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李胜利教授--饲料营养与牛奶品质


李胜利教授--饲料营养与牛奶品质
牛奶是人类的保姆,是最接近人奶的食品,无论是鲜奶还是乳制品,都是 营养价值较高的食品,在人类的食品中占有特殊的地位。牛乳具有特殊的营养价 值,是由 87.5~89 的水分、3.1%(荷斯坦) ~3.8%(娟姗牛)的乳蛋白、3.4%(荷斯坦)~4.9%( 娟姗牛) 的乳脂 肪、4.5%~5.0%的乳糖、0.6%~0.75%的矿物质以及少量

的磷脂、维生素、酶类、 免疫体、色素及一些其他微量成分构成的复杂的胶体系。 牛奶品质的优劣,受诸多因素的影响,如奶牛品种、泌乳阶段与泌乳水平、 环境、疾病、饲料组成与营养等。牛奶成分的变异中,55%~65%受遗传的控制, 40 %~45%受环境因素影响, 而饲料组成、营养与卫生是其中的重要因素,合理 的选择饲料、添加剂、药物、平衡的日粮与卫生环境控制对牛奶品质的改善起着 重要的作用。 1 优质牛奶的概念 优质牛奶是指饲养环境无污染,使用无公害饲料饲养的健康母牛产出的, 感官要求、理化指标、卫生和微生物检验等都符合中华人民共和国农业部颁发的 无公害食品行业标准要求的牛奶。 1.1 优质牛奶感官要求 牛奶的色泽呈乳白色或略带微黄色;组织状态为均匀的胶态流体,无沉淀 和凝块,无肉眼可见杂质和其它异物;具有新鲜牛奶固有的香味,无其它异味。 1.2 优质牛奶理化指标 相对密度 1.028~1.023、脂肪≥3.2%、蛋白质≥3.0%、非脂乳固体≥8.3%、 酸度≤18.0。T、杂质度≤4mg/kg。 1.3 卫生和微生物检测指标 汞、砷、铅等重金属含量必须符合国标要求,硝酸盐、亚硝酸盐、六六六、 抗生素、黄曲霉素等有毒有害物都必须低于国标制定的标准范围,体细胞数≤6 ×105cfu/mL,微生物的菌落总数≤5×105cfu/mL。 1.4 奶牛健康 奶牛健康,无结核病、布氏杆菌病和其它传染疾病。 1.5 养牛环境 具有良好的牛舍卫生、牛体卫生和运动场条件,具备机械化挤奶设备。 2 绿色牛奶和有机牛奶 同绿色食品一样分为 AA 级和 A 级两个等级。A 级绿色牛奶标准的要求是生 产过程中严格按照有关绿色食品生产资料使用准则和生产操作规程要求操作, 限 量使用化学合成物质,并积极采用生物防治技术和物理方法,使最终产品达到绿 色食品标准要求。AA 级与国际上的有机牛奶接轨,其生产基地 的环境质量要符合《绿色食品产地环境质量标准》中对 AA 级的要求,生产 过程中完全不用或基本不 用化学合成肥料、农药、兽药、生长调节剂、畜禽和水产养殖饲料添加剂, 食品添加剂和其它有害于环境和身体健康的物质。 3 饲料和营养对乳脂率的影响 3.1 非结构性碳水化合物和结构性碳水化合物

Vansoet 等在 20 世纪 60 年代后期建议用植物的细胞壁成分(CWC)的结构 性碳水化合物(SC)和细胞内容物成分的非结构性碳水化合物(NSC)等作为鉴 别饲料中纤维性和非纤维性营养的分类方法。 目前在反刍动物碳水化合物的营养 研究中已广泛使用 Vansoet 纤维分类体系。 结构性碳水化合物主要作为植物细胞 壁的结构物质,起支持作用,使植物具有足够的结构强度,是植物抵御外界侵袭 的屏障,主要有纤维素、半纤维素和木质素,在洗涤纤维分析体系中被测定为中 性洗涤纤维(NDF)。非结构性碳水化合物主要是细胞内容物中的淀粉和糖,牧 草和青贮中含有的较多的可溶性糖。Grent (1991)研究发现 NSC 要比 NDF 降解快得多,NSC 的快速降解可能导致 VFA 的积累,使瘤胃 PH 值降低、渗透压升高。纤维降解菌对低 PH 值很敏感,在这种 条件下,纤维的降解速度就会降低,从而造成瘤胃中乙酸比例减少,而丙酸比例 增加,导致乳脂率的降低。 乳脂的主要组成是甘油三酯, 这些酯的 50~60%是来自血浆中的甘油酯, 剩余的 40~50%是在乳腺由乙酸和 羚丁酸形成。绝大部分的十四酸(豆寇酸) 以下的脂肪酸和一半的十六酸是由乙酸合成。少量由 羚丁酸合成。由于反刍动 物乳腺中有乙酰辅酶 A 合成酶,而且其活性较高,能合成乳脂中 C14 到 C16 脂肪 酸,乙酸用于合成乳脂的效率较高。从表 1 可以看出,乙酸转化为乳脂肪的效率 为 67~71%。 在瘤胃中产生高乙酸比例的日粮,能提高乳脂肪且效率很高,这已在很多 研究和生产实践中得到证实(表 2)。 充足的 SC 是反刍动物唾液分泌、反刍、瘤胃缓冲和瘤胃壁健康所需要的。 对泌乳奶牛来说,充足的 NDF 也是防止乳脂下降所需要的。NRC(1989) 要求奶 牛日粮中含有 19~21%ADF 和 25~30%NDF 来维持乳脂肪。NRC(2001)建议在 以青贮玉米或青贮苜蓿为主要粗料来源并以粉碎干玉米为主要淀粉来源时, 泌乳 奶牛饲粮干物质中 NDF 总量应为 25%,而且其中必须有 19%(DM 基础)来自粗饲 料, 但这些推荐量只在这些特定情况下可行。 当饲粮中粗饲料来源的 NDF 下降时, NDF 的最小需要量应当增加,当日粮粗饲料切碎程度较细时,NDF 的含量也应当 增加。当粗饲料来源的 NDF 小于 19%和不饲喂全混合日粮时,NDF 的最小推荐量 也应当提高。添加缓冲物质可降低 NDF 的推荐量。此外,NDF 的最小推荐量并 不一定是最适合的需要量,产奶量较低的奶牛能量需要量较低,NDF 的浓度应当 高于最小需要量。虽然,以 NDF 表示纤维的需要量比 ADF 要好, 但由于 ADF 的 广泛应用,ADF 的需要量在表 3 中也一并列出。表中的 ADF 的需要量由 NDF 演变 而来。在粗饲料中,NDF 含量与 ADF 含量高度相关,可用回归公式计算,表 3 中列出了某些计算公式。大多数饲粮满足 NDF 需要量时的 ADF 值就是日粮 ADF 的需要量,NDF 和 ADF 需要量的详细数据见表 3。 Williams(1988)指出,泌乳奶牛在产犊、产后 100 天和干乳期,NDF 的需 要量为体重的 0.8%,1.2%和 1.0%。美国康奈尔大学的 Fox (1992) 在 William s 的基础上提出计算 NDF 需要量的公式为: NDFPBW=0.8+0.4×(DOL/100),这里 NDFPBW 为以体重的百分率计算的有 效纤维需要量,0.8 是分娩时以体重百分率表示的 NDF 需要量,0.4 是泌乳期以 体重表示的每天 NDF 需要量,DOL 是泌乳天数,从产后 100 天直到怀孕 160 天, NDF 的需要量是一常数, 为体重的 1.2%, 有效 NDF(NDFPBW) 为

1.2,在怀孕 169 天时,随着子宫开始增大,瘤胃的容量逐渐变小, 因此, NDF 采食量下降, 从怀孕 160 天到分娩,有效 NDF 的需要量直线下降,预测公 式为:NDFPBW=1.2-0.4×(TGEST-160/120), 这里 NDFPBW 为体重百分率表示的 NDF 需要量,TGEST 为怀孕天数。对泌乳 奶牛,NDF 的需要量为日粮干物质的 20%。根据 Williams 提供的资料,育成小 母牛 NDF 摄入量占体重的 0.8%是充足的,因此有效 NDF 的需要量(NDFPBW) 为体重的 0.8%。 3.2 日粮中外源性脂肪 脂肪补充饲料在奶牛生产中应用较普遍,特别是高产奶牛的泌乳初期,能 量代谢往往处于负平衡,日粮中补充脂肪可以使能量代谢呈正平衡,使泌乳高峰 提前出现,增加产奶量,减少代谢病。同时, 泌乳奶牛日粮中使用脂肪可减少低乳脂综合症的出现。高产奶牛需要饲喂 大量的谷物饲料以满足能量需要,但当谷物饲料喂量超过日粮干物质的 50~60 %时,瘤胃发酵类型会发生改变,乙酸产量降低,乳脂率下降,产生所谓的低乳 脂综合症。补充适宜水平的脂肪,不再需要饲喂大量淀粉,奶牛便可食入所需的 能量。 在奶牛日粮中补充脂肪, 对日粮消化率、 产奶量、 奶成分等都会产生影响, 其影响程度取决于补充脂肪的种类以及补充水平。大量试验表明,添加富含脂肪 的全棉籽、膨化大豆、葵花籽、钙皂和惰性脂肪来提高奶牛的能量进食量。蒋林 树和乔燕平(2002)在北京三元绿荷 南郊奶牛场的实验证明:日粮中添加 1.5kg 膨化大豆,乳脂率提高 0.1 个 百分点;李胜利(2003) 用 “乳倍利”在北京三元绿荷奶牛中心的大群高产奶牛饲养试验证明:试验 组牛群每天每头饲喂“乳倍利”1.5kg, 试验组头胎牛比对照组头胎牛平均日增 奶 1.5kg,泌乳高峰期延长 35 天、乳脂量提高 0.66kg;经产牛试验组比经产牛 对照组平均日增奶 1.36 kg,泌乳高峰期延长 30 天、乳脂量提高 0.24 kg;无论 是头胎牛还是经产牛,乳蛋白率不受添加“乳倍利”的影响。 奶牛日粮添加脂肪虽然产奶量增加,但存在的主要问题是常会导致乳蛋白 率下降。Wu 和 Huber (1994)分析了大量添加脂肪试验的研究结果,发现随着日粮脂肪添加量 的增加,乳蛋白含量比对照日粮逐渐下降,所添加的脂肪包括动植物混合油、脂 肪酸的钙盐、颗粒样状脂肪、保护性牛羊脂肪、牛羊脂肪、全棉籽、全大豆等。 对照组的脂肪含量为 3%, 添加脂肪后, 大多数日粮的脂肪含量为 5~8%,个 别日粮达到 17%;当日粮中脂肪含量从 2.5%提高到 8.0%时,乳蛋白降低 3.8%。 另有学者的分析结果是当日粮脂肪酸从 2.1%增加到 10.7%,每增加 100g 脂肪则 乳蛋白下降 0.03 个百分点(Pamlquist,1988)。 大量的试验报道了直接添加植物性脂肪如大豆、葵花籽、全棉籽等的正面 效果,但也有试验证明添 加没有效果,有的试验甚至降低了乳脂率。Kelly,Berry 等(1998)给泌 乳中期的奶牛日粮中添加 2%的鱼油,结果是乳脂率和乳蛋白率都降低;而添加 惰性脂肪与过瘤胃保护脂肪可提高乳脂率 0.1~0.2%个百分点。高士争等(199 8)在奶牛日粮中按 300g/头?日加入钙皂,发现牛奶产量提高 19.29%,乳脂率增 加 13.16, 乳蛋白率降低 3.57%。Pamlquist(1988)认为,液体脂肪能降低微生 物活性和纤维素消化率,而添加经皂化、氢化、甲醛处理的脂肪,在瘤胃内不发 生离解和水解,直接进入小肠消化吸收,既提供能量又避免对纤维素及其它营养

物质消化吸收的影响。目前,通过补充大豆、整粒棉籽和钙皂来提高奶牛的能量 进食量。 整粒棉籽油脂含量高, 可作为高能饲料, 在泌乳早期能量负平衡状态下, 整粒棉籽作为日粮组成更具特殊意义。奶牛日粮中添加脂肪,能提高产奶量和乳 脂率,但在实际应用中应注意以下几点:(1)添加脂肪应是在瘤胃中不易分解 的过瘤胃脂肪;(2)日粮干物质中脂肪含量不宜超过 7%,否则会影响粗饲料的 消化;(3)添加脂肪时,日粮干物质中 NDF 保持在 25%,ADF21%;(4)钙皂、 氢化脂肪的适口性差,添加时应注意逐渐添加;(5)添加脂肪有降低乳蛋白率 的可能性, 可考虑增加日粮中的过瘤胃蛋白质的比例。 建议脂肪添加的量见表 4。 3.3 饲料原料对牛乳中共轭亚油酸含量的影响 共轭亚油酸(CLA)主要存在于乳脂中,包括几种立体异构 18C 二烯酸,但 以顺~9,反—11—共轭亚油酸(C9,T11—CLA)和反—10,顺—12—共轭亚油 酸(T10,C12—CLA)最为重要,因为前者具有抑制癌细胞生长与转移的作用, 后者能降低脂肪的沉积。另外,CLA 还具有抗氧化,抗动脉粥 样硬化,增强免疫和减少脂肪的作用。 天然的优质共轭亚油酸主要来源于反刍家畜的乳和肉中,每克乳脂中 CLA 含量从 2mg 到 25mg 不 等。共轭亚油酸是瘤胃微生物在氢化饲料中的多不饱和脂肪酸过程中形成 的中间产物。 共轭亚油酸的另一个来源被认为是亚油酸在动物体内发生了自由基 氧化反应的结果。 研究表明,饲料对反刍动物乳中 CLA 浓度有主要影响,长时间饲喂天然牧草 的奶牛比吃饲草与精料比为 50:50 饲料的奶牛,CLA 含量高 500%。1/3 牧草、2/ 3 牧草和全牧草饲料的奶牛乳中 CLA 量逐渐增加。Kelly 等人报道,吃多年生黑 麦草的奶牛,乳中 CLA 含量明显高于吃干草奶牛乳中 CLA 含量.奶牛喂鱼油也可 以提高乳中 CLA 含量。Donovan 等人(1999) 给奶牛喂占日粮干物质含量 0、1 %、2%和 3%的鱼油,结果证明干物质采食量、产奶量、乳脂率下降, 但是乳中 C LA 含量增加。喂 3%鱼 油可使奶牛乳脂肪中含 22.5mg CLA。Dhiman 等人(1999)用占日粮干物质 含量 0.3%的鱼粉饲喂 奶牛,结果发现奶牛乳脂肪中 CLA 含量增加 63%。Dhiman 等人(1997), Kelly 等人(1998)试验还发现奶牛喂植物油,如大豆、向日葵、花生或亚麻籽 油,都可以增加乳中 CLA 含量,大豆油在日粮中达 19%时, 不影响反 C18:1 与 CLA 比例, 富含 C18:2 的油比富含 C18:3 更能有效提高乳中 CLA 含量。 Chouinard 等人(2001)给奶牛饲喂含 3.4%脂肪的玉米与饲喂含 3.4%脂肪 的玉米饲料比较,不改变 乳中 CLA 含量。饲喂全脂压榨大豆和全脂压榨棉籽给奶牛, 乳中和奶酪中 CLA 含量是普通饲料的 2 倍。饲喂粗粉碎大豆对乳中 CLA 含量没有影响,然而, 饲喂经过热处理粉碎大豆时,乳中 CLA 含量增加。通过饲喂富含 C18:3 可能是 转化 CLA 的底物,因为牧草中主要含有 C18:3 不饱和脂肪酸,如果牧草是奶牛 的主要饲料时, 可以提高牛奶中 CLA 含量。 Mackle(2003)研究发现,当对奶牛进行过瘤胃注入 CLA 或通过饲喂保护 的 CLA, 尽管乳中 CLA 含量增加明显,但产奶量、乳脂率显著下降。他们认为 奶牛进行过瘤胃注入 CLA 或通过饲喂保护的 CLA 不是提高乳中 CLA 的有效途 径,在保持乳脂率不变的前提下提高 CLA 含量才是有效的途径。

3.4 添加剂 3.4.1 缓冲剂 奶牛日粮中常用的缓冲剂有碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化镁、 氧化镁、膨润土等。当饲 喂低纤维、高谷物日粮时,添加缓冲剂可缓解奶牛采食高精饲料造成的瘤 胃低 PH 值环境(一般低于 6.0),提高瘤胃 PH 值(>6.2),从而为瘤胃纤维分解菌创造适宜的环境, 提高乳脂率。程伶(1995) 报道,在高精饲料日粮 75%精料中添加缓冲剂小苏打 1.5%和氧化镁 0.5%可 提高乳脂率 0.2 个百分点。 3.4.2 乙酸盐 乙酸是合成乳脂的主要成分,粗纤维在瘤胃中分解产生乙 酸。所以,饲喂粗料型日粮 的奶牛其乳脂率较高。然而,对于高产奶牛来说,为了保证一定的能量, 粗饲料的采食受到限制,此时,添加乙酸盐可起到提高乳脂率的作用。故乙酸盐 又称为“ 化学粗饲料”。哈尔阿利、姜之杰 (1997)分别在奶牛日粮中添加乙酸钠(150/ 头?日,双乙酸钠 300g/ 头, 试验结果表明乙酸钠和双乙酸钠都有明显的提高乳脂率的作用, 双乙酸钠提高乳 脂率 0.15 个百分点, 乙酸钠提高乳脂率 0.09 个百分点。 3.4.3 酵母培养物 活性微生物添加剂主要是由酵母菌,还有部分真菌(米 曲霉菌)细菌(枯草杆菌、 乳酸杆菌)组成的混合制剂。这些活性微生物添加剂还含有多种消化酶, 如 淀粉酶、 葡聚糖酶、 半纤维素酶和纤维素酶, 而且酵母菌还含有必需氨基酸、 K、P、Mg、S 和 B 族维生素。李胜利,程起方,冯仰廉等(2001)在高产奶牛 日粮中添加 13g 高活性酵母培养物,试验组的产奶量比对照组提高 1.78Kg,当 添加量达到 20g 时,提高达 2.74Kg,乳脂量也显著比对照组高 9.88%,而且牛奶 中的体细胞数也显著低于 13g 组和对照组。苑文珠(2001) 和 McGilliard 与 S tallings(1998) 也报道了在奶牛日粮中添加直接饲喂的微生物(DFM)可以提 高粗饲料在奶牛瘤胃中的消化,增加干物质采食量,显著提高奶牛产奶量和乳脂 率。 3.4.4 异位酸 是异丁酸、异戊酸、2—甲酯丁酸和戊酸等化学物质的总称。 美国学者用异位酸做全泌乳期的试验表明: 平均每头牛每天多产奶 0.5~2.3k g,泌乳初期添加产奶量提高 10.6%。国内也有类似报道:王加启试验表明,奶 牛产前 2 周日粮中添加 45g/ 头?日, 产后添加 86g/ 头?日, 产奶量增加 15.4%, 乳脂率提高 0.05%。

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