生物素與豬隻營養關係之探討
吉加吉公司 謝芙美
自從離乳仔豬缺乏生物素的症狀被報告以來，至今已數十年了，但各種豬對生物素的需要量，目前仍尚未定論。一般人都以為生物素均含於各種單味料中，且豬隻腸內微生物能合成生物素，所以正常豬隻的日糧中無需添加生物素。
但最近大部份以現場豬隻為研究對象的研究報告卻指出採食平常飼料的豬隻，可能含有生物素缺乏的現象發生。你也許會懷疑這些由現場所做的研究報告，但以目前所做有關生物素需要量的少數試驗，對於豬隻日糧所需生物素的量，很難訂出一個有意義的估測值。至於最新的 NRC 所推薦的豬隻生物素需要量，也因缺乏豬隻有關之資料，而以家禽的資料來估算的。
養豬業一直朝著圈飼的方向走，且對種畜群愈來愈重視；同時，每頭母豬每年分娩的次數漸增，在懷孕期間的每日攝食量愈來愈少，這使得日糧中需以礦物質和維生素強化的量愈來愈增加。此外，對於生長快速，改進飼料效率、脂肪量減少及精肉量增加的選拔，也具有更大的壓力。所以一般人都相信 ( 但未經證實 ) 目前圈飼的豬隻需有更大的營養需要量。至於單味料中所含的維生素和礦物質的含量，也可能因栽培方式、品種、加工及處理過程而有不同。
繁殖效率不良所導致的高淘汰率，也是一個愈來愈嚴重的問題。跛腳乃是一種很複雜的症狀，也是引致繁殖效率不良的一個因素。生物素也與足趾和腳掌和糜爛有關，這也許和生殖也有關係。
豬隻日糧中添加生物素的壓力愈來愈大。假如添加生物素可以改良種豬群的繁殖性能，則可節省好幾百萬的經費，但假如沒有利益，則美國每年的飼料成本也不致於增加太多。
生物素的功能
生物素是複合維生素 B 群中的一員，也是六個與脫羧作用或轉羧作用有關的酵素系統之一。這些酵素系統最有在組織中傳遞羧基及固定二氧化碳 ( 如重碳酸鹽 ) 的能力。
這六種含生物素的酵素中的四種，對哺乳動物的代謝相當重要。這四種是 pyruvate carboxylase , propionyl - coA carboxylase , B - methylcrotonyl - CoA carboxylase 及 O acetyl - CoA carboxylase。pyruvate carboxylase 對葡萄糖的合成是必須的，且與脂肪酸的合成有關；propionyl - CoA carboxylase 則是氨基酸及奇數脂肪酸的分解代謝所必需的；B - methylcrotonyl - CoA carboxylase 是白氨酸代謝所需；acetyl - CoA carboxylase 則是脂肪形成所必需的。大多數含有生物素的脫羧酵素具有三種蛋白質成分：(a)生物素脫羧鋛。(b)轉羧鋛。(c)及一個帶有含生物素之羧基的蛋白質。
生物素缺乏症狀
最初的生物素缺乏症狀，乃是以含有卵白素 ( avidin ) 的日糧飼小豬而發生的，卵白素能與生物素結合。餵飼缺乏生物素的人工乳汁之小豬，也會發生生物素缺乏症狀。最近一連串的試驗，也證實了這些早期的發現，且對生物素缺乏症狀的型式和結果，也提供了更詳盡的資料。
典型的生物素缺乏症狀包括禿毛、皮膚乾燥成鱗片狀，舌頭有白色的薄片及橫溝，且因足底裂開使軟跟糜爛，硬蹄足底及趾壁也會裂開。母豬的缺乏症狀相同，此外，母豬之繁殖效率不良。缺乏生物素能改變動物的免疫反應。
雖然肥育豬的研究報告
雖然在歐洲及美國有幾個現場的報告指出一般日糧中添加生物素具有良好的效果。但在控制良好的試驗中，卻得出在玉米 — 黃豆粉的日糧中添加生物素，對生長及飼料效率的改良效果並不大之結論。
在科羅拉多以 SPF 豬隻所做的現場試驗，乃是以 110μg 的 D — 生物素添加於每公斤的玉米 — 高梁 — 黃豆粉日糧中，則每日增重增加 15%，飼料效率改善 17%，豬隻在臨床上並未顯出生物素的缺乏症狀，但有 10%的母豬卻有臨床上的生物素缺乏症狀。Tagwerker 討論了國外幾個有關額外添加物素能改良生長肥育豬性能的研究結果，Combs 及 Poe 等人則報告年青的生長肥育豬日糧中額外添加生物素 ( 添加量自 55 ~ 880 μg／kg ) 對其平均每日增重及飼料效率只有些微的改進。
相反的，也有人報告說玉米 — 黃豆粉的日糧中添加生物素 ( 55 ~ 200 μg／kg )，對豬隻的性能並無改進。Bryant 等人則發現添加生物素對豬蹄及趾的糜爛及蹄的挫傷並無任何效果，但添加生物素能減低蹄裂的嚴重性 ( P< 0.05 )，且能減少蹄裂現象的發生 ( P< 0.10 )。肝臟中 pyruvate carboxylase 的活性不因日糧中生物素含量的增加而受影響。
母豬的研究報告
到目前為止，尚未有長時期，且控制良好的有關母豬的研究報告，迄今只有一些現場的研究報告及幾篇有關生產一胎的母豬或女豬的研究報告可供參考。
Brooks 等人對於在具有生物素缺乏症狀的種豬群日糧中添加生物素的結果，提出下列報告：20 隻母豬在懷孕期間每公斤日糧中添加 250 μg D — 生物素，而在泌乳期間添加 150 μg D — 生物素，六個月之後，與未添加生物素的母豬比較起來，添加生物素的母豬有 28%不再有蹄趾糜爛的現象，且添加生物素者的出生活仔豬數多一頭，從離乳到再配種的間隔也比對照組的要短 ( P< 0.05 )。
Tagwerker 則在南斯拉夫做了有關在軟足底因嚴重的糜爛而跛行的母豬日糧中添加生物素的現場試驗，這些母豬對生物素治療最有效的方法是：日糧中添加生物素 ( 500 μg／kg )，且每兩週注射一次 5 μg 的生物素。在英國也有 Comber 做了一個試驗，具有嚴重跛行的母豬群 ( 50%的母豬有此現象 )，可因日糧添加生物素而改良之，這些母豬因趾腫脹導致足底及蹄嚴重的糜爛，蹄部則較正常者柔軟，較有彈性。這些母豬日糧中的主要熱能單味料者為玉米、小麥、大麥、燕麥及粉頭的混合物。最初六個月，每公斤日糧中添加 2200 μg的生物素，其後二個月添加 355 μg，而以後則繼續添加 165 μg 的生物素。
相反的，Easter 等人使用玉米 — 黃豆粉日糧，Newman Elliott 使用大麥 — 黃豆粉日糧，他們的研究報告指示在第一個懷孕期中，懷孕日糧添加 200 μg／kg的生物素餵飼女豬，其生產性能在對照組和實驗組之間並無差異。Bane 等人在懷孕豬日糧中添加生物素 ( 220 μg／kg )，對女豬蹄糜爛也沒有效果。一般人都認為這些試驗僅做了一個懷孕期，所以對於種豬群長期的幾個胎次中所需要的生物素，並不足以說明之。以後所做有關的試驗，至少應進行到第三胎次才比較準確。
生物素的檢出
有些現場的報告指出日糧中生物素若未達最適合豬的需要量，反而會影響生長及飼料換肉率，但卻不會有典型的腳潰爛情形發生，但我們切不可因之而認為生長及飼料效率對生物素的含量非常敏感。
現已有數種生物素用量標準被加以研究，以確定何者對豬隻最有利，但到目前為止，尚未找出最適合的用量。要直接測出單味料中的生物素含量並不容易，最常用的一種方法就是利用微生物來檢出其含量。至於最近所發表的用化學方法來檢出生物素，則需以生物素和卵白素的結合為基礎。等一下我們會談到動物所採食的生物素量因各種單味料的生物利用率及微生物合成生物素量的不同，故不能僅以測量單味料中所含的生物素量為準。
血漿中所含生物素的含量，隨所採食的生物素量而不同，但個體的差異相當大。
Hood 等人的報告中指出鼠肝臟中生物素的含量隨其日糧中生物素的含量而異。Propionyl - CoA carboxylase , acetyl - CoA carboxylase 及 pyruvate carboxylase 都是含有生物素的酵素。若動物缺乏生物素，則其活動力會減低。pyruvate carboxylase 位於粒線體之內，所以與可利用生物素的接觸也比位於細胞質內的 acetyl - CoA carboxylase 要困難得多。所以 pyruvate carboxylase 乃是對缺乏生物素最敏感的酵素。
若要以肝臟做為副指標，其缺點則是要將動物屠殺才能取得試驗樣本，所以由存活的動物所訂出來的生物素需要量比較適用。acetyl - CoA carboxylase 的活動見之於人類、豬及雞的血中，且在雞體內與生物素的含量有關。含有粒線體的雞紅血球中，也發理有 pyruvate carboxylase 活動，此活動大小與日糧中生物素的含量有關。哺乳動物的紅血球中不含有粒線體，所以豬血液中 pyruvate carboxylase 的活動狀態與雞不同，至於 pyruvate carboxylase 在含有粒線體的白血球中的活動情形，尚未被研究之。
脂肪組織中脂肪酸的組成對生物素的缺乏也相當敏感。缺乏生物素時，總脂質會減少而不飽和脂肪酸的比例會增加。但因有許多因素都會影響脂肪組織的組成，所以不能單獨以脂肪組織做為衡量生物素的標準。
單味料中生物素含量的變異
生物素最主要的來源，就是來自動物所採食的飼料。日糧中可利用生物素的含量取決於單味料中生物素的含量以及動物所採食的飼料量。但每種日糧中此三者的差異均相當大。
每公斤正常的飼料中所含的生物素量，自 20 到 2600 μg不等。酵母及其他植物性蛋白質來源 ( 例如花生 ) 所含的生物素特別豐富，而穀物身為母豬日糧中最主要的成份，其所含生物素量卻不多。
單味料中所含的生物素 ( 以微生物檢出法則之 )，只有部分能被雞和火雞所利用。Frigg 則使用雞隻生長試驗來測定穀類中所含生物素的生物利用率。玉米中所含的生物素極少 ( 45μg／kg )，但能被雞全部利用，高梁、大麥、燕麥中所含的生物素，據報告只有 20 ~ 30%的利用率而已。小麥不會使雞生長，表示其生物利用率相當低。Baker 則報告玉米、高梁、大麥及小麥中生物素的生物利用率分別是 122%、61%、69%、及 45%。所以當以某些殼類餵飼家畜時，尤其是小麥，則可利用生物素的量可能還要更少。
其他改變生物素需要量的因素
日糧中生物素的需要量受其他幾個因素的影響。由於目前尚沒有以豬所做的試驗報告，所以我們採用有關其他動物 —— 主要是鼠及家禽的試驗來做參考。Wilgus 曾對幾個影響火雞生物素需要量的因素加以討論。
由於胃腸道內的微生素可以和宿主競爭以製造動物所需的全部或一部分生物素，所以動物對生物素的需要量變成相當複雜的問題。根據研究報告，日糧中所存在的天然碳水化合物、消化道內微生物型式、及磺胺劑的有無，都會改變消化道內生物素的合成量。日糧中所含的藥劑，可能會有利於、或不利於、或不會影響微生物的合成生物素。Wilgus 認為有關飼料添加劑、殺蟲劑、及除草劑的殘留。對生物素需要量的影響，尚需做更進一步的研究。微生物合成作用大多發生在消化道的下半部，但是否也由此處吸收，則尚屬疑問。然而有些單胃動物 ( 如天竺鼠及鼠 ) 當採食含低生物素的日糧時，能吸收足夠的微生物合成的生物素以防止嚴重的生物素缺乏徵兆。至於豬體內微生物合成生物素的所在處，合成量及利用率，尚未有完整的研究報告，但許多人都認為應與鼠類似才是。
食糞癖是否能提供豬隻額外的生外素則尚未定論。假如因食糞癖可使豬隻獲得其所需要的生物素 ( 此點尚未確知 )，則目前飼養於條狀地面畜舍的豬隻，與糞便接觸的機會大大地減少，其對生物素的需要量也相對地增加。曾有報告指出雞腸內的微生物能合成生物素和其他複合維生素 B，但對那些未與糞便接觸的雞隻而言，只有極少的，甚至於沒有微生物合成作用。
生物素的拮抗物質確實是存在的。最早被發現的生物素拮抗物質就是卵白素。此種蛋白成分中的蛋白質，具有一特性，就是其與游離、或與酵素結合的生物素，具有極強大的結合力。此 — 卵白素 — 生物素的複合物，在相當大的酸鹼值範圍內都非常穩定，且在胃腸道中不會被分解。某些存在於土壤、拟肥、墊草、及腐敗飼料中的鏈黴菌屬的微生物，能製造 streptavidin 和 stravidin，此二者能與生物素結合而使生物素不能被吸收。現在已經知道有幾種極強的抗生物素代謝產物之存在，其中有許多的構造與生物素類似。
疾病也是影響生物素需要量的因素之一。疾病通常會使家畜減低攝食量，減少養分的消化，且不能行正常的代謝，至於生物素與抗壞血酸 ( 維生素 C )、維生素 B12、葉酸、泛酸及維生素 B6、B2、B1 與鉀之間的相互作用，亦曾被加以研究過。
摘 要
生物素 — 尤其是日糧中添加的生物素 — 在豬隻營養中所扮演的角色，對營養學家而言，仍是一個謎。有幾個現場報告強烈地指出日糧中所含的生物素，以及胃腸道內微生物合成的生物素，對目前飼養於現代化畜舍的豬隻而言，不能經常的維持其蹄部的完整以及繁殖功能的最佳狀態。然而由幾個控制相當良好的試驗報告中卻發現豬日糧中添加生物素與否，二者間並無差異。雖然目前以高梁或小麥為主的日糧，似乎比以玉米為主者較易缺乏生物素 ( 但目前尚未有足夠的證據支持此說 )。由於目前所做豬隻生物素需要量的試驗不多，故有關於豬隻對生物素的需要量還不能下一個有意義的估算。雖然也有幾個不同量的生物素被用以核算其在動物體內的利用情形，但尚無一個標準量能剛好滿足豬的需要。
大家都已知有很多因素能改變鼠及家禽對生物素的需要量，但這些因素對豬是否也相當重要，目前尚不得而知。現在若要對今日豬隻日糧中是否有必要添加生物素下一個斷論，尚不可能。在做更多控制良好，且長期性的有關豬隻的試驗之前，任何有關豬隻生物素缺乏症狀的確認及分析，以及豬隻對生物素的需要量，大多數均屬於理論而已。
譯自 Feedstuffs , March 9 , 1981
現代畜殖第十五卷( 70年 1 ~ 6月 )、70年5月號 ( 49 ~ 52 )