113 專技高考高等考試 畜牧技師 家畜營養學 考古題詳解

核心觀念

本題考查碳、氮平衡與能量平衡。碳平衡用來計算體內碳的淨蓄積；氮平衡用來估算蛋白質蓄積，再由剩餘的蓄積碳推算脂肪蓄積。熱生成量則以代謝能攝取量扣除體內蓄積能量計算。

甲烷排出是辨認反芻動物的重要線索；牛、羊都會產生甲烷，豬、雞則不符合這組資料所呈現的典型反芻動物特徵。但僅憑本表，無法在牛與羊之間進一步判別。

解題方法與計算

1. 判斷動物類型

試驗記錄到 24 小時甲烷排出量為 $21.30\text{ g}$，顯示動物有明顯的瘤胃發酵特徵。因此判定為反芻動物，符合牛或羊；本表未提供足以區分兩者的體重、採食條件或其他物種特徵。

2. 計算氮蓄積量與蛋白質蓄積量

蛋白質含氮量為 $16\%$，因此：

蛋白質含碳量為 $50\%$，蛋白質蓄積所含的碳為：

3. 計算總碳蓄積量與脂肪蓄積量

扣除蛋白質蓄積所含的碳，剩下的碳視為脂肪蓄積所含的碳：

核心觀念

本題考查「低粗蛋白質飼糧的胺基酸平衡」與「氮排泄、糞尿臭味形成」之關係。粗蛋白質（CP）是飼料含氮量的估計指標，並不等同豬隻實際需要的蛋白質型態或胺基酸組成。豬隻生長所需的蛋白質，實際上是用來提供必需胺基酸及合成體蛋白所需的氮。

因此，降低飼糧粗蛋白質，不代表必需胺基酸也可以不足；關鍵在於以「理想蛋白質」概念，按豬隻生長階段及生產目標，滿足各必需胺基酸需求，同時避免供應過量的氮。

解題方法

作答分成兩段：先說明如何在低粗蛋白質下維持生產表現，再說明低蛋白飼糧如何減少臭味排放。兩者以「提高胺基酸利用效率、減少多餘氮進入糞尿」串聯。

一、以低粗蛋白質維持生產表現

1. 依階段與需求配方：按豬隻體重、性別、生長階段及預期生產表現，訂定能量及可利用胺基酸需求，特別注意標準迴腸可消化胺基酸（SID AA）供應。
2. 採理想蛋白質模式平衡胺基酸：以離胺酸為基準，維持其他必需胺基酸與離胺酸的適當比例。降低高蛋白原料用量後，視原料組成補充飼料級胺基酸，常用者包括離胺酸、甲硫胺酸、蘇胺酸、色胺酸；粗蛋白質降幅較大時，亦須留意纈胺酸、異白胺酸、白胺酸等是否不足。
3. 保留足夠氮源與非必需胺基酸合成條件：不可只滿足少數必需胺基酸而無限制降低粗蛋白質。過度降低完整蛋白質可能使非必需胺基酸或總氮不足，也可能降低小胜肽等完整蛋白質成分的供應，進而影響生長。
4. 兼顧其他配方條件：維持適當能量、礦物質及電解質平衡，並確認原料消化率與飼料品質。如此可避免胺基酸或其他營養素成為新的限制因子。

核心觀念

本題考查三種水溶性維生素的輔酶形式，以及維生素需要量的表示基準與玉米飼糧對菸鹼酸營養的影響。

解題方法

先將各維生素連結到其代謝功能與活性輔酶形式；再比較維生素 B1 的需要量是按能量攝取量表示，還是按飼糧重量表示；最後由玉米中的菸鹼酸利用率與色胺酸含量，說明癩皮病的成因。

（一）維生素及其輔酶形式

• 維生素 B1（Thiamine，硫胺素）：活性輔酶形式為硫胺素焦磷酸（thiamine pyrophosphate, TPP），亦稱硫胺素二磷酸（thiamine diphosphate, TDP）。TPP 參與氧化脫羧及轉酮醇反應，例如丙酮酸脫氫酶、α-酮戊二酸脫氫酶與轉酮醇酶反應。
• 葉酸（Folic acid）：還原後形成四氫葉酸（tetrahydrofolate, THF），負責攜帶與轉移一碳單位，參與核苷酸合成及胺基酸代謝。
• 生物素（Biotin）：以與羧化酶結合的生物素酶複合形式發揮作用，作為二氧化碳（羧基）的攜帶者；參與丙酮酸羧化酶、乙醯輔酶 A 羧化酶等反應。生物素常與酵素中的離胺酸殘基共價結合，形成酵素結合型生物素。

（二）維生素 B1 需要量的表示方式

題目給定單胃動物飼糧中維生素 B1 需要量約為 $0.5\ \mathrm{mg/Mcal}$，是以每單位代謝能攝取量表示；其他多數維生素常以每公斤飼糧含量（如 $\mathrm{mg/kg}$ 或 $\mathrm{IU/kg}$）表示。

核心觀念

豬屬單胃動物，消化道內源酵素無法有效分解飼料中的多數非澱粉多醣（NSP），也未必能完全消化所有飼料蛋白。添加外源酵素的目的，是補足豬體內源酵素的不足，改善飼料養分的可利用性。

NSPase 是分解非澱粉多醣的酵素總稱，常見者包括木聚糖酶、β-葡聚糖酶、β-甘露聚糖酶及纖維素酶；蛋白酶則催化蛋白質胜肽鍵水解，將蛋白質分解成較小的胜肽及胺基酸。

解題方法

依序掌握「酵素作用底物 → 消化道或飼料中的作用機制 → 對養分利用與豬隻健康、生產的影響」。回答時分別說明 NSPase 與蛋白酶，再指出添加效果取決於飼料原料、酵素活性、加工條件及豬隻日齡等因素。

NSPase 的效果與主要作用機制

NSPase 作用於植物性飼料中的非澱粉多醣，例如穀類中的阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖，以及豆類中的甘露聚糖。

1. 降低食糜黏度 可溶性 NSP 吸水後會增加腸道食糜黏度，妨礙消化酵素與養分接觸，也會影響養分向腸黏膜表面移動。NSPase 將較大的多醣分子切成較小片段，可降低食糜黏度，改善消化與吸收環境。

2. 破壞植物細胞壁，釋出被包埋養分 NSP 是植物細胞壁的重要成分，可形成物理屏障，包埋澱粉、蛋白質與脂質。NSPase 分解細胞壁結構後，可使原先不易接觸的養分暴露出來，供豬隻內源消化酵素作用。

3. 改善養分消化率與飼料利用率 食糜黏度下降、包埋養分釋出後，通常有助於提高乾物質、能量及部分蛋白質等養分的消化率，並可能改善飼料轉換效率、生長表現。

4. 改變後腸發酵與腸道環境 NSP 水解產物可供腸道微生物利用，改變發酵底物與短鏈脂肪酸生成，進而影響腸道菌相及腸道環境。此效果受 NSP 種類、溶解性及豬隻日齡影響。

蛋白酶的效果與主要作用機制

1. 補充蛋白質水解能力 蛋白酶切割飼料蛋白質的胜肽鍵，產生較小胜肽及胺基酸，使其較容易接續由胃腸道內源蛋白酶消化與吸收。

核心觀念

蛋白質品質是指飼糧蛋白質能否提供動物所需的必需胺基酸，並被消化、吸收及有效利用，以支持生長、維持與生產。評估方法可分為依胺基酸組成推估的化學方法，以及依動物實際反應測定的生物方法。

多數傳統方法以非反芻動物為對象，關鍵在於非反芻動物所吸收的胺基酸，較直接反映飼糧蛋白質的胺基酸組成；反芻動物則會先經瘤胃微生物作用，使飼糧蛋白質降解、轉化，並由微生物合成微生物蛋白。因此，反芻動物小腸可吸收的胺基酸，還受到瘤胃微生物蛋白合成及未降解蛋白質等因素影響，不能只由原始飼糧蛋白質的組成判斷。

解題方法

（一）為何多數蛋白質品質評估以非反芻動物為主要對象？

非反芻動物缺乏瘤胃微生物對蛋白質的大量前置改造，飼糧蛋白質經消化後所提供的胺基酸，較能直接反映原料蛋白質的組成與可利用性。因此，以大鼠、家禽等非反芻動物進行生長試驗或胺基酸評估，較容易比較不同蛋白質來源的品質。

反芻動物的情況不同：飼糧蛋白質可能在瘤胃中被微生物分解，氮可供微生物利用並合成微生物蛋白；另有部分飼糧蛋白質可逃過瘤胃降解，成為瘤胃未降解蛋白質。最終供小腸吸收的胺基酸來自這些不同來源，並受瘤胃環境及微生物活動影響。因此，單看飼料原有的胺基酸組成，不能充分代表反芻動物實際吸收的胺基酸。

（二）可評估的指標及其限制

取得動物的蛋白質採食量與體重增重資料，可計算蛋白質效率比（Protein Efficiency Ratio, PER）：

PER 常用於生長試驗，表示每攝取一單位蛋白質所產生的體重增重；數值愈高，代表該試驗條件下的增重效率愈佳。實作時須以試驗期間的蛋白質採食量為分母，而不是飼料採食量；若已知飼料採食量及粗蛋白質含量，則須先計算蛋白質採食量。

PER 的限制包括：

• 反映的是生長增重，不是蛋白質利用的全部功能：結果受試驗動物年齡及生長階段影響，較適合評估生長期動物，不能直接代表維持或其他生產需求下的蛋白質品質。
• 受非蛋白質因素影響：能量供應、適口性、採食量、疾病及試驗環境都會影響增重，因而影響 PER。
• 無法單獨區分胺基酸組成與消化利用率：增重較低可能與必需胺基酸不足、消化率不佳或其他因素有關，PER 本身不能指出原因。
• 受試驗動物的胺基酸需求模式限制：某蛋白質對試驗動物的評價，不必然完全適用於其他動物種類或生長階段。

（三）胺基酸分數與實際動物表現差異大的原因