摘要：本試驗旨在探討低蛋白質飼糧中添加益生菌對育肥豬生長性能、糞便菌群組成和代謝組特征的影響。選取平均體重為(80.56±0.45)kg的長×大育肥豬90頭，隨機分為3組，分別為對照組、試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組，每組3圈(重復)，每圈10頭(閹公豬與母豬各占1/2)。對照組飼喂含14%蛋白質的常規蛋白質飼糧，試驗Ⅰ組飼喂含12%蛋白質的低蛋白質飼糧，試驗Ⅱ組飼喂添加益生菌的低蛋白質飼糧(每千克低蛋白質飼糧中含2.0×10⁹CFU乳酸菌和2.0×10⁸CFU釀酒酵母)。預試期5d，正試期42d。結果顯示:1)與對照組和試驗Ⅰ組相比，試驗Ⅱ組的平均日增重顯著提高(P<0.05)，料重比顯著降低(P<0.05)。2)與對照組和試驗Ⅱ組相比，試驗Ⅰ組糞便中顫螺菌目、毛螺菌目、毛螺菌科、瘤胃球菌科、UCG-005、糞桿菌屬、小桿菌屬和福涅氏菌屬的相對豐度顯著降低(P<0.05)，解纖維素菌屬的相對豐度顯著增加(P<0.05)；試驗Ⅱ組糞便中毛螺菌目、乳桿菌目和毛螺菌科的相對豐度顯著高于對照組(P<0.05)。3)試驗Ⅰ組與對照組、試驗Ⅱ組與對照組以及試驗Ⅰ組與試驗Ⅱ組糞便樣品間分別發現9、37和41種差異代謝物；不同組間差異代謝物的KEGG通路富集分析顯示共有27條富集通路；與對照組和試驗Ⅰ組相比，試驗Ⅱ組糞便中5-羥基吲哚乙酸的表達量顯著升高(P<0.05)，腎上腺素的表達量顯著降低(P<0.05)；試驗Ⅰ組糞便中N-乙酰-L-苯丙氨酸的表達量顯著低于對照組和試驗Ⅱ組(P<0.05)；試驗Ⅱ組糞便中L-谷氨酰胺、D-葡萄糖醛酸的表達量顯著高于試驗Ⅰ組(P<0.05)。4)與對照組相比，試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組糞便中總支鏈脂肪酸、總短鏈脂肪酸、氨氮和糞臭素含量顯著減少(P<0.05)；與試驗Ⅰ組相比，試驗Ⅱ組糞便中乙酸含量顯著減少(P<0.05)，丁酸含量顯著增加(P<0.05)。綜上所述，在低蛋白質飼糧中添加益生菌(乳酸菌和釀酒酵母)可改善育肥豬的腸道菌群結構及其代謝物表達，減少糞便中總短鏈脂肪酸、氨氮和糞臭素含量，提高育肥豬的平均日增重和飼料轉化效率。

我國2021年生豬存欄44922.4萬頭，豬肉產量5295.9萬t，豬肉是人們膳食中重要的蛋白質、能量、維生素和礦物質來源。然而，我國蛋白質飼料短缺和氮排放過量等問題制約了養豬業的可持續發展。低蛋白質飼糧和益生菌制劑的研發與應用有望緩解上述問題，具有重要的科學意義和廣闊的應用前景。低蛋白質飼糧是將飼糧的蛋白質水平按NRC或我國《豬營養需要量》中的推薦量降低1～4個百分點，并添加適宜種類和數量的氨基酸，從而減少蛋白質原料用量，既能保證豬的生產性能和產品品質，又能降低養殖成本，減少氮的排放。益生菌能夠改善豬的腸道菌群結構、促進腸道有益菌增殖以及短鏈脂肪酸(short chain fatty acids，SCFAs)生成，提高豬的健康水平及生產性能。García等在低蛋白質飼糧中添加益生菌(枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌)飼喂斷奶仔豬，發現改變了仔豬腸道發酵模式，減少了氨和支鏈脂肪酸(branched-chain fatty acids，BCFAs)含量，降低了仔豬腹瀉率，提高了仔豬生長性能。但到目前為止，在低蛋白質飼糧中補充益生菌對育肥豬生長性能、腸道菌群及代謝組的研究鮮有報道。本研究探討了低蛋白質飼糧中添加益生菌對育肥豬生長性能、糞便菌群組成和代謝組特征的影響，旨在優化育肥豬飼糧配制，促進生豬產業綠色發展。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗所用益生菌制劑為北京市農林科學院畜牧獸醫研究所動物營養研究室配制，由乳酸菌和釀酒酵母組成，其中乳酸菌(干酪乳桿菌和植物乳桿菌按照1∶1混合)有效活菌數為2×10¹⁰CFU/g，釀酒酵母有效活菌數為2×10⁹CFU/g。

選用長×大二元雜交育肥豬90頭，平均體重為(80.56±0.45)kg，隨機分為3組，分別為對照組、試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組，每組3圈(重復)，每圈10頭(閹公豬與母豬各占1/2)。對照組飼喂含14%蛋白質的常規蛋白質飼糧；試驗Ⅰ組飼喂含12%蛋白質的低蛋白質飼糧；試驗Ⅱ組飼喂添加益生菌的低蛋白質飼糧(每千克低蛋白質飼糧中含乳酸菌2.0×10⁹CFU、釀酒酵母2.0×10⁸CFU)。參照《豬營養需要量》(GB/T39235—2020)配制試驗飼糧，在低蛋白質飼糧中補充賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸和色氨酸，使這4種氨基酸的含量在各試驗飼糧中保持相近。試驗飼糧組成及營養水平見表1。將飼料原料加工成粉料后按照配方設計混勻，添加益生菌時，采用逐級擴大方式，確保其均勻分布在飼糧中，每天配制1次飼糧。

1)預混料為每千克飼糧提供:VD₃950IU，VA4500IU，VK₃0.5mg，VE12mg，VB₁1.5mg，VB₂2mg，VB₆1.0mg，VB₁₂0.004mg，泛3mg，煙酸4.8mg，生物素0.5mg，Fe100mg，Mn20mg，Cu6mg，Zn80mg，Se0.3mg，I0.5mg。

2)凈能、粗纖維和淀粉為參照GB/T39235—2020所得計算值，干物質、粗蛋白質、鈣、總磷和氨基酸為實測值。

試驗豬在同一棟豬舍內分圈飼養，自由采食，自由飲水，豬舍內溫度在20～28℃，相對濕度在50%～80%，按豬場內統一要求對豬群進行飼養管理，預試期5d，正試期42d。

干物質含量參照GB/T6435—2006、粗蛋白質含量參照GB/T6432—2018、鈣含量參照GB/T6436—2018、總磷含量參照GB/T6437—2018、氨基酸含量參照GB/T18246—2019進行測定。

試驗開始和結束時，對豬進行空腹稱重；在試驗期內，試驗人員每天按圈記錄飼糧的使用情況。試驗結束后，計算試驗期內豬只的平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G)。

試驗結束的當天早晨采集糞便樣品，每圈采集4頭豬的新鮮糞便，分別置于無菌袋中混勻，每2份等量混勻合為1個糞便樣品，分裝于無菌離心管中，放在干冰中帶回實驗室-80℃保存，用于糞便菌群分析、代謝組學分析以及吲哚、糞臭素、氨氮和SCFAs含量的測定。試驗共采集糞便樣品18個

糞便菌群總DNA提取及PCR產物純化參照文獻的方法進行，純化后樣品送至上海美吉生物醫藥科技有限公司進行微生物測序，菌群分析在美吉生物云平臺上完成。

準確稱取100mg糞便樣品于2mL離心管中，加入1顆直徑為6mm的研磨珠和400μL的提取液(提取液由甲醇和水組成，體積比為4∶1，并含0.02mg/mLL-2-氯苯丙氨酸作為內標)，制備成樣本溶液；樣本溶液在-10℃、50Hz的冷凍組織研磨儀(KZ-Ⅲ-FP，武漢賽維爾生物科技公司)中研磨6min，再經30min的5℃、40kHz低溫超聲提取制成樣品；將樣品在-20℃下靜置30min，然后于4℃、13000×g條件下離心15min，移取上清液至進樣小瓶中上機分析。分析儀器為超高效液相色譜串聯傅里葉變換質譜系統(UHPLC-QExactiveHF-X，賽默飛公司，美國)。具體分析方法參照文獻。

差異代謝物的篩選參照曾成容等和王燕等的方法，依據變量重要性投影(variableimportanceinprojection，VIP)、上/下調差異表達倍數(foldchange，FC)和統計學P值(P-value)進行，當VIP>1、FC>1.2、P<0.05時，認定該代謝物為差異代謝物，使用火山圖顯示差異代謝物的整體分布情況。基于KEGG數據庫對差異代謝物進行通路富集分析，使用Scipyv1.0.0軟件檢驗顯著富集的通路(P<0.05)。數據分析在美吉生物云平臺上完成。

糞便中吲哚和糞臭素的含量測定參照文獻中的方法進行測定；氨氮含量參照《土壤氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮的測定氯化鉀溶液提取-分光光度法》(HJ634—2012)中的方法進行測定；SCFAs含量參照文獻中的方法進行測定。

試驗結果用平均值±標準誤表示，利用SPSS19.0軟件對數據進行單因素方差分析，并采用Duncan氏法進行多重比較，P<0.05為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 育肥豬的生長性能

由表2可知，飼喂低蛋白質飼糧的試驗Ⅰ組與對照組相比，育肥豬的生長性能無顯著差異(P>0.05)；飼喂添加益生菌低蛋白質飼糧的試驗Ⅱ組與對照組和試驗Ⅰ組相比，育肥豬的平均日增重顯著提高(P<0.05)，料重比顯著降低(P<0.05)。

注：同行數據肩標不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，肩標無字母或相同小寫字母表示差異不顯著(P>0.05)。下表(表5除外)同。

由表3可知，試驗Ⅱ組育肥豬糞便菌群的Sobs指數、Shannon指數、ACE指數和Chao1指數高于對照組和試驗Ⅰ組，但差異均未達到顯著水平(P>0.05)。

對糞便樣品進行beta多樣性分析(圖1)，基于Bray-Curts算法的主坐標分析(principalco-ordinatesanalysis，PCoA)顯示，在操作分類單元(operationaltaxonomicunit，OTU)水平上，大多數樣本與同一組的其他樣本聚在一起，經相似性分析(analysisofsimilarities，ANOSIM)，P值為0.056，說明組間菌群結構變化未達到顯著水平(P>0.05)；用偏最小二乘法判別分析(partialleastsquaresdiscriminantanalysis，PLS-DA)對樣本分組，各組樣本分別聚在一起，組間可以區分。

C為對照組,E1為試驗Ⅰ組,E2為試驗Ⅱ組。下圖同。PC1為第1主成分,PC2為第2主成分;COMP1為第1主成分解釋度,COMP2為第2主成分解釋度。

由圖2和圖3可知，3組育肥豬糞便樣品中注釋到的細菌有16個門、25個綱、55個目、93個科、223個屬和437個種。在門水平上，厚壁菌門(Firmicutes，87.96%)、擬桿菌門(Bacteroidota，7.19%)和螺旋體門(Spirochaetota，3.30%)的相對豐度較高；在科水平上，梭菌科(Clostridiaceae，32.34%)、鏈球菌科(Streptococcaceae，15.06%)和消化鏈球菌科(Peptostreptococcaceae，9.39%)的相對豐度較高；在屬水平上，狹義梭菌屬1(Clostridium_sensu_stricto_1，32.28%)、鏈球菌屬(Streptocossus，23.00%)和Terrisporobacter(9.10%)的相對豐度較高。

圖2糞便菌群門水平至種水平維恩圖

由表4可知，與對照組相比，試驗Ⅰ組糞便中顫螺菌目、毛螺菌目、毛螺菌科、瘤胃球菌科、UCG-005、糞桿菌屬、小桿菌屬和福涅氏菌屬的相對豐度顯著降低(P<0.05)，乳桿菌目和解纖維素菌屬的相對豐度顯著增加(P<0.05)；試驗Ⅱ組糞便中毛螺菌目、乳桿菌目和毛螺菌科的相對豐度顯著增加(P<0.05)。與試驗Ⅰ組相比，試驗Ⅱ組糞便中解纖維素菌屬的相對豐度顯著降低(P<0.05)，而顫螺菌目、毛螺菌目、乳桿菌目、顫螺菌科、毛螺菌科、瘤胃球菌科、UCG-005、糞桿菌屬、小桿菌屬和福涅氏菌屬的相對豐度顯著增加(P<0.05)。

由表5可知，從3組育肥豬糞便樣品中共鑒定出代謝物1054種，其中正離子代謝物660種，負離子代謝物394種；注釋到KEGG數據庫的代謝物308種，其中正離子代謝物174種，負離子代謝物134種。

圖4為3組育肥豬糞便樣品間差異代謝物情況的火山圖，每個點代表1種代謝物。試驗Ⅰ組與對照組糞便樣品之間發現9種差異代謝物，其中2種表達上調、7種表達下調；試驗Ⅱ組與對照組糞便樣品之間發現37種差異代謝物，其中15種表達上調、22種表達下調；試驗Ⅰ組與試驗Ⅱ組糞便樣品之間發現41種差異代謝物，其中24種表達上調、17種表達下調。

圖5為不同組間差異代謝物的KEGG通路富集情況，共發現27條富集通路(P<0.05)。試驗Ⅰ組與對照組有3條，分別為托烷、哌啶和吡啶生物堿的生物合成，鳥氨酸、賴氨酸和煙酸生物堿的生物合成，苯丙氨酸代謝。試驗Ⅱ組與對照組有13條，分別為谷胱甘肽代謝，β-丙氨酸代謝，新生霉素生物合成，化學致癌-受體活化，cAMP信號通路，鐵載體類非核糖體肽的生物合成，腎素分泌，脂肪細胞脂解的調節，阿米巴病，心肌細胞中的腎上腺素能信號傳導，利什曼病，色氨酸代謝，系統性紅斑狼瘡。試驗Ⅰ組與試驗Ⅱ組有11條，分別為精氨酸生物合成，氮代謝，近端小管碳酸氫鹽回收，甲狀旁腺激素的合成、分泌和作用，肺結核，γ-氨基丁酸(γ-aminobutyricacid，GABA)能突觸，谷氨酸能突觸，內分泌和其他因素調節鈣的再吸收，色氨酸代謝，抗壞血酸和醛酸代謝，礦物吸收。這些通路的第1層級為代謝、生物體系統和人類疾病等，第2層級主要是氨基酸代謝、其他氨基酸的代謝、能量代謝、碳水化合物代謝、其他次生代謝物的生物合成、萜類和多酮類代謝，還涉及神經、內分泌、消化、排泄、循環等系統以及免疫疾病。

橫坐標為富集系數；縱坐標為KEGG通路。圖中氣泡的大小代表該通路中富集到代謝集中的化合物的數量，氣泡的顏色表示不同富集顯著性P值的大小。Tropane，piperidineandpyridinealkaloidbiosynthesis:托烷、哌啶和吡啶生物堿的生物合成；Biosynthesisofalkaloidsderivedfromornithine，lysineandnicotinicacid:鳥氨酸、賴氨酸和煙酸生物堿的生物合成；Phenylalaninemetabolism:苯丙氨酸代謝；Glutathionemetabolism:谷胱甘肽代謝；Beta-alaninemetabolism:β-丙氨酸代謝；Novobiocinbiosynthesis:新生霉素生物合成；Chemicalcarcinogenesis-receptoractivation:化學致癌-受體活化；cAMPsignalingpathway:cAMP信號通路；Biosynthesisofsiderophoregroupnonribosomalpeptides:鐵載體類非核糖體肽的生物合成；Reninsecretion:腎素分泌；Regulationoflipolysisinadipocytes:脂肪細胞脂解的調節；Amoebiasis:阿米巴病；Adrenergicsignalingincardiomyocytes:心肌細胞中的腎上腺素能信號傳導；Leishmaniasis:利什曼病；Tryptophanmetabolism:色氨酸代謝；Systemiclupuserythematosus:系統性紅斑狼瘡；Argininebiosynthesis:精氨酸生物合成；Nitrogenmetabolism:氮代謝；Proximaltubulebicarbonatereclamation:近端小管碳酸氫鹽回收；Parathyroidhormonesynthesis，secretionandaction:甲狀旁腺激素的合成、分泌和作用；Tuberculosis:肺結核；GABAergicsynapse:GABA能突觸；Glutamatergicsynapse:谷氨酸能突觸；Endocrineandotherfactor-regulatedcalciumreabsorption:內分泌和其他因素調節鈣的再吸收；Tryptophanmetabolism:色氨酸代謝；Ascorbateandaldaratemetabolism:抗壞血酸和醛酸代謝；Mineralabsorption:礦物吸收。

通過對KEGG富集通路進一步分析，發現與通路相關的關鍵差異代謝物有5種，分別為N-乙酰-L-苯丙氨酸、腎上腺素、5-羥基吲哚乙酸、L-谷氨酰胺和D-葡萄糖醛酸，見表6。與對照組和試驗Ⅱ組相比，試驗Ⅰ組糞便中N-乙酰-L-苯丙氨酸的表達量顯著下調(P<0.05)；與對照組和試驗Ⅰ組相比，試驗Ⅱ組糞便中5-羥基吲哚乙酸的表達量顯著上調(P<0.05)，腎上腺素的表達量顯著下調(P<0.05)；另外，試驗Ⅱ組糞便中L-谷氨酰胺、D-葡萄糖醛酸的表達量比試驗Ⅰ組顯著上調(P<0.05)。同時，從表6中還發現腎上腺素、5-羥基吲哚乙酸和L-谷氨酰胺等代謝產物同時參與了多條代謝通路，表明這些代謝產物對代謝通路具有較大的影響。

由表7可知，與對照組相比，試驗Ⅰ組豬糞便中丙酸、戊酸、異丁酸、總BCFAs和總SCFAs含量顯著減少(P<0.05)；試驗Ⅱ組豬糞便中丁酸含量增加，但未達到顯著水平(P>0.05)，其他各種SCFAs以及總BCFAs和總SCFAs含量均顯著減少(P<0.05)。與試驗Ⅰ組相比，試驗Ⅱ組豬糞便中乙酸含量顯著減少(P<0.05)，丁酸含量顯著增加(P<0.05)。

由表8可知，試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組豬糞便中吲哚含量與對照組相比無顯著差異(P>0.05)，而糞臭素、氨氮含量與對照組相比則顯著降低(P<0.05)，且以試驗Ⅱ組的降幅更大。

3 討論

已有研究顯示，適當降低飼糧中蛋白質水平并補充合成氨基酸不會降低豬的生長性能。馬倩倩將飼糧蛋白質水平降低2.5個百分點，并補充賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸和異亮氨酸等氨基酸，結果顯示對育肥豬的平均日增重、平均日采食量和料重比未產生顯著影響。本試驗將飼糧蛋白質水平降低2個百分點，同時補充賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸和色氨酸，飼喂80～120kg體重階段的育肥豬，其平均日增重、平均日采食量和料重比與對照組無顯著差異，該結果與馬倩倩的研究結果一致。而崔家軍等將飼糧蛋白質水平降低3個百分點，并補充賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸和色氨酸等氨基酸，結果卻發現降低了64～120kg育肥豬的平均日增重和平均日采食量，降低了粗蛋白質、鈣和磷的消化率，影響了育肥豬生長性能。還有研究表明，飼糧蛋白質水平過低時，會對豬腸道組織屏障和菌群結構不利，是造成生長性能降低的主要原因。

益生菌可提高飼糧中營養物質的轉化率，促進動物生長。王四新等在正常蛋白質水平飼糧中添加復合益生菌(干酪乳桿菌和釀酒酵母)飼喂育肥豬，發現豬的平均日增重顯著提高，料重比顯著下降，并且飼糧中粗蛋白質、鈣和總磷的表觀消化率得到提高。García等開展了低蛋白質飼糧和益生菌飼喂仔豬試驗，與高蛋白質飼糧(粗蛋白質含量為19.9%)相比，低蛋白質飼糧(粗蛋白質含量為16.1%)中添加益生菌(枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌)顯著提高了斷奶仔豬的平均日增重、平均日采食量，顯著降低了料重比。本研究結果顯示，在低蛋白質飼糧(粗蛋白質含量為12.35%)中添加益生菌(乳酸菌和釀酒酵母)顯著提高了育肥豬的平均日增重，顯著降低了料重比，與王四新等和García等的研究結果類似。分析原因，可能是添加益生菌起到了積極作用。乳酸菌能定植于腸道內，產生有機酸、細菌素和過氧化氫等多種代謝產物，這些物質可以減少腸道中致病菌數量，降低腸道疾病發生率，促進腸道健康，提高營養物質消化吸收率和動物生長性能；釀酒酵母自身含有蛋白質、核苷酸、B族維生素、礦物元素和多種酶，通過發酵，可將飼糧中的蛋白質、淀粉、纖維素等大分子物質降解為易消化吸收的小分子物質，其細胞壁中含有β-葡聚糖和甘露寡糖等多糖，能夠促進腸道發育，調節腸道菌群結構，提高動物的免疫力和生長性能。因此，在低蛋白質飼糧中添加乳酸菌和酵母菌，會優化腸道菌群結構，提高腸道消化吸收能力，未被消化吸收的營養物質在益生菌作用下被進一步消化吸收，進而提高了育肥豬的飼料轉化效率和增重速度。

本研究對3組育肥豬糞便菌群進行了分析，發現均以厚壁菌門和擬桿菌門為優勢菌門，狹義梭菌屬1、鏈球菌屬和Terrisporobacter為優勢菌屬，與王四新等和劉輝等的研究結果類似。Zhou等和趙玉梅的研究發現，飼喂低蛋白質飼糧未能影響育肥豬結腸食糜中的微生物多樣性。本研究通過對育肥豬糞便菌群進行alpha多樣性和beta多樣性分析，發現低蛋白質飼糧或低蛋白質飼糧中添加益生菌對育肥豬糞便菌群多樣性的影響不顯著，說明育肥豬的腸道優勢菌群總體穩定，有利于豬群健康和生長性能提高，但同時發現有些菌群的相對豐度會發生改變。馬倩倩將飼糧蛋白質水平降低2.5個百分點，發現育肥豬糞便中乳桿菌科的相對豐度顯著升高，消化鏈球菌科、顫螺旋菌科和毛螺菌科的相對豐度顯著降低。Zhou等將飼糧蛋白質水平降低3個百分點，發現育肥豬盲腸中乳桿菌屬和結腸中鏈球菌屬的相對豐度減少。王四新等研究發現，在正常蛋白質飼糧(粗蛋白質含量為14.11%)中添加益生菌(乳酸菌和酵母菌)對育肥豬糞便中高豐度菌群(如厚壁菌門、擬桿菌門)的影響不顯著，而對一些低豐度菌群(如普氏菌屬、未標記顫螺菌科等)的影響顯著。本研究結果顯示，低蛋白質飼糧組(蛋白質水平降低2個百分點)育肥豬糞便中顫螺菌目、毛螺菌目、毛螺菌科、瘤胃球菌科、UCG-005和糞桿菌屬等的相對豐度顯著低于對照組和低蛋白質飼糧添加益生菌組，解纖維素菌屬的相對豐度顯著高于這2個組，而且低蛋白質飼糧添加益生菌組育肥豬糞便中毛螺菌目、乳桿菌目和毛螺菌科的相對豐度還顯著高于對照組。解纖維素菌屬是一類能產生纖維分解酶的細菌，其相對豐度升高預示降解纖維素的能力提升。低蛋白質飼糧中玉米和麥麩比例增加，豆粕比例降低，進入腸道中的蛋白質、淀粉及纖維類物質發生改變，引起菌群變化，當乳酸菌和酵母菌進入腸道后，通過占位、爭奪營養、產生代謝產物促進了這些菌群生長，特別是毛螺菌目、乳桿菌目、毛螺菌科和糞桿菌屬相對豐度的增加，可能對提高飼料轉化效率有益，其作用機理尚需深入研究。

糞便代謝組特征可以反映腸道營養物質在微生物作用下的消化吸收及代謝情況。Zhou等研究表明，降低飼糧蛋白質水平影響氨基酸代謝，包括苯丙氨酸、甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝等。本研究發現，飼喂低蛋白質飼糧育肥豬糞便中N-乙酰-L-苯丙氨酸的表達量顯著下調。N-乙酰-L-苯丙氨酸是苯丙氨酸的代謝產物，苯丙氨酸是必需氨基酸，主要參與體內的糖代謝和脂肪代謝。在低蛋白質飼糧中添加益生菌后，育肥豬糞便中5-羥基吲哚乙酸的表達量顯著上調，腎上腺素表達量顯著下調。5-羥基吲哚乙酸是5-羥色胺(5-hydroxytryptamine，5-HT)的代謝產物，5-HT又稱血清素(serotonin)，是腸-腦軸的一種關鍵神經遞質，其前體物質是色氨酸。腎上腺素是一種激素和神經傳送體，可使機體興奮性提高，使呼吸加快、心跳加速、血壓上升、血液循環加快，促進肝糖原和脂質分解，增加血液中葡萄糖和脂肪酸含量，提高基礎代謝率。Gao等的報道指出，給仔豬盲腸灌注淀粉可增加后腸段碳水化合物的利用率，可減少芳香族氨基酸代謝，促進下丘腦神經遞質合成。乳酸菌發酵可產生5-HT、GABA等物質，這些物質生理功能廣泛，具有鎮靜、抗驚厥、抗應激等作用，這可能是在低蛋白質飼糧中添加益生菌后育肥豬糞便中5-羥基吲哚乙酸表達量升高和腎上腺素表達量降低的原因。低蛋白質飼糧中添加益生菌后，育肥豬糞便中L-谷氨酰胺、D-葡萄糖醛酸的表達量顯著上調。谷氨酰胺是合成氨基酸、蛋白質的前體物質，可有效增強腸道細胞活性，維護腸道功能，促進腸道健康。D-葡萄糖醛酸可作為中間物質合成葡醛內酯、透明質酸和壞血酸等，能與多種有毒物質反應生成無毒的鹽類、酯類及相關配合物排出體外，對機體健康有積極意義。

SCFAs是腸道菌群發酵的主要代謝產物。段格艷等和Cho等研究表明，低蛋白質飼糧可顯著降低育肥豬結腸中乙酸、丙酸、丁酸和戊酸以及生長豬糞便中總SCFAs和總BCFAs的含量。本研究結果顯示，低蛋白質飼糧可顯著降低育肥豬糞便中丙酸、戊酸、異丁酸、總BCFAs和總SCFAs含量，與前人研究結果類似。García等研究發現，低蛋白質飼糧中添加枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌改變了仔豬腸道發酵模式，減少了氨和BCFAs含量，增加了乙酸、丙酸和丁酸含量。本研究在低蛋白質飼糧中添加乳酸菌和釀酒酵母，與常規蛋白質飼糧相比，育肥豬糞便中丁酸含量增加，乙酸、丙酸、戊酸、總BCFAs及總SCFAs含量顯著減少；與低蛋白質飼糧相比，育肥豬糞便中丁酸含量顯著增加，乙酸含量顯著減少。上述結果與García等^[11]的研究所得結果不盡一致，這可能與添加菌種、發酵模式以及飼糧組成不同等有關。丁酸是腸上皮細胞重要的能量來源，丁酸含量增加有利于豬腸道健康和生長性能提高。

腸道菌群發酵未消化吸收的蛋白質、小肽和氨基酸等產生吲哚、酚類、胺類、氨、BCFAs和SCFAs等多種代謝產物，這些代謝產物有的具有正面效應，有的具有負面效應。吲哚和糞臭素是腸道微生物在厭氧條件下分解色氨酸產生的臭味物質，高含量的糞臭素對機體健康、肉品質和養殖環境均有不良影響。腸道中的氨氮主要來源于氨基酸脫氨基反應，其中部分氨氮在腸道被細菌利用合成菌體蛋白，另一部分則通過腸肝循環在肝臟中生成尿素。有研究表明，降低豬飼糧蛋白質水平，減少氮的供給，腸道中代謝氨基酸的菌群活性減弱，糞便中吲哚乙酸、糞臭素和氨氮等臭味代謝物含量會顯著降低^[5]。本研究證明，低蛋白質飼糧或者低蛋白質添加益生菌飼糧可使育肥豬糞便中糞臭素、氨氮的含量顯著降低，與前人的研究結果相似。胡彩虹等研究發現，pH變化影響色氨酸降解為糞臭素和吲哚的相對量，高pH環境下糞臭素的產生量較高，低pH環境下吲哚的產生量較高。糞臭素的嗅閾值較低，臭味比吲哚的更大。盛清凱等證明，使用益生菌發酵飼料可以顯著降低豬糞便中糞臭素含量，因為飼料在發酵過程中產生大量有機酸，降低了腸道環境pH，抑制了腸道內糞臭素形成。由此可見，在飼糧中添加益生菌，既可促進腸道健康、提高生產性能，又能降低糞便中糞臭素和氨氮的生成，有利于改善環境。

4 結論

本試驗條件下，在低蛋白質飼糧中適量添加益生菌(乳酸菌和釀酒酵母)可改善育肥豬的腸道菌群結構及其代謝物表達，減少糞便中總SCFAs、氨氮和糞臭素的含量，提高育肥豬的平均日增重和飼料轉化效率。

參考文獻：略。