采用CPM模型研究奶牛泌乳中期DDGS的適宜添加量

■ 王 燕 劉曉蘭 史丹丹 文奇男 劉 驥張永根

（1.齊齊哈爾大學食品與生物工程學院，黑龍江齊齊哈爾 161006；2.齊齊哈爾市農(nóng)業(yè)技術推廣中心，黑龍江齊齊哈爾 161006；3.遼寧省農(nóng)牧業(yè)機械研究所有限公司，遼寧沈陽 110036；4.東北農(nóng)業(yè)大學動物科技學院，黑龍江哈爾濱 150030）

近幾年，我國的工業(yè)燃料乙醇生產(chǎn)大幅度增加，由此產(chǎn)生的副產(chǎn)物DDGS逐年擴大。DDGS中氨基酸總量達20.28%，必需氨基酸中胱氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、組氨酸含量比例高于玉米中相應的氨基酸含量比例，而蘇氨酸、異亮氨酸、賴氨酸、精氨酸的比例比玉米低。DDGS的來源不同，其產(chǎn)品質(zhì)量差異較大。其中對DDGS品質(zhì)影響最大的是加工工藝及干燥方法。由于加工方法的改進，例如現(xiàn)代化的發(fā)酵技術、差壓精餾技術、低溫干燥技術和高品質(zhì)控制技術的應用，導致DDGS飼料的營養(yǎng)成分改變，因此準確測定DDGS的營養(yǎng)價值十分必要。CNCPS體系是康奈爾大學科學家提出的牛用動態(tài)能量和蛋白質(zhì)/氨基酸體系，核心是以小腸中凈吸收碳水化合物（NAC）和凈吸收蛋白質(zhì)（AP）或凈吸收氨基酸（AAA）評價飼料的能量和蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值（Fox等，1992；Conel等，1993）。該體系考慮了影響動物營養(yǎng)需要的多種因素，如環(huán)境、品種、體型大小、前期營養(yǎng)狀況和飼料消化與流通速率以及被吸收的碳水化合物和蛋白質(zhì)的利用效率等，并根據(jù)CNCPS評價體系建立CPM模型配方軟件以調(diào)制飼料配方，最大程度地提高飼料的利用價值，提高經(jīng)濟效益。

DDGS替換奶牛日糧中部分玉米或豆餅從營養(yǎng)角度考慮是可行的。Anderson等試驗表明，適當添加DDGS可增加乳中不飽和脂肪酸特別是共軛亞油酸的含量。在泌乳期奶牛濃縮日糧中添加DDGS發(fā)現(xiàn)，DMI降低，但是產(chǎn)乳量、產(chǎn)乳脂量(率)和產(chǎn)乳蛋白量(率)均有提高。研究表明，對奶牛而言，DDGS不僅是優(yōu)質(zhì)的過瘤胃蛋白質(zhì)（RUP）來源，而且RUP氨基酸比例較平衡。

1 材料和方法

1.1 飼料樣品

從不同地區(qū)（哈爾濱、肇東、佳木斯、友誼，吉林、沱牌酒廠、大乙醇、百事成酒廠）采集的DDGS，風干，粉碎，過1 mm分析篩，用于測定。

1.2 測定指標

根據(jù)CNCPS體系對碳水化合物和蛋白質(zhì)組分的劃分，需要測定的指標有：干物質(zhì)(DM)、粗蛋白(CP)、粗脂肪(Fat)、粗灰分(Ash)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)、酸性洗滌木質(zhì)素(ADL)、酸性洗滌不溶蛋白(ADFIP)、中性洗滌不溶蛋白(NDFIP)、可溶性蛋白(SP)、非蛋白氮(NPN)、淀粉(Starch)。

1.3 運用CPM模型，計算DDGS在豆粕-玉米型日糧中的最大用量。

1.3.1 建立飼料數(shù)據(jù)庫

將DDGS的營養(yǎng)成分及奶牛場當前飼喂泌乳期母牛的實際日糧的營養(yǎng)價值信息按照CNCPS的分類，輸入CPM-Dairy V 3.0.8.01版軟件系統(tǒng)，建立符合本地實際的新的飼料營養(yǎng)價值數(shù)據(jù)庫，以備使用。

根據(jù)實際的觀測，在軟件中輸入下列參數(shù)：

①試驗奶牛的動物信息，包括品種、月齡、體重、體況評分、胎次、妊娠天數(shù)、產(chǎn)犢天數(shù)、產(chǎn)奶量、乳脂率、乳蛋白率、犢牛體重等；

②管理信息，包括添加劑類型、飼喂次數(shù)、飼喂方法等；

③環(huán)境因素，包括風速、環(huán)境溫度、皮毛厚度、皮毛狀態(tài)、冷應激、熱應激等；

④所喂飼料的營養(yǎng)成分、市場價格；

⑤試驗牛各種飼料的實際采食量。

1.3.2 日糧成本和經(jīng)濟效益的計算

本試驗中使用CPM軟件，用DDGS替代實際日糧中的豆粕-玉米混合物，按氨基酸進行奶牛日糧配合，配制成新的日糧，根據(jù)日糧成分的價格及試驗牛日均采食量計算日糧成本，產(chǎn)奶收益。牛奶價格根據(jù)雀巢公司奶站收購價格確定。經(jīng)濟效益即為牛奶收入與日糧成本之差。

2 結(jié)果與分析

2.1 DDGS和豆粕的營養(yǎng)成分比較（見表1）

表1 DDGS和豆粕的營養(yǎng)成分

由表1可知，從氨基酸水平看，DDGS的TEAA的含量要比豆粕低，Met的含量幾乎與豆粕相等，Ile的含量低于豆粕。由于DDGS是經(jīng)過高溫過程而生產(chǎn)的，在此過程中，Lys的損失及被破壞程度是最大的，所以DDGS的Lys的含量是2.1%，與豆粕的6.5%相比，低了4.4%。有試驗證明，當以豆粕為主要的過瘤胃蛋白質(zhì)時，蛋氨酸為第一限制性氨基酸，當以玉米蛋白為主要的過瘤胃蛋白質(zhì)時，蛋氨酸得到了滿足，賴氨酸明顯為第一限制性氨基酸。從蛋白質(zhì)水平來看，DDGS的 CP含量是28.3%，低于豆粕（44.0%），DDGS的RUP含量高于豆粕，但消化率卻比豆粕低，SP的含量低于豆粕20%，ADFIP和NDFIP的含量明顯高于豆粕，部分ADFIP是在加熱過程中生成的。

DDGS的產(chǎn)奶凈能值（1.57 Mcal/kg）和豆粕的（2.01 Mcal/kg）相差0.44 Mcal/kg?？偟膩碚f，用DDGS替代豆粕時，應該選擇補充蛋白質(zhì)含量高的、降解蛋白高的、Lys和Ile高、產(chǎn)奶凈能高的蛋白飼料以及蛋白飼料的混合物，這些補充料必須能夠補充DDGS所缺乏的營養(yǎng)成分。在日糧中的營養(yǎng)成分滿足奶牛需要的前提下，用最大量的DDGS替代日糧中的豆粕，并且補充一些符合上述條件的飼料來降低日糧成本使收益達到最大是可行的，在替代過程中必須考慮DDGS添加的最大量，不能無限制的添加。

2.2 不同來源DDGS的營養(yǎng)價值分析（見表2～表5）

表2 不同來源DDGS的常規(guī)營養(yǎng)成分

表3 不同來源DDGS的CNCPS組分

表4 按照CNCPS的分類方法計算的碳水化合物組分含量

表5 按照CNCPS的分類方法計算的蛋白質(zhì)組分含量

表2表明了DDGS的常規(guī)營養(yǎng)成分的變化范圍，從表2可以看出，DDGS的Fat的含量從10.20%到12.58%，CP含量從25.80%到31.50%，含量變化范圍較大的是ADF的含量，NDF的含量較高，含量變化范圍尤為突出。

由表3可知，DDGS的SP的含量較低，含量變化范圍大的是NDFIP的含量和Starch的含量，DDGS的ADFIP的含量從9.02%到24.06%，差異顯著，NPN的含量較高，不同來源的DDGS的NPN含量差異極顯著（P＜0.01）。

由表4可知，DDGS的CHO的含量從52.22%到59.31%，CB1的含量從7.88%到17.08%，CC的含量從8.45%到24.82%，NSC、CA、CB2的含量變化范圍較大。

由表5可知，DDGS的PB3的含量較高，不同來源的DDGS的PB3的含量差異顯著（P＜0.05），PA、PB1的含量較低，PC的含量在9.02%～24.06%之間，變化范圍較大。

2.3 運用CPM模型，計算DDGS在泌乳中期奶牛飼料中的最大推薦用量

海林奶牛場的泌乳中期奶牛的實際日糧（母牛平均體重600 kg，體況評分3.0，平均產(chǎn)奶天數(shù)100 d，乳脂率為3.5%，乳汁中真蛋白質(zhì)2.81%）和用CPM模型配制的用DDGS替代豆粕-玉米日糧信息見表6。兩種日糧信息都被輸入CPM模型，然后對運算結(jié)果進行分析，分析結(jié)果見表7。根據(jù)實際的干物質(zhì)攝入量資料，在目標產(chǎn)奶量為25 kg時，可代謝蛋白質(zhì)比需要量少了235.5 g，瘤胃中的肽、氨都滿足其需要量，氨基酸（蛋氨酸、賴氨酸、異亮氨酸）分別是需要量的98%、95%、92%，都低于需要量，其滿足的日產(chǎn)奶量是24.3 kg，低于目標產(chǎn)奶量，代謝能達到了需要量，代謝能滿足的日產(chǎn)奶量比氨基酸比例、可代謝蛋白質(zhì)滿足的產(chǎn)奶量高，其滿足的日產(chǎn)奶量達到了目標產(chǎn)奶量。在利用CPM模型進行日糧的重新配合后，最大限度的用1.5 kg DDGS代替1.5 kg豆粕和玉米，可代謝蛋白質(zhì)的缺乏程度比實際日糧稍有提高，瘤胃中肽和氨的量有所降低，但也滿足了需要量，賴氨酸的含量比實際日糧提高了1%，蛋氨酸含量維持原日糧的蛋氨酸水平，其日糧的代謝能比實際日糧降低了1.4 Mcal，但也滿足了需要量，代謝能滿足的日產(chǎn)奶量高出目標產(chǎn)奶量，氨基酸比例可滿足的日產(chǎn)奶量與實際日糧相同，都是滿足24.3 kg的日產(chǎn)奶量，可代謝蛋白質(zhì)滿足的日產(chǎn)奶量提高到了19.6 kg。經(jīng)CPM配合的新日糧的成本比原來降低了3.07元/d，收益比原來增加了3.33元/d，每100 kg奶的收益從原來的131.64元升高到147.96元，比實際日糧的收益多16.32元，也就是在最大限度的用DDGS代替豆粕的同時，降低了成本，收益達到了最大。

表6 日糧成分（以鮮重為基礎，kg）

表7 用CPM模型對實際日糧和CPM配制日糧的評估

3 討論

本試驗測得的粗蛋白、賴氨酸和脂肪的平均含量與NRC所列之值(蛋白質(zhì)：27%；脂肪：9.3%；賴氨酸：0.70%)非常接近(NRC，1996)。NRC（1996）研究結(jié)果表明：各種來源的DDGS化學特性之間有很大差異。DDGS的顏色深淺一般與化學測定值無關，但與酸性洗滌纖維(ADF)、酸性洗滌不溶氮(ADIN)有關。Shurson（2005）對玉米 DDGS的常規(guī)指標、礦物質(zhì)和氨基酸等營養(yǎng)成分進行了系統(tǒng)的研究，研究表明，不同的加工方法或不同玉米生產(chǎn)的DDGS不同，這與本試驗得出的結(jié)論是一致的。由于DDGS是經(jīng)過熱處理后形成的，在生產(chǎn)過程中，部分蛋白質(zhì)能產(chǎn)生美拉德（Maillard）反應，該反應形成交聯(lián)鍵以及氨基酸與羧基的縮合，從而能阻礙在瘤胃中的降解。Ham等（1994）研究表明，DDGS的ADFIP在這個過程中是增加的，從38%升高到49.4%。但溫度過高或加熱時間過長便會形成永久性鍵，使部分蛋白質(zhì)產(chǎn)生熱變性。Nakamaura等（1994）證實，來源于熱損害酒糟產(chǎn)品中的ADFIP有相當數(shù)量是可以被消化的。但是，從熱損害蛋白質(zhì)中吸收的N不能用于羔羊和牛的生長，因此認為ADFIP對估測不可利用氮含量是最好的指標，我們在使用DDGS時，要注意ADFIP的含量。

張忠遠等（2003）試驗結(jié)果表明：合理添加DDGS對于提高產(chǎn)奶量和乳脂率均有益處，但對提高乳蛋白和非脂固形物方面效果不明顯。姚軍虎等（1996）飼養(yǎng)試驗表明，當混合精料中添加10%的DDGS時，產(chǎn)奶量從試驗前的21.17 kg/d增加到21.96 kg/d，而乳成分無明顯變化。因此建議，DDGS在奶牛精料中用量以10%～20%為宜。DDGS是高產(chǎn)奶牛所需要的不溶性采食蛋白質(zhì)(62%)或過瘤胃蛋白質(zhì)(55%)、中性洗滌纖維(44%)和非纖維族碳水化合物(11%)的優(yōu)質(zhì)來源，從而避免了日糧中過多的降解蛋白質(zhì)導致子宮液中的氨、尿素和其他含氮復合物水平增多對精子、卵子和胚胎產(chǎn)生的毒性危害。

根據(jù)CPM模型按照氨基酸的需要量來配合日糧，并且運算了日糧中的營養(yǎng)成分是否滿足奶牛的需要，運算結(jié)果表明，在目標產(chǎn)奶量為25 kg時，最大限度的用量是1.5 kg的DDGS（折精料的16%）替代1.5 kg的豆粕-玉米的混合物，CP含量比原日糧降低了，氮的排出量減少了，但其可代謝蛋白質(zhì)和代謝能維持了原水平，瘤胃中的肽、氨的含量降低了，但都滿足奶牛的需要量，賴氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸和原日糧維持了相同的水平，這與姚軍虎等建議DDGS在奶牛精料中用量以10%～20%為宜一致。并且新日糧允許的最低日產(chǎn)奶量和原日糧相同或高出原日糧，新日糧的成本比原來降低了，且收益達到了最大，同時也減少了環(huán)境的污染。由此看來CPM模型打破了過去以CP的需要量來配合日糧的弊端，以氨基酸的需要量來配合日糧，不僅減少了蛋白質(zhì)資源的浪費，而且減少了排泄氮對環(huán)境的污染，最重要的就是節(jié)約了養(yǎng)殖成本，為奶牛場獲得了更多的經(jīng)濟收益。

4 結(jié)論

CPM模型可以作為更進一步的以氨基酸水平為基礎的日糧科學配合、評價日糧配方和預測生產(chǎn)的有效工具。應用CPM模型，在泌乳中期，預測的DDGS可以替代日糧中豆粕的適宜量是精料的18.98%。