这对于国外优质稳定的饲粮（玉米－豆粕－鱼粉型）是基本准确的，但在我国，由于需要利用各种各样的饲料资源配制饲粮，而各种饲料的氨基酸消化率参差不齐，使得以化学分析量表述的理想蛋白质模式失去准确性。因此，现在已逐步开始以可消化氨基酸含量来表述理想蛋白质模式［7］。动物吸收饲粮氨基酸的部位在小肠，大肠的微生物虽然非常活跃地分解利用氨基酸，但大肠本身不吸收氨基酸，因此，要收集回肠末端食糜来评定饲料氨基酸消化率［8］。测定猪饲料氨基酸消化率，有回-直肠吻合法或瘘管法，未作氨基酸内源排泄校正时，测值为表观消化率，作校正后即为真消化率。应用方法为一方面参照畜禽对可消化氨基酸的需求参数确定饲粮标准，另一方面按各种饲料的可消化氨基酸含量来配制饲粮。实践证明，按理想蛋白质模式，合理利用各种饲料资源，并添加工业氨基酸（赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸等），可在饲粮蛋白水平比传统饲粮降低2～3个百分点的情况下获得同样饲养效果，并使每只猪的氮排出量减少16％，因减轻污染，有利于实现低公害养殖。关于理想蛋白质模式已有大量报道，美国NRC也有推荐，其中生长肥育猪的氨基酸需要量及其组成模式已被人们普遍接受并应用。理想蛋白质模式是一组静止的、固定的数据，在大量应用氨基酸平衡性差的非常规饲料而又缺乏应有尽有的工业氨基酸时，理想蛋白质模式难以表达。针对这一难题，在浙江省人才基金资助下，作者研究提出生长猪可消化理想蛋白质动态模式，可为各种饲料原料条件下提供可实现的最佳模式，已取得较好的试验效果（待发表）。另外，近年来有关种猪氨基酸需求量的研究有重要进展，对于高产泌乳母猪，NRC（1988）确定的氨基酸水平较低，而NRC（1998）则有较大幅度提高。据报道，赖氨酸由0.6%提高到0.75%～0.9%，可使母猪泌乳量明显增加，仔猪断奶体重明显提高，母猪体重减轻幅度变小；当母猪的赖氨酸食入量由20g/天提高到47g/天，仔猪窝重则由40kg提高到50kg，母猪减重由19.6kg降为4.5kg，断奶至发情的时间由平均5.3天缩短到4.6天。母猪饲粮中缬氨酸提高到1.15％（或72g/天）时，可使仔猪窝重增加，赖氨酸与缬氨酸之比以1：1.28为宜，因缬氨酸无商品添加剂，故成为限制性氨基酸，因此赖氨酸水平目前以0.9％为宜。在赖氨酸为0.75％的饲粮中，色氨酸从0.12%提高到0.17％，母猪采食量增加而失重减少［9］。3.2植物性饲料的高效利用3.2.1酶制剂的种类提高植物性饲料资源利用率最有效的工具之一是酶制剂。酶制剂大体上可分内源性酶和外源性酶［10］。内源性酶指的是与畜禽消化道分泌的消化酶相似的酶，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等，它们可直接消化水解饲料养分，在仔猪早期断奶应激和消化功能紊乱时应用较多。外源性酶指的是消化道不能分泌与其相似的酶，如纤维素酶、果胶酶、β－葡聚糖酶、阿拉伯木聚糖酶、植酸酶等，这些酶大多用于分解饲料中抗营养因子，具有广泛的用途和重要的意义。3.2.2酶制剂在大麦、燕麦饲料中的应用大麦、燕麦中的抗营养因子主要是β－葡聚糖，大麦中β－葡聚糖含量为4.5％左右，比玉米高10倍以上。β－葡聚糖是葡萄糖通过β－（1→3）（1→4）糖苷键连接成的胶状聚合物，它在畜禽消化道内可使食糜变粘，从而影响饲粮养分的消化吸收，降低生产性能。猪、鸡饲粮中大麦用量分别在30％和20％以上时，即明显产生负作用。通过添加β－葡聚糖酶，可降解大麦β－葡聚糖而消除抗营养作用。在浙江省重大攻关项目9602计划的资助下，作者等以β－葡聚糖酶为核心，辅以其他聚糖酶、内源性酶和酶制剂激活剂，复配成大麦饲粮复合酶，添加于大麦型饲粮（大麦用量达60％），其饲养效果不仅达到而且明显超过了同档次的玉米型饲粮［11］。3.2.3酶制剂在小麦、黑麦饲料中的应用小麦、黑麦中的抗营养因子主要是阿拉伯木聚糖［12］，其含量在小麦中为5.7~8.2%，黑麦中为8.1~9.9%，它的抗营养作用机理与大麦、燕麦中的β－葡聚糖相似，也是造成食糜的粘性而影响消化吸收。猪、鸡饲粮中小麦用量分别达30％和20％以上时，应添加以阿拉伯木聚糖酶为核心的酶制剂；黑麦的阿拉伯木聚糖含量比小麦更高，因此其用量低于上述小麦用量5～10个百分点时即应加酶。鉴于猪禽生理差异，非淀粉多糖的抗营养作用对鸡敏感而对猪复杂，因此对于鸡，阿拉伯木聚糖酶剂量要求高一些，对于猪，则对酶谱的合理性要求高一些，我们通过两年的开发与推广，已收到较好的效果。3.2.4酶制剂在稻谷饲料中的应用对稻谷作组分分析，100kg稻谷含22kg稻壳（即砻糠）、72kg精米和6kg米糠。稻壳中粗纤维占44.5%、木质素占21.4%、二氧化硅占20％，稻壳坚硬而锐利，营养价值极低甚至是负值；精米的营养价值相当于或略优于玉米；米糠含粗脂肪13％，因是不饱和脂肪，极易氧化，因此米糠在饲粮中要限量使用，另外，米糠中的非淀粉多糖有60％以上是阿拉伯木聚糖，而且其结构不同于小麦、黑麦中的，所以适于小麦、黑麦的阿拉伯木聚糖酶并不一定适于米糠。上述分析表明，稻谷中酶的效应可能没有麦类饲料那么明显，但一般认为添加纤维素酶和合适的聚糖酶等还是有意义的。3.2.5酶制剂在所有植物性饲料中的应用各种植物性饲料普遍存在抗营养因子植酸，植酸中的磷难以被动物利用，不仅如此，植酸还作为一种配位体与许多营养素螯合而降低营养素的利用率。植酸酶的应用可显著提高磷的利用率、减少磷排泄污染（最好的例子磷排泄量可减少34％），有利于实现低公害养殖，同时还可使饲料转化率及干物质、氮、矿物元素（Ca、Mg、Cu、Zn、Fe等）利用率显著提高。植酸酶是应用前景极为广阔的一种酶制剂［13］。