高蛋白质日粮对动物的影响及其调控措施

杜彦龙，周莉芬，袁绍辉，黄其田

（青岛根源生物技术集团有限公司，山东青岛266000）

中国·猪营养国际论坛

高蛋白质日粮对动物的影响及其调控措施

杜彦龙，周莉芬，袁绍辉，黄其田

（青岛根源生物技术集团有限公司，山东青岛266000）

动物饲喂高蛋白质含量日粮可造成肠道菌群失调，引起营养性腹泻，不仅使生产性能降低，而且因排泄物含有大量氮而加剧环境污染。调整饲料配方中蛋白质含量、添加酶制剂和微生态制剂有助于上述问题的解决。

高蛋白质日粮；菌群失衡；营养性腹泻；调控措施

蛋白质是构成生物体的基本成分，氨基酸是构成蛋白质的基本单位，其最主要的功能是在动物体内合成蛋白质，同时合成许多激素的前体物质，此外，氨基酸还具有重要的非蛋白质功能。但是，与体内的脂类、葡萄糖等不同的是，机体没有重要的氨基酸储存库，并且，动物自身不能合成或者不能完全合成机体所需的所有氨基酸。因此，氨基酸代谢更容易受到日粮中蛋白质质量以及氨基酸比例的影响（Wu等，2015）。当动物进食的蛋白质日粮中缺乏必需氨基酸或蛋白质不足以满足正常机体需求时，会直接影响血浆中某些氨基酸水平的变化，进而导致机体出现亚健康状态。因此，在实际生产中，往往会在动物日粮中添加较高比例的粗蛋白质等营养物质，以满足动物正常生长需求，从而获得最大效益。但该做法并未给人类带来更大好处，相反致使动物出现了不同不良反应，最终造成了成本的提高、资源的浪费。

当动物饲喂高蛋白质日粮时，日粮中蛋白质超出了机体正常的需求，未消化的蛋白质进入后肠发酵，首先导致资源的大量浪费；其次日粮中的植物蛋白质的致敏性会引起胃肠功能紊乱而诱发腹泻；同时被后肠有害微生物利用，产生一系列不利于机体需求的物质，加剧了动物病变，导致生产性能降低。本文描述了未消化的蛋白质对动物造成的影响，并对存在问题提出了一些改进性的意见。

1　未消化蛋白对动物的影响

1.1影响动物生产性能部分养殖场为了获得较大的经济效益，往往在饲料中添加大量精饲料，但这种方法并不可取。在奶牛养殖中，精料与粗料比例失调时，即饲料中蛋白质含量或可发酵碳水化合物含量过剩，会导致奶牛处于亚急性酸中毒，奶牛的正常生理机能将受到负面影响。日粮中可发酵粗蛋白质含量较高，粗蛋白质除了满足微生物生长和生物有机体正常生理需要外，过多的粗蛋白质代谢产生的氨基酸或小肽会在瘤胃内微生物的作用下脱羧产生过量的生物胺，对动物体的正常生理功能产生不良影响。同样在肉鸡生产中，饲料中蛋白含量过高，当超出肉鸡生长和生产需要时，多余的蛋白质会分解为尿酸，血浆中的尿酸含量增高，超出肾脏排泄能力时就会导致大量的尿酸盐沉积，进而引起肾肿甚至痛风；尿酸在肾内的蓄积又进一步影响尿酸的排除，恶性循环的结果最终导致了肾病的发生。

辛小召等（2014）设计了不同蛋白质水平日粮，用于评估对断奶仔猪生产性能的影响，在蛋白质水平由21.5%降到17.5%的5种日粮中，各处理组的日均采食量和日均增重无差异，但蛋白质水平为19.5%和18.5%的两个处理组料重比均显著低于蛋白质水平为21.5%的对照组，然而蛋白质水平为17.5%的处理组的料重比显著高于蛋白质水平为18.5%的日粮处理组。适当降低日粮蛋白质水平对提高断奶仔猪生产性能效果显著，但当蛋白质降低的过多则会抑制断奶仔猪生产性能的发挥。添加氨基酸，日粮粗蛋白质降低2～3个百分点，不会影响猪的生产性能。而对于日粮粗蛋白质水平降低高于3百分点对生长肥育猪生产性能的影响报道不尽相同（Figueroa等，2003）。低蛋白质日粮添加合成氨基酸饲喂动物，其生长速度随日粮粗蛋白质降低水平、日粮添加的氨基酸的种类和数量以及氨基酸的补充方式的变化而变化（Zhang等，2012）。

1.2破坏肠道内菌群平衡动物出生后便通过饮食母乳在肠道内建立一个相对稳定的微生态系统，肠道内微生物与宿主之间以及肠道微生物之间存在着复杂的动态平衡关系，这一复杂的微生态系统对宿主的健康和生长起着非常重要的作用，同时此种平衡是肠道正常菌群的生存所必需的（Louis和Flint，2009）。动物肠道内微生物种类繁杂，依据肠道内主要优势菌群可分为四大类：乳酸杆菌、双歧杆菌、芽孢杆菌和大肠杆菌。乳酸杆菌和双歧杆菌是一类生活在机体内有益于宿主健康的微生物，能够定植于肠道内，被称之为抗移植性菌群，在动物的特定时期如断奶期间维持肠道内微生态平衡，防止致病菌入侵。芽孢杆菌主要通过消耗肠道内的氧气来维持肠道内的厌氧环境，有助于有益菌的生长。大肠杆菌同样也是肠道内定植的优势菌群，但当某些因素导致肠道菌群发生变化时，大肠杆菌属中某些致病菌便会迅速繁殖，造成动物发生病害。

肠道内菌群系统大部分时间处于平衡状态，但当幼龄动物处于断奶期或者饲喂日粮的成分变化时，这种动态平衡被打破。日粮作为宿主营养物质的来源，同时也是肠道微生物的发酵底物，是影响肠道微生物组成和活性的重要因素（Louis和Flint，2009）。已有文献报道不同饲料原料组成及比例直接影响动物肠道微生物的组成和数量。蛋白质作为动物最重要的营养成分之一，对肠道微生物的组成和数量同样产生巨大的影响，一些研究发现不同蛋白质水平对肠道内微生物的组成和数量会有影响（Wellock等，2007）。

Bikker等（2007）对断奶仔猪分别设置两个蛋白水平日粮，即22%高蛋白质水平日粮和15%低蛋白质水平日粮，结果发现，低蛋白质水平日粮可以降低肠道内大肠杆菌的数量。Chung等（1977）在大鼠上采用细菌培养的方法进行研究，发现对6周龄的大鼠饲喂高蛋白质日粮可以增加粪便中大肠杆菌和梭菌属的数量。早在20世纪80年代，Prohászka和Baron等（1980）便通过对断奶仔猪分别饲喂粗蛋白质含量为210 g/kg和130 g/kg日粮，结果显示饲喂低蛋白质含量日粮的仔猪小肠内溶血性大肠杆菌的数量明显降低。后期Wellock等（2007）验证结果与其相一致，降低日粮中蛋白质含量有助于降低幼龄动物大肠杆菌病发生率。降低日粮粗蛋白质比例会直接降低动物肠道内pH值，提高乳酸杆菌在肠道内数量。

日粮中蛋白质含量的高低对于动物肠道微生物有着较大影响作用，日粮蛋白质降低，有利于有益微生物生长，与病原菌竞争，同时产生抗生素，产生有机酸，降低肠道pH值等，从而降低致病菌等有害微生物繁殖。

1.3加剧动物腹泻动物腹泻一直是困扰养殖户的难题，引起腹泻有很多因素，如幼龄动物胃肠道发育不完善、日粮搭配营养不合理及饮用水质等，其中最为主要的是日粮营养搭配不合理。当动物饲喂大量精料时，饲料中的蛋白质等营养素含量过高，超出了自身需求，未消化的蛋白质进入后段肠道内，会被有害菌降解成氨、吲哚等腐败产物，从而引发腹泻。

腹泻与日粮类型有关，在本质上与饲料利用率相关性较高，利用率高的日粮可有效减轻腹泻。当动物从饲料中摄入过量的植物性蛋白质，便会引起胃肠功能紊乱而诱发腹泻。适当的降低蛋白质水平既可减轻动物的消化负担，又可预防和减轻腹泻率。郭志明和苗忠怀（2010）分别设计了高蛋白组、低蛋白组日粮，对仔猪进行了为期40 d的试验，结果表明低蛋白组的腹泻率、腹泻频率均显著低于高蛋白组。目前已有大量试验研究结果表明高蛋白质日粮可加剧断奶仔猪腹泻。饶静静和方荣祥（2011）研究表明，在保证赖氨酸需要量的基础上，适当降低粗蛋白质水平降低了仔猪的腹泻率，也验证了这一结论。因此，为减少猪生产中仔猪腹泻程度，日粮蛋白质水平以19%～21%为宜，若更大程度降低蛋白质含量，必须提高几种必需氨基酸的添加水平和适宜比例，确保日粮中有足够的营养成分。

1.4对生态环境的破坏畜禽养殖规模的扩大和集约化程度的提高，同样造成了动物排泄物中氮对环境污染程度日益增强，排泄物中的氮主要来源于饲料中未被消化和利用的蛋白质等营养物，因此提高日粮中氮利用率是降低氮污染的有效措施（Figueroa等，2002）。已有研究证明，利用日粮的精准调控、降低日粮的粗蛋白质水平可降低养殖业氮污染源的排放量。孙国荣等（2011）利用低蛋白氨基酸平衡日粮对断奶仔猪的氮排放进行了研究，结果表明低蛋白平衡日粮组的粪样中氮含量低于对照组8.21%（P＜0.01），圈内氨气含量极显著低于对照组。Dahlman等（2003）报道日粮中蛋白质越低，氮的利用率越高，同时氨的排放量越小。邓郭等（2006）将日粮粗蛋白质从16.1%降到11.7%时，粪氮、总氮和尿氮均随日粮粗蛋白质水平降低而显著降低。氮排放量随蛋白质含量降低而降低，但降低幅度不尽相同，Kerr等（1995）估计日粮中粗蛋白质每降低1%，总氮排放量降低8%。而Figueroa等（2003）报道低于此值，推测有可能是与试验所用猪的体重、对照组日粮粗蛋白质水平及氨基酸平衡模式不同有关。

家禽排泄物中50%的氮是以NH3的形式释放。在正常情况下，动物生长环境中的氨态氮不高于20 mg/m3。当动物饲喂日粮中蛋白质含量过高，超过动物本身需求时，未消化的蛋白质进入大肠被微生物发酵，产生氨气，导致肠道内氨的浓度升高，其中一部分被肠道吸收，增加了血氨的浓度，血液中氨的浓度增加到一定程度时，氨与血红蛋白结合，从而降低血红蛋白的携氧能力，造成动物的氨中毒；同时排泄物中粪氮、尿氮含量增大，这些有机物分解产生氨态氮，不仅严重损害畜禽健康，更重要的是对生态环境产生不可估量的影响。

2　调控高蛋白质日粮对动物不利影响的措施

2.1日粮营养成分搭配合理

2.1.1能蛋平衡蛋能比（CMR）是日粮粗蛋白质与代谢能的比值，是衡量蛋白质营养水平的方法之一。不仅能反映日粮中蛋白质水平，还可以反映饲料中能量与蛋白质的平衡程度。在动物不同的生长阶段，合理配比能量原料与蛋白质原料，不仅可满足不同阶段动物生长需求，同时避免因不合理配比造成的资源浪费及生产性能的降低（李伟忠和单安山，2002）。饲料配方设计中应保持蛋白质与能量适宜比例，否则会造成蛋白质等营养物质利用效率降低。乳牛饲喂高能量低蛋白质或低能量高蛋白质日粮，均能导致乳牛体重减轻、产奶量下降以及卵巢机能异常。邱金海（2009）设计二因素三水平（粗蛋白质41%、46%、51%；能量12.50、13.77、15.04 MJ/kg）试验以验证美洲黑石斑幼鱼最佳能蛋比，结果表明当蛋白质水平为46.0%、能蛋比为30.80 MJ/kg时，养殖效率最高。回归分析发现，美洲黑石斑幼鱼饲料蛋白质水平为45.62%～46.86%、能蛋比为29.73～31.78 MJ/kg时，可获得理想的养殖效果。陈楠等（2010）同样进行二因素三水平正交试验，结果表明对于生长猪而言，粗蛋白质水平从18%降低至15%，并按理想氨基酸模式配合日粮，合理补充氨基酸，适宜消化能水平为13.39 MJ/kg；在中低蛋白质水平下注意氨基酸平衡、能蛋平衡，可以降低饲料成本，提高粗蛋白质利用率。

2.1.2选择优质蛋白质原料蛋白质饲料资源短缺是我国畜牧业及饲料工业发展面临的主要问题，特别是优质动物源蛋白质供应日趋紧张，价格不断上涨，即使以玉米-豆粕为基础配制日粮满足动物营养需求时，日粮中各必需氨基酸也存在不同程度的过量。在适宜蛋白质含量日粮中添加合成氨基酸，对于节省蛋白质饲料资源、降低饲料成本等具有重要意义。

目前，对于不同来源的蛋白质原料对动物产生的作用效果研究较少。亓宏伟等（2011）报道，不同来源蛋白对单胃动物肠道微生物及其代谢产物产生了不同影响，选取100只断奶大鼠，分别以酪蛋白、大豆分离蛋白、玉米醇溶蛋白为唯一蛋白源配制日粮以及无氮日粮和三种蛋白质按照一定比例（三种蛋白质比例为65∶25∶10）进行配比的复合蛋白质日粮，进行为期14 d的饲养试验，结果显示酪蛋白显著提高大鼠盲肠中乳酸杆菌、双歧杆菌及芽孢杆菌等有益菌的数量，复合蛋白日粮组和大豆分离蛋白组对益生菌的促进作用仅次于酪蛋白处理组；玉米醇溶蛋白组和无氮日粮组对肠道总细菌以及各种益生菌的促进作用最差。易消化酪蛋白组以及复合蛋白组能够提高有益微生物的数量和比例，玉米醇溶蛋白组对有益菌的促进作用最差，可能与其极不平衡的氨基酸比例有关。通过提高肠道微生物有益菌群的数量从而提高了动物的生产性能，降低不良因素出现率。乔建国（2004）利用低蛋白日粮（12%），同时补加赖氨酸来探讨对育肥猪生产性能和胴体组成的影响，饲养结果表明在肥育阶段使用低蛋白补加赖氨酸的日粮对于猪的日增重、日采食量、饲料转化率没有产生不利影响；同时对于猪的胴体重、屠宰率、背膘厚和瘦肉率没有显著的影响（P＞0.05）。

2.2合理使用饲料添加剂

2.2.1添加酶制剂动物对于日粮中营养物质消化主要是化学性消化，当消化酶不足或者胃酸等分泌不足时可导致蛋白质等营养物质不能完全吸收，造成蛋白质进入后肠发酵产生一系列危害，添加外源性酶制剂有助于未消化的蛋白质进一步分解为短肽或者氨基酸，提高吸收效率。高玉红和孙新胜等（2003）报道在早期断奶仔猪饲料中添加不同水平的复合酶制剂，仔猪对干物质、粗蛋白质和粗脂肪的消化率明显提高，腹泻频率、粪便总菌数、大肠杆菌数则表现出不同程度的降低，有益菌如乳酸杆菌明显表现出上升趋势。白燕（2015）通过在31日龄肉鸡日粮中添加不同性质蛋白酶研究其对肉鸡生产性能的影响，结果表明，单独添加酸性蛋白酶可显著改善肉仔鸡平均日采食量（ADFI）和平均日增重（ADG）（P＜0.05），且酸性+中性蛋白酶及酸性+碱性蛋白酶组合的作用效果与单独添加酸性蛋白酶无显著差异（P＞0.05）。外源蛋白酶的添加与内源性蛋白酶相协同，对于日粮中较差蛋白质原料降解更加彻底，同时对因动物本身蛋白质酶分泌减少而导致蛋白质分解降低有着较好的补充效果。

2.2.2添加微生态制剂在饲喂动物的日粮中添加微生态制剂，有助于降低高蛋白质日粮产生危害的程度，主要因为微生态制剂的作用靶位点是肠道，靠生物夺氧、竞争抑制、产生多种酶及抑菌物质来维护肠道原有菌群的优势地位，抑制有害菌的生长，从而维持肠道屏障作用的完整性，保证动物肠道的健康，同时分泌的酶会加速日粮中蛋白质的降解。

动物在刚出生0～7 d，饲喂益生菌，可使胃肠道迅速建立有益微生物优势菌群，从而有效抑制病原微生物在肠道的黏附，抑制肠毒素的产生，微生物代谢产生的有机酸、活性物质可抑制有害菌的繁殖，预防因日粮变化（易消化的动物蛋白质变为植物性蛋白质）造成的不利影响。石宝明等（2000）报道了益生素对仔猪肠道菌群影响的研究结果，仔猪日粮中添加0.15%益生素能使0～4周龄的仔猪腹泻率降低4.82%，使5～8周龄的仔猪腹泻率降低4.90%。添加寡聚糖同样有助于恢复因日粮中蛋白质含量过高而造成的胃肠道菌群不平衡。彭小兰和郭冬生（2007）研究表明，与对照组相比，断奶仔猪日粮添加0.4%果寡糖可显著提高断奶仔猪的日增重和饲料转化率（P＜0.05），并且腹泻率降低86.1%（P＜0.01）。

3　小结

在实际养殖生产中，高比例添加蛋白质原料并不能带来最大的效益，反而因为蛋白质与能量比例不协调造成动物腹泻、肠道菌群失调等一系列影响生产性能的问题。添加适宜蛋白质原料并合理添加合成氨基酸有助于降低负面影响，而进一步为降低生产成本而使用非优质蛋白质原料时，需要添加辅助蛋白质降解的酶制剂或者微生态制剂，确保动物正常生理需求。

［1］白燕.饲用蛋白酶体外评价及其在肉仔鸡日粮中的应用研究：［硕士学位论文］［D］.呼和浩特：内蒙古农业大学，2015.

［2］陈楠，孙召军，田树海，等.不同蛋能水平日粮对生长猪生产性能的影响［J］.畜牧科学，2010，4：84～86.

［3］邓郭，李铁军，黄瑞林，等.不同蛋白质水平对育肥猪氮排放量和生产性能的影响［J］.华北农学报，2006，21：166～171.

［4］郭志明，苗忠怀.蛋白质水平对断奶仔猪生产性能和营养性腹泻的影响［J］.国外畜牧学，2010，30（1）：69～70.

［5］高玉红，孙新胜.复合酶制剂对早期断奶仔猪消化机能的影响研究［J］.营养与饲料，2003，2：1～3.

［6］李伟忠，单安山.能蛋比及其在畜禽中的应用［J］.中国饲料，2002，20：20～21.

［7］彭小兰，郭冬生.果寡糖对断奶仔猪生长性能和腹泻率的影响［J］.安徽农业科学，2007，35（11）：3278～3295.

［8］邱金海.饲料蛋白水平和能蛋比对美洲黑石斑幼鱼生长的影响［J］.甘肃农业大学学报，2009，4：50～57.

［9］亓宏伟.不同来源蛋白对断奶仔猪肠道微生态环境及肠道健康的影响：［博士学位论文］［D］.雅安：四川农业大学，2011.

［10］乔建国.使用赖氨酸强化低蛋白日粮对肥育猪生产性能和酮体组成的影响［J］.福建畜牧兽医，2004，26（3）：20～22.

［11］饶静静，方荣祥.低蛋白日粮对仔猪生长性能和防治仔猪腹泻的效果试验［J］.福建畜牧兽医，2011，33（2）：20～21.

［12］孙国荣，任继明，薛慧琴，等.低蛋白氨基酸平衡日粮对断奶仔猪生产性能和氮排放的影响［J］.上海农业学报，2011，27（3）：114～117.

［13］石宝明，单安山，刘海，等.寡聚糖、抗生素、益生素对仔猪生产性能和肠道菌群影响的研究［J］.东北农业大学学报，2000，31（4）：363～370.

［14］辛小召，邓祖丽颖，石秋锋，等.不同蛋白水平日粮对断奶仔猪的影响［J］.江西农业学报，2014，24（6）：124～128.

［15］Bikker P，Dirkzwager A，Fledderus J，et al.Dietary protein and fermentable carbohydrates contents influence growth performance and intestinal characteristics in newly weaned pigs［J］.Pig&Poultry，2007，108：194～197.

［16］Chung K T，Fulk G E，Silverman S J，et al.Dietary effects on the composition of fecal flora of rats［J］.Appl.Environ.Microbiol，1977，33（3）：654～659.

［17］Figueroa J，Lewis A J，Miller P S，et al.Growth，carcass traits，and plasma amino acid concentrations of gilts fed low-protein diets supplemented with amino acids including histidine，isoleucine，and valine［J］.J Anim Sci，2003，81：1529～1537.

［18］Figueroa J L，Lewis A J，Miller P S，et al.Nitrogen metabolism and growth performance of gilts fed standard corn-soybean meal diets or lowcrude protein，amino acid-supplemented diets［J］.J Anim Sci，2002，80：2911～2919.

［19］Kerr B J，Mckeith F K，Easter R A.Effect on performance and carcass characteristics of nursery to finisher pigs fed reduced crude protein，amino acid-supplemented diets［J］.J Anim Sci，1995，73：433～440.

［20］Wu L，He L Q，Cui Z J，et al.Effects of reducing dietary protein on the expression of nutrition sensing genes（amino acid transporters）in weaned piglets［J］.Biomed&Biotechnol，2015，16（6）：496～502.

［21］Louis P，Flint H J.Diversity，metabolism and microbial ecology of butyrate-producing bacteria from the human large intestine［J］.FEMS Microbiol Lett，2009，294（l）：1～8.

［22］Prohászka L，Baron F.The predisposing role of high dietary protein supplies in enteropathogenicE.coli infections of weaned pigs［J］.Zentralbl Veterin？rmed，1980，27，222～232.

［23］Wellock I J，Fortomaris P D，Houdijk J G M，et al.Effect of weaning age，protein nutrition and enterotoxigenicEscherichia coli challenge on the health of newly weaned Piglets［J］.Livestock Science，2007，108：102～105.

［24］Zhang H H，Li G Y，Xing X M，et al.Effect of low-protein diet with supplementing different levels of DL-methionine on production performance of minks in growing-furring period［J］.Journal of Forestry Research，2012，23（1）：151～155.

Domestic animals fed high protein diet caused intestinal flora imbalance，nutritional diarrhea，not only resulted in a decreased production performance，and intensify environmental pollution due to waste containg a large amount of nitrogen.Adjusting the protein content in the feed formulation and adding enzymes and probiotics could help to solve the problemmentioned.

high-protein diet；flora imbalance；nutritional diarrhea；control measure

S816.7

A

1004-3314（2016）09-0034-05

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20160909