猪所需之生物有效磷的估计.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流猪所需之生物有效磷的估计.精品文档.猪所需之生物有效磷的估计Tim Stahley 衣阿华州大学动物学家猪对磷的代谢需求量是很大的。大部分贮存在体内的磷(80%)存在于骨骼中，这些磷既可用作支撑身体的骨架又可作为一种需要时可动用的贮备磷。余下部分的贮备磷(20%)分布在软组织中，作为许多有机化合物的一种整合成份，如参与大多数细胞生化反应的物质。例如，磷是三磷酸腺苷(ATP)的一个组成份，它从营养物质的分解代谢中捕获和保存能量，并释放出这些能量用于支持细胞活动。磷也是DNA和RNA的一种成份，这二种化合物是细胞分裂如生长所必须的，磷又是细胞膜重要成份磷脂的组成份。磷也是体内一种主要的细胞内缓冲物质和体液渗透压平衡的调节物。 体内磷供应不足会导致体组织生长速率下降。由于矿物质沉积不足和骨中沉积磷的动用，骨会变软变脆。生长猪日粮磷不足对体生长和骨矿化速度和效率的影响见表l。 一头猪具体的日粮磷的需要量取决于：(1)动物对磷的代谢需求量，(2)日粮混合物中磷的消化率和(3)可消化磷在代谢机能中的利用效率。 表1. 日粮磷不足对生长猪的影响a 参数 日粮磷，% 0.5 0.32 饲料一营养物摄入量   饲料，磅每天 5.20 4.54 磷，克天 11.8 6.6 体增重，磅天 1.69 1.19 料肉比 3.08 3.82 骨的强度，磅 321 169 骨的灰份，% 57.4 52.8 a 引自Cromwell等(1972)。低磷日粮是由不补加磷的玉米大豆粕日粮组成。试验猪从体重37磅喂至202磅。  磷的代谢需求量 猪对磷的日需要量主要取决于其维持需要量和形成组织和体液的速率和类型。每天用于机体维持的日需要量估计每磅(454克译者注)体重为27毫克。这些数值分别代表动物在获得不足量和适量的磷摄入条件下的维持需要量(Jongbloed，1987)。磷用于机体生长的需要量显然与猪的体蛋白合成的潜在能力有密切关系。每增加一磅体蛋白，猪体便沉积大约1619克的的磷(Jongbloed，1987)，在青年猪(体重2080磅)，磷的沉积水平较高。这反映了一个事实，即体内主要含磷组织骨是一种比肌肉成熟早的组织。 根据毛重，蛋白质合成力为中等的猪，从40磅至240磅成熟阶段，每磅体增重含磷平均为2.52.2克。随着猪体蛋白合成潜能的提高，磷的沉积量也在增加。因而，遗传性体蛋白合成力高的猪，每磅体增重额外多沉积0.100.14克磷(大约2.622.32克)。同样，公猪每磅体增重磷的沉积量高于相同基因型的青年母猪和阉公猪0.100.15克。性别间的最大差异发生在体重较重阶段(130260磅)。 就产奶而言，每产一磅奶大约要结合0.75克的磷(Harmon等，1974，1975；Mahan和Fetter，1982)。由于吮乳仔猪(121日令)每天需要大约925克母奶(Schoenherr等，1990；Stahly等，1991)，因此，母猪应为每头仔猪每天分泌大约1.53克的磷。  有效磷  对猪的代谢用途有价值的磷的数量将取决于(1)猪的采食量(如，磷)，(2)日粮磷的消化率和(3)消化的磷在各种生物过程中的利用效率。国家研究委员会(NRC，1988)对磷需要量的最新估计值是根据如下假设计算的，即体重为2244，44110和110242磅的阉公猪和小母猪，每天分别消耗2.1，4.2和6.8磅的玉米豆粕(1.49百万卡代谢能磅)日粮。母猪(即体重365磅)假定在妊娠和哺乳期每天分别消耗4.2和11.7磅玉米大豆日粮。但是，实际的采食量将受到多种因素的影响，包括猪的基因型和性别，温度和群居气候，日粮制度和健康状况。遗传和环境因素对生长猪随意采食的潜在影响列于表2。 表2. 遗传和环境因素对磷摄入量的潜在影响  NRC(1988) 潜在的变化a 因素 基础 基础 采食量，% 动物    基因型 瘦肉增重中等 瘦肉增重提高 4至8% 性别 阉公猪小母猪 小母猪 6至15% 体重 磅   气候   2至12% 气温 温暖 冷，热 2至8% 群居 适度空间 拥挤 2至5% 日粮 玉米大豆 脂肪 +2至8%   纤维 5至15% 健康状况 好 慢性病 4至8% a表示在商品猪管理体制预期变化很大。  日粮磷的消化率主要取决于所累及的饲料，在较低程度上取决于日粮混合物的形状和营养物含量。相反，低磷摄入或边缘性适量磷摄入的动物，可消化磷在体内的沉积比例一般是很高的(8598%)(Vipperman等，1974)。因而磷的生物学效价与得到代谢所需磷摄入量猪的日粮磷的消化率有密切关系。  绝大多数植物种子中，大部份(6080%)磷是以有机化合物形式(常被称为磷酸盐)存在的(Nclson，1967)。这种形式的磷一般不能有效地被猪消化，这是因为猪缺乏一种能将磷酸盐分子中的磷分裂出来的酶(植酸酶)。但是。植物磷的消化率和由此产生的生物学利用率，实际卜在各饲料之间是有变动的，显然，部分原因是由十天然存在于各种种子中的植酸酶活性上的差异所致(表3；Nelson，1967，Bagheri等，1982)。 表3与植酸酶有关的植物磷的生物学利用率a  植酸盐，% 植酸酶 磷的生物利用率 来源 占总P的% 范围b P，%c 玉米 66 6 12 谷物高梁 68 5 12 燕麦 56 4 23 大麦 56 3 31 小麦 67 1 50 a引自Nelson等(1968)，Jongbloed(1987)和Cromwell(1990)。 b设具有最高水平植酸酶活性之谷物的效价为1。 c与一磷酸盐中有效磷有关，其有效磷定为100%。 例如，玉米和高梁谷粒中磷的生物学利用率平均为12%，两种谷物的植酸酶活性低，而大麦和小麦中其数值平均分别为30和50%(见表3)，这二种谷物具有中等度和高度的植酸酶活性。同样，来自于小麦的谷物付产品(即小麦细粉，麸皮)或者那些经历过发酵过程(因发酵过程而激活了植酸酶活性)的谷物副产品(即酒槽)，显示较高的(3570%)磷的生物学利用率(表4)。 表4. 猪饲料原料中有效磷的估计值 饲  料 原 料 有效磷含量，%a 评 价 谷物颗粒b   玉米 12  高梁 12  燕麦 23  大麦 31  Triticale 46 植酸酶含量 小麦 50 植酸酶含量 谷物副产品b   玉米片渣 14  米糠 25  麸皮 35 植酸酶含量 小麦粗粉 45 植酸酶含量 玉米谷蛋白饲料 59 皂化，发酵 酒精浆 71 皂化，发酵 植物性高蛋白粕b   棉籽粕 1  葵花籽粕 3  Canolao粕 21  大豆粕，去壳 25  大豆粕，44%粗蛋白 35 豆皮植酸酶 动物性高蛋白粉b   肉一骨粉 68  乳清粉 76  血粉 92  鱼粉 102  无机磷酸盐b,c   植酸盐中的磷 8  软岩石磷 25  骨粉，蒸过 82  磷酸三钙盐 84  脱氟磷酸盐 87  磷酸单一双钙盐 90-107  磷酸钠盐 100  a.与磷酸钠盐中的有效磷有关，其有效磷定为100%，以骨断裂强度骨灰份为基础的斜率技术测定有效磷的数值。 b.引自Cromwell(1990)。 c.引自McGi11ivary(1978)，Miller(1981)和Cromwell(1990)。 蛋白酶类饲料中磷的生物学利用率实际上也是变动的。植物性来源的一般具有相对低的生物活性磷(035%)。大豆粕显示磷的生物效价为2535%，观察到蛋白质含量为44%的连皮豆粕的生物效价水平最高。动物性来源蛋白类饲料实际上具有较高的效价(70100%)。肉骨粉和乳清粉中有效磷明显较低的原因不详。 无机磷中的磷一般会有相对高的生物有效磷，尽管各种不同来源之间也确有变动发生(表4)。最高效价通常出现在磷酸钠盐和磷酸一钙以及二钙盐。脱氟磷酸盐和磷酸三钙盐的生物效价一般显得低于前者，而有些磷酸盐，例如，库拉索磷酸盐的生物效价是最低的。 一直认为植酸酶能改善植物基础饲料中磷的利用率，它是通过催化植酸转化成正磷酸和其它的磷酸酮醇中间体的转化过程，来提高磷的利用率的。植酸酶天然地存在于某些种类的植物中(即小麦)，微生物中(即Aspergillisficuum和Aniger)和肠粘膜中(Davis和F1ett，1978；Bacheri等，1982；Williams和Taylor，1985)。由于用动物粪便为土壤施磷肥的较为严格规定，尤其在西欧，使人们提高了对植酸酶的兴趣。已表明植酸酶添加剂能显著促进谷物颗粒和植物性蛋白源中磷的利用率(表5；Simons等，1990)。其反应显然随剂量而定(Simons等，1990)。但是，植酸酶暴露于高温时(即大于80)，部分酶活性失活，例如这种情况发生于制粒和膨化过程中(Sandberg等，1987；Jongbloed和Kemme，1990)。 表5. 微生物植酸酶对猪磷的表现消化率的影响a 项目 植酸酶，单位磅b 基础日粮 玉米大豆 木薯玉米片大豆 消化率，%    干物质 0 85.2 81.0  454 85.0 81.3 磷 0 20.0 34.0  454 46.0 56.0 钙 0 44.0 50.0  454 50.0 58.0  a引自Simons等(1990)。猪48公斤，以维持需要的23倍饲喂。 b植酸酶来自于Aficuum。一单位磷酸酶1分钟内能水解1微克摩尔来自于植酸的磷酸盐。 磷的消化率受饲料通过消化道速率的影响显然是有限的(25%)。食糜通过速率直接与采食量有关，特别与食入材料的容积和体积有关。因此，与每单位体重采食量较低有关的一些因素(即：瘦肉增长高的基因型，青年母猪，限制性饲喂制度，炎热的气候)往往会促进磷的消化。采食量分别下降20%和30%，磷的消化率表明有35%的提高(Jongbloed，1987)。 日粮中营养物质的类型和含量也可变性地影响磷的生物利用率。高水平日粮钙会抑制投喂边缘性或磷不足的动物对植物磷的利用率。Jongbloed(1987)估计，日粮钙含量每增加01%，日粮磷的表现消化率下降1%。获得适当磷采食量的动物，其日粮钙水平的重要性减少到最小程度。日粮钙对总磷和有效磷的比例分别以1.25：1和3：1被认为可使磷达到最佳利用率。 纤维饲料源或饱和脂肪源往往和钙结合或形成不溶性的化合物，从而导致钙的吸收水平下降。但是对磷的影响显然是最小的(Jongbloed，1987)。超过动物代谢需要量的日粮营养物水平(即：氨基酸，微量元素和维生素)和治疗量水平的抗生素对磷的利用率和影响显然也是小的(Jongbloed，1987)。但是如果用含高浓度植酸盐的植物蛋白源作为额外的氨基酸添加入日粮时，这种日粮氨基酸含量的提高，对磷的利用率可能造成负的影响。  有效磷需要量的估计  新版NRC(1988)对猪有效磷需要量的估计主要是以有中等水平体生长和奶产量的健康动物为依据的，这些动物舍饲在温度适中的环境中，自由采食添加过维生素的玉米大豆粕日粮。此外，日粮需要量的估计主要是根据能使动物体生长和奶产量达到最佳速度和效率所需要的饲喂水平，而较少强调保持充分的骨矿化骨强度所需要的水平。强调最少的是关于调节动物粪便磷的排泄量。在磷的代谢需求量的一些例子中，日粮组份中磷的生物利用率，骨的完整或生态状况的重要性，实际上都偏离了这些标准，因此，猪日粮磷的需要量就会更动。  猪每日所需要的有效磷数量和日粮有效磷浓度可近拟计算如厂：   有效磷的需要量 克/天 每天代谢磷的需要量，克    被沉积的消化磷的比例 % 每天有效磷的需要量，克 ×100 每天采食量，克 表6. 生长猪磷需要的估计 猪 猪 猪日增重， 猪体重，磅a 基因类型a 性别a 磅a    有效P的需要量， 克天b     因子法估计      瘦肉增重中等 B-G 1.70 3.75 4.77 4.82 瘦肉增重中等 B-G 1.95 4.33 5.36 5.36 瘦肉增重高 B-G 2.05 4.65 6.00 6.03 瘦肉增重高 公猪 2.20 4.86 6.47 7.32 NRC(1988)      瘦肉增重中等 B-G 1.70 3.40 4.50 4.70 a.猪的基因型是以瘦肉组织生长的遗传力为依据。猪性别表示：阉公猪(B)，小母猪(G)。猪的生长率是按 体重40至240磅间平均日增重估算的。 b.假定：96%消化率被沉积和用于身体的维持需要及组织的增长。体增重和每单位体增重所  需之代谢磷是随猪只从40-240磅体重的成熟而调整。 维持和生长用磷的代谢需要量可以根据猪的体重和生长率及生长成份予以近拟计算。例如，120磅的阉公猪和小母猪，遗传性瘦肉组织生长率为中等，其代谢磷的需要量估计为，0.60克(120磅×0.005克)用于维持和3.98克(日增重1.70磅×2.34克磷碲)用于生长。按可消化磷的利用率为96%计，有效磷的需要量为4.79克(0.6克+3.98克0.96)。猪的基因类型，性别、生长率和发育阶段对其有效磷需要量的估计值是可比的。这些数据与NRC(1988)有效磷需要量的估计值是可比的。对遗传力和生长率相拟的猪，NRC(1988)数据和因子法得出的估计值是相对较好地吻合一致的，随着生长力，特别是瘦肉组织合成的增加，猪对有效磷的需要量也明显增长，阉公猪的日需要量高达0.91.3克，在体重较重的公猪，日需要量侧可高达2.6克。 能使体生长，特别是体蛋白合成下降的一些因素可望能降低有效磷的需要量。例如，能限制体蛋白合成的日粮氨基酸制度，可减少体内磷的沉积量。日粮氨基酸水平降低0.3%(每天7克)，(低于日食2.30公斤饲料和12.4克日粮磷(5.2克有效磷)之公猪和小母猪达最大生长率和最高氮沉积所需要的赖氨酸量)，其日增重降低70克，蛋白质沉积降低31克和磷沉积降低0.7克(Lenis和Mertz，1983；Jongboed，1987)。 泌乳母猪有效磷的需要量主要取决于母猪体重和产奶水平。而产奶水平主要取决于母猪带仔数量。表7估计了体重365磅，带奶8，10或12头仔猪之母猪有效磷的需要量。略偏高的维持需要量(0.009克磷磅体重)和消化磷(7%)利用效率不足常用来考虑母猪体成份的实际变化。 表7. 乳母猪磷需要量的估计a 项目 哺乳仔猪头数 8 10 12 有效磷的需要量，克天。    因子法估计值    维持 3.6 3.7 3.8 产奶 13.1 16.5 19.7 总计 16.7 20.2 23.5 NRC(1988)标准 18.6 18.6 18.6 a母猪体重365磅，体况和产奶量为中等。 b假定：93%的消化磷被沉积和用于维持需要和产奶。 母猪所需日粮有效磷的浓度实际上随母猪食物消耗水平而变。带仔8，10或12头的母猪分别需要11.5，13.5和15.5磅添加维生素的玉米大豆粕日粮方能满足其维持身体和产奶的能量需要。如果达到这些采食水平，当窝仔猪数从8头(16.克磷11.5磅饲料=0.32%磷)增至12头(23.5克磷15.5磅饲料=0.33%磷)时，母猪所需要的日粮有效磷浓度实际上不变。但是如果限制母猪的采食量(即每天10磅)并使母猪的矿物质贮备的动用降至最低限度，则带仔8、10或12头的母猪其日粮有效磷浓度可能分别需要增至0.37，0.44和0.52%。 采食量不足很可能导致母猪动用骨胳中的和有可能动用软组织中的贮备磷来满足其产奶的代谢需求。带仔12头在30天哺乳期日喂10磅(相对于为15磅)饲料(含0.33%有磷)的母猪，以补偿其磷摄入不足而动用骨磷贮备量可能相等于246克磷，等于大约母猪体磷贮备的30%(Shields等，1983；Jongboed，1987)。这种程度的矿物质动用对泌乳和其后母猪繁殖性能的影响尚不知。与动物代谢需要有关的有效磷的(整个28天泌乳期2040克)相对不足不会改变母猪的泌乳性能(Mahan和Fetter，1982。)  参考文献略