日粮蛋白水平对宁乡猪生长性能、肉品质和结肠短链脂肪酸的影响
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作者：杨 凯 赵雨杰 王永超 刘尚航 陈家顺 蒋 谦 尹 杰 马晓康
导读：试验旨在研究日粮蛋白水平对宁乡猪生长性能、肉品质和结肠短链脂肪酸的影响。试验选用200 头平均体重为（50.24±1.84） kg 的健康宁乡猪育肥猪，公母各半，随机分为5 组，即极低蛋白水平日粮组（VLCP组）、低蛋白水平日粮组（LCP组）、正常蛋白水平日粮组（NCP组）、高蛋白水平日粮组（HCP 组）、极高蛋白水平日粮组（VHCP 组），每组5 个重复，每个重复8 头猪，试验期68 d。结果表明：各组间平均日采食量（ADFI）无显著差异（P＞0.05）。随着日粮蛋白水平降低，末重和平均日增重（ADG）显著提高（线性，P＜0.05），料重比（F/G）显著降低（线性，二次，P＜0.05），眼肌面积和背膘厚显著提高（P＜0.05），背最长肌红度（a*）和黄度（b*）显著提高（二次，P＜0.05），背最长肌中己酸、棕榈油酸、亚油酸和多不饱和脂肪酸含量显著提高（线性，P＜0.05），硬脂酸含量显著提高（线性，二次，P＜0.05），结肠食糜乙酸和戊酸显著提高（线性，P＜0.05）。综上所述，不同日粮蛋白水平对50～80 kg宁乡猪生长性能、肉品质和结肠短链脂肪酸有显著影响。低蛋白日粮可显著降低料重比、改善宁乡猪肉品质，影响背最长肌脂肪酸组成、提高结肠内容物短链脂肪酸含量。全文已在《饲料工业》2024年第19期刊出。
我国是猪肉消费大国，传统饮食消费习惯决定了生猪是我国重要的农产品之一，根据国家统计局报告数据显示[1]，2022 年，我国生猪出栏69 995 万头，比2021 年增长了4.3%；猪肉产量5 541 万吨，增长4.6%。而随着人民生活水平的提高和对健康的重视，我国居民饮食消费观念也发生了转变，对肉类产品的营养价值、品质特性和健康保健等方面有了更高的要求。
宁乡猪是我国优良的地方猪品种，被誉为“国宝猪”，在肉品质研究领域，与其他商品猪相比，宁乡猪肉具有鲜嫩肥美、色泽鲜红、风味独特等优秀种质特征[2]。而蛋白质作为机体所需三大营养物质之一，对肌肉的构成具有重要作用。但有关日粮蛋白水平对宁乡猪肉品质的影响鲜有报道。为此，本试验通过研究不同日粮蛋白质水平对宁乡猪生长性能、肉品质和结肠短链脂肪酸指标的影响，以确定宁乡猪适宜的蛋白质营养需求提供参考。
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材料与方法
1.1 试验动物与分组
选用体重相邻（50.24±1.84） kg 的宁乡猪育肥猪（购自湖南楚沩香股份有限公司）200头，公母各半，随机分为5 组，每组5 个重复，每个重复8 头。日粮分别为极低蛋白水平日粮（CP 11.60%，VLCP）、低蛋白水平日粮（CP 12.60%，LCP）、正常蛋白水平日粮（CP 13.60%，NCP）、高蛋白水平日粮（CP 14.60%，HCP）、极高蛋白水平日粮（CP 15.60%，VHCP）。5 种试验日粮均参照《中国猪营养需要》推荐50～80 kg 脂肪型生长育肥猪营养需要配置，试验期共68 d。
1.2 试验设计与日粮
本试验日粮均参照《中国猪营养需要》推荐50～80 kg 脂肪型生长育肥猪营养需要配制。净能水平的一致是通过调整日粮中的玉米和油脂添加量实现。日粮蛋白水平通过改变豆粕、玉米、米糠粕的比例实现。同时通过晶体氨基酸的添加来调节氨基酸水平，以符合平衡氨基酸模式，且其他氨基酸含量满足营养需要推荐值。基础日粮组成和营养水平见表1。
表1 试验日粮组成和营养水平（饲喂基础）
注：1.预混料为每千克日粮提供：VA 1 540 IU、VD3 170 IU、VE 17 IU、VK 0.6 mg、VB 12 μg、核黄素3 mg、D-泛酸9.5 mg、烟酸11 mg、生物素0.1 mg、叶酸0.4 mg、胆碱0.45 g、K 0.2 g、Mg 0.05 mg、Fe 60 mg、Cu 3.5 mg、Mn 3 mg、Zn 60 mg、I 0.15 mg、Se 0.25 mg；
2.营养水平均为计算值。
1.3 饲养管理
试验于6—8 月份在湖南楚沩香股份有限公司猪场进行，期间由专人管理。试验前进行7 d 预饲，试验期间每天饲喂2 次（08：00 和17：00)，自由饮水和采食。栏舍的消毒和猪的基础免疫按照养殖场的常规程序进行。栏舍湿度保持60%～70%，温度保持在25～32 ℃,每天下午及时清理栏舍粪便以保持栏舍卫生。
1.4 样品采集与处理
试验结束，按重复每栏选择1 头接近平均体重的猪，共25 头猪。待宰猪只禁食12 h 后,按标准的商业程序屠宰。屠宰后在胴体右侧背最长肌中取样保存在4 ℃下用于肉质评价,另取一部分在-20 ℃下冷冻，用于测定中长链脂肪酸。在结肠段取部分食糜，于-80 ℃下速冻，用于测定短链脂肪酸（short-chain fatty acid，SCFAs）。
1.5 样品分析与测定
1.5.1 生长性能测定
试验期间每周对每组试验猪进行称重，并记录每栏猪每天的采食量。计算平均日增重（ADG）、平均日采食量（ADFI）和料重比（F/G）。
1.5.2 屠宰性能测定
胴体性状指标测量和计算方法参照《猪生产学》（2002）。按常规屠宰方法去头、蹄、尾和内脏（保留肾和板油），测量胴体重、胴体斜长、胴体垂直长及体肩部最厚处、胸腰椎结合处和腰荐椎结合处3 点背膘厚，计算屠宰率和平均背膘厚。将左半边胴体后腿分割称重，继续分离皮、脂肪、瘦肉和骨骼进行称重，并计数。
1.5.3 肉品质测定
取左侧背最长肌用于肉质指标测定，包括肉色、pH、剪切力、系水力、蒸煮损失、压榨损失、中长链脂肪酸等指标。
肉色：采用ADCI—WSl型色度计于屠宰后45 min测定背最长肌肉色。其中L*表示亮度，L*值越大，亮度越大，a*表示红度，b*表示黄度。
pH：将HI-9025 型pH 计电极直接插入背最长肌中，深度应不小于1 cm，将电极头部完全包埋在肉样中，测定宰后1 h和24 h的pH（精确到0.01）。
剪切力：按C—LM3型数显式肌肉剪切力仪(北京朋利驰科技有限公司)使用说明操作，将肉样按与肌纤维呈垂直方向切取宽度为1.5 cm的肉片，再用1.27 cm直径的圆形取样器顺着肌纤维方向钻切样，记录剪切力。
系水力：用滴水损失表示。称取2 cm 原肉样称重，计为m1，在4 ℃密封塑料容器中悬挂24 h后，取出样品并再次称重，计为m2，计算滴水损失。
滴水损失（%）=（m1-m2）/m1×100
蒸煮损失：精确称量肉样质量（M1），在中心插入温度计，放入保鲜袋，然后于72 ℃蒸煮，当肉中心温度达到70 ℃时取出，冷却至室温，轻轻擦干表面水分并称质量（M2），计算蒸煮损失。
蒸煮损失（%）=（M1-M2）/M1×100
1.5.4 背最长肌中长链脂肪酸测定
中长链脂肪酸：取冻干样0.5 g 于10 mL 离心试管中，加入4 mL 苯-石油醚（1∶1）混合溶液，密闭浸提24 h。24 h 后加入4 mL 氢氧化钠-甲醇溶液，于振荡器上振荡3 min，静置30 min，加入超纯水分层，取上层溶液200 μL 于1.5 mL 离心管，加入800 μL 正己烷稀释，过0.22 μm滤膜后装入上样瓶存于4 ℃，经气相色谱柱sp-2560分离后进入FID 检测仪分析中长链脂肪酸的含量。
1.5.5 结肠内容物短链脂肪酸含量
短链脂肪酸：取食糜3 g，用纯化水进行稀释（质量体积比1∶1）。振荡混匀后12 000 r/min 离心10 min，取上清液1 mL，加入25%的偏磷酸0.2 mL，充分混匀，静置30 min 后12 000 r/min 离心10 min，取上清液100 μL，加入甲醇100 μL，充分混匀并12 000 r/min 离 心10 min，收 集 上 清 液 于EP 管中，-20 ℃保存待测。经气相色谱柱DB-FFAP分离后进入FID检测仪分析短链脂肪酸的含量。
1.6 数据统计与分析
数据采用SAS 9.2 统计软件中GLM 模型进行方差分析，每组猪作为一个统计单元，使用Lsmeans 语句进行多重比较，应用Contrast 语句进行线性和二次的趋势分析。统计结果以P＜0.05为差异显著，P＜0.01为差异极显著。
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结果与分析
2.1 日粮蛋白质水平对宁乡猪生长性能的影响
由表2可知，LCP组ADG极显著高于VHCP组（线性，P＜0.01），末重显著高于VHCP 组（线性，P＜0.05），料重比极显著低于HCP组和VHCP组（线性，二次，P＜0.01），其余指标各组间均无显著差异（P＞0.05）。
表2 日粮蛋白质水平对宁乡猪生长性能的影响
注：同行数据肩标不含有相同小写字母表示差异显著（P＜0.05），含有相同小写字母或无字母表示差异不显著（P＞0.05）；下表同。
2.2 日粮蛋白质水平对宁乡猪屠宰性能的影响
由表3 可知，VLCP 组眼肌面积极显著高于其他蛋白水平组（线性，P＜0.01），背膘厚、胴体直长、胴体斜长、瘦肉率和腿臀比例各组间均无显著差异（P＞0.05）。
表3 日粮蛋白质水平对宁乡猪屠宰性能的影响
2.3 日粮蛋白质水平对宁乡猪肉品质的影响
由表4 可知，NCP 组a*极显著低于其他蛋白水平组（二次，P＜0.01），蒸煮损失低于其他蛋白水平组，HCP 组b*显著高于VLCP 组（二次，P＜0.05）。其他指标各组间无显著差异（P＞0.05）。
表4 日粮蛋白质水平对宁乡猪肉品质的影响
2.4 日粮蛋白质水平对宁乡猪背最长肌中长链脂肪酸组成的影响
由表5 可知，己酸、棕榈油酸、亚油酸和多不饱和脂肪酸含量随日粮蛋白质梯度增加显著降低（线性，P＜0.05）。饱和脂肪酸随日粮蛋白质梯度增加显著升高（线性，P＜0.05），NCP 组硬脂酸显著高于VLCP 组和LCP 组（线性，二次，P＜0.05）。其他指标各组间无显著差异（P＞0.05）。
表5 日粮蛋白质水平对宁乡猪背最长肌中长链脂肪酸组成的影响（%）
注：1.饱和脂肪酸包括C6∶0、C8∶0、C10∶0、C12∶0、C14∶0、C16∶0、C17∶0、C18∶0、C20∶0、C22∶0；
2.单不饱和脂肪酸包括C16∶1、C17∶1、C20∶1、C18∶1n-9t、C18∶1n-9c；
3.多不饱和脂肪酸包括C20∶2、C18∶2n-6c、C18∶3n-3、C20∶3n-6、C20∶3n-3、C20∶4n-6。
2.5 日粮蛋白质水平对宁乡猪结肠短链脂肪酸含量的影响
由 表6 可 知，与NCP 组 相 比，LCP、HCP 组 和VHCP 组的戊酸含量显著增加（P＜0.05），LCP 组的总短链脂肪酸含量显著增加（P＜0.05）。LCP 组、HCP组和VHCP 组的乙酸含量显著高于VLCP 组（P＜0.05）。其他短链脂肪酸含量各组间差异不显著（P＞0.05）。
表6 日粮蛋白质水平对宁乡猪结肠短链脂肪酸含量的影响（μg/mL）
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讨论
3.1 日粮蛋白质水平对宁乡猪生长性能的影响在本试验中，当日粮蛋白水平从15.60%降低到11.60%时，50～80 kg 宁乡猪采食量并没有显著变化，日增重呈线性和二次显著降低，料重比呈线性和二次显著提高。在讨论育肥期宁乡猪适宜蛋白添加水平时，日粮蛋白质水平的降低和增加都应有一个适宜的范围，饲喂蛋白质水平过量的日粮会增加动物负担，降低猪末重[3]。饲喂蛋白质水平过低的日粮不能满足猪的营养需要，降低生长性能。有报道表明，在补充适宜水平氨基酸后，日粮蛋白质水平降低2%～4%对猪的生长性能无显著负影响[4-6]。另外一些报道中，日粮蛋白质水平在适宜范围内降低，能显著影响猪的生长性能[7-8]。Netshirovha 等[9]研究表明，日粮蛋白质水平从16.00%降低至13.00%，显著降低了猪的生长性能和胴体性状。段佳琪等[10]研究表明，当日粮蛋白质水平从16.00%降低至12.00%时，对猪的生长性能无显著影响；而降低至10.00%时，日增重显著降低，料重比显著提高。综上所述，日粮蛋白质水平的降低和提高都应在适宜的范围内，超过这个范围，过低或过高都会对生长性能产生负面影响。
3.2 日粮蛋白质水平对宁乡猪屠宰性能和肉品质的影响随着人们生活水平的提高，开始注重猪肉的品质和风味[11]。日粮蛋白质水平和氨基酸组成是影响猪肉品质的重要因素。适宜的日粮蛋白质水平和平衡的氨基酸组成能够对肉品质产生一定的影响[12]。本试验结果显示，NCP组肉色a*和蒸煮损失显著低于其他蛋白质水平组，日粮蛋白质水平的降低能显著提高背膘厚和眼肌面积。有研究表明，日粮蛋白质水平降低对猪屠宰性能和肉品质无显著影响[13-15]。呼红梅等[16]研究表明，赖氨酸水平不变，日粮蛋白质水平从16.5%降低至12.5%会显著增加肉色评分和屠宰性能。Goerl 等[17]发现，背最长肌剪切力会随着日粮蛋白水平的提高而提高。张克英等[18]研究表明，60～100 kg 育肥阶段猪饲喂蛋白水平为12.0%的日粮较蛋白水平为17.5%和7.5%的日粮，可有效改善肉品质。综上所述，日粮蛋白水平适宜地降低或提高都能一定地改善猪肉品质。陈佳亿[19]也证实，日粮蛋白质水平的降低或提高，都增加了屠宰后24 h背最长肌的肉色和肌内脂肪含量。这与本研究结果相似，这可能跟宁乡猪肉品质基因有关。
3.3 日粮蛋白质水平对宁乡猪背最长肌中长链脂肪酸组成的影响中长链脂肪酸组成作为肉品质中一项重要指标，其在猪营养领域的研究缺乏一致结论，有报道显示，日粮蛋白质水平不同不影响猪背最长肌和半腱肌中长链脂肪酸的组成[20]。另有研究表明，受品种的影响，杨小婷等[7]在坞猪研究中发现，蛋白质水平为120 g/kg的低蛋白组不饱和脂肪酸含量显著高于蛋白水平为160 g/kg 高蛋白组。陈佳[21]在杜约八三元杂交猪研究中发现，日粮蛋白质水平可调节肌肉脂肪酸含量。受饲粮的影响，Dannenberger 等[22]研究发现,亚麻籽粕高蛋白饲粮和低蛋白饲粮的n-3 浓度最高都可达113 mg/100 g 肌肉。Chen等[23]研究发现，与对照组20%蛋白质水平相比，添加α-酮戊二酸蛋白水平为17%的低蛋白饲粮可提高油酸(C18∶1n-9)和单不饱和脂肪酸含量。本试验结果表明，不同蛋白质水平对宁乡猪背最长肌己酸、棕榈油酸、亚油酸、硬脂酸和多不饱和脂肪酸含量具有显著影响，且日粮蛋白质水平越低，脂肪酸含量越高，表明低蛋白日粮更利于宁乡猪背最长肌中长链脂肪酸沉积。3.4 日粮蛋白质水平对宁乡猪结肠内容物SCFAs 组成的影响短链脂肪酸由肠道益生菌产生，具有抗菌、抗炎症和免疫调节活性等功能[24]。有研究表明，机体获得短链脂肪酸的方式主要是肠道菌群代谢[25]，而结肠内短链脂肪主要由乙酸、丙酸、丁酸组成，且占比85%～95%[24]，短链脂肪酸含量增加，能降低肠道pH，有利于肠道微生物繁殖生存，抑制致病菌生长[26]。更深入研究显示，短链脂肪酸参与能量代谢，短链脂肪酸在肠道产生后可被结肠上皮吸收，为结肠细胞提供能量或进一步进入血液在调节机体脂肪酸，葡萄糖和胆固醇的代谢中发挥相关作用[27]；其中丁酸盐可通过增加肠道胆碱神经元的比例来影响肠道神经元，进而提高肠道蠕动能力[28]。本试验结果显示，低蛋白质水平组短链脂肪酸含量要高于其他组，表明低蛋白质水平日粮能更有利于肠道短链脂肪酸的产生、有益菌的活动和蠕动。
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结论
在日粮净能水平为9.86 MJ/kg，限制性氨基酸含量保持一致，且满足其他营养需要时，低蛋白水平日粮对50～80 kg阶段宁乡猪生长性能、肉品质和短链脂肪酸有一定改善作用。
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