飼糧中磷量和鈣、磷比對豬隻生長骨骼強度和維生素K作用的影響
前 言
豬隻飼料中礦物質的需要量，以鈣與磷為最多。此因鈣和磷二者占體內所含礦物質量的四分之三以上，為骨骼和牙齒的主要成分。在骨骼內鈣量和磷量約分別佔體內總鈣和磷量的99％和80％。其餘為活細胞和組織液的必需成分。另外，鈣亦為體內多種酵素系統致活之所需，包括神經衝動的傳遞和肌肉的收縮，以及存在於血漿中與血液凝結有關。磷亦為磷蛋白質類，核酸和磷脂類的成分，其亦在能量代謝中擔任重要的任務。
鈣和磷缺乏(或缺乏維生素D)主要導致骨骼正常發育和阻止增重，骨骼鬆軟易推斷和胃口反常。假如年幼仔豬缺乏時會發生軟骨症，這種營養性疾病會導致四肢僵硬和關節腫大及可能發生後肢麻痺。
成年豬隻，特別是種母豬，鈣缺乏引起骨質軟化，或稱鬆骨症，係因骨幹內儲藏之鈣質被抽出後而未能加以補充，結果導致骨骼脆弱易折斷。
維持鈣與磷的適當平衡非常重要。此二者中的任何之一種過量，會使另一種的利用率降低。故一般飼料中補充鈣時應注意飼料中鈣磷比例，因不正常比例將導致鈣或磷缺乏症狀之發生。鈣對磷最有利的比例為1.5：1至1.8：1，但母豬乳之鈣磷比例約是1.3：1。
最近，Hall、Cromwell和Stahly (1985)探討豬隻飼料中磷量超過豬需要量時是否可忍受較高的鈣磷比。研究的目的在評估飼料中予以鈣磷比對生長豬隻之生長速率，飼料換肉率及骨骼強度的影響。有趣的是，試驗同時亦考慮到鈣量對維生素K作用，即對血凝結時間的探討。
試驗工作
Hall et al (1985)選取漢布夏－約克夏雜交豬192頭進行三試驗。飼料中鈣磷比分為1：1，2：1，3：1，其磷量分別為不足(0.3％)，足夠(0.6％)和過量(0.9％)，以瞭解豬隻生長和骨骼性狀的影響。豬隻飼養於高床網狀地面，控溫之豬舍內。飼料和飲水採任食。採用玉米－大豆粉為基礎飼料，蛋白質用量為16.3％(0.82％離胺酸)，磷酸二鈣(Dicalcium phosphate)和石灰石粉(CaCO3)添加以飼料以調製成試驗所需要的鈣與磷量(表1)。
表一 飼 料 組 成 (％) |
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| 鈣
％ 磷 ％ 鈣： 磷比率 |
0.3 0.3 1：1 |
0.6 0.3 2：1 |
0.9 0.3 3：1 |
0.6 0.6 1：1 |
1.2 0.6 2：1 |
1.8 0.6 3：1 |
0.9 0.9 1：1 |
1.8 0.9 2：1 |
2.7 0.9 3：1 |
| 玉
米 大豆粉(去殼) 磷 酸 二 鈣 石 灰 石 粉 鹽 (含碘) 預 拌 劑(1)(2) 總 計 |
78.5 20.0 － 0.6 0.5 0.4 100.0 |
77.7 20.0 － 1.4 0.5 0.4 100.0 |
76.9 20.0 － 2.2 0.5 0.4 100.0 |
77.1 20.0 1.6 0.4 0.5 0.4 100.0 |
75.5 20.0 1.6 2.0 0.5 0.4 100.0 |
74.0 20.0 1.6 3.5 0.5 0.4 100.0 |
75.8 20.0 3.2 0.1 0.5 0.4 100.0 |
73.4 20.0 3.2 2.5 0.5 0.4 100.0 |
71.0 20.0 3.2 4.9 0.5 0.4 100.0 |
| (1)添加，ppm：鋅，200；鐵，100；銅，11；錳，55；碘，1.5；硒，0.1。 (2)添加，量／磅飼糧：飼維生素A，3,000IU；維生素D3，400ICU；維生素E，101V；菸鹼酸，20mg；核黃素，4mg；泛酸，100mg；維生素B12，10mcg；氯四環素，50mg。 |
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微量礦物質與維生素添加至等於或超過NRC (1979)標準。鋅為200ppm。維生素K不添加於基礎飼料中。基礎飼料也加抗生素(氯四環素，100公克／公噸)。
試驗結果時，大約有一半的豬隻屠宰取第三、四蹠骨和股骨，以Instron儀器測定其強度。
試驗一
採用9種飼料處理組，三種鈣磷比率(1：1，2：1和3：1)和三種磷用量(0.3，0.6和0.9％)之複因子設計。每一處理組有四重覆，每欄兩頭豬。試驗28天。試驗開始時，豬隻平均體重為16.8公斤。飼餵高鈣量組之豬隻會發生出血情況，所以在第28天時飼料中添加維生素K(4.8mg menadione／公斤，即以menadione dimethylpyrimidinol bisulfite添加)於四個重覆中之兩組。此試驗繼續試驗14天。試驗結束時，所有豬隻收集血液，測定其凝血素凝結所需之時間。此測試過程中之一個步驟是使用毒蛇毒液作為活化劑。試驗也測定全血凝結的時間。
試驗結束(第28天)，所有豬隻餵予最高量的鈣(2.7％)均死亡。此外，有兩隻豬在鈣量1.8％和兩隻豬在1.2％也已死亡。死因乃導源於體內大量出血。因為黴菌毒素已被確知會干擾血液凝結，如飼料中之玉米測知含黃麴毒素B1，B2，G1和G2，Ochratoxin A和zearalenone。但試驗中都無法測知玉米有黴菌毒素之存在。
維生素K為與血液凝結有關的四種蛋白質(包括凝血素，Prothrombin)合成之所需。豬隻所需的維生素K通常可由其腸道後面的微生物合成。因此，試驗亦探討維生素K是否與出血症狀有關。維生素K在試驗第28天時添加至一半試驗豬隻的試驗中，繼續試驗14天。因所有8頭採食鈣量2.7％飼料均已死亡，故4頭豬本來(第28天前)餵予1.8％鈣量飼料者在第28天後增加鈣量至2.7％，而再持續試驗14天。
在缺乏維生素K下，凝血素凝結時很明顯地與飼料之鈣量有關。最高鈣量組(2.7％)之豬隻所需凝血素凝結時間為低鈣飼料者的兩倍(P＜0.001)(表2)，而添加維生素K使豬隻均有相似的凝血時間(50∼57秒)，而不受鈣和磷量高低之影響。所有血液凝結時間大致與凝血素凝結時間呈相同的趨勢，但變化較大。凝結時間的增長明顯地與飼料中鈣量有關，而與磷量無關。因為相同的鈣量(0.9％)，而磷量從0.3至0.9％皆沒有使凝結時間延長。
試驗二
兩種鈣磷比(1：1和3：1)，三種磷用量(0.3，0.6和0.9％)和兩種維生素K用量(0或4.8mg／公斤)之複因子設計。每一飼料處理組有兩個重複各餵一頭豬。另一個重覆是每欄有豬兩頭(平均體重15.5公斤)。試驗42天。試驗結束時，每頭豬收集血液，測定其凝結所需之時間。
試驗顯示結果，在飼料中沒有添加維生素K時凝血素之凝結時間隨著鈣之用量的昇高而延長(表2)。在添加維生素K後，則不論鈣量之高低，凝結時間皆相似。未添加維生素K之高鈣組(2.7％)有一豬在試驗結束前即死亡。
試驗三
三種鈣磷比(1：1，2：1和3：1)和兩種磷用量(0.6和0.9)之複因子設計。試驗在28天後，每組之一半豬隻在其飼料中添加維生素K(4.8mg／公斤)，繼續試驗22天。此12種飼料處理組，每組三個重覆每欄兩頭豬。開始平均體重17.7公斤。試驗開始28天時，及結束時皆收集血液，以測定其凝結所需時間。
本試驗欲探討飼料添加維生素K是否能改善鈣所引起的出血徵狀。試驗28天中飼料未添加維生素K，結果1.8和2.7％鈣處理組比0.6％鈣處理組之凝血素凝結時間長(P＜0.10表2)。而第28天後添加維生素K至第50天之處理組，其凝血素凝結時間回復至基本值；而第28天至50天未添加維生素K的處理組鈣量為1.8和2.7％之豬隻凝血素凝結時間繼續的延長。其中未添加維生素K之1.8％鈣組有一頭豬和2.7％組有兩頭皆在試驗未結束前死亡。死因源於體內出血。
表二 鈣和磷量，鈣磷比和添加維生素K對豬隻凝血素凝結時間的影響 |
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| 鈣，％ 磷，％ 鈣：磷比率 |
0.3 0.3 1：1 |
0.6 0.3 2：1 |
0.9 0.3 3：1 |
0.6 0.6 1：1 |
1.2 0.6 2：1 |
1.8 0.6 3：1 |
0.9 0.9 1：1 |
1.8 0.9 2：1 |
2.7 0.9 3：1 |
凝血素凝結時間，秒 |
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| 試驗一(42天)1 無 維 生 素 K 添加維生素K 試驗二(42天)1 無 維 生 素 K 添加維生素K 試驗三2 試驗開始時 第28天(無維生素K)3 第50天 無 維 生 素 K 添加維生素K |
56 57
53 50
|
56 57
|
55 55
56 51
|
57 54
59 49
61 60
62 60 |
75 56
61 72
67 60 |
84 51
62 48
60 77
85 60 |
59 52
51 49
61 70
66 60 |
94 54
60 64
87 61 |
109 50
77 50
60 94
97 62 |
| 1.鈣(P＜0.01)維生素K(P＜0.01)和鈣X維生素K交互(P＜0.01)效應顯著。 2.試驗第28天後有一半試驗組飼料添加維生素K。 3.鈣(P＜0.01)效應顯著。 |
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綜合三個試驗之所有資料，顯示資料在未添加維生素K時之豬隻凝血素凝結和全血凝結時間受鈣量的影響。而添加維生素K後，不管鈣之用量高低，其凝結時間均正常。
結果討論
我們相信飼料中高鈣量會加速出血情況的研究，這是首篇報告。飼料中高鈣量與維生素K在生理上有明顯地相關性，但其機制卻未為人知。可能是高鈣量會降低腸道微生物對維生素K的合成，亦可能是降低腸道對維生素K的吸收，或破壞維生素K的活性。也可能因為體內所有依附於蛋白質的維生素K對鈣有高度親和力，因此，過量的鈣至使豬隻對維生素K的需要量增加。
此三項試驗顯示，維生素K不會影響豬隻生長性能(生長速率，飼料採食量和飼料利用效率)或骨骼斷裂強度，而且也沒有與磷量或鈣磷比有交互作用。鈣和磷量及鈣磷比的效果列於表3。表3所列的為此三項試驗結果的平均值。
表三 飼料中鈣和磷量，鈣磷比對生長豬隻生長性能和骨骼強度的影響(1) |
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| 鈣，％ 磷，％ 鈣磷比 |
0.3 0.3 1：1 |
0.6 0.3 2：1 |
0.9 0.3 3：1 |
0.6 0.6 1：1 |
1.2 0.6 2：1 |
1.8 0.6 3：1 |
0.9 0.9 1：1 |
1.8 0.9 2：1 |
2.7 0.9 3：1 |
| 每 日 增 重，kg(2) 飼料採食量，kg(3) 飼料換肉率 骨 骼 強 度，kg 蹠(前肢)(2,3,4) 股骨(2,3,4) |
0.55 1.38 2.54
29 113 |
0.53 1.47 2.77
26 105 |
0.50 1.41 2.80
25 113 |
0.64 1.57 2.43
58 229 |
0.62 1.52 2.44
81 318 |
0.60 1.61 2.71
75 284 |
0.60 1.49 2.49
67 249 |
0.59 1.51 2.58
88 326 |
0.57 1.58 2.82
87 330 |
| (1)三試驗192頭生長豬之平均(體重16.8∼40kg) (2)磷量影響顯著(P＜0.01) (3)鈣磷比影響顯著(P＜0.05) (4)磷量和鈣磷比交互作用(P＜0.05) |
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餵予磷量(0.3％)不足之處理組的豬隻較足量磷(0.6和0.9％)處理組的豬隻生長飼料採食量為低和飼料利用效率較差(P＜0.001)。鈣磷比從1：1提高至2：1或3：1，則不論何種磷用量處理組，其生長速率和飼料換肉率皆下降。豬隻餵予2：1和3：1的鈣磷比對1：1而言，其增重分別降低3和7％而飼料換肉率分別增加5和12％(雙差)。高鈣與磷量飼料處理組的飼料換肉率較高乃因豬隻所採食之飼料中的磷酸二鈣及石灰石粉含量較高，而使飼料中所含能量降低之故。
豬隻餵予磷量(0.3％)不足飼料比其他二組磷量(0.6和0.9％的骨骼斷裂強度顯著地降低。磷量增加至0.6％和0.9％之二組會導致豬隻骨骼斷裂強度大幅度增強。鈣量由0.3增加至0.9％(或增加鈣磷比由1：1至3：1，在磷量(0.3％)不足時之骨骼強度皆沒改變。但是在兩種較高磷量之處理組則鈣量的增加會增強骨骼強度。此乃因磷量與鈣磷比的交互作用所致(P＜0.05)。
結 論
三試驗的結果顯示，在玉米－大豆粉基礎飼料中不添加維生素K，而增加飼料中的鈣量由0.3至2.7％，會使豬隻全血凝結和凝血素凝結所需時間增長。最高鈣量(2.7％)會使豬之體內出血徵狀發生比率增加，而引起死亡。飼料中添加維生素K會阻止凝結時間的延長與鈣引起的出血徵狀。
在不同磷量的處理中，增加鈣量比從1：1至3：1會使豬隻生長速率降低和飼料換肉率變差的趨勢。當飼料中的磷量足夠或超過豬隻需要量時，增加鈣磷比會使骨骼強度增強。
飼料營養雜誌(14~19)－顏宏達．八六年六期
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