低蛋白质饲粮条件下生长猪对色氨酸需要量的研究

王荣发 李 敏 贺 喜 易学武 杨 强 唐燕军 谯仕彦 张石蕊*

(1.饲料安全与高效利用教育部工程研究中心，湖南农业大学动物营养研究所，长沙 410128;2.湖南伟业动物营养有限公司，长沙 410013;3.国家饲料工程技术研究中心，北京 100193)

低蛋白质饲粮条件下生长猪对色氨酸需要量的研究

王荣发1李 敏1贺 喜1易学武2杨 强3唐燕军1谯仕彦3张石蕊1*

(1.饲料安全与高效利用教育部工程研究中心，湖南农业大学动物营养研究所，长沙 410128;2.湖南伟业动物营养有限公司，长沙 410013;3.国家饲料工程技术研究中心，北京 100193)

本研究先后通过2个梯度试验来研究低蛋白质饲粮条件下生长猪对色氨酸的需要量。试验分别选取360头平均初始体重为(24.16±2.35)kg和(23.60±2.17)kg的“杜×长×大”三元杂交健康生长猪，随机分为6个处理，每个处理6个重复，每个重复10头猪。对照组饲粮参照NRC(1998)猪营养需要量推荐标准设计，蛋白质含量为正常水平;试验组饲粮的蛋白质水平较对照组饲粮降低4个百分点，各试验组的真可消化赖氨酸、真可消化蛋氨酸、真可消化苏氨酸的含量和净能水平保持一致;试验1中真可消化色氨酸设0.131%、0.146%、0.161%、0.176%和0.191%5 个水平，试验 2 中真可消化色氨酸设 0.141%、0.150%、0.159%、0.170% 和0.181%5个水平;对照组饲粮真可消化赖氨酸、含硫氨基酸、真可消化苏氨酸含量和净能水平与试验组接近。结果表明，在氨基酸平衡时，饲粮蛋白质水平较NRC(1998)猪营养需要量推荐标准降低4个百分点并不影响试猪的生长性能;折线模型和二次回归分析结果显示，低蛋白质饲粮中真可消化色氨酸水平为0.146%时，试猪可获得最佳生长性能，超过0.152%时，试猪的生长性能有降低趋势，饲粮中真可消化赖氨酸与色氨酸的适宜比例为100∶(17.6～18.3)。结果提示，饲粮蛋白质水平较NRC(1998)猪营养需要量推荐标准降低4个百分点，回肠真可消化赖氨酸为0.83%时，真可消化色氨酸水平为0.146%可以较好满足生长猪(20～50 kg)的生长需要。

低蛋白质饲粮;色氨酸;生长猪;生长性能

研究表明，在满足赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸需要量的条件下，饲粮蛋白质水平较NRC(1998)营养需要量推荐标准降低4个百分点不影响生长猪的生长性能［1］。目前，除 Wahlstrom等［2］、Myer 等［3］和 Figueroa 等［4］对赖氨酸、蛋氨酸和异亮氨酸需要量的研究报道外，其他关于低蛋白质饲粮中各种氨基酸的适宜添加量的研究报道较少。色氨酸是猪的必需氨基酸，除具有合成机体蛋白质的功能外，还是一些重要生理活性物质(5-羟色胺、褪黑激素和烟酸)的前体。但色氨酸在玉米中的含量较低，在玉米-豆粕型饲粮以及低蛋白质饲粮中是主要限制性氨基酸之一。所以，饲粮低蛋白质条件下猪对色氨酸需要量的研究对完善低蛋白质饲粮技术体系，发挥低蛋白质饲粮节约成本及保护环境的优势具有重要意义。目前，关于色氨酸的研究主要集中在色氨酸对猪的采食量、肉质、免疫以及行为学上的影响［5-8］，只有少量研究针对仔猪色氨酸需要量［9-11］，针对生长育肥猪色氨酸需要量的研究更鲜见报道［12-13］。另外，在低蛋白质饲粮条件下，国内仅见唐茂妍等［14］和苏有健等［15］对生长猪和仔猪真可消化色氨酸需要量及生长性能影响的报道。因此，本试验采用扣除法研究生长猪真可消化色氨酸需要量，以NRC(1998)猪的真可消化赖氨酸需要量推荐标准为其临界限制生长水平，通过2个梯度试验，设置10个色氨酸水平，根据剂量与生长效应确立低蛋白质饲粮条件下生长猪(20～50 kg)真可消化色氨酸的需要量。

1 材料与方法

1.1 试验动物与试验饲粮

试验采用单因素随机分组设计，试验1选择平均初始体重为(24.16±2.35)kg的“杜 ×长 ×大”三元杂交健康生长猪360头，按体重相近、遗传基础相似的原则，随机分为6个处理:对照组(饲喂正常水平蛋白质饲粮)和5个试验组(饲喂低蛋白质水平饲粮)，每个处理6个重复，每个重复10头猪(公母各占1/2)。对照组饲粮参照NRC(1998)猪营养需要量推荐标准配制，蛋白质水平满足推荐量。试验组饲粮蛋白质水平较对照组饲粮降低4个百分点，5个真可消化色氨酸水平分别为0.131%、0.146%、0.161%、0.176% 和0.191%。饲粮能量体系采用净能体系，试验组与对照组净能水平相近(净能水平根据尹慧红等［16］和Yi等［17］研究结果设置)，并补充赖氨酸、蛋氨酸和苏氨酸满足猪对氨基酸的需要量。试验期为33 d。

试验2选取平均初始体重为(23.60±2.17)kg的“杜 ×长 ×大”三元杂交健康生长猪360头，试验设计同试验1。但试验2真可消化色氨酸水平的设置是在试验1得到的适宜真可消化色氨酸水平基础上进一步缩小范围，以求得到更精准的数值，分别为 0.141%、0.150%、0.159% 、0.170%和0.181%。试验期为34 d。

试验1和试验2的饲粮组成及营养水平分别见表1和表2。

1.2 饲养管理

试验在湖南大有畜牧有限公司益阳猪场进行，封闭式猪舍，通风良好。试验期自由采食、饮水，每天08:00和16:00各加料1次，按猪场常规程序进行消毒、驱虫和免疫。

1.3 检测指标

试猪分别于试验开始和结束时早晨空腹称重，以重复(圈)为单位记录耗料量，计算平均日增重、平均日采食量和料重比。在每个试验结束时，每个重复中按耳标固定2头猪，用真空采血管从前腔静脉采血10 m L，血样在室温下倾斜放置30 m in，3 500 r/m in 离 心 10 m in，分 离 血 清，-20℃冷冻保存。采用Technicon RA-1000全自动生化分析仪及试剂盒(中生北控生物科技股份有限公司)测定血清尿素氮含量。

1.4 数据处理

试验数据用Excel软件进行初步处理后，采用SAS 8.2的一般线性模型(GLM)统计分析。在所有处理的方差分析中，采用Contrast程序对蛋白质水平进行分析，LSD法进行多重比较，P＜0.05差异显著，P＜0.01差异极显著。饲粮中色氨酸水平对试猪平均日增重的影响评定采用线性模型和二次曲线模型，并用折线模型求得最佳色氨酸需要量。

2 结果

2.1 低蛋白质饲粮对生长猪生长性能和血清尿素氮含量的影响

试验1的结果表明(表3)，整个试验期间，猪群健康状况良好。各组试猪的初始体重差异不显著(P＞0.05);低蛋白质饲粮的试验组料重比和对照组相比无显著差异(P＞0.05);色氨酸水平为0.146%、0.161% 和 0.176%的 3 个试验组的平均日增重与对照组接近，无显著差异(P＞0.05)，但其中以色氨酸水平为0.161%的试验组平均日增重最高，达到了742 g。色氨酸水平为0.131%和0.191%的2个试验组平均日增重比对照组分别极显著降低了 7.72% 和 6.10%(P＜0.01);色氨酸水平为0.131%的试验组平均日采食量显著低于对照组(P＜0.05)，但是其他4个试验组与对照组相比差异不显著(P＞0.05);与对照组相比，饲粮蛋白质水平的下降极显著降低了血清尿素氮含量(P＜0.01)。

试验2的结果表明(表4)，各组试猪的初始体重差异不显著(P＞0.05);与对照组相比，各低蛋白质试验组的平均日采食量和料重比无显著差异(P＞0.05)。色氨酸水平为 0.150%、0.159% 和0.170%的3个试验组的平均日增重与对照组相比无显著差异(P＞0.05)，其中色氨酸水平为0.150%的试验组平均日增重最高，达到了731 g，其他2个试验组平均日增重比对照组分别显著降低了4.69%和 5.93%(P＜0.05);与对照组相比，饲粮蛋白质水平下降极显著降低了血清尿素氮含量(P＜0.01)。

表1 试验1饲粮组成及营养水平(饲喂基础)Table 1 Composition and nutrient levels of diets in experiment1(as-fed basis) %

2.2 低蛋白质饲粮中不同色氨酸水平对生长猪生长性能和血清尿素氮含量的影响

试验1的结果表明(表3)，随着色氨酸水平的升高，平均日增重呈极显著一元二次趋势(P＜0.01)，色氨酸水平升高到0.161%时，平均日增重由递增趋势转变为递减趋势，极显著高于色氨酸水平为0.131%和0.191%的2个试验组(P＜0.01)，与其他 2个试验组差异不显著(P＞0.05);色氨酸水平为0.131%组的平均日采食量最低，显著低于色氨酸水平为0.161%的试验组(P＜0.05)，其他试验组之间差异不显著(P＞0.05);各试验组的料重比接近，无显著差异(P＞0.05);色氨酸水平为0.161%时，血清尿素氮的含量显著低于其他各试验组(P＜0.05)。

表2 试验2饲粮组成及营养水平(饲喂基础)Table 2 Composition and nutrient levels of diets in experiment2(as-fed basis) %

试验2结果表明(表4)，随着色氨酸水平的升高，平均日增重呈极显著一元二次趋势(P＜0.01)，色氨酸水平升高到0.150%时，平均日增重由递增趋势转变为递减趋势，极显著高于色氨酸水平为0.141%和0.181%的2个试验组(P＜0.01)，与其他 2个试验组差异不显著(P＞0.05);各组的料重比和平均日采食量接近，无显著差异(P＞0.05);色氨酸水平为0.150%的试验组与0.159%、0.170%2个试验组的血清尿素氮含量差异不显著(P＞0.05)，但这3组血清尿素氮含量显著低于其他2个试验组(P＜0.05)。

2.3 低蛋白质饲粮条件下生长猪对色氨酸需要量的折线模型和回归分析

对表3和表4中的数据进行分析，以每个试验中低蛋白质饲粮试验组平均日增重数据作为评价指标，进行折线分析和二次回归分析。图1和图2得到的是饲粮色氨酸水平与平均日增重的折线模型和二次回归趋势。从图1可以看出，饲粮色氨酸水平最小数值的转折点为0.146%(R2=0.85)，从图2可以看出，饲粮色氨酸水平二次最大数值的转折点为 0.152%［Y=-72 556.9(Trp)2+22 027.5(Trp)-958.9，R2=0.87］，结果表明，对生长猪(20～50 kg)而言，补充赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸满足猪的氨基酸需要量后，色氨酸水平最低为0.146%时，能较好满足猪的生长需要，最高不宜超过0.152%。

表3 低蛋白质饲粮中不同色氨酸水平对生长猪生长性能及血清尿素氮含量的影响(试验1)Table 3 Effects of tryptophan level on growth performance and serum urea nitrogen content of grow ing pigs fed low protein diets(experiment1)

表4 低蛋白质饲粮中不同色氨酸水平对生长猪生长性能及血清尿素氮含量的影响(试验2)Table 4 Effects of tryptophan level on growth performance and serum urea nitrogen content of grow ing pigs fed low protein diets(experiment 2)

图1 饲粮色氨酸水平与平均日增重的折线图Fig.1 Broken line graph of Trp level and ADG

图2 饲粮色氨酸水平与平均日增重的二次趋势图Fig.2 Quadratic broken line graph of Trp level and ADG

3 讨论

在低蛋白质饲粮的研究中，蛋白质水平在NRC(1998)猪营养需要量推荐标准的基础上降低4个百分点，并补充适当氨基酸满足需要量，生长猪的日增重、日采食量和料重比均未受到影响［18-19］，本次试验也再次证实了这一观点。

色氨酸对采食的调控一直是氨基酸研究的热点。众多研究表明，色氨酸缺乏将导致猪采食量下降［20-21］，而当采食色氨酸过量时，色氨酸会通过血脑屏障在脑中生成5-羟色胺，而5-羟色胺会抑制动物的食欲。本次试验也验证了上述观点。多数低蛋白质水平的试验组平均日采食量虽无显著差异，但低水平的色氨酸组平均日采食量偏低，高水平的色氨酸组平均日采食也趋于下降，当色氨酸水平在0.15% ～0.16%时，平均日采食量相对较高。另外，本次试验正常蛋白质水平的对照组饲粮色氨酸水平高达到0.19%，但平均日采食量未表现出下降。可能的原因是正常蛋白质水平的饲粮中大分子中性氨基酸含量比低蛋白质饲粮含量高，大分子中性氨基酸与色氨酸竞争通过血脑屏障的载体，减少产生5-羟色胺，削弱了高水平色氨酸对采食的抑制作用。苏有健等［15］在仔猪的研究中也得出类似的推论。但色氨酸对采食的调节还需进一步研究。

色氨酸需要量研究结果不仅受试猪基因、性别和阶段的影响，也受试验反应指标的选择、统计方法及饲粮赖氨酸水平的影响。Eder等［12］研究表明20～50 kg生长猪真可消化色氨酸需要量明显高于NRC(1998)需要量推荐标准，以增重为指标需要量为0.2%，以氮沉积为指标需要量为0.196%。但该试验结果采用的是非线性模型进行分析，存在高估色氨酸需要量的可能。Guzik等［13］利用该试验的数据，进行折线模型分析，以增重为指标，色氨酸需要量仅为0.15%。另外，Guzik等［13］使用玉米-豆粕-豌豆型饲粮，通过以血浆尿素氮为指标得到在30.9和51.3 kg生长猪的真可消化色氨酸需要量分别为0.167%和0.134%，并结合1980年以后文献总结认为30和50 kg生长猪真可消化色氨酸需要量分别为0.18%和0.14%。该结论略高于 NRC(1998)的水平。这是因为随着猪的生长潜力的增加，用于生长的色氨酸需要量则更多。但本次试验结果表明真可消化赖氨酸与色氨酸的适宜比例为100∶(17.6 ～18.3)时，生长猪的生长性能达到最佳水平，最佳生长性能的真可消化色氨基酸需要量为0.146%，最高不宜超过 0.152%，与 NRC(1998)比较相差不大。可能的原因是饲粮蛋白质水平的下降，大分子中性氨基酸的含量减少，对色氨酸生成5-羟色胺途径竞争性抑制减少。稍高水平的色氨酸会减少采食，对需要量回归模型中的生长性能响应指标产生一定影响。此外，对于饲粮组成是否影响猪色氨酸的需要量报道很少，研究表明，玉米-豆粕型饲粮与大麦-小麦-木薯型饲粮对仔猪色氨酸的需要量没有影响［22］，而低蛋白质饲粮条件下，添加高比例的合成氨基酸对猪氨基酸需要量是否产生影响需要进一步探讨。另外，本试验结果与唐茂妍等［14］采用二次回归法获得的生长猪低蛋白质饲粮中理想氨基酸比例Lys∶Trp=100∶(18 ～21)接近。

4 结论

①当饲粮蛋白质水平较NRC(1998)猪营养需要量推荐标准降低4个百分点，饲粮回肠真可消化赖氨酸为0.83%时，真可消化色氨酸水平为0.146%，可以较好满足20～50 kg阶段生长猪的生长需要。

②低蛋白质饲粮中真可消化色氨酸水平为0.146%时，试猪可获得最佳生长性能，超过0.152%时，试猪的生长性能有降低趋势，饲粮中真可消化赖氨酸与色氨酸的适宜比例为100∶(17.6 ～18.3)。

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*Corresponding author，professor，E-mail:163zsr@163.com

(编辑 陈 鑫)

Tryptophan Requirem ents of G row ing Pigs Fed Low Protein Diets

WANG Rongfa1LIMin1HE Xi1YIXuewu2YANG Qiang3TANG Yanjun1QIAO Shiyan3ZHANG Shirui1*
(1.Institute of Animal Nutrition，Hunan Agricultural University，Engineer Research Center of Feed Safety Efficient Utilization of Ministry of Education，Changsha410128，China;2.Hunan Sinowest Animal Nutrition Co.，Ltd.，Changsha410013，China;3.National Feed Engineering Technology Research Center，Beijing100193，China)

Two experiments were conducted to determ ine requirements of tryptophan(Trp)for grow ing pigs fed low protein diets supplemented with crystalline am ino acids(CAA).A total of 360 cross-bred(Duroc×Landrace×Large white)grow ing pigs［(24.16 ±2.35)kg，experiment 1］or 360 cross-bred(Duroc×Landrace×Large white)grow ing pigs［(23.60 ±2.17)kg，experiment2］were allotted to 6 treatmentswith 6 replicates in each treatment and 10 grow ing pigs in each replicate.In experiment1，the treatments consisted of a corn and soybeanmeal control dietmeeting the nutrient requirements of sw ine(NRC，1998)and five test dietswith the same low protein content(4%reduction)and five different Trp levels(0.131%，0.146%，0.161%，0.176%and 0.191%，respectively)supplemented with CAA.In experiment2，a control dietwas the same as that in the experiment1，and five test diets had the same low protein content(4%reduction)and five different Trp levels(0.141%，0.150%，0.159%，0.170%，and 0.181%，respectively).The results showed that no adverse effects on growth performancewere found in grow ing pigs fed the low protein(4%reduction)diets with CAA supplementation.The results of broken line model and quadratic regression analysis indicated that to achievemaximum growth performance in grow ing pigs，0.146%Trp in the low protein(4%reduction)diet with CAA supplementation was necessary， but not greater than 0.152%， and TDLys∶TDTrp=100∶(17.6 to 18.3)was a suitable scope.The results indicate that feeding a low protein(4%reduction)diet，optimum growth performance of grow ing pigs(20 to 50 kg)w ill be obtained if the diet provides 0.146%Trp，aswell as0.83%ileum true digestible lysine.［Chinese Journal of Animal Nutrition，2011，23(10):1669-1676］

low protein diets;tryptophan;grow ing pigs;growth performance

S828

A

1006-267X(2011)10-1669-08

10.3969/j.issn.1006-267x.2011.10.005

2011-05-05

国家自然科学基金项目(31172219);国家公益性行业(农业)科研专项经费项目(200903006);湖南省教育厅优秀青年项目(10B044);教育部科学技术研究重点项目(211122)

王荣发(1985—)，男，湖南益阳人，硕士研究生，从事饲料营养的研究。E-mail:214960879@qq.com

*通讯作者:张石蕊，教授，硕士生导师，E-mail:163zsr@163.com