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母猪乳中所含的营养物质及功能

2010-10-23韩春晓

猪业科学 2010年9期
关键词:乳脂酪蛋白乳糖

韩春晓,张 勇

(沈阳农业大学畜牧兽医学院,辽宁 沈阳 110161)

母猪乳是仔猪主要的营养物质来源,母猪乳的质量和分泌数量决定了仔猪吮乳阶段及断奶后的生产性能,了解母猪乳中所含营养物质的种类及其数量,对开发仔猪补饲饲料和提高仔猪生产性能有特别重要的意义,本文就母猪乳中所含的营养成分及其功能作一综述。

1 母猪的初乳与常乳

猪乳成分处于一种持续变化的状态。根据母猪分娩后乳中乳糖、乳脂及蛋白质等主要能量物质和营养成分将猪乳划分为初乳和常乳。Dawn 认为猪的初乳期为3 d。但如果考虑乳中各种酶的活力和激素水平,有时会把初乳期划分为4 d[1]。妊娠期猪在乳腺导管中积累初乳的前体物质,分娩时初乳开始形成。乳组成的明显变化是在产后的2~3 d[2]。在第1周后,乳成分在经过一个过渡期后逐渐趋于稳定,但在断奶时会发生变化。从初乳到常乳的过渡期间,乳中总固形物和蛋白质会下降,但乳糖和脂肪的浓度会相对增加。与其他动物相反,猪的初乳中灰分的含量比常乳低。表1为母猪初乳和常乳中各种主要组分。

2 乳脂

乳脂主要是指甘油三酯,同时包含少量的甘油二酯、甘油一酯、磷脂、糖脂、胆固醇、胆甾醇酯、脂溶性维生素和游离脂肪酸。乳脂含量易受品种、猪的体况、饲粮和环境等因素的影响。产后48~72 h乳脂含量最高。初乳和常乳中含有大量不同种类的脂肪酸。初乳中含量较多的是油酸和棕榈酸,其次是亚油酸,缺乏短链脂肪酸。

表1 母猪初乳和常乳中各种主要组分(g/100g奶)[3]

因为母体血脂难以通过胎盘进入胚胎,胚胎时期仔猪体脂主要由胚胎肝脏合成。仔猪出生后母乳中的脂肪即成为其体脂的主要来源。乳脂消化率极高,这是因为仔猪舌下腺分泌一种活性很高的脂肪酶,它将甘油三酯水解为甘油二酯、甘油一酯、甘油及游离脂肪酸。研究表明,当乳脂肪所含能量占摄入干物质总能的12%~60%时,新生期仔猪均可很好利用[4]。仔猪能很好的利用各种脂肪酸,因为母乳中含有,并且大多用于体脂的沉积而很少用于氧化供能。

3 乳糖

乳糖在乳腺细胞中合成,参与乳腺上皮细胞渗透压的调节,其形成是产奶量的主要决定因素,并和乳中蛋白质含量呈负相关。母猪分娩后,乳中的乳糖含量呈上升趋势,在20 d左右增加最为迅速[5]。前3 d只有2.98 ~ 4.27 g/100mL, 第 20 天 高达5.77 g/100mL,但猪乳中的乳糖含量不随母猪饲粮变化而变化[6]。

新生仔猪小肠中最主要的二糖酶是乳糖酶。新生仔猪小肠乳糖酶浓度非常高,随日龄的增长而下降,但随着肠道的快速生长增长,24 h时乳糖酶总活力却比刚出生时的高出3倍,7~10日龄时乳糖酶总活力为哺乳期的最高[7]。在乳糖酶的作用下,乳糖分解成葡萄糖和半乳糖。小肠转运葡萄糖、半乳糖和果糖的速度亦以刚出生时最高,吮乳后急剧下降。乳糖能被乳酸菌分解形成乳酸,因此有调节消化道pH和促进肠道有益菌群的建立以及促进钙、磷吸收的作用。0~2周龄仔猪饲喂总能相同,乳糖能占非蛋白能19%~48%的饲粮,仔猪均能很好的利用[8]。

4 乳蛋白

根据一级结构,乳中的蛋白质可分为两大类:酪蛋白和乳清蛋白。酪蛋白包括αs-酪蛋白、κ-酪蛋白、β-酪蛋白、γ-酪蛋白。乳清蛋白组分包括血清蛋白(SA)、免疫球蛋白(Igs)、α-乳白蛋白(α-LA)、β-乳球蛋白(β-LG)、乳铁蛋白(LF)以及一些酶类、肽和蛋白激素等[9]。表2显示了母猪初乳和常乳蛋白的含量。

初乳中蛋白质含量高,特别是含有大量的免疫球蛋白,但随时间推移而下降。乳中谷氨酸和脯氨酸的含量最高,其次是亮氨酸和天冬氨酸,而胱氨酸和蛋氨酸的含量最低。分娩后1~20 d,随着泌乳时间的延长,乳汁中各种氨基酸的含量均有不同程度的下降:谷氨酸从分娩后1 d为1 517.45 g/100 L,分娩后20 d降为655.24 g/100 L;甘氨酸从分娩后1 d的432.88 g/100 L降到分娩后20 d的124.65 g/100 L;赖氨酸和蛋氨酸的含量,分娩后1 d与分娩后20 d相比变化不大[10]。

表2 母猪初乳和常乳蛋白的含量

酪蛋白被认为是最主要的饲粮必需氨基酸的来源,它在猪乳总蛋白中的比例可占60%以上。酪蛋白是钙的载体,可能帮助新生仔猪钙的吸收。同时κ-酪蛋白也可促进哺乳仔猪肠道有益菌的生长。酪蛋白在消化过程中会产生一些有生物活性的肽类 ,对幼仔的消化、营养、神经免疫等发挥调节作用。

在刚分娩时的初乳中乳清中蛋白占总蛋白大概90%,但在产后5 d会下降到低于60%[2]。在初乳中大多数的乳清蛋白是3种主要的免疫球蛋白Igs,包括IgG、IgA和IgM,占乳清蛋白的60%以上,它们使新生仔猪获得被动免疫。由于猪的胎盘属于上皮绒毛膜性胎盘,血胎屏障阻止了母源抗体向胎儿转移,导致仔猪刚出生时体内几乎没有抗体。因此,刚出生的仔猪只能通过吮吸初乳来获得免疫力。IgG是猪初乳中的主要免疫球蛋白,占Igs的76%,它可以直接被肠道吸收并进入仔猪的血液循环。仔猪出生后1~2 d内能吸收异类动物的IgG。IgG的吸收具有时间依赖性,即大分子物质从小肠到血液的转运吸收自出生后的12 h开始逐渐减少[11],18~36 h时发生肠道吸收通路封闭。在分娩后的24 h由于肠道对其吸收结束,IgG浓度迅速下降,IgA成了主要的免疫球蛋白,从泌乳期的第14天开始它占Igs的70%。

猪初乳中IgG具有保护向仔猪提供被动免疫力的作用。吸收的IgG、IgM对吞噬细胞起调理作用以抵抗病原微生物的侵袭。IgA排除细菌、抑制其繁殖的机理是它可以附着在消化道黏膜表面,阻止其他病原体吸附到肠壁上,同时还可凝集细菌,此外由于它耐酸、碱,对蛋白酶的水解作用也有较强的抵抗力。因此,能在消化道中保持抗体活性,相当于在肠道壁涂上了保护剂,保护消化道的安全。

母猪分娩后初乳中总蛋白(TP)含量急剧下降是由于初乳IgG含量急剧下降所致。由于母猪分娩后的24 h之内初乳中的IgG含量迅速下降,所以,对于晚出生或因种种原因,未能在出生后适宜时间吸吮到充足初乳的仔猪来说,就会面临被动免疫转移不全而引起低血清免疫球蛋白现象[12]。

显然,仔猪低血清免疫球蛋白现象不是由于仔猪的小肠封闭造成的,而是因为从初乳中所获得的免疫球蛋白量的减少所致。

在常乳中,血清白蛋白(SA),β-乳球蛋白(β-LG),α-乳白蛋白(α-LA)占血清蛋白的大部分,且有很高的消化率。α-LA有很高的营养价值,它含有很高的赖氨酸和半胱氨酸,其中色氨酸含量尤其高[13]。α-LA的主要生理作用是与金属离子包括钙质的结合,有助于钙大量分泌入乳中[14]。β-LG能够对脂溶性营养素如维生素A和维生素E进行预结合,有助于幼仔小肠吸收维生素A和维生素E。SA参与胶体渗透压的调节。SA,β-LG,α-LA和酪蛋白一起为仔猪提供必需氨基酸。

乳铁蛋白(LF)是存在于乳腺分泌细胞、乳腺分泌物和嗜中性白细胞中的一种铁结合蛋白,在牛的初乳和干乳期乳腺分泌物以及人乳中含量丰富[15]。LF对大肠杆菌、肺炎杆菌、枯草杆菌、链球菌、葡萄球菌等均有抑制作用,原因是LF通过竞争Fe3+抑制需铁的病原菌生长[16]。LF还具有调节非特异性免疫、促进粒细胞和淋巴细胞有丝分裂和抗氧化等功能[17]。

表3 母猪初乳和常乳中矿物质和维生素的含量

5 猪乳中的维生素和矿物质

母乳中的维生素来源于饲粮和母体的沉积。维生素A、D、E、K3在初乳中浓度较高。除了钠和镁之外,猪乳中矿物质含量随着泌乳时间的延长而增加。表3显示了初乳和常乳中矿物质和维生素的浓度。

6 猪乳中的其他物质

目前己从乳中检测出50多种酶类,这些酶主要来源于血液、分泌上皮细胞或由乳腺本身合成。乳中所含的过氧化物酶(LP)、溶菌酶以及一些淀粉酶(可水解细胞壁β-1,4糖苷键),在泌乳某些阶段(如初乳)中可发挥一定的健康保护作用[18]。初乳和常乳中存在大量有生物活性的多肽因子。初乳中与生长有关的生物活性质有胰岛素样生长因子I(IGF-I)、胰岛素样生长因子Ⅱ(IGF-Ⅱ)、表皮生长因子(EGF)、胰岛素(INS)、催乳素(PRL)、转化生长因子(TGF)等[19-20]。乳中众多的生长因子在哺乳期幼畜胃肠道比较稳定,外源口服这些生长因子可以刺激幼畜胃肠道的成熟。

7 母猪的泌乳量与仔猪营养需要

虽然随着猪育种进程的不断推进现代母猪的产奶量有很大提高,日均产奶量从过去的3.86 kg/d上升到10 kg[21],但是仍不能满足仔猪的营养需要。根据Whittemore(1998)的计算,在3周哺乳期内,现代仔猪日增重平均在250 g/d左右(运用现代育种手段,仔猪的日增重还可进一步提高),仔猪的维持能量需要为 0.44 MJ ME/kg BW0.75(NRC,1998),猪乳含 5.4 MJ ME /kg,可以计算出体重6 kg的仔猪在产后的第3周每天至少需要310 g母乳用于维持需要,另外还需要1 000 g(按250 g增重×4倍推算得到)母乳用于实现 250 g/d的日增重,这样总量为1 310 g/d,如果每窝有10头仔猪,则需要13 kg以上,明显高于母猪的泌乳量。Harrell认为要想使仔猪完全发挥遗传潜力,母猪在泌乳第21天的时候需要产18 kg以上的乳汁[22]。在试验过程中发现,人工哺育仔猪的生长速度要快,也就是说人工哺育的方法能够提高仔猪的生长速度使其获得更多的生长优势。仔猪最快的生长速度是由Hodge(1974)报道的,他给10~50日龄的仔猪自由采食还原牛奶(20%干物质),30日龄时仔猪的体重达到了25 kg,平均日增重将近600 g/d。而绝大多数仔猪在现在的生产条件下30日龄体重不超过9~10 kg[23]。Harrell等(1993)指出,在营养充足的条件下,3周龄仔猪的体重可以轻松地达到10 kg,而在现在的生产条件下,3周龄的仔猪很少能达到7 kg[22]。这些结果显示仔猪有很大的生长潜力,母猪泌乳量不足是限制仔猪生长的关键。要克服这个难题,必须得对仔猪进行人工补饲或直接喂给人工乳。

8 母猪乳的营养质量与仔猪营养需要

猪乳富含脂肪,也就是能量。Williams(1976)的试验表明如果假定仔猪的能量采食为3.2 MJ GE/d,其蛋白需要为每兆焦消化能12.0 g牛乳蛋白(假设能量的表观消化率为0.96),如果能量水平提高,蛋白需要量会线性提高[24],而猪乳中蛋白质/能量为9.2~10.4 g /MJ GE,相对较低,这样有利于新生仔猪沉积较多的脂肪而不是瘦肉。Plus和Dnog(1995)认为高乳脂是猪在野生状态下,为适应恶劣环境,求得生存的适应结果,而猪乳低蛋白则是仔猪生长需要与母猪生存竞争折衷的进化结果。因为母乳中蛋白越高意味着母猪体蛋白分解转化为乳蛋白的风险越大。而在现代集约化生产条件下,仔猪过量的脂肪沉积显得没有必要了。而对现代养猪生产来说,猪乳缺乏的应该是蛋白质。他还指出,要使仔猪的蛋白质沉积最大化而脂肪的沉积最小,猪乳的蛋白质水平需要提高50%左右。另外,自然条件下仔猪可以通过接触土壤和阳光获得铁、铜和维生素D,但在现代养猪条件下这些均无法获得,需要给仔猪补充。

综上所述,猪乳并不能完全满足现代生产条件下的新生仔猪,它的供给量不足,在组成上不利于蛋白质的沉积。因此,为仔猪研制开发人工乳来源以解决母猪乳量不足和质量欠佳的问题,这对发挥仔猪生长潜力,提高仔猪生长性能,提高我国养猪水平,改善养猪场的经济效益有重要意义。

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