补充氨基酸之猪低蛋白质饲粮研究进展

王伟明，张立泰，何 健

（1.四川铁骑力士集团冯光德实验室，四川 绵阳 621006；2.西南科技大学生命科学与工程学院，绵阳 621010）

猪低蛋白质饲粮是指将饲粮粗蛋白质水平降低2～4个百分点，同时满足猪生长所需饲粮中氨基酸水平，并且不降低猪生长性能的饲粮。从动物营养学角度来看，蛋白质营养实际上是氨基酸营养。在正常的饲养管理下，适当降低饲粮粗蛋白质水平，并通过添加合成氨基酸满足猪的氨基酸需要，能够保证猪的最佳生长性能。早在20世纪70年代，猪营养学家就已经开始了对猪低蛋白质饲粮的研究。生产中使用低蛋白质饲粮，可以在保持猪生长性能的前提下避免蛋白质原料的浪费，降低氮的排放量。低蛋白质饲粮在蛋白质原料紧缺、社会对养殖业造成的环境污染关注程度日益增加的背景下，逐渐显现出巨大的经济、社会和环保价值。

1 补充氨基酸降低饲粮蛋白质水平对保育猪生长性能的影响

由于早期断奶技术的应用以及仔猪消化系统和免疫系统发育不完整、酶与胃酸的分泌不足以及肠道微生物区系的尚未建立，仔猪容易出现消化不良、腹泻、抵抗力弱等现象，而应用低蛋白质饲粮可以缓解上述问题，主要表现在提高日增重、降低仔猪腹泻率方面。

从表1可以看出，采用玉米豆粕型饲粮饲喂体重10 kg左右三元杂种保育猪，粗蛋白质水平保持在18%比较合理，较NRC（1998）降低3个百分点，可以获得较为理想的日增重、料重比。辛小召等（2014）[1]研究结果表明，饲粮蛋白质水平从21.5%降低至18.5%，保育猪日增重增加41.9%、日采食量增加24.0%，料重比降低10.56%。陈石桥等（2011）[2]研究了10 kg左右的保育猪饲粮蛋白质水平降低至18.3%时，试验猪料重比改善10%。任继民（2011）[3]对断奶仔猪研究发现，低蛋白质平衡饲粮能极显著提高仔猪的日增重（P＜0.01），降低料重比，极显著提高粗蛋白质表观消化率、降低仔猪腹泻数（P＜0.01）。Yue等（2008）[4]研究表明，添加合成氨基酸将仔猪饲粮粗蛋白质水平从23.1%降至18.9%时，仔猪的生长性能差异不显著。黄健等（2014）[5]研究了添加合成氨基酸，降低饲粮蛋白质水平3～5个百分点对仔猪生长性能和血液指标的影响。结果表明，组间采食量差异不显著（P＞0.05），仔猪饲粮粗蛋白质水平降低3个百分点时，每天蛋白质摄入量将减少18.21%，对仔猪生长性能没有显著影响；但是显著降低仔猪血浆尿素氮含量（P＜0.05）。

保育期饲粮粗蛋白质水平较NRC（1998）下降3个百分点，添加必需氨基酸，满足氨基酸需要，可有效改善保育猪生长性能、减少尿素氮排放。窦勇等（2014）[6]研究了粗蛋白质含量分别为19%、18%、17%、16%、15%的不同水平对仔猪生长性能、营养物质表观消化率及粪尿氮排放量的影响，试验结果表明，降低3个百分点的16%粗蛋白质组日增体质量显著提高22.4%，料重比显著降低7.30%，粗蛋白质的表观消化率极显著提高12.99%，粪尿氮排放量极显著降低38.86%。辛小召等（2014）[1]研究了粗蛋白质水平降低至17.5%的低蛋白质饲粮能显著降低断奶仔猪腹泻率、血清尿素氮和谷丙转氨酶、碱性磷酸酶活性、血清胆固醇，显著提高血清IgA、IgG的浓度（P＜0.05）。董志岩等（2009）[7]、彭燮（2016）[8]、冯鹤等（2011）[9]研究试验也得到了相似结果。

Pinchasov等（1990）[10]指出，以添加合成氨基酸形式降低饲粮粗蛋白质水平是有一定限度的，饲粮完整蛋白质的某些特殊生理作用是合成氨基酸无法替代的。Jensen（1991）[11]认为蛋白质的营养作用并非仅仅提供氨基酸，动物需要一定量的完整蛋白质才能达到最佳的生长效率。因此，过度降低饲粮粗蛋白质水平可能对保育猪生长性能、免疫功能造成一定的不良影响。黄健等（2014）[5]研究发现粗蛋白质水平降低达4个百分点以上时，猪血浆总蛋白和白蛋白水平显著降低（P＜0.05）。彭燮（2016）[8]研究发现，将保育猪饲粮蛋白质水平降低至13.9%时，满足必需氨基酸的前提下再额外补充非必需氨基酸，仔猪生长性能、氮代谢和免疫功能仍会受到影响。但是采用完整蛋白（酪蛋白）部分替代13.2%粗蛋白质饲粮中合成氨基酸时，能部分改善仔猪氮代谢和免疫功能，说明完整蛋白在极低蛋白质饲粮中的重要作用。Deng等（2009）[12]研究发现饲粮中蛋白质水平更降低4～8个百分点显著降低日增重和饲料转化率，对仔猪的采食量无显著性的影响。研究认为，过度降低饲粮蛋白质水平降低了动物体内蛋白质的合成，而补充合成氨基酸不能缓解这种效应。

表1 补充氨基酸降低饲粮粗蛋白质水平对保育猪生长性能的影响

尹慧红等（2008）[19]探讨低蛋白质不同净能水平（10.54、10.28、9.96、9.63、9.45 MJ/kg） 饲粮对 22 kg生长猪生长性能和养分消化率的影响。结果表明，饲粮蛋白质降低4个百分点，不同净能处理间的采食量和饲料转化率没有显著差异（P＞0.05），日增重随净能的下降呈线性增加，以9.45 MJ/kg组最高（P＜0.05）；养分消化率中，除钙的消化率外，其余养分的消化率均随净能水平的增加而线性下降（P＜0.05）。降低净能水平后，血清赖氨酸含量线性增加（P=0.03），对其余氨基酸影响差异不显著（P＞0.05）；对血清尿素氮含量的影响不显著（P＞0.05）。由此可得出，低蛋白质饲粮中净能水平的降低并不影响生长猪的生长性能和养分消化率。

周华等（2015）[20]综述了玉米-豆粕型低蛋白质饲粮对仔猪肠道健康影响的研究，通过减少豆粕用量配制低蛋白质饲粮，可以有效节约蛋白质饲料资源，减轻豆粕中大豆抗原蛋白引起对仔猪的超敏反应，降低未消化蛋白质进入仔猪后肠的量，减少后肠微生物发酵与增殖的底物数量，减少有害腐败微生物的大量繁殖，减少氨和多胺等有害物质的产生，减轻对肠道结构与功能的损伤，从而降低仔猪腹泻，保护肠道健康。Opapeju等（2008）[21]的研究表明，饲喂低蛋白质饲粮虽显著降低仔猪回肠隐窝深度，但小肠重量却显著低于饲喂高蛋白质饲粮。尹慧红等（2008）[19]指出低蛋白质饲粮的小肽水平比传统高蛋白质饲粮低，限制了机体蛋白质的沉积速度。另外，低蛋白质饲粮下氨基酸平衡模型有待优化，正常饲粮蛋白质的氨基酸模型不能简单应用到低蛋白质饲粮中。

综上所述，通过添加合成氨基酸以满足必需氨基酸需要，可以适度降低仔猪保育期饲粮蛋白质水平3～4个百分点，而不影响保育猪生长性能。对于保育前期，可有效改善料重比、减少腹泻发生率、降低仔猪血浆尿素氮、改善血液生化指标的效果。

2 补充氨基酸降低饲粮蛋白质水平对生长猪肥育猪生长性能的影响

近年来研究发现，应用低蛋白质饲粮对生长肥育猪生长性能和胴体品质的影响较小，但通过较低蛋白质饲料的应用，能够获得较高饲料报酬。

张桂杰等（2012）[14]选取17 kg杜长大三元杂种去势公猪进行不同蛋白质水平试验，结果发现，与正常蛋白质饲粮（粗蛋白质水平为18%）相比，低蛋白质平衡氨基酸饲粮（粗蛋白质水平为14%）对生长猪的生长性能、胴体品质和肌肉品质均无显著影响（P＞0.05），但能极显著提高生长猪背最长肌的亮度值（P＜0.01），显著提高黄度值（P＜0.05），对小肠各肠段的绒毛形态无显著影响（P＞0.05）。

杨强等（2008）[22]通过下调粗蛋白质水平4个百分点，并补充赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸等，研究低蛋白质饲粮中不同能量水平对肥育猪生长性能、胴体性状的影响，结果表明，低蛋白质组的生长性能、胴体性状和血清氨基酸（精氨酸除外）及尿素氮无显著影响（P＞0.05），而随着能量水平的降低，日增重升高，料重比降低，对采食量无显著影响（P＞0.05），无脂瘦肉率显著提高（P＜0.05），而脂肪率显著下降（P＜0.05）。

朱建平等（2016）[23]探讨低蛋白质饲粮对肥育猪生长性能和血清指标的影响，在满足氨基酸需要量的条件下，饲粮粗蛋白质水平降低2.9个百分点，对肥育后期猪生长性能无显著影响（P＞0.05）；且低蛋白质饲粮降低了配方成本，提高了肥育猪增重，提高猪场经济效益；同时显著提高血液中游离氨基酸含量，显著降低血清谷草转氨酶活性（P＜0.05）。

Galloa等（2014）[24]研究低蛋白质饲粮与传统饲粮对猪生长性能的影响，结果表明，4组（高蛋白质水平、传统饲粮、中等蛋白质和低蛋白质饲粮组）猪的生长性能并无显著差异（P＞0.05），而低蛋白质饲粮组的饲料报酬更高。

刘影等（2016）[25]研究表明，饲粮蛋白质水平在NRC（1998）推荐标准上降低2～4个百分点，保持必需氨基酸水平及比例在正常范围内时，无论是生长猪还是肥育猪，均不影响其生长性能的发挥。

黄健等（2017）[26]发现，低蛋白质氨基酸平衡饲粮在蛋白质适度情况下对生长猪采食量、排粪量、粪蛋白量影响不明显；蛋白质降低4个百分点以上时显著降低蛋白质消化率；饲粮氮利用率随蛋白质水平降低而升高；有减少猪粪便中臭味物质（如吲哚、氨气等）含量，改善猪舍环境的作用。低蛋白质氨基酸平衡饲粮的减排作用主要是通过蛋白质摄取和排出减少，而且主要是通过减少尿量和尿氮的方式实现的。

马文峰（2011）[27]研究了 30～60 kg、60～110 kg 生长肥育猪配制玉米-小麦-豆粕低蛋白质饲粮时，粗蛋白质水平降低4个百分点，在满足合成赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸需要的条件下，色氨酸、异亮氨酸与缬氨酸可能具有同等重要性。添加色氨酸或异亮氨酸均能显著改善生长性能，同时添加色氨酸与缬氨酸获得最优的生长性能（P＜0.05），缬氨酸能显著提高粗蛋白质消化率、降低血清尿素氮水平；在提高生长猪的免疫方面，缬氨酸效果优于异亮氨酸。

陈芳等（2014）[28]选用20 kg左右的三元杂种仔猪分别饲喂粗蛋白质含量18.33%和16.25%的饲粮，在降低饲粮粗蛋白质水平，补充合成氨基酸，可提高猪的生长性能和饲料转化效率，日增重高于对照组，但差异不显著（P＞0.05），低蛋白质饲粮腹泻率显著低于对照组（P＜0.05）。采用低蛋白质饲粮，蛋白质水平比NRC饲养标准降低2.5个百分点，同时补充赖氨酸0.25%、0.01%苏氨酸和0.04%蛋氨酸，可以保证氨基酸的均衡供给。通过饲养试验表明，低蛋白质组更能充分利用饲料中的氮源，降低腹泻发生率，不影响正常生长性能。此试验为在实际生产中应用低蛋白质饲粮，提高饲粮中氮元素的利用率，减少氮排放提供理论依据。

彭闯（2016）[29]按照美国 NRC（1998）的标准配制，在对照组饲粮蛋白质为18.0%基础上粗蛋白质浓度分别减少至16.5%和15.5%，并相应补充赖氨酸、苏氨酸和蛋氨酸。结果表明，与对照组相比，虽然两个试验组的平均日增重分别下降了0.97%和1.73%，但差异不显著（P＞0.05）；试验组的饲料转化率提高，与对照组相比，料重比分别降低了11.32%和 11.72%，但差异不显著（P＞0.05）；试验猪只的血清尿素氮浓度分别降低6.14%和25.24%，差异显著（P＜0.05）。由此结果说明，粗蛋白质含量15.5%的低蛋白质饲粮组更能充分利用饲料中的氮源，保证猪只的正常生长性能的发挥。

谭本宏等（2010）[30]试验研究了在 NRC（1998）推荐的饲粮粗蛋白质水平上降低3.1个百分点的低蛋白质饲粮对肥育猪生长性能和养分消化率的影响。试验结果表明，低蛋白质饲粮组日增重比对照组增加了 85 g，提高幅度为 10.9%（P＜0.01）；料重比比对照组降低了12.1%（P＜0.01）；单位增重成本比对照组节约了 1.09 元/kg（P＜0.01）；蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸和粗脂肪、粗蛋白质的消化率显著高于对照组（P＜0.01）；血清尿素氮含量极显著低于对照组（P＜0.01）。从各指标的趋势上看，试验组的生长性能、养分消化率和经济效益均优于对照组。

呼红梅等（2007）[31]研究低蛋白质饲粮对点瘦肉型猪生长性能和肉品质的影响，结果表明，饲粮赖氨酸含量≥0.9%时，降低粗蛋白质2个百分点，不影响猪的生长性能、屠宰性能和肉品质；而当饲粮赖氨酸含量＜0.9%时，饲粮蛋白质含量降低，则显著降低猪的生长性能和屠宰性能，对肉品质无显著影响，但肉色评分有所降低。

陈佳（2016）[32]研究发现14%蛋白质水平饲粮对杜约八猪肥育期的日增重达到512 g、料重比3.53、屠宰率69.19%、瘦肉率62.76%，显著优于12%、16%蛋白质组。14%蛋白质组猪肉肌内脂肪含量最优，肌纤维较细，肉质相对较细嫩多汁。

杨小婷（2013）[33]研究了不同粗蛋白质水平饲粮对圩猪生长性能、肉质和血清生化指标的影响，试验结果表明，在饲粮消化能水平为12.77 MJ/kg时，圩猪生长期和肥育期两阶段适宜的饲粮粗蛋白质水平以14%为宜。

靳建虎等（2017）[34]探讨了肥育猪饲粮粗蛋白质水平降低3～4个百分点对肥育猪生长性能、胴体品质及投入产出比的影响，结果表明，生长肥育猪阶段饲粮中粗蛋白质水平降低4个百分点，猪生长性能有所下降，背膘明显增厚，投入产出比没有明显优势；饲粮中蛋白质水平降低3个百分点，猪生长性能也明显降低。说明饲粮中粗蛋白质水平降低3～4个百分点会影响猪的生长性能，投入产出比不能得到改善。因此，建议使用低蛋白质水平饲粮时粗蛋白质水平降低的幅度不可过高。

Bunger等（2015）[35]研究了几种不同蛋白质饲粮对肥育猪的生长性能、氮排放的影响。结果表明，在整个肥育阶段，饲粮中蛋白质降低2个百分点，并平衡5种必需氨基酸，猪的日增重及采食量无显著变化，氮排放量降低17%，但料重比增加；而饲粮中蛋白质水平降低2～4个百分点，不补充氨基酸，猪的氮排放量降低19%，但日增重显著降低，料重比显著增加。因此，在整个肥育阶段，饲喂平衡必须氨基酸的低蛋白质虽能保证猪的生长速度，但降低了饲料转化效率。

Morales等（2015）[36]研究了低蛋白质饲粮对肥育猪生长性能的的影响，结果表明饲粮中蛋白质水平降低2个百分点，同时补充氨基酸对20～40 kg肥育猪的增重、日采食量和料重比无显著性的影响。同时研究发现，补充的合成氨基酸有利于空肠内氨基酸的吸收，增加了氨基酸转运载体的含量。同时，降低了肝脏的重量，提高了采食3 h后血清中赖氨酸、蛋氨酸和苏氨酸的含量。

Schiavon等（2015）[37]研究发现将 89～160 kg肥育猪饲粮中蛋白质水平降低2.8～2.9个百分点，并补充赖氨酸、苏氨酸和色氨酸维持氨基酸比例平衡，对日增重、日采食量无显著性的影响，但饲料利用率降低了5.2%，可能由于补充的氨基酸种类和含量较少。另外，低蛋白质饲粮增加了背膘厚度和肌内脂肪的含量。

Pires等（2016）[38]将饲粮蛋白质水平降低3个百分点，不补充必需氨基酸，结果表明猪的日增重和料重比均出现降低。Madeira等（2013）[39]研究发现饲粮中的蛋白质降低4.4个百分点，仅补充赖氨酸的含量，显著增加了猪的采食量，但降低了饲料转化效率。因此，单独补充一种氨基酸可能不能够满足猪对饲粮蛋白质的需要。

Saraiva等（2014）[40]研究发现在 60～120 kg阶段，饲粮中蛋白质水平降低3.5～4.4个百分点，对饲料利用效率无显著性的影响，研究认为降低饲粮中的蛋白质水平可以减少过量氨基酸的脱氨及尿素的转化和排放，从而降低热量的产生，提高代谢能的利用率，增加可利用的净能，减少热应激

He等（2016）[41]研究发现在30～60 kg和 60～100 kg阶段，肥育猪粮中蛋白质水平降低3～6个百分点，同时补充4种必需氨基酸，猪日增重和饲料转化率均下降，可能由于补充的氨基酸不能满足生长需要。研究认为，降低饲粮中的蛋白质提高了蛋白质和氨基酸的消化率，可能是小肠内蛋白质的降解和吸收增强，合成氨基酸可以完全被肠道吸收，而蛋白质中的氨基酸不一定能够全部被消化酶所降解和吸收。蛋白质水平降低3个单位，可以通过补充合成氨基酸的方式保证生长性能不受影响。另外发现参与蛋白质消化的胰蛋白酶、α-淀粉酶2A、胰凝乳蛋白酶B、空肠二肽酶Ⅱ型和Ⅲ型含量在蛋白质降低6个单位时出现显著下降，而降低3个单位蛋白质，酶含量与对照接近或降低不显著。

降低饲粮中的蛋白质水平可有效的减少肠道内蛋白质的发酵，未消化的蛋白质和内源性的蛋白质经发酵后进入大肠内，并产生有毒性的代谢产物，破坏肠上皮的完整性，导致肠道功能紊乱，如腹泻的发生（Htoo，2007）[13]。研究认为，断奶仔猪饲喂低蛋白质的饲粮有助于降低小肠内氮的含量和蛋白质发酵，减少腹泻的发生（Htoo等，2007；Wellock 等，2008）[13，42]。Heo等（2010）[43]发现相对于高蛋白质饲粮，低蛋白质饲粮增加回肠末端氮的流动性，使大量的氮可以被肠道后端微生物利用。另外，研究认为，教槽料中的蛋白质降低200 g/kg，同时平衡氨基酸水平，对生长性能无显著性的影响，并可降低盲肠内有害微生物的代谢。产肠毒素的大肠杆菌被为是引起腹泻的主要原因，Heo（2009）[44]发现低蛋白质可有效降低感染产毒素大肠杆菌引起的腹泻，减少了肠道远端的蛋白质发酵。

尿中尿素的浓度很大程度上由饲粮中的蛋白质水平来决定，因此降低饲粮中蛋白质的含量可以降低尿素的含量。实际生产中，饲粮中的蛋白质水平通常是超过猪的需要量，使饲粮中的蛋白质不能够全部被利用。研究证实，饲粮中的蛋白质水平降低3～4个百分点对猪的生长性能无不良影响。饲粮中的某些蛋白质是不能被消化的，如玉米豆粕饲粮中约25%的蛋白质不能被利用的，原因可能是氨基酸的不平衡导致的。这部分未能消化的蛋白质会转化成氮，通过尿中尿素的形式排除体外。因此，平衡氨基酸与蛋白质之间的比例，使其更接近猪的需要量，可以有助于降低氮的排放。Moehn等（1995）[45]发现饲粮中蛋白质水平降低200 g/kg，同时补充氨基酸，氮的排放量降低35%。Canh等（1998）[46]发现饲粮中蛋白质水平每降低10 g/kg，氨气排放量降低10%～12%。降低饲粮中的蛋白质水平并补充氨基酸有助于降低粪便中致臭物的浓度。Leek等（2007）[47]研究蛋白质水平（160、190和210 g/kg）与臭气释放间的关系，随着蛋白质水平的降低，臭气释放的浓度下降。表2给出饲粮粗蛋白质降低水平对生长肥育猪生长性能的影响。

表2 补充氨基酸降低饲粮粗蛋白质水平对生长肥育猪生长性能的影响

3 低蛋白质饲粮应用的基础条件

我国氨基酸工业化生产取得的快速发展，尤其是赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、色氨酸等必需氨基酸国产化生产，大幅度降低氨基酸市场价格，推动了低蛋白质饲粮的研究和应用。

动物对蛋白质的需要，实质上是对氨基酸的需要，但是饲粮保持适宜蛋白质水平是十分必要。降低饲粮蛋白质水平并补充一些人工合成氨基酸满足动物对限制性氨基酸需要，可明显减少必需氨基酸的浪费。Fuller等（1990）[51]将理想蛋白质定义为每一种必需氨基酸和非必需氨基酸的总量都具同等限制性的饲粮蛋白质。彭燮（2016）[8]研究发现将保育猪饲粮蛋白质水平降低至13.2%时，必需氨基酸满足的前提下再额外补充非必需氨基酸，仔猪生长性能、氮代谢和免疫功能仍会受到影响。但是采用完整蛋白（酪蛋白）部分替代13.2%粗蛋白质饲粮中合成氨基酸时，能部分改善仔猪氮代谢和免疫功能，说明完整蛋白在极低蛋白质饲粮中有着氨基酸无法替代的重要作用。

相同营养水平、不同结构类型的低蛋白质饲粮表现出的生长肥育猪生长性能略有差异。从表1、表2可以看出，目前有关低蛋白质饲粮研究多基于玉米-豆粕型饲粮，而其他类型饲粮的研究相对较少。黄健等（2015）[49]研究了豆粕型饲粮和杂粕型饲粮对50 kg左右生长猪生长性能、养分消化率、血液指标和猪舍氨气的影响，试验结果表明，在50～80 kg阶段标准豆粕和8%杂粕饲粮粗蛋白质水平分别降低3个百分点，杂粕型饲粮组的日增重、日采食量均低于豆粕型饲粮组；豆粕型型几种必需氨基酸表观消化率均没有影响，杂粕型饲粮所有氨基酸表观消化率都显著降低（P＜0.05），但是两组低蛋白质饲粮均显著降低血浆尿素氮水平和猪舍有害气体氨气浓度（P＜0.05）。

总结近10年来的研究文献，发现在NRC（1998）基础上降低饲粮蛋白质1～3个百分点，对保育猪还是生长肥育猪的生长性能均不会产生显著影响，却能改善饲料转化效率、减少血液尿素氮含量。降低幅度超过4个百分点可能对保育猪、生长肥育猪的生长性能产生不良影响。同时，在应用低蛋白质饲粮配制技术时，应关注以下几个问题。

（1）饲粮能量水平。有学者认为，采用净能体系配制饲粮有助于降低饲粮蛋白质水平。

（2）饲粮结构类型。现有研究成果多基于玉米豆粕型饲粮，其他类型饲粮结构的研究偏少，或者几乎没有。

（3）理想氨基酸模型及必需氨基酸需要量。随着科技发展和持续不断品种选育，地方品种、内三元、外三元猪种的必需氨基酸需要量存在较大差异。