《Animal Feed Science and Technology》：Probiotic-enhanced low-protein diets: A sustainable approach to potentially promote growth and reduce nitrogen-related fecal headspace gas concentrations in pigs
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摘要本研究包含两个实验。实验1：12头生长猪（初始体重20.79 ± 0.35 kg）接受末段回肠T管植入术，并按体重和性别随机分为三个日粮处理组：低粗蛋白日粮（13% CP，饲喂基础；LP）、高粗蛋白日粮（15% CP，饲喂基础；HP）以及补充益生菌混合物的低粗蛋白日粮（L
摘要
本研究包含两个实验。实验1：12头生长猪（初始体重20.79 ± 0.35 kg）接受末段回肠T管植入术，并按体重和性别随机分为三个日粮处理组：低粗蛋白日粮（13% CP，饲喂基础；LP）、高粗蛋白日粮（15% CP，饲喂基础；HP）以及补充益生菌混合物的低粗蛋白日粮（LP-P）。HP日粮提高了氮（N）和必需氨基酸（EAA：亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸）的表观总消化道消化率（ATTD），以及氮和必需氨基酸（异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸）的表观回肠消化率（AID）；益生菌处理提高了干物质（DM）、氮、必需氨基酸（亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、赖氨酸和蛋氨酸）以及非必需氨基酸（NEAA：天冬氨酸、丝氨酸、脯氨酸和甘氨酸）的ATTD。益生菌处理还提高了氮、必需氨基酸（异亮氨酸、亮氨酸、组氨酸、赖氨酸和蛋氨酸）以及非必需氨基酸（脯氨酸和丙氨酸）的AID。此外，15% CP水平降低了异亮氨酸的后肠消化率（HDG）；LP-P日粮降低了缬氨酸、异亮氨酸、组氨酸和赖氨酸的HDG；而LP组天冬氨酸的HDG低于LP-P组。实验2：150头育肥猪（初始体重54.88 ± 1.28 kg）按性别和体重随机分为三个日粮处理组；试验日粮设两个蛋白水平，分两个阶段饲喂：第一阶段（0–35 d），低粗蛋白日粮（13% CP，饲喂基础）和高粗蛋白日粮（15% CP，饲喂基础）。第二阶段（35–70 d），低粗蛋白日粮（11% CP，饲喂基础）和高粗蛋白日粮（13% CP，饲喂基础）。三个日粮处理组分别为：HP日粮组；LP日粮组；以及补充益生菌混合物的LP日粮组（LP-P）。HP日粮显著改善了第5–10周的体重（BW），第0–5周、第5–10周及整个试验期的平均日增重（ADG），以及第0–5周的料重比（G:F）。此外，还提高了氮的营养消化率。使用益生菌混合物改善了第5–10周的ADG以及日粮中氮的营养消化率。益生菌处理倾向于减少氧化亚氮（N2O）排放。13% CP显著降低了氨（NH3）和N2O的浓度。LP和LP-P日粮均显著降低了血尿素氮（BUN）水平。总之，在低粗蛋白日粮中补充益生菌混合物并降低日粮中CP含量的饲喂策略，为降低粪便顶空气体浓度和改善生长性能提供了一条有前景的策略。
引言
近年来，全球畜牧业为满足日益增长的畜产品消费需求，在规模和强度上迅速扩张（Biscarra-Bellio et al., 2023）。畜牧业提供了超过三分之一的人类蛋白质需求，并且是几乎所有发展中国家的主要生计来源（Henchion et al., 2017）。集约化生产导致农场氮排放过量。由于NH3对环境和人类健康的负面影响，越来越多的研究者致力于减少集约化生产中的NH3排放（Wyer et al., 2022）。研究已识别出几种氮（N）减排技术，包括低粗蛋白日粮策略（Boujendar et al., 2002）、补充酶和益生菌等饲料添加剂（Yang et al., 2020），以及制定理想的日粮氨基酸模型（Chung and Baker, 1992）。此外，研究表明降低猪日粮中的CP含量可显著减少NH?排放（Galassi et al., 2010）。然而，当日粮中的蛋白水平降低超过3%时，猪的生长性能通常会受到负面影响（Yi et al., 2010）。然而，猪日粮中的CP水平始终存在争议。因为研究者认识到猪日粮的蛋白质需求本质上是一种氨基酸需求，而这些氨基酸本身可能是必需氨基酸或非必需氨基酸（Kaewtapee et al., 2017）。目前，益生菌作为抗生素在畜牧业中的有效替代品，提供了更多的饲喂选择（Alagawany et al., 2018）。越来越多的证据表明，在益生菌中，Bacillus subtilis和Bacillus licheniformis被公认为对动物日粮安全且有效（Wahid and Kim, 2024）。研究表明，在猪日粮中添加Bacillus subtilis和Bacillus licheniformis对改善猪的生长性能有积极作用（Cao et al., 2023）。Bacillus subtle有助于维持肠道厌氧环境并减少胃肠道疾病（Kim et al., 2019）。此外，Bacillus subtilis和Bacillus licheniformis还可在粪便中存活，有效降解粪便中的有机物并减少气体产生（Vainshtein, 2014）。这对于我们关于利用益生菌混合物降低粪便顶空气体浓度和改善猪生长的研究极具启发意义。然而，以往的研究通常单独考察日粮蛋白质降低和益生菌补充策略。虽然一些研究仅关注生产性能（Rybarczyk et al., 2021），另一些则侧重于粪便相关气体指标（Li et al., 2025），但很少有研究在同一实验框架内全面评估这两种策略的联合作用对氨基酸消化率（尤其是回肠和后肠水平）、生长性能、粪便顶空气体浓度、粪便特定细菌种群以及血液参数的影响。据我们所知，很少有研究全面考察益生菌混合物是否能在低粗蛋白日粮和高粗蛋白日粮之间弥合生产性能差距，同时应对粪便顶空气体浓度的问题。
我们假设，在低粗蛋白日粮策略中联合使用Bacillus subtilis和Bacillus licheniformis可以提高营养消化率和生长性能，并改善氮相关响应。因此，本研究采用两个实验的设计方案。实验1使用插管生长猪，在受控条件下研究补充益生菌的LP日粮对营养消化率、氨基酸利用和氮利用的影响。实验2随后在实际育肥条件下进行，以评估所观察到的营养利用改善是否能在育肥猪中转化为增强的生长性能、营养消化率、粪便微生物谱、粪便顶空气体浓度以及血液参数。
章节摘要
材料与方法
本研究的实验方案已获得 Dankook 大学动物护理和使用委员会的批准（DK-2–2318）。
实验1：表观总消化道消化率
如表4所示，与LP组相比，HP组的氮、总必需氨基酸（TEAA）、总氨基酸（TAA）以及几种必需氨基酸的ATTD值显著更高（P < 0.05），而异亮氨酸、组氨酸和能量的ATTD也呈上升趋势（P < 0.1）。此外，与HP组相比，LP-P组的赖氨酸和蛋氨酸的ATTD值显著更高（P < 0.05），氮和苯丙氨酸的ATTD也呈上升趋势（P < 0.1）。与LP组相比，日粮
讨论
本研究采用两个实验的方案，探讨猪在补充益生菌的LP日粮策略下的影响。实验1设计为使用插管猪的受控消化率和营养利用研究，以评估在受控实验条件下的营养消化率、氨基酸利用和氮代谢。实验2随后在实际育肥条件下进行，以确定营养利用
结论
降低猪饲料中的蛋白质水平是减少粪便气体排放的有效策略；然而，这可能会对生长性能产生不利影响。在低蛋白日粮中补充益生菌可改变某些生长性能指标和粪便顶空气体特征。对于某些生长性能参数，LP-P组与HP组之间未检测到具有统计学意义的差异。总体而言，研究结果表明，在LP日粮中添加益生菌可能
CRediT 作者贡献声明
李天翔： 撰写 – 原稿、方法学、调查、概念化。Kim Hee Kyum： 方法学、调查。Beak Seok Hyeon： 软件、调查。Jo A Ra： 概念化、验证。Kim In Ho： 撰写 – 审阅与编辑、监督、概念化。
伦理声明
本研究按照ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。本研究已获 Dankook 大学动物护理委员会批准。（批准编号：DK-2–2318）
伦理声明
所有实验步骤均已获 Dankook 大学动物护理委员会批准（DK-2–2318）。
致谢
本研究由韩国国家研究基金会（NRF）通过基本科学研究计划资助，资金由教育部提供（NRF-RS-2023-00275307）。动物生物技术系通过研究主导系科推广与跨学科融合研究项目获得支持，该项目作为Dankook 大学2024年大学发展支持计划的一部分。
李天翔|Kim Hee Kyum|Beak Seok Hyeon|Jo A Ra|Kim In Ho
