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摘 要:对幼龄仔猪而言,抗营养因子可能是有害的。因此,使饲料含有较低水平的抗营养因子能够改善动物的健康,并促进生长。识别并减少主要的抗营养因子有助于克服这些负面作用。
关键词:抗营养因子;仔猪;生产性能
对仔猪来说,断奶被认为是其一生中最具有挑战性和应激性的时期之一。它们要离开母猪,开始从液态饲料(母乳)转为固态饲料,且通常会被转群和与其他猪栏的仔猪混群饲养。同时,仔猪被“要求”实现较高的采食量,以确保它们的生长潜力能得到发挥。大量摄入必须养分是发挥现代猪种生长潜力所需的。
仔猪断奶的一个重要方面也是其消化道的发育。消化道需要发育,通常还必须应对致病微生物的侵袭。由于欧洲以及世界上多个国家禁止使用已引入养猪生产中的抗生素生长促进剂,这使断奶已经成为一个更大的挑战。不过,生产力通常已能够得到维持,甚至提高。主要方法之一是关注断奶仔猪适合的营养。
1 抗营养因子
大豆是饲料中最常用的蛋白质原料,其氨基酸组成使其非常适合在动物营养中使用。然而,在断奶仔猪日粮中,大豆不是一种合适的蛋白质饲料,因为它还含有不受欢迎的抗营养因子(Anti-nutritional Factors,ANFs)。这些抗营养因子分别是:
1.1 胰蛋白酶抑制剂
胰蛋白酶抑制剂是饲料中的天然蛋白质,能够阻断内源性蛋白酶——胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性。这是植物为避免被动物食用而产生的一种天然防御机制。实际上,这种“胰蛋白酶抑制剂活性(Trypsin Inhibitor Activity,TIA)”会降低蛋白质的消化率,增加蛋白质的内源性损失。胰蛋白酶抑制剂的活性能够通过加热处理得到降低或失去,但过热将会对饲料中的蛋白质质量产生负面作用,且会招致反效果。TIA的作用在幼龄动物中表现得尤为强烈,因为大龄动物能够通过增加其胰脏大小来弥补胰蛋白酶活性的损失。胰蛋白酶抑制剂是最有名的抗营养因子,但也存在其他抗营养因子,且通过高温处理不能被灭活。
1.2 低聚糖
大豆含有约6 %的低聚糖,主要是棉子糖和水苏糖。大豆中的低聚糖不能被消化,但哺乳动物肠道中的微生物群可以利用其进行发酵。这种发酵不是有益的,因为它是通过潜在的致病菌进行,因此会产生气体(肠胃气胀),引起腹泻,降低能量的利用率。
1.3 抗原
生大豆蛋白中约65 %~80 %的蛋白质由β-伴球蛋白和球蛋白组成,它们是大豆蛋白的主要储存形式,其中之一的β-伴球蛋白在大多数的动物肠道中会引起肠上皮过敏反应。球蛋白只有通过静脉注射才会引发抗体的产生。该抗原在肠道中会引起过敏反应,进而会损伤肠道,降低其消化能力,同时会消耗能量和蛋白质。
1.4 植酸
植酸是一种含磷的酸,能够与重要矿物质如钙、镁、铁、锌结合而形成复合物,影响它们的利用。由于它也与蛋白质有关,其被分解后会提高蛋白质的消化率。众所周知,植酸已能用植酸酶进行降解,目的是提高磷的利用率。最近,植酸酶生产商正建议提高其在饲料中的使用剂量,以减少植酸的其他ANF作用。然而,许多研究已发现磷的消化率有很大差异。2010年,Kerr等在一项研究中,给猪饲喂添加了外源性植酸的玉米-大豆型日粮,结果验证了这一点。
1.5 凝集素
凝集素是一种(四聚)糖蛋白,能抗蛋白质水解作用。它们能够粘附于小肠上皮,引起肠道上皮的刷状缘严重破坏和绒毛溃疡,进而会增加内源性氮的损失。在猪日粮中使用无凝集素的大豆,能使饲料转化率改善约10 %(表1)。
1.6 未消化的物质
由于抗营养因子造成的营养物质损失,是在断奶仔猪日粮中使用大豆后引发的问题之一。未消化的物质在肠道中还会成为细菌发酵的底物。大豆中ANFs含量上的差异不仅会影响仔猪的生长性能,还会增加如由致病菌生长引起的腹泻风险。因此,确保大豆原料尽可能含有最低水平的ANF活性,是提高仔猪生产性能、健康和福利的一个重要方法。
2 一种新型成分
减少抗营养因子可以通过热处理、溶剂萃取或酶降解来实现。正如上文所说,热处理只能对热敏感的分子起作用,但对热稳定的ANFs如低聚糖不起作用(图1)。过热会对饲料的营养价值带来实实在在风险,将极大地降低动物对蛋白质的利用率。溶剂萃取也是一种减少抗营养因子的方法,但它是一种较粗放的处理工艺,不能消除某些ANFs,如植酸和低聚糖。
Hamlet蛋白质公司研发了一种生物转化工艺,通过使用酶来减少饲料中的抗营养因子(表2)。公司生产的HP800 Booster是一种新研发的产品,是大豆和酵母协同处理后的结果。该产品含有酵母细胞壁的重要成分——甘露糖和葡聚糖。已知细菌对肠道的附着受细菌凝集素与含有D-甘露糖的受体介导。因此,使用以甘露糖为主要成分的碳水化合物生产出的产品,将有利于减少致病性细菌在肠中的定植。因为此类糖会附着在肠道上,从而可防止肠道致病性细菌的附着。
3 生产性能
图2 显示了在丹麦猪场进行的3项饲喂试验中断奶仔猪的平均日采食量(Average Daily Feed Intake,ADFI)。所有这3项试验有一个共同点,即都使用了用大豆和酵母的协同加工生产出的产品——HP800 Booster,并用也是Hamlet蛋白质公司生产的一种高质量大豆蛋白源HP300对其进行检测。试验1和2的试验时间为21 d,两种蛋白质源的添加水平都为10 %。试验3的两种蛋白质源都按15 %的水平添加,试验时间仅为10 d。断奶仔猪的ADFI平均改善了7 %(5 %~11 %)。即使考虑到了仔猪的ADFI,该ADFI也已经处于一个较高的水平。该结果表明,大豆和酵母的协同加工生产出的产品能够提高断奶仔猪的采食量,哪怕仔猪采食量的起点已处于较高的水平。新的试验正在进行,初步的数据都证实了这些发现,即这一组合能够提高断奶仔猪的采食量。□□
原题名:Reducing the effects of anti-nutritional factors(英文)
原作者:Catsten Pedersen(丹麦Hamlet蛋白质公司,应用经理)
关键词:抗营养因子;仔猪;生产性能
对仔猪来说,断奶被认为是其一生中最具有挑战性和应激性的时期之一。它们要离开母猪,开始从液态饲料(母乳)转为固态饲料,且通常会被转群和与其他猪栏的仔猪混群饲养。同时,仔猪被“要求”实现较高的采食量,以确保它们的生长潜力能得到发挥。大量摄入必须养分是发挥现代猪种生长潜力所需的。
仔猪断奶的一个重要方面也是其消化道的发育。消化道需要发育,通常还必须应对致病微生物的侵袭。由于欧洲以及世界上多个国家禁止使用已引入养猪生产中的抗生素生长促进剂,这使断奶已经成为一个更大的挑战。不过,生产力通常已能够得到维持,甚至提高。主要方法之一是关注断奶仔猪适合的营养。
1 抗营养因子
大豆是饲料中最常用的蛋白质原料,其氨基酸组成使其非常适合在动物营养中使用。然而,在断奶仔猪日粮中,大豆不是一种合适的蛋白质饲料,因为它还含有不受欢迎的抗营养因子(Anti-nutritional Factors,ANFs)。这些抗营养因子分别是:
1.1 胰蛋白酶抑制剂
胰蛋白酶抑制剂是饲料中的天然蛋白质,能够阻断内源性蛋白酶——胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性。这是植物为避免被动物食用而产生的一种天然防御机制。实际上,这种“胰蛋白酶抑制剂活性(Trypsin Inhibitor Activity,TIA)”会降低蛋白质的消化率,增加蛋白质的内源性损失。胰蛋白酶抑制剂的活性能够通过加热处理得到降低或失去,但过热将会对饲料中的蛋白质质量产生负面作用,且会招致反效果。TIA的作用在幼龄动物中表现得尤为强烈,因为大龄动物能够通过增加其胰脏大小来弥补胰蛋白酶活性的损失。胰蛋白酶抑制剂是最有名的抗营养因子,但也存在其他抗营养因子,且通过高温处理不能被灭活。
1.2 低聚糖
大豆含有约6 %的低聚糖,主要是棉子糖和水苏糖。大豆中的低聚糖不能被消化,但哺乳动物肠道中的微生物群可以利用其进行发酵。这种发酵不是有益的,因为它是通过潜在的致病菌进行,因此会产生气体(肠胃气胀),引起腹泻,降低能量的利用率。
1.3 抗原
生大豆蛋白中约65 %~80 %的蛋白质由β-伴球蛋白和球蛋白组成,它们是大豆蛋白的主要储存形式,其中之一的β-伴球蛋白在大多数的动物肠道中会引起肠上皮过敏反应。球蛋白只有通过静脉注射才会引发抗体的产生。该抗原在肠道中会引起过敏反应,进而会损伤肠道,降低其消化能力,同时会消耗能量和蛋白质。
1.4 植酸
植酸是一种含磷的酸,能够与重要矿物质如钙、镁、铁、锌结合而形成复合物,影响它们的利用。由于它也与蛋白质有关,其被分解后会提高蛋白质的消化率。众所周知,植酸已能用植酸酶进行降解,目的是提高磷的利用率。最近,植酸酶生产商正建议提高其在饲料中的使用剂量,以减少植酸的其他ANF作用。然而,许多研究已发现磷的消化率有很大差异。2010年,Kerr等在一项研究中,给猪饲喂添加了外源性植酸的玉米-大豆型日粮,结果验证了这一点。
1.5 凝集素
凝集素是一种(四聚)糖蛋白,能抗蛋白质水解作用。它们能够粘附于小肠上皮,引起肠道上皮的刷状缘严重破坏和绒毛溃疡,进而会增加内源性氮的损失。在猪日粮中使用无凝集素的大豆,能使饲料转化率改善约10 %(表1)。
1.6 未消化的物质
由于抗营养因子造成的营养物质损失,是在断奶仔猪日粮中使用大豆后引发的问题之一。未消化的物质在肠道中还会成为细菌发酵的底物。大豆中ANFs含量上的差异不仅会影响仔猪的生长性能,还会增加如由致病菌生长引起的腹泻风险。因此,确保大豆原料尽可能含有最低水平的ANF活性,是提高仔猪生产性能、健康和福利的一个重要方法。
2 一种新型成分
减少抗营养因子可以通过热处理、溶剂萃取或酶降解来实现。正如上文所说,热处理只能对热敏感的分子起作用,但对热稳定的ANFs如低聚糖不起作用(图1)。过热会对饲料的营养价值带来实实在在风险,将极大地降低动物对蛋白质的利用率。溶剂萃取也是一种减少抗营养因子的方法,但它是一种较粗放的处理工艺,不能消除某些ANFs,如植酸和低聚糖。
Hamlet蛋白质公司研发了一种生物转化工艺,通过使用酶来减少饲料中的抗营养因子(表2)。公司生产的HP800 Booster是一种新研发的产品,是大豆和酵母协同处理后的结果。该产品含有酵母细胞壁的重要成分——甘露糖和葡聚糖。已知细菌对肠道的附着受细菌凝集素与含有D-甘露糖的受体介导。因此,使用以甘露糖为主要成分的碳水化合物生产出的产品,将有利于减少致病性细菌在肠中的定植。因为此类糖会附着在肠道上,从而可防止肠道致病性细菌的附着。
3 生产性能
图2 显示了在丹麦猪场进行的3项饲喂试验中断奶仔猪的平均日采食量(Average Daily Feed Intake,ADFI)。所有这3项试验有一个共同点,即都使用了用大豆和酵母的协同加工生产出的产品——HP800 Booster,并用也是Hamlet蛋白质公司生产的一种高质量大豆蛋白源HP300对其进行检测。试验1和2的试验时间为21 d,两种蛋白质源的添加水平都为10 %。试验3的两种蛋白质源都按15 %的水平添加,试验时间仅为10 d。断奶仔猪的ADFI平均改善了7 %(5 %~11 %)。即使考虑到了仔猪的ADFI,该ADFI也已经处于一个较高的水平。该结果表明,大豆和酵母的协同加工生产出的产品能够提高断奶仔猪的采食量,哪怕仔猪采食量的起点已处于较高的水平。新的试验正在进行,初步的数据都证实了这些发现,即这一组合能够提高断奶仔猪的采食量。□□
原题名:Reducing the effects of anti-nutritional factors(英文)
原作者:Catsten Pedersen(丹麦Hamlet蛋白质公司,应用经理)