馮定遠(yuǎn)
(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院,廣東廣州510642)
我們對日糧因素的平衡思考最早源于日糧添加的外源酶對消化道內(nèi)源酶的影響,在一定條件下達(dá)到一種平衡,即一定的外源酶提高了內(nèi)源酶的活性,但過多的外源酶抑制了內(nèi)源酶的分泌[1]。有關(guān)飼料酶制劑與日糧平衡不僅僅限于此,非淀粉多糖酶調(diào)節(jié)腸道的黏稠度與食糜流動性平衡,蛋白酶、β-甘露聚糖酶調(diào)節(jié)免疫平衡及過氧化氫酶調(diào)節(jié)氧化還原平衡等[2-3]。另外,無抗日糧需要重視日糧的酸堿平衡和電解質(zhì)平衡,而日糧配制的原料“三高三低六原則”部分就是基于平衡的考慮[4]。以營養(yǎng)平衡為基礎(chǔ)的全價(jià)日糧并不能滿足無抗日糧的需要,還要考慮酸堿平衡、電解質(zhì)平衡、黏稠度與流動性平衡、微生態(tài)平衡等,在“全價(jià)日糧”的基礎(chǔ)上,全面提升到“平衡日糧”很有必要,通過日糧配制手段和配方技術(shù),調(diào)節(jié)、調(diào)劑和調(diào)控消化道及體內(nèi)營養(yǎng)參數(shù)與理化指標(biāo),達(dá)到動物最佳生產(chǎn)性能。
動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)包括了動物營養(yǎng)需要及飼料配制技術(shù)兩個(gè)方面,前者關(guān)注營養(yǎng)在動物體內(nèi)代謝,后者重點(diǎn)在飼料的營養(yǎng)成分特性。消化道是兩者關(guān)聯(lián)的連接點(diǎn),過去討論較少,重點(diǎn)也是營養(yǎng)的消化與吸收。而對腸道的理化因子、微生態(tài)、免疫特性、氧化還原等方面的關(guān)注相對少。
畜禽與水產(chǎn)動物日糧配制一般是分別討論動物營養(yǎng)需要與體內(nèi)代謝(陳代文等,2020)[5]及飼料養(yǎng)分特性與日糧配制技術(shù)(馮定遠(yuǎn),2020)[6]。傳統(tǒng)日糧配制一般強(qiáng)調(diào)日糧的全價(jià)性,就是日糧營養(yǎng)的全面性與平衡性兩個(gè)方面,一般是在動物營養(yǎng)需要的基礎(chǔ)上,制定飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn),其中包括選擇并確定營養(yǎng)種類、營養(yǎng)水平和營養(yǎng)之間的比例平衡關(guān)系,再根據(jù)飼料原料的營養(yǎng)特性與限制因素,選擇飼料原料及確定用量來滿足,傳統(tǒng)日糧配合技術(shù)的基本立足點(diǎn)是認(rèn)為只要滿足傳統(tǒng)定義的基本營養(yǎng)素就可滿足動物營養(yǎng)需要,就能獲得最佳生產(chǎn)性能;這一技術(shù)最大歷史局限性就是不承認(rèn)日糧內(nèi)飼料原料之間存在組合效應(yīng),提出的日糧營養(yǎng)平衡指標(biāo)是初級的,雖然后來有所發(fā)展,但仍然處于初級水平。配方的經(jīng)濟(jì)性與全價(jià)性有時(shí)候是不能同時(shí)兼顧的,有些營養(yǎng)及其比例并不可能都考慮,例如,維生素之間比例及脂肪酸之間比例等,所以,許多日糧配制并不是完全意義上的全價(jià)日糧。
全價(jià)日糧本身是一個(gè)絕對的概念,但實(shí)際日糧的營養(yǎng)全面與平衡兩方面都是相對的,對某些營養(yǎng)如痕量營養(yǎng)的認(rèn)識及其價(jià)值是有限的,談不上全面性和全價(jià)性。全價(jià)日糧也是一個(gè)不斷更新和調(diào)整的概念,最明顯的是植酸酶、非淀粉多糖酶和有機(jī)微量元素等飼料添加劑的應(yīng)用,對原來的常量元素、微量元素,甚至氨基酸等營養(yǎng)平衡提出了新的課題,需要研究和調(diào)整。全價(jià)日糧主要是針對動物維持與生長或者生產(chǎn)所需要的營養(yǎng),一般是日糧營養(yǎng)的化學(xué)成分本身,是指動物日糧配制時(shí),設(shè)計(jì)的營養(yǎng)全面性與平衡性兩個(gè)方面。所謂“全面性”就是基本的營養(yǎng)素都要考慮,包括常量營養(yǎng)(能量、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)等)與微量營養(yǎng)(氨基酸、維生素、微量元素等);所謂“平衡性”就是營養(yǎng)之間的比例及相互關(guān)系(包括協(xié)同、頡頏等)。全價(jià)日糧的蛋白能量比(或者能量蛋白比)、鈣磷比、氨基酸之間平衡(理想蛋白氨基酸模式)和微量元素之間平衡(特別是相互頡頏影響關(guān)系)已經(jīng)被廣泛熟知并在日糧配制實(shí)踐中應(yīng)用[7-8]。
畜禽日糧能蛋比的研究多見于早期試驗(yàn),各國制定的動物飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)中的能量及蛋白質(zhì)水平,體現(xiàn)了這種能蛋比。這種能蛋比還是比較粗略的,或者是一個(gè)平均值,具體不同品種、不同季節(jié)、不同日糧,以及用哪個(gè)指標(biāo)(日增重、料重比、產(chǎn)蛋性能、產(chǎn)奶性能、血液生化指標(biāo)等)進(jìn)行評價(jià),差別很大。
在所有的營養(yǎng)平衡中,氨基酸平衡(理想蛋白)是研究最早最系統(tǒng)的平衡之一,也是平衡性要求體現(xiàn)最明顯的營養(yǎng)指標(biāo),由Howard 于1958 年推出的“完全蛋白”引申發(fā)展而來,NRC(1998)正式定義理想蛋白為:能滿足豬的需要的必需氨基酸之間的最佳日糧模式[9]。傳統(tǒng)的營養(yǎng)平衡如碳氮平衡、蛋白能量平衡的研究也不斷深入,例如,最近Brand 等(2020)研究了鴕鳥的能量蛋白比,作為皮毛用途,評價(jià)合適的能量蛋白水平對鴕鳥皮毛重量和面積大小的影響[10]。營養(yǎng)平衡的重要性越來越引起重視并不斷深化,例如,“碳水化合物平衡模式”[5],把各種碳水化合物之間的相互比例關(guān)系稱為碳水化合物平衡模式,包括直鏈淀粉與支鏈淀粉之間、淀粉與纖維之間、不同纖維組分之間、不同種類低聚糖之間等,碳水化合物平衡狀況影響腸道健康、腸道微生物平衡、消化吸收能力等。
動物機(jī)體有兩個(gè)系統(tǒng),即消化道系統(tǒng)及體內(nèi)血液組織系統(tǒng)。飼料成分及加工技術(shù)作為一個(gè)體外系統(tǒng),某些加工相當(dāng)預(yù)消化。所以,日糧配方技術(shù)實(shí)質(zhì)是由三個(gè)系統(tǒng)組成:體外配方與加工技術(shù)系統(tǒng)、體內(nèi)消化道系統(tǒng)和體內(nèi)血液組織系統(tǒng)。全價(jià)日糧重點(diǎn)是關(guān)注了第一系統(tǒng)(配方技術(shù)的營養(yǎng)平衡)和第三系統(tǒng)(體內(nèi)血液組織代謝的營養(yǎng)需要)。對第二系統(tǒng)的關(guān)注相對少(較多只是營養(yǎng)消化吸收),而對腸道組織的代謝更新、免疫功能、微生態(tài)功能等維持的營養(yǎng)消耗并不清楚。
影響消化道性質(zhì)的主要是消化酶、消化液(胃酸、膽鹽),酶促反應(yīng)直接影響營養(yǎng)的吸收,進(jìn)而影響體內(nèi)血液組織的營養(yǎng)平衡、營養(yǎng)的全價(jià)性。但是,即使成年健康動物消化道發(fā)育成熟,消化酶等分泌正常,也不能保證營養(yǎng)消化水解的充分,更不能保證消化后營養(yǎng)吸收。所以配制的全價(jià)日糧并不能反映出體內(nèi)血液組織的營養(yǎng)平衡,這也是為什么動物生產(chǎn)性能不穩(wěn)定的其中重要原因之一,腸道健康是動物日糧全價(jià)性和營養(yǎng)平衡性保證的基礎(chǔ)。但是,僅僅腸道健康還并不能夠滿足日糧營養(yǎng)全價(jià)性與體內(nèi)血液組織營養(yǎng)供應(yīng)的一致性,例如,過多的免疫反應(yīng)就是一種營養(yǎng)消耗,維持腸道微生物菌群平衡需要消耗額外的營養(yǎng)等。而消化道的理化條件、生物學(xué)特性和生化特性等將影響這個(gè)重要的中間環(huán)節(jié)。
考慮了營養(yǎng)全面性與平衡性的全價(jià)日糧,并不能完全發(fā)揮營養(yǎng)成分的作用與日糧效果的穩(wěn)定性,在無抗日糧中體現(xiàn)尤為明顯。充分考慮日糧的非營養(yǎng)因素就很有必要。綜合這些營養(yǎng)性與非營養(yǎng)性影響因素,我們在“全價(jià)日糧”的基礎(chǔ)上,應(yīng)用系統(tǒng)思維,提出“平衡日糧”的理論,強(qiáng)調(diào)要更加重視配制的日糧營養(yǎng)及非營養(yǎng)成分(第一系統(tǒng))與體內(nèi)血液組織(第三系統(tǒng))之間的這個(gè)中間環(huán)節(jié),特別是消化道的理化、生化和生物活性因子調(diào)節(jié)。
消化道功能包括了營養(yǎng)的消化吸收功能、免疫功能、微生物菌群調(diào)節(jié)功能、解毒功能等。配方中的營養(yǎng)構(gòu)成不僅影響日糧營養(yǎng)的全價(jià)性和平衡,也影響理化因子、生物活性因子、生化因子的平衡,但后者影響更主要的是非營養(yǎng)因素。理化因子包括了黏稠度、酸堿度、電解質(zhì)值、滲透壓、食糜的體積與排空更新等,生物活性因子包括微生物菌群、外源酶與內(nèi)源酶等,生化因子包括免疫指標(biāo)、氧化還原反應(yīng)等。
根據(jù)盧德勛先生的理論觀點(diǎn):動物維持生命的必要條件就是內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性和體內(nèi)各種重要物質(zhì)與生理功能的動態(tài)穩(wěn)衡性。早在1854年Claude Bernard首創(chuàng)內(nèi)環(huán)境恒定性的生理概念,隨后這一概念為許多生理學(xué)家不斷充實(shí)并發(fā)展。Cannon(1992)在內(nèi)環(huán)境恒定性概念的基礎(chǔ)上創(chuàng)立了穩(wěn)衡性(homeostasis)學(xué)說。他指出維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)衡性的機(jī)制是基于負(fù)反饋調(diào)控。機(jī)體動態(tài)穩(wěn)衡與平衡(equilibrium)的狀態(tài)是密切相關(guān)的。動態(tài)穩(wěn)衡必然會涉及平衡,但是動態(tài)穩(wěn)衡涉及的平衡是動態(tài)平衡,而且僅僅是接近平衡。傳統(tǒng)的熱力學(xué)只能用于與周圍環(huán)境完全隔離的封閉、孤立的系統(tǒng),而不能應(yīng)用于僅是接近確切平衡的機(jī)體動態(tài)穩(wěn)衡,因?yàn)闄C(jī)體屬于生物系統(tǒng),不是封閉、孤立的體系,而是開放的體系。平衡的營養(yǎng)是理想的營養(yǎng)模式。營養(yǎng)平衡反映最明顯是理想蛋白的氨基酸平衡比例。平衡是一種理想狀態(tài),不平衡往往是常態(tài),從不平衡到平衡、再平衡,是一個(gè)往復(fù)循環(huán)不斷的過程,這與動物消化道的分泌(消化酶、胃酸、膽鹽等)及微生物微生態(tài)調(diào)節(jié)有關(guān),也與日糧配制人工調(diào)節(jié)干預(yù)有關(guān)。消化液分泌與微生物菌群在一定范圍可以自主平衡,但是這種自主調(diào)節(jié)、自主平衡是條件性的,超過了一定的程度就造成實(shí)質(zhì)影響,最終影響動物的健康和生產(chǎn)性能。
動物營養(yǎng)與飼料學(xué)科本質(zhì)就是保障這種平衡和失衡以后的再平衡,過去重視的“全價(jià)日糧”就是圍繞營養(yǎng)的全面性和平衡性。隨著動物營養(yǎng)與飼料學(xué)科和有機(jī)化學(xué)、微生物學(xué)、生理學(xué)、生物化學(xué)等學(xué)科的交叉,消化道的理化因素(如pH值、黏稠度等)和生物因素(如酶、微生物等)影響了腸道健康和營養(yǎng)的消化、吸收和利用,這些因素的平衡過去沒有被充分重視,這也是為什么在營養(yǎng)平衡的情況下,并不都表現(xiàn)出預(yù)期的結(jié)果。
所謂“平衡日糧”,就是畜禽與水產(chǎn)動物日糧中,含有滿足消化道與體內(nèi)血液組織的生理與生產(chǎn)所需要的各種營養(yǎng)和非營養(yǎng)成分,營養(yǎng)成分之間達(dá)到最適比例,非營養(yǎng)成分中的理化因子、生化因子與生物活性因子對消化道功能與腸道健康的影響達(dá)到最佳狀況的日糧。平衡日糧營養(yǎng)因素具有全面性和均衡性的特點(diǎn);而平衡日糧非營養(yǎng)因素具有必要性和協(xié)調(diào)性的特點(diǎn)。相類似,人的食物強(qiáng)調(diào)“平衡膳食”的概念,兩者有相同性,也有明顯的差別。
平衡涉及的日糧的成分平衡和消化道相互作用后的平衡,廣義的理化平衡即是營養(yǎng)平衡(全價(jià)日糧)的根本保證,例如在黏度高的日糧中,營養(yǎng)的全價(jià)性就不能保證。理化平衡本身也影響腸道健康與消化道功能,例如,免疫應(yīng)激和氧化還原失衡造成腸道炎癥因子,微生態(tài)失衡造成病變,過多的酸化劑的腐蝕性,大量的益生菌消耗營養(yǎng)等,最終影響腸道健康和體內(nèi)血液組織的功能代謝,導(dǎo)致動物生產(chǎn)性能下降。可以說,日糧的理化平衡影響了營養(yǎng)平衡,沒有總的平衡日糧就沒有完全意義的全價(jià)日糧。應(yīng)用系統(tǒng)思維,全面、動態(tài)和全過程把握日糧營養(yǎng)與非營養(yǎng)因子在體外(包括飼料加工工藝)和體內(nèi)的變化與互作,這是從“全價(jià)日糧”到“平衡日糧”過渡與提升的關(guān)鍵?!捌胶馊占Z理論”包括一定的概念、內(nèi)容及其規(guī)范,大致包括平衡原理、平衡范疇、平衡順序、平衡量化指標(biāo)、平衡在日糧配制的應(yīng)用、平衡的價(jià)值與意義。
應(yīng)用盧德勛先生的系統(tǒng)理論構(gòu)建“平衡日糧理論”[11],我們提出,平衡日糧必須具備兩個(gè)維度,一個(gè)是深度,是關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ),一個(gè)是廣度,是系列的內(nèi)容。平衡日糧同時(shí)是兼顧營養(yǎng)平衡(常量營養(yǎng)平衡和微量營養(yǎng)平衡)與非營養(yǎng)平衡(廣義的理化平衡,包括理化平衡、生化平衡、生物活性平衡三方面)。
平衡原理就是動物飼養(yǎng),其是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng),包括配方技術(shù)與加工、消化道消化、血液組織代謝三個(gè)子系統(tǒng),系統(tǒng)之間單向影響,處于動態(tài)變化并達(dá)到某種平衡,日糧因素的干預(yù)影響后續(xù)系統(tǒng),日糧成分影響營養(yǎng)的平衡和消化道的非營養(yǎng)平衡(即理化平衡)。日糧的營養(yǎng)與非營養(yǎng)特性的發(fā)揮受到配方技術(shù)因素、原料來源穩(wěn)定性、動物生理特點(diǎn)和養(yǎng)殖環(huán)境等影響。多因素協(xié)同作用使日糧的成分及含量在一定變異范圍內(nèi),對動物消化道營養(yǎng)消化與吸收最大、理化條件最適、生化反應(yīng)最佳、微生物菌群最合理等,并最終使腸道健康和動物生產(chǎn)性能呈最好的狀態(tài),這種狀態(tài)可以視為平衡。
“平衡日糧”的基礎(chǔ)可以簡化為“四梁八柱”,所謂“四梁”包括:日糧常量營養(yǎng)、日糧微量營養(yǎng)、消化道物理特性、消化道生物生化特性。而“八柱”是指:不同類常量營養(yǎng)之間比例、同類常量營養(yǎng)之間比例、不同類微量營養(yǎng)之間比例、同類微量營養(yǎng)之間比例、消化道離子狀況、消化道水與滲透壓狀況、消化道生物活性包括微生物菌群和水解酶的比例與活性、消化道生化活性包括免疫指標(biāo)和氧化還原狀況?!捌胶馊占Z”的具體內(nèi)容包括了“十六個(gè)平衡”,又分兩部分:營養(yǎng)性平衡與非營養(yǎng)性平衡,非營養(yǎng)平衡包括了理化平衡、生化平衡、生物活性平衡三方面。
“平衡日糧”中的營養(yǎng)性平衡包括:①蛋白與能量比例平衡,或者能量蛋白平衡。主要是有效能(豬一般是消化能,家禽是代謝能)與粗蛋白的比值。由于凈能體系更能反映有效能的價(jià)值,原來的蛋能比是否能夠簡單地折算仍然需要討論。②鈣與磷比例平衡。反映合適的鈣磷比指標(biāo)有許多,包括骨骼成分或者血液生化指標(biāo)堿性磷酸酶水平等,所以,鈣磷比變異范圍也是比較大的。另外,植酸酶的廣泛使用,對原來的鈣磷比影響比較大。③淀粉與非淀粉多糖的碳水化合物之間平衡。碳水化合物的營養(yǎng)價(jià)值差異很大,相當(dāng)部分屬于抗?fàn)I養(yǎng)因子。另外,部分碳水化合物沒有能量價(jià)值或者營養(yǎng)價(jià)值,但具有調(diào)節(jié)腸道健康特別是微生態(tài)功能。④高能與功能脂肪比例平衡。脂肪的基本功能是作為高度濃縮的能量,但部分脂肪(如多不飽和脂肪)具有一些生理或者生物學(xué)功能,如抗氧化作用等。⑤微量元素平衡。微量元素之間的頡頏和相互影響,合適的比例才能滿足各種元素的需要。另外,有機(jī)微量元素的使用,增加了原來的無機(jī)源微量元素平衡的變量。⑥維生素平衡。與微量元素之間主要是頡頏的相反,維生素平衡反映在相互之間的協(xié)同作用,類似氨基酸平衡的協(xié)同,如同木桶短板原理。⑦氨基酸平衡。是經(jīng)典的營養(yǎng)平衡模式,只有合適的比例才能高效利用。氨基酸平衡本質(zhì)是必需氨基酸平衡,但更有實(shí)質(zhì)意義的是幾種限制性氨基酸之間的比例。⑧脂肪酸平衡。中鏈與長鏈脂肪酸的供能模式是不一樣的,不同多不飽和脂肪酸的生物學(xué)意義是不同的。
“平衡日糧”中的非營養(yǎng)性平衡包括:①酸堿平衡。酸性環(huán)境是腸道健康的重要標(biāo)志,對營養(yǎng)消化和抑制病原微生物是必需的,但是,在某些條件下如腹瀉時(shí),過多的酸危害也是明顯的。②電解質(zhì)平衡。電解質(zhì)涉及滲透壓,直接與營養(yǎng)利用與腹瀉有關(guān)。③滲透壓平衡。滲透壓在體內(nèi)組織更敏感,腸道上皮細(xì)胞的滲透壓直接把腸道與血液關(guān)聯(lián)性結(jié)合在一起,也與腹瀉有關(guān)。④黏稠性與流動性平衡。食糜的黏性與消化酶的作用直接有關(guān),過高的黏稠性影響營養(yǎng)消化、吸收,甚至造成病原微生物的大量繁殖。⑤微生物菌群與微生態(tài)平衡。微生態(tài)狀況直接影響腸道健康,也與腸道營養(yǎng)消耗有關(guān)。⑥外源酶與內(nèi)源酶平衡。酶制劑的廣泛使用與內(nèi)源性消化酶的相互關(guān)系影響營養(yǎng)的消化。⑦免疫原性與免疫特性平衡。適度的免疫反應(yīng)是維持動物健康的必要條件,但一些飼料原性的免疫反應(yīng)是長期持續(xù)性免疫應(yīng)激,產(chǎn)生炎癥因子。⑧氧化還原平衡。飼料成分的氧化造成許多有害生化產(chǎn)物,抗氧化是日糧功能所需要的,但使用抗氧化手段要維持在需要與適度。
在“十六個(gè)平衡”中,八項(xiàng)是營養(yǎng)平衡,八項(xiàng)是非營養(yǎng)平衡。平衡之間是有關(guān)聯(lián)的,如電解質(zhì)平衡與滲透壓平衡、酸堿平衡等,不同條件下重要性不同,應(yīng)激或者病理?xiàng)l件下與健康狀況下不同??蛇M(jìn)一步細(xì)分為其他平衡等,例如,碳水化合物平衡可分低聚糖與多糖平衡、淀粉與非淀粉多糖平衡、水溶性纖維與不溶性纖維平衡、支鏈淀粉與直鏈淀粉平衡等。
有些平衡在實(shí)際日糧配制中相對價(jià)值是有限的。這里提出的“十六個(gè)平衡”并不是絕對的,或是十四個(gè)平衡、十八個(gè)平衡,等等。反芻動物需要考慮“蛋白氮與非蛋白氮平衡”,某些水生動物需要考慮“動物源蛋白與植物源蛋白平衡”,可以根據(jù)不同動物、不同生理階段和不同生產(chǎn)用途的日糧,確定具體的平衡項(xiàng)目。例如,魚粉是高蛋白的優(yōu)質(zhì)動物原料,歐洲經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為,魚粉中最簡單的甘氨酸,容易活化腸道各種梭菌的孢子。在無抗日糧要注意控制魚粉,仔豬日糧須考慮原料選擇的平衡。
“十六個(gè)平衡”可使日糧效果更穩(wěn)定,使“全價(jià)日糧”提升到“平衡日糧”?!笆鶄€(gè)平衡”是一種理想狀態(tài),不可能完全做到。但基本原則是重要的,即不僅僅營養(yǎng)平衡,只考慮全價(jià)日糧。而是營養(yǎng)平衡與非營養(yǎng)平衡(理化、生化、生物活性平衡)都要同時(shí)兼顧,某些非營養(yǎng)平衡甚至比一些營養(yǎng)平衡更重要,如仔豬日糧的酸堿平衡、肉雞的電解質(zhì)平衡比脂肪酸平衡、維生素平衡更敏感。仔豬拉稀和肉雞腹瀉都與酸堿平衡和電解質(zhì)平衡這兩方面有關(guān),日糧的pH 值或者系酸力和電解質(zhì)平衡(dEB)值會影響膜的通透性和腸道的功能,非病原性拉稀會發(fā)展為細(xì)菌性拉稀。
關(guān)于各種指標(biāo)平衡的討論可見,能量蛋白平衡[7],鈣磷平衡[4],碳水化合物平衡[5],不同脂類平衡[12],微量元素平衡[13],維生素平衡[14],氨基酸平衡[9],脂肪酸平衡[15],酸堿平衡[16-17],電解質(zhì)平衡[18],微生態(tài)平衡[19-20],外源酶與內(nèi)源酶平衡[1],黏稠度與流動性平衡[20-21],免疫平衡[22-23],氧化還原平衡[24]。當(dāng)然,有些指標(biāo)不能用平衡這個(gè)術(shù)語,用穩(wěn)衡(homeostasis)更合適,例如自由基動態(tài)穩(wěn)衡等等[11]。
任何一種思路或者理論,必須能夠界定和判斷,平衡的理念關(guān)鍵是如何量化。理化性指標(biāo)(廣義包括生物活性如益生菌和酶制劑)平衡的量化問題,既可以是相對比例,也可以是絕對數(shù)量,例如,微生態(tài)平衡狀況下的有益微生物、中間微生物和有害微生物可以是三者的比例,也可以是絕對數(shù)量,特別是病原微生物的數(shù)量在特定條件下不能超過的閾值。平衡是相對的,如何量化比較復(fù)雜,不同的平衡其表達(dá)也是不一樣的,營養(yǎng)指標(biāo)的平衡可以通過營養(yǎng)素之間的比例表示,例如鈣磷平衡就是鈣磷比,氨基酸平衡就是各種氨基酸之間的比例。但是,用營養(yǎng)指標(biāo)之間比例表示平衡狀況,必須是在滿足所有指標(biāo)最低需要量的基礎(chǔ)上的平衡。
我們認(rèn)為平衡日糧的量化與判斷可以從四個(gè)方面考慮,一是營養(yǎng)素之間的比值,例如28~60 日齡斷奶仔豬的能量蛋白比為DE 16 MJ/kg∶CP 25%;鈣磷比為1.3∶1;限制氨基酸比為賴氨酸100∶含硫氨基酸57∶蘇氨酸64∶色氨酸18∶精氨酸39∶異亮氨酸54∶亮氨酸95∶纈氨酸67∶組氨酸32∶苯丙+酪氨酸92。二是達(dá)到平衡的最佳指標(biāo)參數(shù),例如肉雞日糧dEB值在230 mEq/kg左右;三是能夠保持平衡的指標(biāo)范圍,例如仔豬日糧合適系酸力范圍在20~30;四是不平衡狀態(tài)能夠允許持續(xù)的時(shí)間,例如肉雞回腸內(nèi)容物黏度值一般為20 mPa.s 左右,使用小麥日糧,回腸內(nèi)容物黏度值為50 mPa.s。高黏稠度并不立即引起顯著性負(fù)面影響,綜合考慮估計(jì)在5 d 時(shí)間沒有太大影響,再持續(xù)下去就必須使用木聚糖酶進(jìn)行調(diào)節(jié)。日糧配制或者添加劑的調(diào)劑干預(yù)是允許有一定時(shí)間滯后,小雞料的不平衡是否可以在中雞料調(diào)整,如果在不平衡狀態(tài)能夠允許持續(xù)的時(shí)間范圍內(nèi),就可以繼續(xù)使用小雞料。其實(shí),這三個(gè)度量指標(biāo)是關(guān)聯(lián)的,不平衡的程度與不平衡能夠持續(xù)的時(shí)間就直接有關(guān)。與“平衡”相對應(yīng)的是不平衡,或者說“失衡”,失衡的程度與持續(xù)時(shí)間,失衡后的“再平衡”是日糧系列產(chǎn)品配制的重要內(nèi)容。
“平衡日糧”的操作就是在傳統(tǒng)的全價(jià)日糧營養(yǎng)平衡的基礎(chǔ)上,第一,是進(jìn)一步考慮營養(yǎng)平衡因素,除了蛋能比、鈣磷比、理想蛋白氨基酸比之外,還要考慮重要脂肪酸指標(biāo)及其比例。第二,把重要的非營養(yǎng)性平衡指標(biāo)在日糧配制時(shí),設(shè)定為日糧指標(biāo),甚至是必須滿足的限定指標(biāo),其中日糧的dEB 值和系酸力值等,像日糧蛋白水平等一樣,作為需滿足的條件,特別是仔豬日糧和肉雞日糧。在飼料不能使用抗生素的情況下尤其重要。
“平衡日糧”理念具體的應(yīng)用就是把平衡項(xiàng)目的指標(biāo)納入配方設(shè)計(jì)中,如同全價(jià)日糧配方設(shè)計(jì)的有效能、可消化蛋白、鈣、有效磷、賴氨酸、含硫氨基酸、蘇氨酸、色氨酸等一樣。如果把日糧的酸堿平衡和電解質(zhì)平衡考慮進(jìn)去,就是在電腦配方設(shè)計(jì)時(shí)增加日糧系酸力、dEB值指標(biāo),作為必須滿足的基本條件,如果原料不能滿足要求,就通過添加劑形式補(bǔ)充,如酸化劑、電解質(zhì)添加劑等。同樣原理,考慮脂肪酸平衡、黏度平衡等,把相應(yīng)指標(biāo)設(shè)定為必須滿足項(xiàng)目,使用特別的原料或者添加劑進(jìn)行平衡,酶制劑、酸化劑、電解質(zhì)添加劑等就像維生素添加劑和微量元素添加劑一樣,根據(jù)平衡需要,常規(guī)使用。
應(yīng)用“平衡日糧”理論,仔豬飼料配制的日糧設(shè)計(jì),初步設(shè)定蛋能比(蛋白、能量)、鈣磷比(鈣、有效磷)、重要限制性氨基酸比例、長鏈脂肪與中鏈脂肪比例(一般體現(xiàn)在不同來源油脂比例)、系酸力值和dEB值這六個(gè)最重要的平衡指標(biāo),傳統(tǒng)配方技術(shù)一般只考慮前三個(gè),可以增加后三個(gè)平衡指標(biāo)??紤]到實(shí)際操作性,其他平衡指標(biāo)在飼料原料數(shù)據(jù)允許下,在特定情況下加以設(shè)定,例如,以小麥為基礎(chǔ)日糧時(shí),可以引入黏稠度作為日糧設(shè)計(jì)指標(biāo),仔豬日糧使用豆粕時(shí),把膨化大豆、發(fā)酵豆粕甚至整個(gè)日糧的Elisa 值考慮進(jìn)去,等等,這些都是平衡日糧理念的應(yīng)用。
不同平衡項(xiàng)目的重要性是不一樣的,這點(diǎn)體現(xiàn)在日糧配方技術(shù)時(shí),有些平衡是優(yōu)先考慮并滿足的,如營養(yǎng)平衡中的能蛋平衡、鈣磷平衡、氨基酸平衡,非營養(yǎng)平衡中的微生態(tài)平衡、酸堿平衡、電解質(zhì)平衡,所以,平衡順序是不一樣。平衡日糧中的營養(yǎng)平衡最重要,也是基礎(chǔ)性平衡。同樣是營養(yǎng)平衡,其重要性也是有差別的,能量蛋白比最重要,相對而言,維生素的平衡并不是十分敏感,氨基酸平衡就比維生素平衡重要,這意味著不同維生素之間相互影響程度比較小。
平衡日糧中的理化條件是其次重要的,日糧的電解質(zhì)與酸堿平衡是比較重要的平衡,甚至比一般性營養(yǎng)平衡更重要。肉雞和仔豬的電解質(zhì)平衡明顯影響日糧的營養(yǎng)代謝與生產(chǎn)性能[25-27]。無抗日糧往往建議低蛋白日糧,但低蛋白日糧影響肉雞生產(chǎn)性能,與dEB值降低有關(guān)[28]。主要是由于豆粕dEB值高,低蛋白日糧往往降低了日糧的dEB 值[29],dEB 值低于180 mEq/kg影響日增重[30]。在無抗日糧(特別是低蛋白日糧)的情況下,電解質(zhì)平衡與酸堿平衡比微量元素平衡、維生素平衡、脂肪酸平衡更重要。這里討論的不同平衡重要性,是指對動物生產(chǎn)性能的影響而言。
“平衡日糧”與“全價(jià)日糧”兩者有關(guān)聯(lián),也有質(zhì)的區(qū)別,平衡日糧是全價(jià)日糧基礎(chǔ)上的質(zhì)的提升。日糧設(shè)計(jì)要有平衡的理念,配制的應(yīng)該是平衡日糧。全價(jià)日糧一般只是考慮營養(yǎng)的全面和平衡,“平衡日糧”既考慮營養(yǎng)的全面和平衡,也考慮理化特性的利弊和平衡,“平衡日糧”既考慮日糧成分本身,也考慮日糧在動物消化道的互作與反應(yīng)。
應(yīng)用“平衡日糧”必須把握其本質(zhì),平衡的本質(zhì)包括:①平衡是相對的,平衡日糧如同全價(jià)日糧一樣,全價(jià)也是相對的,不可能是全價(jià)值、全功能。②平衡是動態(tài)的,平衡日糧也不是一成不變的。③平衡是條件性的,平衡日糧在不同條件下需要考慮的指標(biāo)和項(xiàng)目是不同的。④平衡是多因素作用形成的,平衡日糧配制不能孤立考慮,例如氨基酸平衡與氨基酸添加劑應(yīng)用,影響酸堿平衡和電解質(zhì)平衡。⑤平衡是可以調(diào)控的,平衡日糧可通過特別原料、添加劑使用來滿足和調(diào)控。⑥平衡是相對效率高的,平衡日糧應(yīng)用效果(如日增重、飼料效率)是判斷是否平衡或者平衡程度的重要觀察點(diǎn)。
應(yīng)用“日糧平衡”的理念我們甚至得出:酸化劑過量使用或者在某些情況使用(如仔豬已經(jīng)發(fā)生腹瀉時(shí))是有害的;免疫增強(qiáng)劑某些情況(高強(qiáng)度、持續(xù)、無序的免疫反應(yīng)造成免疫應(yīng)激)是有害的;益生菌某些情況(不當(dāng)菌株產(chǎn)生過敏性反應(yīng)和過多的活菌消耗營養(yǎng))是有害的。
“平衡日糧”理論在日糧配制中有重要的實(shí)踐意義,主要體現(xiàn)在日糧營養(yǎng)與非營養(yǎng)指標(biāo)的全面性、各種營養(yǎng)與理化指標(biāo)之間的均衡性和配制日糧產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性這三個(gè)方面。“平衡日糧”就是配制的日糧,其營養(yǎng)水平與比例以及在消化道產(chǎn)生的物理特性與生物生化特性達(dá)到最佳狀態(tài),動物健康與生產(chǎn)性能最高。平衡日糧是在全價(jià)日糧的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升。傳統(tǒng)的全價(jià)日糧并沒有考慮酸堿度、電解質(zhì)、黏度、微生態(tài)、免疫原性等因素和指標(biāo)對日糧效果的影響,需要進(jìn)一步補(bǔ)充并完善。無抗日糧的消化道理化特性平衡特別重要,飼料原料特性影響消化道理化特性平衡,飼料添加劑可調(diào)節(jié)消化道理化特性平衡。我們在討論無抗日糧的原料選擇時(shí),“三高三低六原則”部分考慮了平衡的因素。原料營養(yǎng)成分更高、原料的消化性更高、原料的誘食性更高、原料免疫原性更低、原料的系酸性更低、原料的黏稠性更低。所謂“更高”或“更低”,就是針對無抗日糧情況下,這些因素的失衡,過去部分依靠抗生素的維系,這些都是日糧配制的“平衡觀”。
平衡理念的動物營養(yǎng)與飼料的應(yīng)用是一種初步的探討,有待進(jìn)一步討論和完善,其基本原理是傳統(tǒng)的營養(yǎng)特性平衡直接影響動物生產(chǎn)性能,同時(shí)也影響健康狀況。廣義的理化特性平衡直接影響動物健康狀況,間接影響生產(chǎn)性能。這兩方面結(jié)合起來,更全面把握飼料配方技術(shù)包括加工預(yù)處理(第一系統(tǒng))、消化道環(huán)境(第二系統(tǒng))和體內(nèi)血液組織(第三系統(tǒng))之間對營養(yǎng)利用的影響,更充分了解和應(yīng)用營養(yǎng)因素(常量營養(yǎng)素、微量營養(yǎng)素)、理化因素(酸堿度、黏稠度、電解質(zhì)等)、生化因素(氧化還原反應(yīng)指標(biāo)、免疫反應(yīng)指標(biāo)等)和生物活性因素(酶、活菌等)的影響與相互作用,更科學(xué)合理配制畜禽與水產(chǎn)動物日糧,從過去依賴抗生素型日糧轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝?、穩(wěn)定、無抗的日糧。同時(shí)兼顧營養(yǎng)平衡與理化、生化及生物活性因子的平衡的“平衡日糧”是未來飼料配制與日糧配方技術(shù)的發(fā)展方向。