鐘永興[1]、2
梁展雯1
摘譯自《Journal of Animal Science》2009; 87: 778-792
在過去的一個(gè)世紀(jì)中，動(dòng)物科學(xué)家在豬營養(yǎng)研究中做出了許多重大發(fā)現(xiàn)。如果根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)的重要性對(duì)它們進(jìn)行成果鑒定和排序，顯然是難以完成的任務(wù)。顯然，任何將自己畢生生命貢獻(xiàn)給豬營養(yǎng)研究的科學(xué)家（包括我）對(duì)自己的研究領(lǐng)域都有著特殊的感情，因此，在評(píng)價(jià)這些重大發(fā)現(xiàn)時(shí)，難免有失偏頗。
我們使用了許多資料對(duì)過去一個(gè)世紀(jì)中豬營養(yǎng)研究的重要領(lǐng)域進(jìn)行鑒定。這些資料包括：Hason（1958）撰寫的關(guān)于1908-1958年豬營養(yǎng)研究進(jìn)展的綜述，在美國動(dòng)物科學(xué)學(xué)會(huì)75周年時(shí)，Baker和Speer（1983）對(duì)蛋白質(zhì)-氨基酸、Seerley和Ewan（1983）對(duì)能量以及Miller和Kornegay（1983）對(duì)礦物質(zhì)和維生素營養(yǎng)也撰寫了類似的綜述，Wahlstrom（1983）、Baker（2003）也撰寫了類似的綜述。
為了獲得更多同行的意見，避免作者的偏見，我們?cè)?/font>2008年春季展開了一項(xiàng)調(diào)查。本調(diào)查郵寄訪問了100名豬營養(yǎng)專家（其中科研機(jī)構(gòu)72名，生產(chǎn)企業(yè)28名），受訪者分別處于職業(yè)生涯的早期、中期和后期，還包括部分退休的受訪者。調(diào)查的問題包括：過去100年間哪些是豬營養(yǎng)研究的十大里程碑式發(fā)現(xiàn)。受訪者需要對(duì)每個(gè)重大發(fā)現(xiàn)給予1-10的評(píng)分（1分代表最重要），或者將這些主要發(fā)現(xiàn)分成三組：最重要的1/3，比較重要的1/3和較不重要的1/3。受訪者列出的重大發(fā)現(xiàn)可多于10個(gè)。在100份問卷中，我們成功回收了66份（回收率為66%）。其中學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)回收了48份，生產(chǎn)企業(yè)回收了18份。從年齡段來說，退休人員的回收率最高（75%，15/20）。
如我們所料，回收的問卷答案中既有范圍廣泛的（如氨基酸、維生素或礦物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)、合成及需要量的確定），也有范圍窄小的（如動(dòng)物蛋白因子、維生素B12的發(fā)現(xiàn)），部分答案涉及生產(chǎn)管理的問題（如限位欄和漏縫地板的使用、自動(dòng)飼喂系統(tǒng)的發(fā)明）。某些領(lǐng)域的重大發(fā)現(xiàn)在許多問卷中重復(fù)出現(xiàn)，而個(gè)別領(lǐng)域的重大發(fā)現(xiàn)僅在少數(shù)受訪者的問卷中出現(xiàn)（如1-2個(gè)受訪者），這些都在我們的預(yù)料之內(nèi)。
基于66位接受問卷調(diào)查的營養(yǎng)專家、美國動(dòng)物科學(xué)學(xué)會(huì)50周年和75周年時(shí)的綜述（Hanson, 1958; Baker and Speer, 1983; Miller and Kornegay, 1983; Seerley and Ewan, 1983; Wahlstrom, 1983）以及本人的觀點(diǎn)，我們把過去一個(gè)世紀(jì)中豬營養(yǎng)研究的重大發(fā)現(xiàn)劃分為12類（排名不分先后）。部分重大發(fā)現(xiàn)后附有短評(píng)。
1
能量
豬能量系統(tǒng)的發(fā)展是豬營養(yǎng)研究的主要成果之一。一個(gè)世紀(jì)以前，人們對(duì)豬飼料能量含量以及豬維持、生長、繁殖和泌乳能量需要的了解非常少。飼料能值最初是通過測(cè)定飼料化學(xué)組分（粗蛋白、粗纖維、乙醚浸出物和無氮浸出物）以及在反芻動(dòng)物消化研究中測(cè)定的組分消化率計(jì)算得出，能值以TDN（總可消化養(yǎng)分）表示。彈式測(cè)熱議的發(fā)明，使研究人員能夠測(cè)定飼料和糞中的能量，從而更準(zhǔn)確地測(cè)定飼料的消化能。然而，長期以來，人們只是使用方程通過TDN簡(jiǎn)單計(jì)算消化能。1965年，伊利諾州大學(xué)的Giggs先生和他的同事在《Journal of Animal Science》上發(fā)表了一篇關(guān)于生產(chǎn)中普遍使用的豬飼料消化能和代謝能的經(jīng)典論文。在往后的20-30年間，愛荷華大學(xué)的Richard Ewan實(shí)驗(yàn)室、法國的Jean Noblet以及其它學(xué)者的研究大大擴(kuò)充了飼料消化能、代謝能和凈能的知識(shí)(DeGoey and Ewan，1975；Noblet and Henry，1993)。
第十版的《豬營養(yǎng)需要》（NRC，1998）已經(jīng)制訂和總結(jié)了豬維持、生長、妊娠和泌乳的營養(yǎng)需要。大量的研究已經(jīng)制訂了日糧能量含量與蛋白質(zhì)和各個(gè)氨基酸（特別是賴氨酸）需要量之間的關(guān)系（例如：比例關(guān)系）。
盡管在1908年之前人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到脂肪是一個(gè)濃縮的能量來源，但直到過去的一個(gè)世紀(jì)的后期，研究者才發(fā)現(xiàn)日糧中添加脂肪可以提高豬的生長速度和改善飼料效率。人們還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)特別重要的現(xiàn)象：由于脂肪的熱增耗較低，炎熱環(huán)境下豬日糧補(bǔ)充脂肪比中等溫度和低溫環(huán)境豬補(bǔ)充脂肪獲益更大（Stahly and Cromwell，1979）。Seerley等(1974)的研究和其它研究者的研究都表明豬妊娠后期和哺乳期添加脂肪，仔豬出生重增加，母豬泌乳量增加，這些都導(dǎo)致仔豬斷奶重的增加（Pettigrew，1981）。
早期的研究發(fā)現(xiàn)，豬需要某些長鏈的多不飽和脂肪酸（Witz and Beeson，1951）。后續(xù)的研究又發(fā)現(xiàn)，豬可以利用日糧中的亞油酸合成所需的EFA（必需脂肪酸）（Kasset al.,1975），這些都屬于重大發(fā)現(xiàn)。
2
蛋白質(zhì)和氨基酸
認(rèn)識(shí)到各種來源的蛋白質(zhì)并非等價(jià)，是過去一個(gè)世紀(jì)前五十年的一項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)，某些來源的蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值高于其它來源的蛋白質(zhì)，因此產(chǎn)生了“蛋白質(zhì)質(zhì)量”的概念。Osborne和Mendel（1914）早期使用大鼠，后來使用豬的研究表明：玉米蛋白zein（玉米中的主要蛋白）是十分劣質(zhì)的蛋白來源，難以滿足動(dòng)物的生長需要。接著，人們發(fā)現(xiàn)玉米蛋白之所以質(zhì)量低劣，是因?yàn)槠渲械馁嚢彼岷蜕彼岷亢艿?。隨著人們對(duì)飼料蛋白質(zhì)、氨基酸知識(shí)的增長，蛋白質(zhì)質(zhì)量的概念越發(fā)清晰起來。顯然，氨基酸分析儀的誕生對(duì)闡明蛋白質(zhì)質(zhì)量的概念起了關(guān)鍵作用。
隨著各種氨基酸的發(fā)現(xiàn)及其化學(xué)結(jié)構(gòu)的闡明，人們實(shí)現(xiàn)了氨基酸的化學(xué)合成。由于晶體氨基酸的合成利用，W.C.Rose和伊利諾州大學(xué)的同事開展了辨別大鼠和雞日糧中哪些氨基酸是必需氨基酸、哪些氨基酸是非必需氨基酸的經(jīng)典研究，并制訂了大鼠和雞的氨基酸需要量（Rose，1938）。制訂豬氨基酸需要量的早期研究是由康奈爾大學(xué)的J.K.Loosli實(shí)驗(yàn)室、普渡大學(xué)的W.M.Beeson實(shí)驗(yàn)室和伊利諾州大學(xué)的D.E.Becker實(shí)驗(yàn)室共同完成的（Lewis，2001）。這些先驅(qū)們的早期研究，引導(dǎo)了許多豬營養(yǎng)專家對(duì)豬氨基酸營養(yǎng)展開了大量研究。得益于試驗(yàn)用氨基酸價(jià)格的低廉（特別是生產(chǎn)技術(shù)的完善降低了賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸和色氨酸的價(jià)格），在過去的40-50年，氨基酸的研究急劇增多。
1950年，NRC（第二版）首次列出了3種氨基酸（賴氨酸、蛋氨酸和色氨酸）的需要量（表1）。1953年，NRC又列出了其余7種必需氨基酸的需要量，但僅列出了小豬階段（11-32公斤）的需要量。直到1968年，NRC（第六版）才列出了妊娠母豬和泌乳母豬的氨基酸需要量。伊利諾州大學(xué)（Pippel al.,1965，1967）和愛荷華大學(xué)（Lewis and Speer，1973）的研究制訂了母豬的氨基酸需要量。當(dāng)時(shí)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)精氨酸不是母豬的必需氨基酸（Easter al.,1974），這屬于重大發(fā)現(xiàn)。1973年，NRC（第七版）首次列出了肥育豬的氨基酸需要量。1988年，NRC（第九版）首次列出了公豬的氨基酸需要量。
肯塔基大學(xué)的Stahly等（1988）的初始研究表明，具有高瘦肉生長潛能的瘦肉型豬比低瘦肉生長潛能的豬需要更多的賴氨酸，這大大激發(fā)了其它豬營養(yǎng)專家重新評(píng)估現(xiàn)代基因型豬種對(duì)賴氨酸需要量的興趣。Stahly實(shí)驗(yàn)室還開展了大量研究，評(píng)估了賴氨酸需要對(duì)豬健康的影響（Williams等，1997）。
由加拿大學(xué)者（Cunningham al.,1962）發(fā)明，歐洲學(xué)者和美國德州理工大學(xué)學(xué)者（Easter and Tanksley，1973）完善的豬回腸瘺管技術(shù)，引起許多學(xué)者開展了量化豬飼料表觀可消化氨基酸和真可消化氨基酸的研究。Wang和Fuller（1989）在Rowett研究所，Aberdeen、Scotland、Chung和Baker（1992）在伊利諾州大學(xué)的經(jīng)典研究引起養(yǎng)豬業(yè)對(duì)“理想蛋白”和“理想氨基酸”概念的廣泛認(rèn)同，在概念中各種氨基酸的需要與賴氨酸的需要成一定的比例關(guān)系。這兩個(gè)重大發(fā)現(xiàn)的有機(jī)結(jié)合——理想蛋白和理想可消化氨基酸被飼料工業(yè)廣泛接受并應(yīng)用于豬配合飼料生產(chǎn)中，最近Stein等（2007）撰寫了關(guān)于豬飼料中氨基酸生物利用率和消化率的綜述。
隨著技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，多種氨基酸（賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸和色氨酸）可以經(jīng)濟(jì)地替代部分蛋白飼料，在保持動(dòng)物生產(chǎn)性能的前提下，降低了糞氮的排泄量（部分情況下，還降低了糞的臭味）（Carter et al., 1996; Turner et al., 1996; Sutton et al., 1999）。
3 礦物質(zhì)
在過去的一個(gè)世紀(jì)中，豬礦物質(zhì)營養(yǎng)的最初發(fā)現(xiàn)是建立在對(duì)鈣、磷和食鹽營養(yǎng)作用的認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上。20世紀(jì)20年代，豬營養(yǎng)研究先驅(qū)、愛荷華大學(xué)的John Evvand先生研發(fā)的礦物質(zhì)混合料得到廣泛應(yīng)用，該礦物質(zhì)混合料的主要成分是食鹽（John Evvand先生稱之為“白金”）、石灰石、動(dòng)物炭（骨頭燒成炭后的殘?jiān)?，可用作制糖工業(yè)的脫色劑）和碘化鉀（Speer，1990）。這種礦物質(zhì)混合料的發(fā)明遵循了人們對(duì)主要常量礦物元素和微量元素對(duì)動(dòng)物的作用、必要性以及隨后制訂的需要量等研究成果。
在過去50年，豬礦物質(zhì)營養(yǎng)的研究更多的集中在鈣磷的研究，特別是磷的研究。骨頭灰分和骨頭斷裂強(qiáng)度作為鈣磷是否充足的衡量標(biāo)準(zhǔn)十分敏感，該標(biāo)準(zhǔn)的使用在研究者制定豬鈣磷營養(yǎng)需要的過程中發(fā)揮了重要作用（Cromwell，2005）。
添加碘可預(yù)防甲狀腺腫大和避免無毛豬的出生，是微量礦物元素領(lǐng)域的早期發(fā)現(xiàn)之一（Hart and Steenbock，1920）。20世紀(jì)50年代，人們發(fā)現(xiàn)鋅可以預(yù)防豬角化不全。當(dāng)時(shí)，人們普遍使用豆粕（植酸含量較高）代替動(dòng)物蛋白，鋅的缺乏十分明顯（Tucker and Salmon, 1955; Lewis et al., 1956）。而且，人們還認(rèn)識(shí)到鋅和鈣之間存在互作關(guān)系。當(dāng)養(yǎng)豬業(yè)把小豬從豬圈外面趕進(jìn)水泥地板的豬圈內(nèi)飼養(yǎng)時(shí)，小豬由于無法接觸到泥土而迅速出現(xiàn)缺鐵性貧血病，鐵的營養(yǎng)逐漸變得重要，因此出現(xiàn)了注射鐵制劑預(yù)防豬貧血的方法（Barber et al., 1955; McDonald et al., 1955; Ullrey et al., 1959）。伊利諾州大學(xué)（Harmon等，1967）和其它科研機(jī)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn)，小豬對(duì)部分口服鐵制劑的利用率很高（如硫酸鐵、檸檬酸銨鐵），對(duì)其它口服鐵制劑的利用率很低（如氧化鐵）。
研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物需要少量硒，硒不僅是一種有毒礦物質(zhì)。該發(fā)現(xiàn)是過去一個(gè)世紀(jì)中最重要的發(fā)現(xiàn)之一（Eggert al.,1957）。硒是谷胱甘肽過氧化物酶的重要組分，該酶可以保護(hù)細(xì)胞免受過氧化損傷（Rotruck al.,1973）。硒與維生素E之間存在互作關(guān)系，這也是過去一個(gè)世紀(jì)的重要發(fā)現(xiàn)（Oldfield，2003）。俄亥俄州立大學(xué)的Don Mahan研究小組的大量研究大大豐富了我們對(duì)豬有機(jī)硒和無機(jī)硒營養(yǎng)的認(rèn)識(shí)（Mahan，1985）。
多年來，我們對(duì)許多礦物質(zhì)，特別是飼料中普遍使用的谷物、油料餅粕和副產(chǎn)品中礦物質(zhì)的生物利用率的認(rèn)識(shí)很少。我們?cè)谝晾Z州大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室首次報(bào)道使用斜率法、基于骨強(qiáng)度和骨灰分等指標(biāo)測(cè)定了飼料中相對(duì)生物可用磷的含量（Cormwell，1979）。我們已經(jīng)獲得了大批飼料中可利用磷的含量（Cromwell, 1992; Cromwell and Coffey, 1993）。現(xiàn)在，飼料工業(yè)已經(jīng)使用生物可利用磷含量來配制飼料。近年來，科學(xué)家已經(jīng)闡明了微量元素（氧化物/硫酸鹽/有機(jī)微量元素）的生物利用率。
在礦物質(zhì)營養(yǎng)研究中，研究發(fā)現(xiàn)豬飼喂高銅（如硫酸銅）有刺激生長的作用。人們普遍認(rèn)為，銅藥理作用的發(fā)現(xiàn)要?dú)w功于英國的Braude（1945），但實(shí)際上愛荷華大學(xué)的Evvard和他的同事早在1928年已首次報(bào)道銅的藥理作用。我們?cè)诳纤髮W(xué)的研究小組報(bào)道，銅和抗生素是獨(dú)立發(fā)揮作用的，而且兩者的作用是可加的，這使學(xué)者對(duì)銅的研究產(chǎn)生了新的興趣（Stahly al.,1980）。研究表明，某些形式的銅（硫酸銅、碳酸銅和氯化銅）是有效的生長促進(jìn)劑，而其它形式的銅（硫化銅和氧化銅）是無效的（Cromwell 1997；Cromwell et al., 1998）。
丹麥的學(xué)者首次報(bào)道了高鋅（氧化鋅）可降低腹瀉率（Poulsen，1989）。美國的Hahn和Baker（1993）和其它學(xué)者的進(jìn)一步研究表明，藥理水平的氧化鋅也促進(jìn)了早期斷奶仔豬的生長。目前，斷奶仔豬教槽料中普遍使用高鋅和（或）高銅。Klaus Schwarz和Walter Mertz在20世紀(jì)50年代末期發(fā)現(xiàn)了鉻有葡萄糖耐受因子的作用（NRC，1997），大約10年前，NRC（1998）制定了豬對(duì)鉻的需要量。
4 維生素
早在公元前2600年到公元前1500年，就有大量關(guān)于營養(yǎng)缺乏癥（如壞血病、腳氣病、夜盲癥和干眼病等）的報(bào)道，公元2世紀(jì)，就有佝僂病的報(bào)道，知道多個(gè)世紀(jì)以后，人們才找到預(yù)防這些缺乏癥的營養(yǎng)方法（McDowell，1989）。在19世紀(jì)90年代，Christian Eijkman發(fā)現(xiàn)腳氣?。ìF(xiàn)在已經(jīng)知道是硫銨缺乏引起的）與飼喂精大米有關(guān)，飼喂稻谷或在日糧中添加米糠可預(yù)防腳氣病。波蘭生物化學(xué)家Casimir Funk創(chuàng)造了“Vitamin（維生素）”這個(gè)新單詞來表示“vital amine（極其重要的胺）”，維生素用來描繪這些含氮的食物附加要素。人們還陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了食物中的其它必需因子，盡管它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)中大都不含氮，但仍然保留維生素的縮寫。
維生素A是首批發(fā)現(xiàn)的維生素（McCollum and Davis，1913），1931年，化學(xué)家闡明了維生素A的化學(xué)結(jié)構(gòu)。維生素A對(duì)維生素劃分成脂溶性維生素和水溶性維生素有重要貢獻(xiàn)。
20世紀(jì)20年代后期-30年代，人們發(fā)現(xiàn)了大部分維生素的作用、必要性和合成方法。在這些發(fā)現(xiàn)中，大鼠和雞的研究起了主要作用。之后，豬的研究工作隨即展開并做出了重要發(fā)現(xiàn)。早期的研究發(fā)現(xiàn)， B族維生素（煙酸和核黃素）可以預(yù)防豬的“壞死性腸炎”（癥狀與人的糙皮病相似），泛酸可以預(yù)防豬后腿運(yùn)動(dòng)失調(diào)（鵝步），這些都屬于重要發(fā)現(xiàn)（McDowell，1989）。
研究表明，當(dāng)養(yǎng)豬業(yè)使用定位欄和豬接觸不到豆科牧草、陽光和其它來源的維生素時(shí)，維生素A、D、E和B族維生素的營養(yǎng)顯得尤其重要。而且，當(dāng)豬在全漏縫地板的限位欄飼養(yǎng)時(shí)，特別是母豬在畜床飼養(yǎng)時(shí)——豬難以接觸到豬糞，因此，日糧中需要添加B族維生素和維生素K等由腸道細(xì)菌合成的維生素。
在過去的一個(gè)世紀(jì)中，人們發(fā)現(xiàn)了維生素E的抗氧化特性、維生素E的需要以及維生素E和硒的關(guān)系。部分學(xué)者報(bào)道，動(dòng)物在某些情況下可能需要補(bǔ)充維生素K和維生素C。研究發(fā)現(xiàn)，豬不能利用或難以利用谷物中的煙酸和小麥、高粱中的生物素（Luce et al., 1967; Anderson et al., 1978; Kornegay, 1986）。母豬的研究表明，玉米-豆粕型日糧中添加膽堿（豬營養(yǎng)NCR-42委員會(huì)，1980）、生物素（Lewis al.,1991）和葉酸（Bryant et al., 1985; Lindemann and Kornegay, 1989），窩產(chǎn)仔數(shù)增加，繁殖性能改善。威斯康辛州大學(xué)的Hector DeLuca研究小組發(fā)現(xiàn)了維生素D的活性形式（1，25-（OH）2-D3），這也是一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)（Lund and DeLuca, 1966; Holick et al., 1971; Schnoes and DeLuca, 1980）。
Merck公司的科學(xué)家在1948年發(fā)現(xiàn)了最后一種維生素——維生素B12（Rickes al.,1948），數(shù)周以后，英國的研究小組也發(fā)現(xiàn)了維生素B12（Fantes al.,1949）。相對(duì)其它維生素的發(fā)現(xiàn)，維生素B12的發(fā)現(xiàn)對(duì)養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展有更大的影響。多年來，人們已經(jīng)知道動(dòng)物蛋白飼料中存在不明生長因子，如果豬和雞飼喂植物來源的飼料而不添加魚粉、肉粉或其它動(dòng)物蛋白飼料，就會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物生長緩慢。發(fā)現(xiàn)維生素B12的重要性基于以下兩點(diǎn)：1）維生素B12的發(fā)現(xiàn)使豬和家禽飼料成功簡(jiǎn)化為玉米-豆粕型飼料成為可能；2）維生素B12的發(fā)現(xiàn)與重要抗生素——金霉素的發(fā)現(xiàn)緊密關(guān)聯(lián)，金霉素對(duì)豬有促生長作用。
5 抗生素和其它飼料添加劑
發(fā)現(xiàn)抗生素可以促進(jìn)動(dòng)物生長是過去一個(gè)世紀(jì)最重要的發(fā)現(xiàn)之一。學(xué)者在測(cè)定發(fā)酵培養(yǎng)基中維生素B12活性的過程中，觀察到飼喂培養(yǎng)基的雞的生長速度遠(yuǎn)大于因培養(yǎng)基中含有維生素B12所達(dá)到的生長速度（Stokstad al.,1949）。接著，學(xué)者在豬的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)發(fā)酵培養(yǎng)基對(duì)豬也有相似的作用（Cunha et al., 1949; Jukes et al., 1950; Lepley et al., 1950; Luecke et al., 1950）。Stokstad和Jukes發(fā)現(xiàn)這些發(fā)酵培養(yǎng)基中的促生長物質(zhì)就是金霉素。
接下來的幾年間，學(xué)者發(fā)表了大量關(guān)于抗生素的論文，養(yǎng)豬業(yè)普遍在豬飼料中添加亞治療劑量的抗生素。隨后，人們又發(fā)現(xiàn)了多種抗生素，FDA（美國食品與藥物管理局）批準(zhǔn)了在豬飼料中使用抗生素的目錄。營養(yǎng)學(xué)家證明，生豬生產(chǎn)者在飼料中使用飼料級(jí)抗生素的回報(bào)/投入比高于飼料中的其它日糧成分。目前，一些社會(huì)團(tuán)體因?yàn)閷?duì)抗藥性轉(zhuǎn)移和公共衛(wèi)生的憂慮，要求禁止在動(dòng)物飼料中使用亞治療劑量的抗生素，然而，研究表明，大部分擔(dān)憂是毫無理由的（Hays, 1977; CAST, 1981; IOM, 1988; NRC, 1999）。
研究發(fā)現(xiàn)，在仔豬教槽料中添加某些有機(jī)酸有促生長作用（Kirchgessner and Roth, 1982; Giesting and Easter, 1985）。人們把改變腸道微生物菌群的添加劑稱為益生菌（如乳桿菌、嗜酸菌、糞鏈球菌和釀酒酵母等）或益生元（如果寡糖等），許多學(xué)者對(duì)它們的作用進(jìn)行了研究，但尚未發(fā)現(xiàn)它們可以穩(wěn)定地改善豬的生產(chǎn)性能（Cromwell, 2001）。
近年來，科學(xué)家研究了酶制劑的作用效果。研究表明，使用酶制劑可以提高飼料，特別是高纖維飼料的消化率。植酸酶可以有效降低日糧中無機(jī)磷的添加量，從而降低糞磷的排泄量。植酸磷的發(fā)現(xiàn)、商品化生產(chǎn)和使用是酶制劑領(lǐng)域中最重要的創(chuàng)新之一（Jongbloed et al., 1992; Cromwell et al., 1993）。重組DNA技術(shù)和其它生物工程技術(shù)的發(fā)展，如克隆，使植酸酶成為一種實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的飼料添加劑。
6 代謝調(diào)控因子
在過去一個(gè)世紀(jì)中，人們發(fā)現(xiàn)了多個(gè)調(diào)控豬或其它動(dòng)物胴體組成的營養(yǎng)重分配劑。β-腎上腺素激動(dòng)劑，如西馬特羅、克倫特羅和雷托帕明等，能夠提高胴體的瘦肉率，提高動(dòng)物生長速度和改善飼料報(bào)酬（Jones et al., 1985; Anderson et al., 1987; Watkins et al., 1990）。雷托帕明（商品名：Paylean）是唯一一種被美國FDA批準(zhǔn)在肥育豬使用的β-腎上腺素激動(dòng)劑。
20世紀(jì)70年代，人們發(fā)現(xiàn)了另外一種營養(yǎng)重分配劑——PST（豬源生長激素），PST是豬的生長激素（Machlin，1972）。多個(gè)大學(xué)的研究表明，肌注PST可顯著提高胴體的瘦肉率（Chung et al., 1985; Evock et al., 1988）。盡管BST（牛源生長激素）已被FDA批準(zhǔn)在奶牛中使用，但美國尚未批準(zhǔn)在豬中使用PST。但是，PST已被部分國家批準(zhǔn)在豬中使用（如澳大利亞和墨西哥等）。
7 飼養(yǎng)管理
Evvard發(fā)現(xiàn)了在使用帶獨(dú)立艙室的自動(dòng)喂料系統(tǒng)分開飼喂谷物和蛋白飼料時(shí)，豬能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)日糧的采食，該發(fā)現(xiàn)屬于過去一個(gè)世紀(jì)的早期發(fā)現(xiàn)之一。自動(dòng)喂料系統(tǒng)風(fēng)行多年以后，隨著人們認(rèn)識(shí)到豬生長階段不同，營養(yǎng)需要也不同，自動(dòng)喂料系統(tǒng)中使用配合飼料的現(xiàn)象越來越普遍。隨著公豬和母豬氨基酸需要量的分開制定，養(yǎng)豬生產(chǎn)中分階段飼養(yǎng)和分性別飼養(yǎng)開始流行起來（Cromwell，1993）。研究闡明了飼料的粉碎粒度對(duì)養(yǎng)豬生產(chǎn)的影響，量化了顆粒大小對(duì)養(yǎng)豬生產(chǎn)的影響，還闡明了飼料制粒的價(jià)值（Jensen and Becker, 1965; Wondra et al., 1995）。
8 早期斷奶仔豬日糧
1908年，仔豬飼養(yǎng)在戶外，斷奶時(shí)間為10-12周齡。隨后，仔豬的斷奶時(shí)間逐漸縮短到8周齡，然后是6周齡、4周齡，最后縮短到2-3周齡。由于優(yōu)質(zhì)教槽料的發(fā)明和滿足仔豬環(huán)境需要的優(yōu)質(zhì)豬舍的出現(xiàn)，使我們能夠?qū)崿F(xiàn)仔豬的早期斷奶。顯然，早期斷奶縮短了母豬的配種間隔，增加了母豬年產(chǎn)窩數(shù)。
隨著研究者對(duì)新生仔豬消化酶發(fā)育、利用各種碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)的能力的知識(shí)增加，20世紀(jì)50年代，人們研發(fā)出含有大量乳制品的教槽料。愛荷華州立大學(xué)和伊利諾大學(xué)的研究小組對(duì)早期斷奶仔豬教槽料的研發(fā)開展了前期研究，他們發(fā)現(xiàn)仔豬出生后不久就可以利用乳糖、乳脂和乳蛋白，但仔豬直到若干周后才可以利用淀粉、麥芽糖和蔗糖（Becker et al., 1954ab; Kitts et al., 1956; Hartman et al., 1961）。這些研究小組還發(fā)現(xiàn)，仔豬對(duì)果糖的利用率很低。這些前期發(fā)現(xiàn)為今天普遍使用的高濃度干燥乳清粉和（或）晶體乳糖的早期斷奶仔豬教槽料的研發(fā)鋪平了道路。
20世紀(jì)80年代，愛荷華州立大學(xué)的研究小組對(duì)噴霧干燥豬血漿粉營養(yǎng)價(jià)值的發(fā)現(xiàn)是一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)（Gatnau et al.,1989）。許多研究小組對(duì)這種富含優(yōu)質(zhì)免疫球蛋白的產(chǎn)品開展了研究。研究發(fā)現(xiàn)，干燥豬血漿粉可以預(yù)防早期斷奶仔豬經(jīng)常出現(xiàn)的生長停滯（Coffey and Cromwell, 2001）。有趣的是，無論干燥血漿粉的來源是牛血還是豬血，它的營養(yǎng)價(jià)值都是一樣的?，F(xiàn)在，斷奶后1-2周的仔豬（特別是3周齡或3周齡前斷奶的仔豬）的教槽料中普遍使用干燥血漿粉。教槽料中還廣泛使用干燥動(dòng)物血細(xì)胞粉，它是極好的賴氨酸來源。由于血細(xì)胞中極端缺乏異亮氨酸，而高水平的亮氨酸和纈氨酸可能導(dǎo)致某些支鏈氨基酸的拮抗作用。因此，在豬日糧中要限制血細(xì)胞粉的用量，或者在日糧中補(bǔ)充異亮氨酸（Parr et al., 2003; Kerr et al., 2004）。
仔豬教槽料中還經(jīng)常使用其它特殊成分，包括魚粉和血粉等，研究人員也評(píng)定了它們的營養(yǎng)價(jià)值。多年前，研究人員改善了干燥工藝，有效避免了賴氨酸和其它氨基酸的破壞，因此，改善了血粉中賴氨酸和其它氨基酸的生物利用率（Parsons et al., 1985）。
9 其它飼料原料
在過去一個(gè)世紀(jì)中，使用豆粕作為豬和家禽的主要蛋白來源是動(dòng)物營養(yǎng)的一個(gè)重大轉(zhuǎn)變。如前所述，在20世紀(jì)初期，大豆只是一種不怎么常用的商品，直到1920年，人們才開始使用壓碎大豆（小范圍內(nèi)）。第二次世界大戰(zhàn)推動(dòng)了大豆的使用。二戰(zhàn)前，美國需要進(jìn)口近半數(shù)的食用油。隨著戰(zhàn)爭(zhēng)的降臨，美國食用油的進(jìn)口被切斷了。因此，食用油加工商和消費(fèi)者開始使用大豆油。而且，戰(zhàn)時(shí)對(duì)肉類和肉類制品需求的增加促使食品工業(yè)和飼料工業(yè)使用替代蛋白資源。但是，豆油由于容易發(fā)生快速過氧化反應(yīng)的缺點(diǎn)，往往帶有強(qiáng)烈的氣味和風(fēng)味，不被美國人接受。20世紀(jì)40年代，大豆工業(yè)的迅速膨脹推動(dòng)了以下發(fā)現(xiàn)和轉(zhuǎn)變：檸檬酸可用作微量金屬的氧化催化劑（在二戰(zhàn)后期，美國科學(xué)家記錄了德國科學(xué)家的這個(gè)發(fā)現(xiàn)）；飼料儲(chǔ)藏倉和飼料加工設(shè)備所使用的材料由普通鋼鐵轉(zhuǎn)變?yōu)椴讳P鋼；溶劑浸提工藝的發(fā)展使我們可以更有效地分離大豆油并生產(chǎn)出蛋白熱損害更低、質(zhì)量更高的豆粕（Baker，2003）。最后，1948年維生素B12的發(fā)現(xiàn)為豬玉米-豆粕型日糧中維生素-礦物質(zhì)增強(qiáng)劑的廣泛使用鋪平了道路。以上這些發(fā)現(xiàn)也推動(dòng)了美國大豆工業(yè)的巨大發(fā)展。
20世紀(jì)60年代，普渡大學(xué)發(fā)明了高賴氨酸玉米，由于它對(duì)動(dòng)物營養(yǎng)和人類營養(yǎng)的潛在影響，高賴氨酸玉米的發(fā)現(xiàn)是上世紀(jì)最重要的發(fā)現(xiàn)之一。Mertz和他的同事（1964）發(fā)現(xiàn)玉米opaque-2基因的突變會(huì)導(dǎo)致玉米胚乳中的劣質(zhì)玉米蛋白轉(zhuǎn)換成優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)（主要是谷蛋白）。豬的初步研究表明，opaque-2基因突變的玉米營養(yǎng)價(jià)值更高，使用opaque-2基因突變的玉米配制日糧時(shí)，可以降低日糧中豆粕的使用量（Cromwell et al., 1967）。玉米其它基因的突變（floury-2, sugary-2, waxy）都提高了玉米的營養(yǎng)價(jià)值。然而，由于農(nóng)學(xué)性狀的原因，如胚乳變軟引起玉米的產(chǎn)量降低和抗病力下降，這些玉米并沒有達(dá)到人們的期望。然而，基因突變和隨后出現(xiàn)的基因工程技術(shù)可以改變玉米和其它谷物的組分，這一重大發(fā)現(xiàn)使種子公司找到了育種計(jì)劃的新方向。而且，它還開啟了植物育種專家和動(dòng)物營養(yǎng)專家之間互相合作的大門，這些合作至今還一直進(jìn)行（Cromwell, 2000）。
利用生物技術(shù)生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因植物以改善植物的農(nóng)學(xué)性狀和營養(yǎng)性狀，這在過去二十年來不斷取得研究進(jìn)展，發(fā)展前景良好。低植酸玉米（Spencer et al., 2000）、低植酸豆粕（Cromwell et al., 2000）和高游離賴氨酸玉米（Anderson, 1998）陸續(xù)誕生，科學(xué)家已經(jīng)在豬營養(yǎng)中開展這些新轉(zhuǎn)基因植物的研究。
在過去一個(gè)世紀(jì)中，人們?cè)u(píng)定了副產(chǎn)品的營養(yǎng)價(jià)值?，F(xiàn)在，豬日糧中已經(jīng)使用多種副產(chǎn)品。目前，玉米和豆粕都非常昂貴，評(píng)定新能量飼料和新蛋白飼料的營養(yǎng)價(jià)值一直是豬營養(yǎng)研究的熱點(diǎn)。由于燃料乙醇工業(yè)的快速擴(kuò)張，玉米干酒糟和可溶物（DDGS）的來源十分豐富，是一種十分有前景的副產(chǎn)品（Stein，2007）。
二十世紀(jì)中葉，由于限位欄的使用，脫水苜蓿粉（dehy）作為一種副產(chǎn)品在豬（特別是母豬）日糧中廣泛使用。脫水苜蓿粉富含β-胡蘿卜素和其它維生素，還可以提供未明生長因子（Fairbanks et al., 1945）。早期，脫水苜蓿粉的使用發(fā)揮了重要作用，但隨著20世紀(jì)70年代日糧中硒的添加和不久后維生素K的添加（歸功于內(nèi)布拉斯加州豬飼喂發(fā)霉玉米時(shí)出現(xiàn)的出血問題被維生素K或脫水苜蓿粉治愈；Baker et al., 1974ab），人們不再在豬日糧中使用脫水苜蓿粉，因此，脫水苜蓿粉退出了歷史舞臺(tái)。
10 妊娠母豬和泌乳母豬的飼養(yǎng)技術(shù)
在過去的一個(gè)世紀(jì)中，母豬的飼養(yǎng)技術(shù)發(fā)生了很大改變。過去的母豬飼料比現(xiàn)在的母豬飼料能量更多，蛋白更高。多個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)，每天飼喂2公斤玉米-豆粕型日糧的妊娠母豬的體增重大于飼喂高水平日糧的母豬，這是一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)（Baker et al., 1969）。20世紀(jì)70年代，研究發(fā)現(xiàn)，妊娠母豬飼喂低于推薦水平的低蛋白日糧，對(duì)母豬產(chǎn)仔數(shù)沒有影響。事實(shí)上，部分研究證實(shí)，妊娠母豬飼喂蛋白水平很低的日糧對(duì)產(chǎn)仔數(shù)和母豬體重都沒有影響，但對(duì)母豬泌乳量和產(chǎn)后發(fā)情有十分不利的影響（Pond et al., 1963; DeGeeter et al., 1972, 1973）。
過去20年，泌乳母豬營養(yǎng)有多個(gè)重大發(fā)現(xiàn)，包括哺乳大窩仔豬的高產(chǎn)母豬需要采食更多的蛋白以提高母豬的泌乳量、預(yù)防母豬減重過快（即使泌乳期較短）和預(yù)防斷奶后發(fā)情的延遲（Stahly et al., 1990）。
11 營養(yǎng)需要的制定和微調(diào)
制定和修正豬氨基酸、礦物質(zhì)和維生素的需要是過去一個(gè)世紀(jì)的綜合成果（上文已有所提及）。美國科學(xué)院國家研究委員會(huì)（NRC）不斷地吸納新的研究成果，在分階段制定豬營養(yǎng)需要的工作中起關(guān)鍵作用。NRC始建于1916年，是為聯(lián)邦政府就科技議題提供建議的獨(dú)立組織。1944年，當(dāng)美國還在戰(zhàn)爭(zhēng)年代時(shí)，第一版（總共十版）《豬營養(yǎng)需要》出版了。
比較十個(gè)版本的NRC《豬營養(yǎng)需要》，我們可以發(fā)現(xiàn)1944年（第一版）到1998年（第十版）之間所制定和修正了哪些營養(yǎng)素的需要量，以及科研成果是如何影響這些營養(yǎng)素需要量的制定和修正的。表1顯示了生長豬需要的各種營養(yǎng)素的名稱。表1還顯示了54年來出版的十個(gè)版本NRC《豬營養(yǎng)需要》的頁數(shù)和參考文獻(xiàn)的數(shù)目。頁數(shù)和參考文獻(xiàn)數(shù)目的增加反映了過去一個(gè)世紀(jì)后半期豬營養(yǎng)知識(shí)的增長狀況。
科學(xué)家使用數(shù)學(xué)模型估測(cè)營養(yǎng)需要，這種獲得信息的方法是過去20-30年間的重大創(chuàng)新。John Black（CSIRO，Australia）和Colin Whittemore（愛丁堡大學(xué)）使用豬的生長模型去模擬各種營養(yǎng)要素和環(huán)境因素輸入對(duì)豬體內(nèi)各組分增長的影響，這些先驅(qū)工作對(duì)豬營養(yǎng)研究有很大貢獻(xiàn)（Miller and Calvert, 2001）?，F(xiàn)在，我們已經(jīng)可以使用模型根據(jù)特定基因型豬的遺傳能力、豬生長環(huán)境、性別、母豬哺乳小豬的數(shù)目、母豬泌乳量和其它因素來制訂豬的營養(yǎng)需要。在最新版的NRC《豬營養(yǎng)需要》（1998）中，科學(xué)家已經(jīng)根據(jù)生長豬的維持需要和瘦肉生長速度使用方程來計(jì)算豬的能量和氨基酸需要。而且，NRC還介紹了母豬使用的方程，人們可以根據(jù)母豬的維持需要、產(chǎn)仔數(shù)、哺乳仔豬數(shù)、泌乳期體重變化來估測(cè)母豬能量和氨基酸的需要量。
12 儀器和其它技術(shù)
氨基酸分析使用的離子交換色譜的發(fā)明和使用是氨基酸營養(yǎng)領(lǐng)域的主要進(jìn)步，改善了人們對(duì)動(dòng)物營養(yǎng)需要和飼料組分的評(píng)定能力。同樣，原子吸收光度法也是礦物質(zhì)分析方法的主要進(jìn)步。近紅外光譜學(xué)和其它尖端實(shí)驗(yàn)室分析方法對(duì)動(dòng)物營養(yǎng)知識(shí)的增長起主要作用。
飼料營養(yǎng)成分?jǐn)?shù)據(jù)庫和最低成本日糧線性規(guī)劃軟件的發(fā)展給動(dòng)物營養(yǎng)專家?guī)砹撕艽蠓奖?。而且，臺(tái)式計(jì)算機(jī)、文字和數(shù)據(jù)處理軟件、統(tǒng)計(jì)軟件（如SAS）和網(wǎng)上搜索等電子技術(shù)的發(fā)展有力地協(xié)助了動(dòng)物營養(yǎng)專家和學(xué)生科研活動(dòng)的開展。