不同蛋白質原料對斷奶仔豬生長性能、養分表觀消化率、血清免疫和抗氧化指標及腸道...

畜牧人小李

摘要：本試驗旨在研究不同蛋白質原料(大豆濃縮蛋白、昆蟲蛋白KT100、血漿蛋白粉)對斷奶仔豬生長性能、養分表觀消化率、血清免疫和抗氧化指標及腸道形態的影響。選取108頭體重[(7.71±1.23) kg]相近的健康28日齡“杜×長×大”斷奶仔豬，隨機分為3個組，每組6個重復，每個重復6頭豬。試驗分為前期(第1~14天)和后期(第15~28天)。Ⅰ組(對照組)前期飼喂含8%大豆濃縮蛋白的試驗飼糧，后期飼喂含6%大豆濃縮蛋白的試驗飼糧；Ⅱ組前期飼喂含8%昆蟲蛋白KT100的試驗飼糧，后期飼喂含6%昆蟲蛋白KT100的試驗飼糧；Ⅲ組前期飼喂含6%血漿蛋白粉的試驗飼糧，后期飼喂含4%血漿蛋白粉的試驗飼糧。試驗期28 d。結果表明：1)試驗前期、后期和全期，各組之間斷奶仔豬的平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和飼料轉化率(FCR)均無顯著差異(P>0.05)。2)第14天，與Ⅰ組相比，Ⅱ組的粗蛋白質(CP)表觀消化率有降低的趨勢(P=0.07)。第28天，與Ⅰ組相比，Ⅱ和Ⅲ組的干物質(DM)和有機物(OM)表觀消化率顯著提高(P < 0.05)，Ⅲ組的CP消化率顯著提高(P < 0.05)。3)第14和28天，各組之間斷奶仔豬的血清免疫和抗氧化指標均無顯著差異(P>0.05)。4)與Ⅰ組相比，Ⅱ組的回腸隱窩深度顯著提高(P < 0.05)。綜上所述，飼糧中添加昆蟲蛋白KT100對斷奶仔豬的生長性能、免疫和抗氧化功能并無負面影響。
關鍵詞：斷奶仔豬    血漿蛋白粉    大豆濃縮蛋白    昆蟲蛋白    生長性能    免疫    抗氧化    腸道形態

隨著全球人口的迅速增長，預計2050年的肉類需求將比2010年提高58%。同時，這也對畜禽飼料的需求產生一定的影響，特別是對飼料蛋白質原料的需求造成了巨大的壓力。因此，尋求和開發新的可持續利用的飼料蛋白質資源，緩解飼料蛋白質原料日益稀缺的問題迫在眉睫。近年來，昆蟲由于蛋白質和脂肪含量高以及氨基酸均衡等優點被認為是具有潛在應用價值的飼料蛋白質原料。昆蟲以廚余垃圾等有機廢物為食，飼養基質來源廣泛，飼養成本低，生長速度快，飼料轉化效率高。因此，昆蟲將有助于緩解飼料蛋白質原料緊缺的困境。其中，家蠅、黃粉蟲和黑水虻是目前生產中最為常見的3種昆蟲蛋白質資源，主要用于替代畜禽飼糧中的魚粉和豆粕。Biasato等研究表明，黑水虻幼蟲粉在斷奶仔豬飼糧中部分替代豆粕，并未對斷奶仔豬生長性能、養分消化率、血清生化指標和腸道形態產生負面影響。Yu等研究表明，黑水虻幼蟲粉作為魚粉替代品添加于飼糧中，可增加斷奶仔豬回腸和盲腸有益菌的數量，抑制有害菌的增殖，同時改善回腸免疫功能。Jin等研究發現，黃粉蟲幼蟲粉替代豆粕添加于飼糧中，可改善斷奶仔豬的生長性能，且不會對免疫功能產生負面影響。在貿易戰和全球疫情的影響之下，我國的大豆供應較為緊張，大豆及其制品價格持續走高，尋找大豆替代品是豬生產中的一個關鍵問題。血漿蛋白粉雖是一種優質的蛋白質原料，但價格昂貴，且在非洲豬瘟肆虐的情況下，血漿蛋白粉被認為可能攜帶病毒而具有傳播非洲豬瘟的風險，目前關于昆蟲蛋白替代血漿蛋白粉的相關研究較少。因此，本試驗旨在研究不同蛋白質原料(大豆濃縮蛋白、昆蟲蛋白KT100、血漿蛋白粉)對斷奶仔豬生長性能、血清免疫和抗氧化指標及腸道形態的影響，為昆蟲蛋白資源在斷奶仔豬飼糧中的應用提供數據支持和科學依據。

1、材料與方法
1.1 試驗材料

本試驗所用昆蟲蛋白KT100由廣東某生物科技股份有限公司提供，主要由蠅蛆蟲體加工制成；大豆濃縮蛋白由秦皇島某食品工業有限公司提供；血漿蛋白粉購自天津某公司。大豆濃縮蛋白、血漿蛋白粉和昆蟲蛋白KT100的營養水平見表 1。

1.2 試驗設計和飼養管理

本試驗在河北豐寧中國農業大學農業農村部飼料工業中心動物試驗基地進行。試驗共選取108頭體重[(7.71±1.23) kg]接近的健康28日齡“杜×長×大”斷奶仔豬，按體重和性別，采用完全隨機區組設計分為3組，每組6個重復，每個重復6頭豬(公母各占1/2)。試驗分為前期(第1~14天)和后期(第15~28天)。Ⅰ組(對照組)前期飼喂含8%大豆濃縮蛋白的試驗飼糧，后期飼喂含6%大豆濃縮蛋白的試驗飼糧；Ⅱ組前期飼喂含8%昆蟲蛋白KT100的試驗飼糧，后期飼喂含6%昆蟲蛋白KT100的試驗飼糧；Ⅲ組前期飼喂含6%血漿蛋白粉的試驗飼糧，后期飼喂含4%血漿蛋白粉的試驗飼糧。試驗期28 d。試驗飼糧的制定參照NRC(2012)仔豬營養需要，其組成及營養水平見表 2。

試驗在全封閉式豬舍內進行，采用塑料漏糞地板、不銹鋼可調節料槽和鴨嘴式飲水器，利用自動控制系統調整舍內溫度(24~26 ℃)和相對濕度(60%~70%)。粉料飼喂，仔豬自由采食和飲水。試驗期間，定期打掃豬舍，保持通風。每日觀察豬的生長狀態，記錄健康情況，并按常規管理程序進行驅蟲和免疫。

1.3 測定指標和方法
1.3.1 生長性能和腹瀉率

分別在試驗第1、14和28天對各欄仔豬進行稱重并記錄數據，計算仔豬的平均日增重(ADG)。在試驗過程中，以欄為單位，記錄仔豬的給料量，并在各時期結束時，對剩料量進行統計，計算平均日采食量(ADFI)和飼料轉化率(FCR)。試驗期間，每天09:00和16:00逐頭檢查仔豬肛門，根據糞便評分等級記錄仔豬的腹瀉狀況，并按照如下公式計算腹瀉率：

腹瀉率(%)=100×試驗豬腹瀉頭次總和/

(試驗豬頭數×試驗天數)。

1.3.2 養分表觀消化率

在試驗前期和后期的最后3 d，收集新鮮的糞便樣品和飼糧樣品，保存于-20 ℃冷庫內，用于測定養分表觀消化率。樣品分析前，將糞便樣本于65 ℃烘箱中干燥72 h，回潮24 h，并過40目篩粉碎。樣品中干物質(DM)、粗灰分(Ash)、粗脂肪(EE)和粗蛋白質(CP)含量的測定分別按照GB/T 6345—2006、GB/T 6438—2007、GB/T 6433—2006和GB/T 6432—1994進行，總能(GE)使用氧彈式熱量計(1281型，Parr公司，美國)進行測定，鉻含量使用原子吸收光譜儀(Z-500，Hitachi公司，日本)測定。按照如下公式計算各養分表觀消化率：

養分表觀消化率(%)=100-100×[(飼糧鉻含量/

糞便鉻含量)×(糞便該養分含量/

飼糧該養分含量)]。

1.3.3 血清免疫和抗氧化指標

分別在試驗第14和28天，每欄內選取1頭接近本欄平均體重的仔豬，于前腔靜脈處采血5 mL，室溫靜置30 min。隨后4 ℃條件下2 800×g離心15 min，吸取上層血清于-20 ℃保存。采用試劑盒測定血清總超氧化物歧化酶(T-SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性和丙二醛(MDA)、生長激素(GH)含量以及總抗氧化能力(T-AOC)，所用試劑盒購自南京建成生物工程研究所，依照試劑盒說明書進行操作。采用酶聯免疫吸附法測定血清腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白A(IgA)和免疫球蛋白M(IgM)含量，所用試劑盒購自南京建成生物工程研究所，依照試劑盒說明書進行操作。

1.3.4 腸道形態

在試驗結束時，每組屠宰3頭仔豬，將腸道組織樣品(十二指腸、空腸和回腸)從仔豬體內取出，生理鹽水沖洗，在4%多聚甲醛溶液中固定保存。將腸道組織樣品從多聚甲醛中取出后，使用酒精逐級脫水，二甲苯透明和石蠟包埋后，切成5 μm左右厚度的切片，經蘇木素-伊紅(hematoxylin-eosin staining，HE)染色后，用裝有真彩圖像分析軟件的光學顯微鏡觀察，選取至少10個典型視野(絨毛清晰完整)測量其絨毛高度和隱窩深度，并計算絨毛高度/隱窩深度(絨隱比)。

1.4 統計分析

使用SAS 9.2統計軟件對相關指標進行單因素方差分析(one-way ANOVA)，結果以平均值和均值標準誤(SEM)表示，P < 0.05為差異顯著，0.05≤P < 0.10為趨于差異顯著。

2、結果

2.1 不同蛋白質原料對斷奶仔豬生長性能和腹瀉率的影響

由表 3可知，試驗前期、后期和全期，各組之間斷奶仔豬的ADG、ADFI和FCR均無顯著差異(P>0.05)。Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ組試驗前期的ADG分別為296、278和314 g，試驗后期分別為370、348和368 g，試驗全期分別為339、312和340 g。試驗前期，各組之間斷奶仔豬的腹瀉率無顯著差異(P>0.05)。

2.2 不同蛋白質原料對斷奶仔豬養分表觀消化率的影響

由表 4可知，第14天，與Ⅰ組相比，Ⅱ組的CP表觀消化率有降低的趨勢(P=0.07)。第28天，與Ⅰ組相比，Ⅱ和Ⅲ組的DM和有機物(OM)表觀消化率顯著提高(P < 0.05)，Ⅲ組的CP表觀消化率顯著提高(P < 0.05)。

2.3 不同蛋白質原料對斷奶仔豬血清免疫和抗氧化指標的影響

由表 5可知，第14和28天，各組之間斷奶仔豬的血清免疫和抗氧化指標均無顯著差異(P>0.05)。

2.4 不同蛋白質原料對斷奶仔豬腸道形態的影響

由表 6可知，與Ⅰ組相比，Ⅱ組的回腸隱窩深度顯著提高(P < 0.05)。各組之間斷奶仔豬的十二指腸和空腸絨毛高度、隱窩深度和絨毛高度/隱窩深度均無顯著差異(P>0.05)。

3、討論

3.1 不同蛋白質原料對斷奶仔豬生長性能和腹瀉率的影響

在本試驗中，3組之間斷奶仔豬的生長性能和腹瀉率無顯著差異，且血清GH含量無顯著差異，GH也常被用于預測生長性能的趨勢。基于此，說明斷奶仔豬對昆蟲蛋白KT100表現出良好的耐受性，昆蟲蛋白KT100在仔豬飼糧中可替代大豆濃縮蛋白和血漿蛋白粉，并對生長性能無負面影響。目前，部分研究結果與本試驗結果相似，即用昆蟲蛋白替代豆粕或魚粉添加于斷奶仔豬飼糧中，并不會顯著影響斷奶仔豬的生長性能[。此外，有研究結果表明，昆蟲蛋白以一定比例添加于斷奶仔豬飼糧中替代血漿蛋白粉、魚粉或豆粕可對仔豬的生長性能和腹瀉率有一定的改善作用。其中，昆蟲蛋白對于仔豬生長性能的改善主要體現于采食量，而這通常被認為與昆蟲蛋白的誘食作用相關。昆蟲蛋白對于胃腸道激素如膽囊收縮素、饑餓素和酪酪肽等的調節作用也可在一定程度證實昆蟲蛋白的誘食作用。然而，也有報道稱，昆蟲蛋白以75%替代比例替代豆粕，相較于對照組，斷奶仔豬的生長性能降低，過高的替代比例可能使得飼糧中幾丁質含量過高，而高含量的幾丁質可能引起畜禽的生長性能降低。此外，與血漿蛋白粉或魚粉等較為優質的蛋白質原料相比，昆蟲蛋白的部分必需氨基酸含量較低，而動物對于蛋白質的需求本質上是對氨基酸的需求。飼糧中添加過高水平的昆蟲蛋白可導致氨基酸不均衡，從而對動物的生長性能產生不利影響。在不同的研究中，昆蟲蛋白對于仔豬生長性能影響的差異可能與昆蟲的物種、昆蟲的飼養階段、昆蟲的飼養基質和飼糧中昆蟲蛋白的添加水平有關。

3.2 不同蛋白質原料對斷奶仔豬養分表觀消化率的影響

在本試驗中，與對照組相比，斷奶仔豬飼糧中添加昆蟲蛋白KT100有降低第14天CP表觀消化率的趨勢，添加昆蟲蛋白KT100和血漿蛋白粉可顯著提高第28天DM和OM表觀消化率。而Biasato等研究表明，昆蟲蛋白(黑水虻幼蟲粉)分別以30%或60%比例替代豆粕并不會影響斷奶仔豬的DM、OM、CP和EE表觀消化率。Spranghers等將4%和8%昆蟲蛋白(黑水虻幼蟲粉)替代豆粕添加于斷奶仔豬飼糧中，相較于玉米-豆粕型基礎飼糧，添加4%昆蟲蛋白可提高斷奶仔豬CP表觀消化率，添加8%昆蟲蛋白則可降低斷奶仔豬CP表觀消化率，而各組之間DM、GE、EE和CP表觀消化率無顯著差異。Newton等報道，相較于飼喂玉米-豆粕型基礎飼糧，飼喂昆蟲蛋白飼糧的仔豬DM表觀消化率較低，EE表觀消化率較高，而CP表觀消化率相近。Jin等研究表明，隨著斷奶豬飼糧中黃粉蟲添加水平的增加，DM和CP表觀消化率呈線性增加。同生長性能一樣，養分消化率的差異可能與昆蟲的種類和生活階段、昆蟲蛋白的加工方式以及昆蟲蛋白在仔豬飼糧中的添加水平有關。昆蟲蛋白的纖維部分存在于幾丁質中，幾丁質是昆蟲外骨骼的主要成分，幾丁質聚合物中的氮和被幾丁質包裹的蛋白質較難在豬的小腸中被消化吸收。因此，當昆蟲蛋白在仔豬飼糧中的添加水平過高，過高含量的幾丁質可能使得CP表觀消化率降低。但研究表明仔豬胃黏膜可分泌一定含量的幾丁質降解酶，且隨著日齡的增加，其所分泌的幾丁質酶的含量增加。因此，幾丁質對于CP表觀消化率的負面影響可能在仔豬處于斷奶初期時表現得較為明顯，這可在一定程度解釋本試驗斷奶仔豬飼糧中添加昆蟲蛋白KT100引起第14天CP表觀消化率降低。同時，幾丁質的降解產物殼寡糖已被證明可提高DM表觀消化率，可在一定程度解釋斷奶仔豬DM表觀消化率的增加。目前，關于昆蟲蛋白對于OM表觀消化率影響的相關報道仍然較少，因此仍有待進一步研究。

3.3 不同蛋白質原料對斷奶仔豬血清免疫指標的影響

在本試驗中，各組之間斷奶仔豬的血清TNF-α、IgA、IgG和IgM含量均無顯著差異。Jin等將黃粉蟲幼蟲部分替代豆粕和豆油添加于斷奶仔豬飼糧中，與飼喂玉米-豆粕基礎飼糧相比，斷奶仔豬血清IgA和IgG含量并無顯著差異。研究表明，隨著飼糧中黃粉蟲粉添加水平的增加，斷奶仔豬血清IgG、IgM和IgA含量也隨之增加，免疫功能得到改善。Yu等研究表明，昆蟲蛋白(黑水虻幼蟲粉)可影響肥育豬的腸道免疫功能，下調結腸黏膜促炎細胞因子干擾素-γ的mRNA表達水平，同時上調抗炎細胞因子白細胞介素-10的mRNA表達水平。Yu等研究表明，黑水虻幼蟲粉替代魚粉可下調斷奶仔豬回腸TNF-α的mRNA表達水平，提高回腸分泌型免疫球蛋白A(sIgA)含量。昆蟲蛋白中的甲殼素可刺激機體免疫系統，對機體免疫功能產生一定的積極影響，殼聚糖已被證明可作為抗生素替代品添加于斷奶仔豬飼糧中。同時，昆蟲蛋白中含有大量月桂酸，而月桂酸及其代謝物在小腸中表現出抗炎及抗菌特性。此外，昆蟲體內可產生多種抗菌肽，而這些肽類可通過打開細菌膜的離子通道破壞膜結構而達到抑菌的目的，目前家蠅中提取出的蠅蛆肽已被用于治療細菌及真菌感染。本試驗中，飼糧中添加昆蟲蛋白KT100并未影響斷奶仔豬的免疫功能，我們推測昆蟲蛋白KT100對斷奶仔豬免疫功能的影響與大豆濃縮蛋白和血漿蛋白粉這類優質蛋白原料類似，可以使得仔豬的免疫功能達到最佳的狀態。

3.4 不同蛋白質原料對斷奶仔豬血清抗氧化指標的影響

在本試驗中，各組之間斷奶仔豬的血清GSH-Px、T-SOD活性和T-AOC及MDA含量均無顯著差異。這表明不同蛋白質原料對斷奶仔豬抗氧化功能無顯著影響，意味著相較于血漿蛋白粉和大豆濃縮蛋白，昆蟲蛋白KT100對仔豬的抗氧化功能有類似的影響。研究表明，在水產飼料中添加昆蟲蛋白可提高機體總體抗氧化能力，調控幼蝦和幼魚血清、肝臟和腎臟的氧化還原酶活性。黑水虻幼蟲粉替代豆粕添加于肉雞飼糧中可提高血清GSH-Px活性，GSH-Px是機體對抗氧化損傷的主要防御活性物質之一，而昆蟲蛋白的抗氧化能力被認為可能與其所含有的膳食生育酚有關。目前，昆蟲蛋白對豬的抗氧化功能的相關研究較少，但昆蟲蛋白對于家禽以及魚的抗氧化功能的積極影響已被證明，昆蟲中的中鏈脂肪酸以及抗菌肽等成分可調控機體抗氧化狀態。

3.5 不同蛋白質原料對斷奶仔豬腸道形態的影響

在本試驗中，Ⅱ組斷奶仔豬的回腸隱窩深度顯著高于對照組和Ⅲ組。小腸的形態，尤其是上皮的隱窩和絨毛，在營養物質的消化和吸收的功能方面有著重要作用。隱窩深度的增加可能使得涉及腸道維持所需能量的增加，隨后營養物質可能主要用于腸道發育而不是生長，從而導致畜禽生長性能表現不佳。目前，部分研究結果表明昆蟲蛋白作為豆粕的替代品添加于斷奶仔豬飼糧中，并不會影響斷奶仔豬的小腸形態。而Yu等研究表明，黑水虻幼蟲粉上調了腸道發育相關基因(胰島素樣生長因子-Ⅰ、胰高血糖素樣肽-Ⅱ和表皮細胞生長因子)的表達，表明昆蟲蛋白可在一定程度改善腸道形態，刺激絨毛生長和隱窩增殖。與本試驗結果相似，Dabbou等在肉雞飼糧中添加15%的昆蟲蛋白(黑水虻幼蟲粉)，與對照組(玉米-豆粕型基礎飼糧)相比，腸道絨毛高度降低，隱窩深度增加。Biasato等研究結果同樣表明，相較于玉米-豆粕型基礎飼糧，飼喂含15%黃粉蟲飼糧的肉雞小腸絨毛高度降低，隱窩深度增加。據報道，蛋白質來源和飲食結構的改變可能會降低CP表觀消化率，從而對畜禽的小腸形態產生負面影響，導致絨毛高度降低和隱窩深度增加。因此，我們推測與對照組相比，Ⅱ組斷奶仔豬的回腸隱窩深度增加可能與CP表觀消化率降低有關。

4、結論

斷奶仔豬飼糧添加昆蟲蛋白KT100，與添加大豆濃縮蛋白和血漿蛋白粉的效果相當，對仔豬生長性能、腹瀉率、血清免疫和抗氧化指標無不良影響。昆蟲蛋白KT100可作為新的蛋白質來源在仔豬飼糧中應用。

參考文獻：略

作者：劉蘇捷、王劍、賀騰飛、劉漢鎖、龍沈飛、臧建軍、樸香淑、王春林

來源：動物營養學報