精准营养的相对性与动态性及其在食药同源天然植物饲料组学产品替代抗生素的猪只日粮中的应用

张吉鹍

（1.江西中成人药业有限公司，江西 进贤 331700；2.江西省农业科学院畜牧兽医研究所，江西 南昌 330200）

1 前言

尽管在我国动物生产中饲料端已经严禁使用抗生素，在养殖端亦尽量减量使用治疗用抗生素，但多年来的抗生素滥用所带来的细菌耐药性问题，仍然是困扰我国动物生产的一个极具挑战性的问题。在饲料端禁抗、养殖端减抗新形势下，如何在保证动物生长、生产健康高效前提下，发挥其最佳遗传潜能且又能避免细菌耐药性问题，是多年来国内外动物营养学家们一直在探索的问题，他们也试图找到抗生素的“替代产品”。已做的探索表明，常用于替代抗生素的产品主要有中草药提取物（含包括食药同源天然植物饲料原料在内的植物提取物）或其千目超微粉、酵母培养物、益生菌、益生素、酶制剂、酸化剂等。此外，还有卵黄抗体、免疫球蛋白、噬菌体及其裂解酶等产品。这些在理论上颇具替代抗生素潜力的产品，具有多种营养活性：1）增强机体免疫功能，提高机体的非特异性免疫力；2）调节肠道微生物菌群结构，维持菌群平衡与肠道健康（如肠道上皮物理屏障功能、肠道免疫屏障功能以及生物屏障功能等）；3）提高日粮营养物质在动物肠道的消化吸收率。营养物质在肠道消化率的增加，一方面可以减少小肠内未被消化吸收的营养物质进入后消化道（大肠）的数量，从而减少后消化道病原微生物生长所需的营养物质，避免造成微生物菌群结构失调与肠道屏障功能异常、危害肠道健康，最终影响到肠道的免疫功能，增加致病菌入侵致病的概率，并可避免受损的肠道上皮细胞反过来影响肠道的消化吸收功能，形成恶性循环；另一方面可以拓展饲料原料的选择范围。然而，迄今为止，尚无一个产品可以“一对一”地完全取代抗生素。

多年生产实践表明，要实现动物生产的无抗健康养殖，就必须实施与所选用产品（如食药同源天然植物饲料原料组学产品）配套的综合的整体集成技术，即动物营养工程技术，其中的营养管理技术就是要从营养素、营养源、营养水平出发，考虑动物及其肠道微生物的整体需要，构建动物的系统抗病营养技术，而精准营养技术就是其中的一项重要营养策略。文章拟从养猪生产实际出发，阐述精准营养技术需要强调的几个问题，及其在食药同源天然植物饲料原料组学产品替代抗生素的猪无抗日粮中的应用（以预防猪乳房炎为例）。

2 精准营养的相对性与动态性

记得在一次行业会议上，一位具有博士学位头衔的专家型企业创始人在大会报告时说他本人就非常反对“精准营养”这一提法，认为该提法不科学，理由是动物营养不可能做到精准。其实，这位专家混淆了“绝对”精准与“相对”精准的概念，他所反对的是应该绝对精准营养，而我们所说的精准营养，实际是相对精准营养，也就是说营养精准的相对性。所谓营养精准的相对性就是说在现有饲料原料评定技术（含检测技术）与动物营养需要（含抗病营养需要）最新研究成果条件下，有的放矢地满足各种养殖动物不同阶段的最佳营养需要，以充分发挥其生长、生产（产奶、产肉等）的遗传潜力。实际生产中，我们很难找到一个完美无缺的绝对精准营养模式，但是至少要找到一个比以前更好更精准的精准营养模式。因此，精准营养具有时代特点，要不断地与时俱进，要像古人修身养性那样“觉昨日非而今日是”，不断地用新的精准营养否定旧的精准营养，如此循环往复，以致无穷，使动物营养精准技术不断地接近“绝对精准”。

2.1 决定精准营养的3个要素不断完善、精准的动态性，决定了精准营养的动态性

2.1.1 猪育种技术不断进步，生产潜力不断提高

随着猪育种技术的发展，猪生产的遗传潜力也在不断提高，如母猪越来越高产，平均窝产仔数由20世纪90年代初的12头提高到如今的18头；育肥猪饲料全程转化效率不断提高，猪的料重比降至2.5∶1。

2.1.2 营养研究不断进展，营养标准不断更新

猪营养学家们不断地对遗传潜力持续改进的猪营养需要进行研究，以便能及时地更准确地确定猪生命周期内不同阶段的营养需要量以及各种营养素之间的互作与生物学利用率，并定期地对这些最新研究成果加以总结，吸收到不断更新迭代的猪营养需要标准中。例如，美国国家科学委员会（NRC）自1944年出版第一版《猪营养需要》以来（以下简称猪NRC标准），就不断推出更精准的猪NRC标准。目前，我国已经有了自己的更贴近中国实际因而也是更精准的猪“NRC”标准。

2.1.2.1 我国猪饲料的发展是一个不断精准高效的过程

就喂猪所用的饲料而言，我国养猪（所养猪种主要为各地的地方猪种）由20世纪90年代以前的几千年来，由剩饭、剩菜、淘米刷锅水、米糠、麸皮、酒糟、杂粮、红薯藤等草秧秸秆中的两种或多种饲草组成的简单混合饲料（俗称凑合饲料，饲喂时如猪不愿采食，会添加点食盐），发展到满足各种猪（地方猪种，外来猪种的二元、三元杂交猪）的母猪、仔猪、生长育肥猪及其不同生长阶段的消化能、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、钙、磷等粗营养指标需要的“玉米-豆粕-鱼粉-添加剂”型配合饲料，再发展到目前正在研究推广并且仍在不断完善的适合我国国情的低蛋白低豆粕多元化精准饲料，这是一个不断地由新的精准饲料否定旧的精准饲料的过程。

就营养指标而言，也在不断地用新的更精准的营养指标取代旧的营养指标，例如，蛋白指标就由最早“玉米-豆粕-鱼粉-添加剂”型配合饲料日粮配方中设置的粗蛋白指标，逐步演进到用可消化蛋白指标，再到用总氨基酸指标，最后到用可消化氨基酸、理想蛋白体系，这也是一个逐步深入不断完善的过程，因而能够不断更加精准地接近猪只对蛋白的实际需要（低蛋白日粮的理论基础是氨基酸平衡、理想蛋白模型）。磷指标亦如此，由总磷到可消化磷。

2.1.2.2 低蛋白低豆粕多元化精准饲料所取得的主要进展

特别需要指出的是，在精准饲料配制过程中，针对不同品种、不同类型、不同生长阶段猪群的主要进展在于：1）在满足猪只的最适营养需要方面，采用更为精准的净能和可消化氨基酸体系配制猪只饲料，饲料粗蛋白水平整体降低2%～4%，同时提高饲料蛋白的转化效率3.7个百分点以上。2）在所用的原料方面：①谷物能量饲料方面，不再是配合饲料中唯一的玉米，而是由玉米、小麦或/及稻谷（糙米）等组成，减少了对玉米的依赖。②在植物蛋白饲料方面，极大地降低了豆粕的比重，生长猪日粮中豆粕的用量平均降到8.4%，最低的降至6.6%，而且正在向无豆粕日粮方面发展，而其他的植物蛋白如菜粕、花生粕、棉粕、米糠、麸皮等的比重则有所上升。必须指出的是，这种替代不是简单、直接的“一比一”替换，否则不仅会降低日粮蛋白含量，造成氨基酸不平衡，而且还会增加抗营养因子，更会因为杂粕的增加而影响饲料的适口性。③低蛋白多氨基酸平衡配方技术方面，由过去配合饲料中的主要添加1～3种氨基酸（即常用的赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸），到添加6种氨基酸，除常用的3种氨基酸外，增加了色氨酸、缬氨酸和异亮氨酸等3种氨基酸，并对必需氨基酸之间及其与非必需氨基酸之间加以平衡。④添加植酸酶以提高饲料中磷的吸收利用率，降低了饲料中磷酸氢钙等矿物元素的添加量，减少了磷与重金属的排放。

2.1.2.3 低蛋白低豆粕多元化精准饲料可实现生态效益、经济效益与社会效益同步发展

随着精准营养技术的不断精准，日粮粗蛋白水平的降低可以实现生态效益、经济效益与社会效益同步发展。第一，生态效益方面，可以减少氮污染。据报道，猪饲料中粗蛋白水平每降低1%，可减少约8%～12%的氮排放，而据牧原食品股份有限公司（以下简称牧原）的实践，每头猪可减少1.5 kg的氮排放。第二，经济效益方面，可以降低生产成本，提高生产性能。据牧原的实践，1头猪可节省综合饲料成本50元。第三，社会效益方面，每头猪少消耗豆粕24.5 kg，折合大豆31.4 kg，从而降低养猪对豆粕的依赖，确保粮食安全。

2.1.3 饲料评定技术不断提高，饲料原料数据库不断更新

随着饲料原料评定技术的不断提高，饲料原料营养价值核心基础数据库不断完善更新，使得在实际生产中积极推广应用原料的动态营养（含霉菌毒素）数据成为可能。特别是检测技术的进步，检出阈值不断降低。例如，随着霉菌检测技术的不断提高，过去微量不能检测出的霉菌毒素现在都能够被检测出来，而且检测出的霉菌毒素种类越来越多，以致现在随便抽检一个饲料原料，70%以上都含有至少1种霉菌毒素，这为对霉菌毒素这样的有害物质作为与猪健康相关的指标列入饲料配方加以精准控制提供了基础，并能在不添加抗生素的情况下，根据是否使用某个副产品（如作为猪纤维原料的DDGS）、某个添加剂（如高效清除霉菌毒素、保护肠道黏膜、解除免疫抑制的食药同源天然植物饲料组学产品）而对霉菌毒素指标上限的设定加以调整，而这样的精准配方则更能直观地预测猪只所能到达的健康水平。

2.2 广义的猪精准营养技术不应只局限于猪营养需要与猪饲料原料动态数据库的构建

广义的猪精准营养技术不应只局限于猪营养需要与猪饲料原料动态数据库的构建，还应包括精准饲喂、精准配方等。

2.2.1 精准饲喂，减少氮、磷排放

我国一些养殖场户将营养水平较高的小猪料一直饲喂到育肥猪，造成大量蛋白质浪费和氮排放污染环境。要减少氮和磷的排放，第一，要实行分段饲喂。通过使不同阶段的猪只营养“需求”与相应的日粮营养“供给”相匹配，从而减少营养的浪费。第二，降低日粮蛋白水平。一方面，设计日粮配方时，用可消化氨基酸做指标，同时添加单体氨基酸，降低日粮蛋白水平。另一方面，添加具有健脾养胃、消积化滞、补气固表功能的食药同源天然植物饲料组学产品，提高日粮的消化率，减少氮、磷的排放。第三，降低总磷。设计日粮配方时，用可消化磷做指标，同时添加高效植酸酶及促进营养物质消化吸收的食药同源天然植物饲料组学产品。

2.2.2 母猪产程及其初乳产量与产前饲喂时间及饲喂量密切相关，要综合平衡，整体考虑

母猪产程越长，分娩时的产力越容易衰竭，也就越容易出现难产问题。而产程的长短与产前饲喂时间相关。据试验，给母猪产前最后一次进食到母猪分娩开始最好不要超过3 h，否则会增加母猪分娩时产程延长的概率。产前母猪饲喂量亦要精准，既不能太少，造成母猪能量储备不足，分娩时产力容易衰竭，出现难产；也不能太多，造成母猪肥胖，引起难产。据试验，产前母猪的最佳饲喂量为4.1 kg/d。此外，母猪初乳的产量亦与母猪产前饲喂量密切相关。据试验，仅就母猪初乳的产量而言，母猪产前3 h的最佳饲喂量为3.0 kg/d。母猪产前3 h最终精准的饲喂量要根据猪场的实际，综合平衡母猪产程及其初乳产量而决定。

2.2.3 评价母猪泌乳的饲料转化效率要与其采食量联系起来，进行整体考虑

母猪泌乳的饲料转化效率与育肥猪的不同。评价母猪泌乳的饲料转化效率要与其采食量联系起来，进行整体考虑。这是因为母猪的采食量对其饲料转化效率有着直接影响，表现在：当母猪的采食量较低，不足以满足其泌乳需要时，母猪会动用体储（自身的营养储备）产奶，表面上看，饲料转化效率较高，但不可能持久。当母猪的采食量较高时，则能够将更多的饲料直接将转化成奶，表面上看，饲料转化效率较低。所以，在评价母猪泌乳的饲料转化效率时，不仅不能与母猪的采食量割裂开来，相反要联系起来，进行整体考虑。母猪泌乳的饲料转化效率是在一定采食量下的饲料转化效率。要提高母猪泌乳的饲料转化效率，首先要有精准的采食量，在这个采食量下，确保母猪是直接用饲料中的营养来产奶，而非动用体储来产奶。如果不能精准地调控母猪的采食量，若采食量过低，就会因动用体储而降低母猪的整体生产效率；若采食量过高，就会降低饲料转化效率，增加母猪养殖成本。所以，要精准地调控母猪的采食量，就必须进行精准饲喂。可采用将母猪维持需要与泌乳需要分开计算的分需饲喂法实现精准饲喂。

2.2.4 重视纤维与油脂的品质

2.2.4.1 纤维的营养活性及其来源的细化

纤维营养对母猪分娩很重要。第一，不仅在于其能够减少母猪便秘，而且在于其在后消化道能够持续不断地通过发酵产生的短链脂肪酸所提供的能量，这些能量对处于分娩中的母猪会有帮助，因而能够减缓母猪产力的衰竭速度、缩短产程。第二，提高母猪的初乳产量，但是并不是所有纤维都有这种营养活性。例如，甜菜渣或果胶渣中的纤维能够提高母猪分娩后的初乳产量，而马铃薯渣的纤维则不利于母猪初乳的分泌。所以，细化纤维来源很重要。只有细化纤维来源，才能更精准地满足母猪的纤维营养需要。第三，提高母猪的免疫力。

2.2.4.2 运用多功能专用组合油，提高免疫功能，减少炎症发生

油脂对猪只特别是泌乳母猪和仔猪，尤其是在夏季对泌乳母猪非常重要。建议使用母猪、仔猪多功能专用组合油，这些组合油较好地平衡了ω-3多不饱和脂肪酸与ω-6多不饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比例，能更精准地满足母猪、仔猪对油脂的需要。

2.2.5 精准日粮配方

所谓精准日粮配方并非在设计日粮配方时简单地对原料设限，如将这种原料设置一个上限值（百分比），将另一种原料设置另一个上限值（百分比），再设定成本最低，而是要在设计猪只日粮配方时做到：1）如前文所述的，引入有毒有害物质的限定指标，并添加针对这些有毒有害物质的“去‘毒’除‘害’”食药同源天然植物饲料组学型产品或其他具有类似功能的产品，不仅能够拓宽非常规饲料的来源，而且不影响猪只的生产性能；2）如前文所述的，应用可消化氨基酸，可消化钙、磷等；3）与猪只的采食量结合起来，设定日粮中所需能量与氨基酸水平的最优值；4）应将日粮配方与经济效益结合起来，要求所配制的日粮生产效益最佳化，而不是简单地要求生产性能最大化。此外，精准日粮配方的实施要与精准饲喂联系起来，也就是要根据特定养殖场（户）所提供的猪场空间、栏位以及出栏方式（固定出栏时间或固定出栏体重），来制定不同营养管理策略。

3 食药同源天然植物饲料原料在猪无抗饲料中的精准应用

3.1 食药同源中（草）药在猪饲料中的应用简史及其所揭示的不断完善的精准营养

据现有文献记载，食药同源中（草）药原料在猪饲料中的应用，最早的可追溯到西汉时期的《淮南万毕术》中所记载的麻盐肥豕法：“取麻子三升，捣千余杵，煮为羹，以盐一升著中，和以糠三斛，饲豚，则肥也”，其中麻子和盐就是中药原料。该麻盐肥豕法既介绍了所用原料（麻子、盐与糠）及其用量（可换算成配比），又介绍了这些原料的加工调制方法与要求（“捣”“千余杵”，“煮”“为羹”，“和（混合）”），这在当时，是较单一的剩饭剩菜或/及其与米糠、青绿饲料等简单混合的凑合饲料要精准得多的猪育肥用“配合”饲料。清代《三农纪》中记载的猪催肥法指出：“贯众三斤，苍术四两，芝麻一升，黄豆一斗，炒熟，共末，和糟糠饲，饮以新汲水。如食不快，萝卜饲之”，其中的贯众、苍术是中药原料。该猪催肥法同样既介绍了所用原料（贯众、苍术、芝麻、黄豆与糠）及其用量（可换算成配比），又介绍了这些原料的加工调制方法，同时强调了饮水及饮用水的品质（要求“新汲水”），特别是强调了用萝卜调控采食速度（“如食不快，萝卜饲之”，其实际就是朴素的营养调控手段）。很显然，清代的猪育肥“配合”饲料较汉代的猪育肥“配合”饲料，营养更精准。20世纪90年代以后，随着“玉米-豆粕-鱼粉-添加剂”型配合饲料在我国的兴起，也带动了中草药饲料添加剂的发展。毫无疑问，含有中草药饲料添加剂的“玉米-豆粕-鱼粉-添加剂”型猪育肥用全价配合饲料，其营养肯定比清代猪催肥用“配合”饲料的营养更精准，更能满足猪只育肥的营养需要，猪只出栏时间亦由20世纪90年代初以前的“长寿猪”（育肥猪1年以上出栏），到使用“玉米-豆粕-鱼粉-添加剂”型全价配合饲料进行育肥，5～6个月出栏的“短命猪”（当然，这里包括猪种的贡献），从而极大地提高了饲料利用效率，料重比降至3∶1，并进一步降低到目前的2.5∶1。当前我国正在推广的低蛋白低豆粕多元化猪用精准饲料则比“玉米-豆粕-鱼粉-添加剂”型饲料更精准，前文已有阐述，不再赘述。本节强调其无抗性，也就是食药同源天然植物饲料组学产品的替代抗生素问题。中草药在饲料中的应用，也是由几种中草药直接添加到猪饲料中，到较为精准的中草药饲料添加剂，再到以营养活性物质组学理论为指导，设计的更为精准的食药同源天然植物饲料组学产品。通过上述分析，可以看出，无论是组方技术还是满足猪只的包括抗病营养在内的营养需要都是一个不断精准的动态过程。

3.2 食药同源天然植物饲料原料的营养活性

3.2.1 调免疫

具有调节免疫功能，提高非特异性免疫力的食药同源天然植物饲料原料主要有当归、党参、杜仲（叶）、黄芪、首乌、五加皮等。

3.2.2 抗病毒

3.2.2.1 直接杀死或抑制病毒

可以直接杀死或抑制病毒的食药同源天然植物饲料原料主要有苍术、桑叶、蒲公英、五味子、鱼腥草、野菊花等。

3.2.2.2 促进免疫功能或诱生干扰素

促进免疫功能或诱生干扰素的食药同源天然植物饲料原料主要有当归、党参、茯苓、黄芪、人参、首乌、山药等。

3.2.3 抗细菌

抗细菌类食药同源天然植物饲料原料主要有大蒜、金银花、马齿苋、蒲公英、野菊花、鱼腥草、杨树花等清热解毒类中草药。

3.2.4 促生长

具有消食导滞、理气健脾、驱虫消积、除邪清热、促生长的食药同源天然植物饲料原料主要有青皮、山楂、莱菔子、苍术、木香、山药、金荞麦、金银花等。

3.2.5 抗应激

具有抗应激，通过多种途径或靶点调整机体平衡状态的食药同源天然植物饲料原料主要有刺五加、酸枣仁等。

需要特别指出的是，这只是为了便于说明食药同源天然植物饲料原料的营养活性而进行的简单划分，其实很多食药同源天然植物饲料原料具有多种营养活性，如清热解毒类中草药鱼腥草，就既能抗细菌、抗病毒，还能抗钩端螺旋体、致病霉菌等病原微生物，一些清热解毒类中草药还具有保肝、抗炎、抗内毒素、抗氧化、增强机体免疫力、收敛涩肠以及消痈排脓等营养活性，杨树花还能够发挥肠黏膜免疫屏障作用。此外，甘草亦具有抗病毒、清热解毒的作用。

3.3 高效预防母猪乳房炎的食药同源天然植物饲料组学产品

3.3.1 高效预防母猪乳房炎的整体思路

高效预防母猪乳房炎，防患母猪乳房炎于未然，治乳房炎于未病，比及时发现、治疗母猪乳房炎更为重要。通常从如下三个方面着手：第一，搞好猪舍环境卫生，减少环境病原菌（包括环境型与传染型）侵入乳房的机会。第二，围产期（母猪产前7 d到产后7 d）阶段的饲养管理会直接影响到母猪产后哺乳、发情、配种。研究表明，平稳渡过围产期不仅决定母猪整个胎次所能产生效益的90%以上，而且对维持乳房健康具有决定性意义。第三，则是更为重要的一面，就是通过营养策略，提高母猪自身的免疫力，激发母猪自身的抗病潜力，从而最大化减少病原菌对包括乳房在内的母猪健康的危害（即中兽医的“正气存内，邪不可干”）。在满足母猪免疫基础营养需要的同时，以营养活性物质组学理论为指导，以食药同源天然植物饲料为原料，针对母猪乳房炎的发病机理，设计可直接添加于母猪饲料的预防母猪乳房炎的组学产品，就是重要的营养策略之一。

3.3.2 满足免疫系统及免疫细胞的基础营养需要

说到基础营养，能量、蛋白质、寡肽、氨基酸等固然是必不可少的。鉴于母猪普遍处于各种应激下的亚健康状态，按正常健康猪只理想状态下的营养需要标准配制的母猪日粮，必然不能满足母猪包括满足增强免疫在内的抗病营养需要。作为猪营养师在配制母猪日粮时，不仅要满足母猪的泌乳需要，同时要注意满足免疫需要等抗病营养需要：第一，是过去营养师关注得较多的硒等微量元素、矿物质元素钙以及维生素E、维生素A、维生素D等维生素。这些抗病营养素确实曾经对强化母猪免疫功能，维持母猪乳房健康发挥过极其重要的作用，但这是在母猪饲料中可以添加抗生素的情况下的精准营养策略所取得的效果。第二，当母猪饲料端严格禁止添加任何促生长类抗生素的情况下，对于无抗母猪饲料仅凭这些抗病营养素就不够精准了，必须添加新的抗病营养物质。第三，这里特别强调一下矿物元素钙的直接或间接地参与维持乳房健康的营养活性：一是，钙离子直接参与维持免疫细胞的功能；二是，乳头括约肌是母猪乳房抵御外来病原菌的一道极为重要的物理屏障，而乳头括约肌正常功能的维持需要钙离子参与。当母猪一旦产后瘫痪，卧地时间增加，如果乳头括约肌功能受损，就会相应增加乳房因触地而接触环境病原菌的风险，进而提高乳房炎发病的概率。

3.3.3 高效预防母猪乳房炎的食药同源天然植物饲料组学产品的组成

高效预防母猪乳房炎的食药同源天然植物饲料组学产品主要由杜仲叶、金银花、蒲公英、野菊花、鱼腥草等组成。

3.3.4 高效预防母猪乳房炎的食药同源天然植物饲料组学产品的功效

高效预防母猪乳房炎的食药同源天然植物饲料组学产品具有增强母猪免疫力，维持乳房健康的功效，具体为：1）提高母猪的免疫力，增强乳腺组织的抗感染力，提高母猪自身对乳房炎的防御能力；2）降低隐性乳房炎的发病率，减少包括母猪产后无乳综合征、母猪子宫内膜炎以及母猪乳房炎“三症”在内的疾病发病率。

4 小结

文章论述了精准营养的相对性与动态性，阐明了营养的相对“精准”与绝对“精准”间的关系，指出了现行猪精准营养技术下需关注的精准饲喂、精准配方以及以纤维、油脂为代表的精准原料分析等要点，如纤维要细化其来源、油脂宜用多功能专用组合油等。并以高效预防母猪乳房炎的食药同源天然植物饲料组学产品为例，说明了食药同源天然植物饲料组学产品在猪精准营养技术中的应用。