飼料營養濃度和能量供應對肉豬生長和屠體性能的影響
飼料中各種營養分的用量和肉豬生長和屠體性能間的關係近來深受研究人員的重視。但要將各種營養分的用量要配合的恰到好處並不是一項容易的調配過程，採用某些原料之用量將使調配過程更趨複雜。在不同原料調配成的完全飼料中，可用不同方法去表示其特性。主要是有關飼料中能量營養的含量，特別是營養濃度(nutrient density)和營養平衡(nutrient balance)。營養濃度意指飼料中能量和營養分之含量之數量)，假設能量和營養分相互平衡，及營養分本身之間亦平衡，且為一常數。故考慮營養濃度，亦與營養平衡有關。營養平衡意指各種不同營養分及能量之平衡，不同的營養平衡對肉豬生長和屠體之影響非常重要。
提到營養濃度，也要瞭解所採用的飼養方法。在台灣豬隻的飼養方法有二種：
1.任食飼養(ad libitum feeding)意指連續不中斷的充分供應豬隻以新鮮飼料和水。一般豬隻的任意飼料採食量(voluntary feed intake)即假設為任食飼養的飼料採食量。
2.限食飼養(restricted feeding)意指飼料供應量低於任食飼養之用量。通常按豬隻體重每日二次給料。另一種限食飼養的型式為按時每天二次讓豬隻採食30分鐘，採食飼料量因而降低而不能達到與任食飼養之用量相等。
由於飼料配製技術和育種改良的進步，養豬人工的昂貴和許多國家漸以年青公豬供作肉用，任食飼養漸有取替限食飼養的趨勢。
一、改變飼料營養濃度
欲改變飼料營養濃度，與能量用量和主要營養分之改變有關。飼料中要達到高營養濃度無可避免要額外添加脂肪。
豬隻飼料大多以穀類為主。殼類(非全部)可用來解釋營養濃度的改變，舉例而言，顏等(1984)採用可消化熱能值，大麥為3.54Mcal／公斤，和玉米為3.79Mcal／公斤(風乾)。假設於考慮不同營養分與能量濃度時，為方便飼料配製而僅採用不同的穀類(大麥和玉米)，並固定每頭豬隻攝取相同能量和蛋白質用量，則豬隻之生長以玉米為主要穀類來源之高營養濃度飼料有較佳之趨勢，且每單位增重所需飼料量極顯著地優於供應大麥為主之低營養濃度飼料者，但豬隻屠體品質並沒有受到影響。
減少營養濃度就是要飼料中纖維含量提高，則高纖維性飼料原料就須大量採用。一般相信高量的粗纖維，會減少全部飼料和個別飼料原料之營養分的消化率。例如當飼料中粗纖維量的改變在1.5和13.5％之間，粗蛋白質的消化率降低10∼13％(Pond, et al., 1962)，11％(Lloyd and Crampton, 1955)或5％(Cole et al., 1967)。粗纖維的增加可能減少鋛參與作用和營養分通過腸道速率增加而降低消化能力。
粗纖維具有不確定的特質，故在營養考慮上產生很多問題。粗纖維不僅是一種營養分且在分析定義上使得問題變得更複雜。要更進一步瞭解豬隻對各種飼料原料粗纖維之利用，目前尚無足夠資料可資利用。
二、影響飼料採食量的因素
豬隻採食飼料的數量是動物因子(即動物的需要量)及飼料特性二者之間的一種委協。在這種情形下，能量是控制飼料採食量的重要營養分。
1.體 重
生長豬隻飼料採食量和體重有關。這二者關係由ARC (1981)之程式表示如下：
可消化能攝取量(MJ／日)＝55(1－e-0.0204W)
其中MJ＝0.239Mcal，而W為體重。此程式根據許多試驗所得之結果，而由ARC(1981)加以整理。體重20至90公斤豬隻採食可消化能為3,000Kcal飼料之每日用量(表1)。表1亦採用顏和吳(1986)有關台灣豬隻在任食飼養下之飼料採食量作為比較(圖2)。很明顯地可發現台灣豬隻(閹公豬和肉女豬)之平均飼料採食量和每日能量之攝取均低於ARC (1981)之建議用量(表1)。
| 表一 體 重 和 飼 料 採 食 量 之 關 係 | ||||
| 體 重(公斤) | A R C (1981) | 顏 與 吳 (1986) | ||
| Mcal DE／日 | kg飼料／日 | Mcal DE／日 | kg飼料／日 | |
| 20 30 40 50 60 70 80 90 |
4.40(1) 6.00 7.31 8.41 9.27 9.99 10.56 11.04 |
1.47 2.01 2.45 2.82 3.10 3.34 3.54 3.70 |
4.57 5.38 6.15 6.85 7.53 8.10 8.70 9.17 |
1.52(1) 1.79 2.05 2.28 2.51 2.70 2.90 3.06 |
| (1)每公斤飼料有3,000Kcal (3Mcal)可消化能(DE)加以計算。 | ||||
2.性 別
現有充分的資料證明閹公豬飼料採食量較肉女豬為高。一般而言閹公豬之飼料採食量高(圖2)，以便使其生長迅速，但飼料利用率差及屠體較肥故世界上有些國家嘗試在任食飼養下採用年青公豬供作肉用。年青公豬飼料採食量較閹公豬低而和肉女豬相似(圖3)，而且不論限食或任食飼養均有較佳的飼料利用效率及屠體品質(顏等，1987)。
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3.早期營養之影響
特定生長階段的飼料採食量受其前一階段營養給予量之影響。例如，豬隻生長期階段(體重25∼50公斤)之飼料採食量被限制在任食飼養飼料量的1／2，而於體重60∼90公斤時採任食飼養之飼料量較生長期(即一般任食飼養者)的飼料採食量高約15％(Cole et al., 1968)。在任食飼養的條件下，似乎補償生長導致飼料採食量的增加而不是飼料利用的顯著改善。
4.飼 料
一般認為豬隻每日應可採食固定的可消化能量(在某一範圍之能量供應下)，即飼料採食量會隨著營養濃度而改變。例如Cole et al. (1967)採用範圍在2.57∼3.30Mcal DE／kg用乾基飼料(10.8∼13.8MJ DE／kg)，發現飼料採食量從低能量飼料的每日3.65公斤降至高能量飼料的每日2.80公斤(乾物質基)。雖然飼料採食量有23％的減少，但可消化能攝取量並無顯著性的差異。很明顯地，補償性的機制對於營養濃度過度稀薄的飼料已不起作用，由於物理性的限制而致豬隻不再攝取更多的飼料。
飼料採食的生理控制受飼料物理性狀的控制，即豬隻對營養分的需要量及使用稀薄飼料的型式和數量等很多因素影響到物理性狀的控制。Cole et al. (1968)曾報告有關物理限制的例子。體重59∼91公斤豬隻供飼2.11Mcal飼料(乾物質基)之平均每日採食量4.05公斤，糞便1.9公斤。基於有關控制飼料採食量的試驗而提出圖5模式。
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雖然報告稱，於一段能量範圍的飼料中，豬隻對高能量或高營養濃度飼料之採食量減少，但並非表示能量攝取量亦相對減少。最近於台灣養豬科學研究所之報告(顏等，1985)中，能量攝取最近似Cole et al. (1967)之結果。然而，當能量濃度或營養分濃度改變，豬隻反應改變了。雖然採食高能量飼料之豬隻的飼料採食量減少，但每日能量攝取量反而增加(表2)。對飼料能量濃度缺乏補償作用，可能表現出控制任食飼養之飼料物理及生理機制之間的對抗和妥協，這情況發生在某些飼養環境下而不在另一環境下出現之理由仍不清楚。
表二 不 同 營 養 濃 度 飼 料 對 肥 育 期 豬 隻 生 長 和 屠 體 之 影 響 |
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可消化能：離胺酸(Kcal：g) |
飼 料 營 養 濃 度 |
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| 4,031：8.9 | 3,577：7.9 | 3,130：6.9 | |
| 營養攝取 飼料攝取量，公斤／日 可消化能攝取量，kcal／日 離胺酸攝取量，克／日 生長性能 每日增重，克／日 飼料利用效率 飼料：增重 可消化能：增重(kcal／g) 離胺酸：增重(克／公斤) 屠體性能 屠宰率，％ 平均背脂厚度，公分 腰眼面積，平方公分 |
2.14 8.616 19.02
766
2.83 11.40 25.17
82.5 3.63 37.5 |
2.12 7.574 16.73
650
3.28 11.72 25.87
82.3 3.29 39.9 |
2.46 7.708 16.99
638
3.86 12.08 26.64
81.8 3.31 40.0 |
豬隻營養研究中，很少注意到飼料中能量濃度及營養分濃度對任食飼養豬隻飼料採食量的影響。蛋白質和胺基酸的角色更少被重視。當飼料中蛋白質量改變時，豬隻傾向採食飼料中胺基酸較平衡良好的飼料。有關飼料中胺基酸營養的缺乏、中毒，拮抗和不平衡等問題曾在前年研討會中提及。飼料中單獨提高某一種胺基酸，如精胺酸(Sonthern and Baker, 1982)或離胺酸(Edmonds and Baker, 1985)使豬隻飼料採食量下降，此為過量的胺基酸致使拮抗作用的發生，或中毒和不平衡所引起的。最近，利用離乳仔豬(體重8公斤)玉米－大豆粉為主之蛋白質20％飼料，過量添加4％之DL－甲硫胺酸，L－色胺酸，L－羥丁胺酸，L－離胺酸或L－精胺酸之研究中，Edmonds et al. (1987)報告豬隻飼料採食量受到影響且增重因不同胺基酸之添加依次生長速率降低52、28、5、16和31％(表3)，甲硫胺酸之毒性似乎高於其他胺基酸。
表三 胺 基 酸 過 量 對 仔 豬 飼 料 採 食 和 增 重 之 影 響 |
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| 飼料採食量(g／日) | 增重(g／日) | 飼料／增重 | |
| 基本飼料(B) B＋4％ DL－甲硫胺酸 B＋4％ L －色 胺 酸 B＋4％ L －精 胺 酸 B＋4％ L －離 胺 酸 B＋4％ L －羥丁胺酸 |
790 442 565 617 753 791 |
490 233 352 339 410 465 |
1.61 1.89 1.60 1.79 1.85 1.68 |
總之，任食採食量可以說是動物需要量及飼料特性二者之間的相互妥協之結果，這二者都不是一成不變的。除了各種因素的影響外，動物因素本身也易於改變，例如豬隻品種亦會改變需要量。人為的選拔，改變了可供生產的遺傳型態如更趨精肉型的選拔。同樣地，傳統對動物飼養管理的改變將閹公豬的飼養變成年青公豬的肉用均使飼料原料的配合也是同時跟著改變。因為動物與飼料二者關係為飼料採食量之生理及物理的控制所影響，故此關係也會改變。
另外，環境因素也會影響飼料採食量，特別是豬隻周圍之外界溫度，空氣的流通、地面型式和飼養密度，這亦影響能量的測定。
三、肉豬能量需要的評估
在討論肉豬之能量需要之前，先介紹幾種評估能量需要的方法。評估能量需要的方法可分為二大類：factorial法和empirical法。
factorial是從幾個主要需能的代謝過程來估計能量需要。包括維持、蛋白質蓄積和脂肪蓄積所需的能量。雖然這幾個因素都是可變的，而且對許多與能量交換有關的代謝過程也未予以詳加說明。但是這種區分方法提供一個可例行使用的預估方法。
第二種測定能量需要的方法為empirical法，以實驗為基礎。豬隻對不同的飼料能量含量或餵料量的反應，可從其生長性能及屠體品質的變化上加以瞭解。因此，許多報告均以增重、屠體瘦肉量及背脂厚度作指標，而過去一些能量需要也都是以這種方法建立的。
1.生長的能量需要
Kielanowski (1966)最早使用factorial法來評估生長豬的能量需要。他認為代謝能(ME，MJ／天)的攝取，可區分為三個不同的部分如下：維持、蛋白質蓄積、脂肪蓄積所需的能量。
ME＝MEm＋(1／Kp)P＋(1／Kf)F其中MEm作為維持之能量需要(MJ／天)，P為以蛋白質型蓄積的能量需要(MJ／天)，F為以脂肪型蓄積的能量需要。Kp和Kf則分別蛋白質和脂肪蓄積的能量係數(energetic efficiency)。從Kielanowaki這項最初的建議後，陸續有許多試驗估計MEm、Kp和Kf。然而，必須謹記的一點是，這些數字都是用統計步驟分析到的；從生理的觀點而言，並沒有任何直接的方法能夠將維持的熱能需要量從生產的熱能需要量中區分出來。這種方法還有其他限制：(1)能量係數的估計乃是從實驗中所得到的，而在這些實驗中，一些獨立變數之間均具有相當高的相關性；(2)在試驗所涵蓋的飼料採食量變異範圍內，通常均假設Kp和Kf為常數，且與蛋白質或脂肪的蓄積速率無關；(3)蛋白質和脂肪蓄積速率的估計技術不同，所得的結果也有所差異(Kielanowski, 1976)；(4)對生長家畜而言，維持的概念只是假設的，因維持乃涉及動物處於無熱能散失與獲得的能量平衡狀況下。根據Fuller et al (1976)和Close et al (1978)的結果指出，即使只採食足夠維持的能量時，動物體仍然能夠蓄積25∼30％的蛋白質。因此，由於許多同化和異化的過程乃同時進行。所以，從生理的觀點來看，維持的概念並不代表動物處於一種"穩定的狀態"。儘管如此，一般仍沿用維持的觀念據以評估禽畜的能量需要，進而計算飼料餵量，飼料採食量以代謝能量需要的3.5倍計算。
2.維持之能量需要
維持的能量需要可從幾種不同的試驗來測定，包括(1)從絕食時的代謝狀況；(2)從能量蓄積(energy retention, ER)和代謝能攝取量之間的線性迴歸方程式中(當ER＝0時)計算MEm；(3)從代謝能(ME)攝取量與蛋白質(P)和脂肪(F)的蓄積速率之間的關係，經複迴歸分析的截距來求MEm。
(1)由絕食時的代謝狀況來測定
Breirem (1936, 1939)測定豬隻長期絕食後的代謝狀況(F)，用假設的維持能量係數(Km)為基礎，以F／Km來計算MEm。而稍後發表的報告(Breirem and Homb, 1972)則將此數字增加20％，以供動物在真正的維持狀況下可能增加活動之需要。因此，由測定F來估計MEm時，由於必需配合Km的數值、動物的早期營養(Thorbek, 1974；Close and Mount, 1975)和絕食與餵飼動物活動之差異等，所以，這種估計方法仍有其不確定之處。此外，這種估計方法因距離實用情況太遠而不甚理想。
(2)從能量蓄積(ER)和代謝能(ME)間的相關來估計
從多測定MEm的資料均來自於ER和ME間的相關。當動物處於能量平衡時，表示無能量的散失與獲得，所以MEm可從當ER＝0時的能量攝取量來估計。然而，動物雖可能處於能量平衡的狀態，但未必其蛋白質和脂肪之蓄積量亦為0。如同前面所提，大量的蛋白質蓄積，只有配合相對程度的脂質移動，動物體才可能維持於能量平衡狀態。因此，由於不易將蓄積蛋白質與脂肪的能量區分出來，也許這種方法可能出現嚴重的誤差。
(3)從代謝能(ME)、蛋白質(P)和脂肪(F)的關係來估計
根據Kielanowski的方法，MEm可從複迴歸方程式的截距來測定，複迴歸方程式中，ME為因變數，而P和F則為自變數。理論上來說，當P和F均為0時，則可估計MEm。然而，這也是將維持予以統計化的概念，如果餵予此MEm的飼料量，則動物必需移動其體脂肪以供應蓄積蛋白質所需的能量。
從線性迴歸和複迴歸分析所測得之MEm值顯示，MEm(以單位代謝體重W0.75公斤)隨動物體重增加而減少。此顯示用指數0.75來估計動物之代謝體重並不是很適宜。因此，將所得的估值用於計算動物體在中等體重範圍於能量平衡時的熱生成量。將MEm對體重(W)求對數迴歸：
MEm由線性迴歸求得：
MEm＝0.639W0.67(MJ／天)……(1)
MEm由複迴歸求得：
MEm＝W0.56(MJ／天)…………(2)
變方分析的結果顯示這二組資料能夠合併分析，5∼90kg豬隻之MEm和W的總關係如下：
MEm＝0.719W0.63(MJ／天)……(3)
根據方程式(3)可計算出不同體重動物之MEm值，並已成為生長豬維持之能量需要的最佳估值(表4)。方程式中，指數0.63可使資料最符合統計分析，另一方程式則取指數0.75，其關係式如下：
MEm＝0.458W0.75(MJ／天)……(4)
表4為二方程式所得估值之比較。
| 表四 由方程式(3)MEm＝0.719W0.63(MJ／天)和(4)MEm＝0.458W0.75所計算之MEm估值比較 | ||
| 體重(公斤) | MEm＝0.719W0.63 | MEm＝0.458W0.75 |
| 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 |
1.98 3.07 4.75 6.13 7.35 8.45 9.48 10.45 11.37 12.24 |
1.53 2.58 4.33 5.87 7.28 8.61 9.87 11.08 12.25 13.38 |
(4)蛋白質(P)和脂肪(F)合成所需之能量
關於Kp和Kf的估值，其間變異相當大。估計Kp和Kf時，也和MEm同樣面臨了一個理論上的矛盾現象；以能量平衡時的ME攝取量來計算，或以複迴歸分析的截距來計算，方法不同所得估值也有差異。所以文獻上所發表的Kf和Kp值通常都有二種。而通常只有用複迴歸方法所得之估值較常用於估計Kp和Kf。豬隻Kf之較佳估值為0.74，相當於每蓄積1kg的脂肪需消耗53.5MJ的能量。
有一些估計值並不適於測定Kp值，其原因報告中亦曾討論過(ARC, 1981)。而從其餘較適用的資料當中，取Kp之平均值為0.56，可用於估計體重90公斤以下的豬隻。此相當於每蓄積1kg的蛋白質需消耗43.9MJ的能量。
從Kp和Kf的估值中，能夠計算出，體重60公斤的豬隻每天蓄積100g蛋白質和200g脂肪時，其能量蓄積之平均利用效率(Kw)為0.69。
3.Empirical法能量攝取之變異
應用factorial法來估計生長豬隻於某特定增重速率下之能量需要，乃是將需能的代謝步驟以統計方法予以分別計算。而另一個替代方法則是餵飼豬隻以含有特定能量之飼糧，再測定豬隻之生長和屠體性能，及飼糧變動時計算豬隻生長速率的變化情形。這種方法一般稱為Empirical法。
因此，有許多試驗開始研究能量攝取量之變化對豬隻生長性能和屠體品質之影響程度。這類的試驗大多侷限於體重20kg∼100kg之豬隻，一典型的試驗，試驗結果顯示每日增重與每日DE攝取量具有相關性，然而各國試驗間的結果具有相當大的變異。造成這種差異的原因之一為各試驗飼糧之能量值不同。此外，飼糧蛋白質濃度、豬隻之年齡、性別與品種以及環境因素等均是影響因素。要消除這些試驗條件之差異並不容易，嚴格說來這些迴歸係數也不能合併分析。不過，最理想的估值為體重20∼100kg之豬隻，每增加DE 1MJ，增重之變化約為25g。屠體品質方面，每增加1MJ之DE，則肩背脂和中背脂分別增加0.89和0.62mm。
然而，生長速率和背脂厚度之類的參考，其變化是否能夠適當地反映出組織生長或屠體品質的變化，仍值得懷疑。由於造成整體生長速率者為瘦肉組織之增加，而且瘦肉組織也是最受消費者歡迎的屠體成分。所以很重要的一點是預估飼料採食量的變化對瘦肉組織增加速率的影響。諸如這類的預估，雖然各資料組間的變異相當大，但是其反應似乎都呈線性變化，而當體重較重和飼料採食量較高時，則有呈曲線反應之趨勢。
四、結 論
提高對能量代謝的瞭解，factorial法提供了相當具有建設的資料，使我們能夠估計肉豬在各種不同狀況下的能量需要。利用這個方法亦可預估飼料採食量與豬隻生長之間的關係，而Empirical法和factorical法結果一致。
對飼料廠而言，問題的重點在於提供實際飼料用量的應用，及獲得最佳的飼養結果。在這方面的首要步驟為選擇一個能表達能量需要的系統。儘管其中有諸多爭議，用在豬隻方面仍推薦可消化能(DE)的系統。
使用系統一旦獲得合理解決後，剩下來的問題就是飼料配方及飼料營養分價值的測定。雖然這主要是屬於飼料評估方法的問題，但仍與營養需要量息息相關。舉例來說，目前仍不十分瞭解豬隻飼料之各種原料的營養分價值，以及當與其他成分混合後，營養分價值是否有所改變。因此，在家畜飼養以達最佳生產效能的複雜課題上，營養需要量的評估只是其中的一部份。此外，這些需要量的應用推廣也具有同等的重要性。未來有關肉豬飼料採食量的影響因素，各種營養分的利用價值和需要量均是應考慮的方向。有完整而可立即應用資料的依據才能經濟有效地飼養禽畜。
(台灣氰胺技術資料)
飼料營養雜誌(3~16)－顏宏達．八八年三期
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