车炼强 -教槽料营养与营养结构

1、教槽料营养与营养结构车炼强 博士、副研究员 陈代文 博士、教授、博士生导师 养猪生产系统中培育优质仔猪的重要性优秀后备种猪优质仔猪 仔猪快速生长发育 仔猪健康状况良好ADG、FCR肠道健康 仔猪有快速生长的生理基础：新生期生长潜力大（400500g/d）；机体营养代谢、沉积能力强；然而：1.母乳供给有限2.教槽料营养采食量采食后养分消化吸收最新研究表明：仔猪7日龄断奶，配方乳饲喂，21天后达9.0 kgHan等，British Journal of Nutrition, 2013暗 示 生长潜力？断奶日龄？营养摄入！教槽料营养仔猪生长速度 代谢、沉积能力 消化生理母乳胎 儿出 生断 奶脐带脐带

2、营养稳定的氧供给子宫内衡温无菌环境肠腔营养肺呼吸体温调节有菌环境新生仔猪消化生理关键时期固体饲粮日粮类型转变液体奶固体饲粮离开母猪环境条件改变教槽料营养教槽料营养仔猪生长速度 代谢、沉积能力 营养水平饲喂方式营养素消化生理代谢强度：蛋白质周转和能量消耗占整体20%-35%，是肌肉10-30倍，小肠粘膜1-2天完全更新；营养素：AA（尤其是Thr,Glu,Gln,Asp）、 GS；营养水平：40-60%的肠腔营养是维持肠黏膜正常生长所必需；营养学“三大要素”与肠道发育和健康密切相关仔猪肠道营养水平对肠道健康的影响静脉营养肠腔营养clinicNEC满足肠道营养未满足肠道营养暗示：仔猪断奶应激急性期

3、适应期适应期急性期肠黏膜萎缩肠细胞凋亡消化酶活性降低黏膜蛋白/DNA含量降低肠道激素（GLP-2/PYY/EGF)分泌低采食量低肠腔营养缺乏代谢强度：蛋白质周转和能量消耗占整体20%-35%，是肌肉10-30倍，小肠粘膜1-2天完全更新；营养素：AA（尤其是Thr,Glu,Gln,Asp）、 GS；营养水平：40-60%的肠腔营养是维持肠黏膜正常生长所必需；饲喂方式：液体固体; 营养学“三大要素”与肠道健康密切相关动物营养学的根本任务和核心内容根本任务：确保动物健康、高效、优质生产核心内容：吃什么？吃多少？怎么吃？-营养素-营养水平-饲喂方式传统动物营养学成就需要的营养素：50种需要水平：饲养

4、标准使畜牧生产基本能在营养调控下有目的、有计划进行催生和支撑了饲料工业营养素营养平衡理论能量蛋白质脂肪酸维生素碳水化合物矿物元素整体营养平衡LysIleMetThrTryLeu氨基酸平衡困 惑？同一饲粮饲喂遗传背景相同的动物，个体差异很大！相同营养素、相同营养水平的不同配方，饲用效果差异很大！纯合日粮与实用日粮饲喂效果差异很大！说 明？营养素不全、功能不清；需要量不准确；还是营养素以外的问题？营养源吃什么吃多少怎么吃营养物质营养水平饲养方式 认识营养源 营养源蛋白质：植物源蛋白 vs. 动物源蛋白氨基酸：天然蛋白质来源 vs. 人工合成能 量：碳水合化物、脂肪、蛋白质碳水合化物：淀粉 vs.N

5、SP脂 肪：植物源 vs. 动物源 矿物质：无机源 vs.有机源营养源的比较效应营养源比较效应研究蛋白源比较效应淀粉源比较效应纤维源比较效应脂肪源比较效应矿物源比较效应不同种类蛋白质对仔猪ADG影响无氮日粮酪蛋白大豆分离蛋白玉米醇溶蛋白复合蛋白实用日粮dbcdca0.0050.00100.00150.00200.00250.00300.00350.00400.00450.00NFDCASSPIZEINCOMNORMAL日增重(g/d)ADG(g/d)不同种类蛋白质对仔猪F/G影响无氮日粮酪蛋白大豆分离蛋白玉米醇溶蛋白复合蛋白实用日粮无氮日粮酪蛋白大豆分离蛋白玉米醇溶蛋白复合蛋白实用日粮仔猪腹泻

6、率（%）0510152025NFDCASSPIZEINCOMNORMAL 小肠组织形态学 饲喂SPI、ZEIN为蛋白源的半纯合日粮导致小肠绒毛变短，腺窝增加aabbccdd0.005.0010.0015.0020.0025.00NFDCASSPIZEINCOMNORMAL胃蛋白酶活性（U/mg prot）cccbaba0.001000.002000.003000.004000.005000.00NFDCASSPIZEINCOMNORMAL胰蛋白酶（U/mg prot）无氮日粮酪蛋白大豆分离蛋白玉米醇溶蛋白复合蛋白实用日粮粗蛋白消化率（%） 饲喂SPI、ZEIN内源N损失大 回肠AA表观消化率

7、（%） 回肠AA真消化率（%） 小肠氨基酸转运载体表达量 饲喂SPI、ZEIN，氨基酸转移载体表达量下降仔猪消化道PH值饲喂SPI、ZEIN，不同肠段食糜PH值提高盲肠食糜乳酸菌/细菌总数（%）无氮日粮酪蛋白大豆分离蛋白玉米醇溶蛋白复合蛋白实用日粮后肠挥发性脂肪酸含量降低蛋白源差异的原因 氨基酸模式？SPI/ZEIN添加AA后的仔猪生产性能-50050100150200250300350400450日采食量(g/d) CASSPISPI+AAZEINZEIN+AANormal+AA日增重(g/d) 空肠组织形态学结构 ZEIN添加AA没有彻底改变结构变化添加AA后乳酸杆菌/大肠杆菌比值空肠盲肠

8、SPI, ZEINSPI, ZEIN盲肠内容物中微生物代谢产物SPI、ZEIN添加AA没能有效扭转代谢产物劣质蛋白质+AA优质蛋白质蛋白质结构肠道降解与终产物Implications蛋白质种类不同，营养生理效应不同；劣质蛋白不仅降低生产性能，而且影响肠道健康；劣质蛋白添加氨基酸可以缓解生产性能和健康的降低，但不能完全克服；单一蛋白源（半纯合日粮）不如复合蛋白源的实用日粮。 实用饲粮配方下，不同蛋白源对仔猪生产性能和健康的影响？Che 等,2012,Livestock ScienceADFI abbbSDPPSPCWPCSDEADG abbabSDPPSPCWPCSDE abbabF:GSDPP

9、SPCWPCSDE仔猪生产性能最佳：血浆蛋白粉；次之：乳清浓缩蛋白鸡蛋粉较差：大豆浓缩蛋白优质蛋白源比较：SDPP vs. SPC vs. WPC vs. SDE abbabababb a abbab绒毛高度隐窝深度绒毛隐窝比SDPP大豆浓缩蛋白乳清浓缩蛋白鸡蛋粉SDPP大豆浓缩蛋白乳清浓缩蛋白鸡蛋粉SDPP大豆浓缩蛋白乳清浓缩蛋白鸡蛋粉 仔猪肠道形态结构仔猪血清IgA仔猪血清IgG ababab abaab abaab 仔猪体液免疫SDPP大豆浓缩蛋白乳清浓缩蛋白鸡蛋粉SDPP大豆浓缩蛋白乳清浓缩蛋白鸡蛋粉平均日增重（ADG，g）Control4%SDPP4%YE2%SDPP+2%YE料肉比

10、（F /G ）Control4%SDPP4%YE2%SDPP+2%YE平均日采食量（ADFI，g）Control4%SDPP4%YE2%SDPP+2%YEababab酵母抽提物(YE) VS. SDPP车炼强等（2012）Control4%YE2%SDPP+2%YEabcabC反应蛋白皮质醇Control4%SDPP2%SDPP+2%YEControl4%SDPP2%SDPP+2%YEabcbaaabab4%SDPP4%YE4%YE结论：SDPP提高体液免疫YE缓解断奶应激免疫球蛋白对免疫力或缓解断奶应激的影响？蛋白源比较效应的原因分析-蛋白质结构、蛋白源优化组合-微生态效应-蛋白质的消化代谢

11、产物-介导的免疫力调节营养源比较效应研究蛋白源比较效应淀粉源比较效应纤维源比较效应脂肪源比较效应矿物源比较效应日粮设计玉米淀粉小麦淀粉木薯淀粉豌豆淀粉淀粉用量（%）54.554.554.554.5其他成分（%）45.545.545.545.5直链/总淀粉（%）17191033支链/总淀粉（%）83829067直链/支链0.210.240.120.48动物21日龄DLY仔猪，体重约6.5-7 kg，试验期21天CSWSTSPSSEMP-value绒毛高度(m)十二指肠585593554 60123.40.043空肠579582535 63917.00.033回肠498510444 55412.0

12、0.019隐窝深度(m)十二指肠408420438 45517.10.026空肠325325308 34816.40.013回肠343349323 3539.70.025绒毛/隐窝十二指肠1.43 1.41 1.26 1.320.060.031空肠1.78 1.79 1.741.84 0.070.002回肠1.45 1.46 1.37 1.57 0.050.013小肠形态结构CSWSTSPSSEMP-value淀粉酶十二指肠67369365671645.380.066空肠810798572111364.550.016回肠69670961485653.590.045麦芽糖酶十二指肠1591458

13、7 201 21.870.042空肠17716196 23727.580.036回肠18717710323123.780.029蔗糖酶十二指肠129122105 14421.900.045空肠125120116 13915.860.064回肠142142135 15523.010.058消化酶活性（U/mg 蛋白质）肠道内容物双歧杆菌属数量微生态效应肠道内容物乳酸杆菌属数量肠道内容物大肠杆菌属数量不同淀粉来源对仔猪后肠挥发性脂肪酸浓度的影响 结 肠盲 肠肠道发育相关指标影响肠道养分吸收功能 因 此： 豌豆淀粉有利于改善仔猪肠道健康；玉米淀粉小麦淀粉木薯淀粉豌豆淀粉淀粉用量（%）54.554.5

14、54.554.5其他成分（%）45.545.545.545.5直链/总淀粉（%）17191033支链/总淀粉（%）83829067直链/支链0.210.240.120.48原 因？小肠不同部位淀粉消化率（%）CS-玉米淀粉；WS-小麦淀粉；TS-木薯淀粉；PS-豌豆淀粉小肠部位玉米日粮糙米日粮糯米日粮RS日粮空肠前段47.170.59b48.652.43b81.901.72a34.141.79c空肠后段74.211.51b79.642.52b91.980.10a56.301.47d回肠前段83.812.14c92.222.73b96.040.8a73.742.34d回肠末端93.080.54c

15、96.141.49b99.810.43a82.281.05d不同来源日粮淀粉在仔猪小肠不同部位的消化率 糯米淀粉前肠快速消化-后肠葡萄糖供应极低，肠道氨基酸氧化供能；-后肠微生物数量低，菌体氮素利用率低；-消化速度过快，与AA吸收同步差 糯米组仔猪蛋白质利用率F/G 糯米淀粉 糖脂代谢Parameter 木薯（高支/直） 玉米Serum glucose (mmol/L) 6.83 0.48 6.40 0.34Serum triglyceride (mmol/L) 0.54 0.02 0.47 0.03Serum cholesterol (mmol/L) 2.04 0.13* 1.54 0.10

16、Liver total fat (g/100 g wet tissue) 8.91 0.62* 5.38 0.33Liver triglyceride (mol/g) 69.127.11 58.346.32Liver cholesterol (mol/g) 3.420.25* 2.780.19Metabolic hormonesGH (ng/mL) 1.03 0.04 0.920.03Insulin (pmol/L) 72.42 5.93* 56.24 5.17Glucagon (pg/mL) 31.33 6.12 26.51 5.74Liver enzymes (U/mg protein)G

17、lucose-6-phosphate dehydrogenase 35.162.91 33.252.42Fatty acid synthetase 28.562.74* 23.382.15Acyl-CoA oxidase 3.610.42 4.460.35HMG-CoA reductase 6.20.51* 4.90.38Note: *means P0.05; *means P0.01肝脏脂肪和胆固醇含量增加代谢激素紊乱肝脏脂质代谢相关基因表达异常鉴定了肝脏 648 差异表达基因，大部分与脂质和碳水化合物代谢有关，pathway 分析表明，insulin and PPAR 参与调节。验证分析表

18、明： TS：激活生脂基因转录表达，降低降脂基因表达。CS:相反。MicroarraySuppressor of cytokine signalingInfluence of starch on insulin (A) and PPAR (B) signaling pathways.Gene symbols in red indicate genes that are differentially expressed.(a) Ketogenesis, (b) Lipid transport，(c) Lipogenesis，(d) Cholesterol metabolism，(e) Fatty

19、acid transport，(f) Fatty acid oxidation，(g) Adipocyte differentiation，(h) Gluconeogenesis淀粉源差异的原因结构与性质降解部位与程度仔猪生产性能肠道健康糖脂代谢 Implications日粮淀粉来源影响仔猪生产性能和肠道健康；淀粉的营养效应差异原因在于淀粉的结构，不同淀粉的消化部位、程度和速度不同；微生态效应：豌豆淀粉（高直/支链比例）后肠消化木薯淀粉（高支/直链比例）前肠消化营养源比较效应研究蛋白源比较效应淀粉源比较效应纤维源比较效应脂肪源比较效应矿物源比较效应比较的几种纤维来源 玉米纤维 大豆纤维 麦麸纤

20、维 豌豆纤维谷类豆类 28d断奶仔猪：10% 纤维源腹泻指数(%)豌豆纤维提高乳酸杆菌、抑制大肠杆菌数量 大豆纤维提高了大肠杆菌数量 回肠微生物数量(copies/g digesta)回肠微生物数量(copies/g digesta)豌豆纤维和麸麦纤维均提高了双歧杆菌数量 盲肠挥发性脂肪酸浓度(mol/g digesta) 豌豆纤维、大豆纤维和麸麦纤维均提高盲肠SCFA浓度 杯状细胞数量 (n/ 60mm2)豌豆纤维和麸麦纤维能提高回肠或盲肠中杯状细胞数量肠道屏障因子豌豆纤维和麦麸纤维能通过提高屏障因子表达，促进仔猪肠道屏障功能。ControlCornSoybeanWheat branPeaS

21、EMDAO (U/mg)8.67a9.51a9.16ab11.19b9.94ab0.14IleumTGF- (g/g)1.59a1.66ab1.66ab1.68ab1.82b0.04ColonTFF (ng/g)984a1071a1021a2378b2049b0.07Colon回肠炎症和凋亡相关基因表达(relative mRNA copies)豌豆或麦麸纤维能抑制肠道炎症相关因子的基因表达CFNDFADF纤维素半纤维素木质素玉米纤维13.260.916.512.244.50.38大豆纤维11.040.715.310.225.40.02麦麸纤维14.568.120.715.547.41.55豌

22、豆纤维24.848.230.124.918.10.08寻求原因：不同来源纤维的组成成分差异尤其是单糖分子组成：Arabinose : Xylose : Galactose = 0.89:0.32:1.00木质素日粮碳水化合物日粮纤维抗性淀粉淀粉+糖木质素非淀粉多糖NDFNDOPectinGumsADF半纤ADLCellu可溶性纤维不可溶性纤维Implications纤维来源不同糖分子组成 微生态效应肠黏膜功能基因 肠道健康营养源比较效应研究蛋白源比较效应淀粉源比较效应纤维源比较效应脂肪源比较效应矿物源比较效应脂肪-不仅仅是能量 最经济有效的能源物质在糖脂代谢、微生态调控中具有重要作用细胞膜成分

23、，介导生物信号传导仔猪生产性能：椰子油 vs. 鱼油 vs. 猪油椰子油提高了仔猪日增重，改善了料肉比。 椰子油组Coconut oil鱼油组Fish oil猪油组LardADG, g 235.788.70Bb181.227.52Aa173.9810.93AaADFI,g 496.119.62497.9414.47495.4112.11G/F2.140.08Aa2.700.07Bb2.960.15Bb3周龄仔猪，试验期3周，油脂添加量10%椰子油Coconut oil鱼油Fish oil猪油Lard绒毛高度 (m)413.34 23.29408.34 48.45424.08 33.29隐窝深度

24、 (m)325.43 7.96326.759.56311.6015.18高度/深度1.310.071.290.191.380.11粘膜厚度 (m)735.3327.20735.1041.43735.6838.74仔猪空肠形态结构无病原菌时椰子油Coconut oil鱼油Fish oil猪油Lard绒毛高度 (m)414.64 19.91327.63 23.48321.17 15.19隐窝深度 (m)314.4217.95289.3119.05313.1332.88绒毛高度/隐窝深度1.360.071.160.081.060.09粘膜厚度 (m)729.0631.51616.9436.06634

25、.3041.11仔猪空肠形态结构E.Coli.攻毒时椰子油Coconut oil鱼油Fish oil猪油Lard大肠杆菌 (lg copies/g)6.600.066.790.056.990.10乳酸杆菌 (lg copies/g)8.860.128.490.087.650.26双歧杆菌 (lg copies/g)8.660.088.250.117.940.15乳酸/大肠杆菌 159.5440.6058.6414.3210.963.42双歧/大肠杆菌 123.7028.1130.0311.4811.521.41仔猪盲肠菌群结构无病原菌时仔猪盲肠菌群结构E.Coli.攻毒时椰子油Coconut

26、oil鱼油Fish oil猪油Lard大肠杆菌 (lg copies/g)6.990.107.350.117.820.08乳酸杆菌 (lg copies/g)8.010.137.850.116.800.08双歧杆菌 (lg copies/g)7.850.097.360.117.100.08乳酸/大肠杆菌 15.233.653.861.180.110.03双歧/大肠杆菌 6.371.900.890.150.220.08脂肪来源对仔猪免疫因子和免疫指标的影响 肠道内容物脂肪酸组成形成差异Implications不同来源脂肪具有不同的促生长和肠道微生态效应；脂肪生物学功能：取决于脂肪酸链长、饱和度、n3/n6比例等；椰子油促生长及肠道保健效果最佳，鱼油次之，猪油最差。矿物源比较效应姜海迪（2012）钙来源对仔猪Ca和P利用率的影响CaCO3 柠檬酸钙钙磷含铁量、与铁结合力等甘氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、富马酸等 配位体合成条件、设备等生产工艺 螯合度、稳定常数有机铁仔猪对铁需要量大对铁缺乏敏感，不同铁源生物学差异大，研究猪适宜铁源显得十分必要。硫酸亚铁甘氨酸铁赖氨酸铁蛋氨酸铁富马酸铁初始体重（kg）12.711.3112.691.3612.701.201