蒸汽壓片玉米在奶牛生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進展

王　浩，許　麗（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)研究所，哈爾濱　150030）

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蒸汽壓片玉米在奶牛生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進展

王浩，許麗*
（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)研究所，哈爾濱150030）

摘要：玉米是舍飼奶牛日糧中主要能量來源之一，在實際生產(chǎn)中，通常會對其進行物理性加工處理，提高玉米營養(yǎng)特性。蒸汽壓片是一種能顯著提高玉米消化率的加工方式，對提高奶牛生產(chǎn)性能具有重要意義。文章對蒸汽壓片玉米的營養(yǎng)特性及其在奶牛生產(chǎn)中的應(yīng)用效果作以綜述。

關(guān)鍵詞：蒸汽壓片玉米；營養(yǎng)特性；奶牛

玉米中的淀粉是舍飼奶牛日糧中能量的主要來源，其淀粉利用率會直接影響到奶牛的生產(chǎn)性能。在實際生產(chǎn)中，為了提高奶牛瘤胃對玉米淀粉的降解及小腸吸收效率，通常會對玉米進行粉碎、碾壓或蒸汽壓片等物理性加工處理，以改善玉米轉(zhuǎn)化效率。其中，蒸汽壓片的處理方法表現(xiàn)出更為有效的特點。相對于較為原始的粉碎加工，蒸汽壓片在改變玉米物理形態(tài)的基礎(chǔ)上，還能改變玉米淀粉的化學(xué)結(jié)構(gòu)，使其凝膠糊化，從而提高淀粉在瘤胃、小腸及全消化道中的消化率。此外，研究證明，蒸汽壓片玉米既能提高奶牛產(chǎn)奶量、改善瘤胃發(fā)酵模式，亦可減少甲烷生成、降低氮磷的排放[1-2]。該項技術(shù)始于20世紀(jì)60年代，目前在歐美國家的反芻動物飼養(yǎng)中已廣泛應(yīng)用。但在我國的相關(guān)技術(shù)推廣應(yīng)用有限。因此，本文就蒸汽壓片玉米的營養(yǎng)特性及其在奶牛生產(chǎn)中的應(yīng)用研究作以簡述。為我國奶牛生產(chǎn)中科學(xué)使用蒸汽壓片玉米，提高奶牛生產(chǎn)性能提供重要的參考依據(jù)。

1　蒸汽壓片玉米的營養(yǎng)特性

1.1增加玉米淀粉糊化度

玉米中淀粉（分支鏈和直鏈）含量約70%，其中支鏈淀粉約占72%。不同形式的淀粉之間通過氫鍵排列成結(jié)晶區(qū)，并以此形成淀粉顆粒，這些顆粒在蛋白質(zhì)膜的包被下以其特有的緊密形態(tài)排列在胚乳中，致使其在瘤胃及消化道中難以被瘤胃微生物及各種酶類消化[ 3 ]。經(jīng)95～110℃蒸汽壓片處理后，其水分可增至18%～20%，使得淀粉粒吸水膨脹分裂，晶體結(jié)構(gòu)破壞，排出部分直鏈淀粉形成黏性物質(zhì)，即淀粉糊化。經(jīng)處理后的玉米淀粉糊化度一般可達50%～60%，使其水溶性、酶解性和消化率均得到提高。壓片越薄，容重越小，淀粉糊化率越高。此外，飼喂反芻動物飼料的合適容重為310～ 360 g·L-1，而蒸汽壓片玉米的容重為280～420 g·L-1，接近反芻動物的最適飼喂容重。

1.2提高玉米淀粉等營養(yǎng)物質(zhì)的消化率和能值

動物對蒸汽壓片玉米的消化率很大程度上也取決于壓片玉米的粉碎粒度，合適的粉碎粒度可以更好的增加淀粉與消化液的接觸面積，從而提高營養(yǎng)物質(zhì)的消化率。經(jīng)過蒸汽處理后的玉米通常被壓成0.8～2.5 mm薄片，這種粒度更符合被消化的條件[ 4 ]。與普通破碎玉米淀粉相比，蒸汽壓片玉米淀粉在瘤胃、小腸及全消化道的消化率都得到了不同程度的提高[ 5 ]。但也有研究認為，蒸汽壓片玉米淀粉的整體消化率提高主要體現(xiàn)在提高過瘤胃淀粉的消化率即依賴于十二指腸對淀粉消化率的提高，而在消化道其他部分消化率提高不明顯。

此外，由于在蒸汽壓片加工過程中的蒸汽條件及強力擠壓，與淀粉緊密結(jié)合的蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)也得到一定程度的釋放，從而也提高了其他營養(yǎng)物質(zhì)的消化率。經(jīng)蒸汽壓片處理后，玉米中的非淀粉有機物消化率從73%提高到80.6%，有機物總消化率則由84%提高到92.6%。在含有20%蒸汽壓片玉米的全混合日糧中，有機物的瘤胃消化率高達80.4%。這是由于玉米能值提高后使瘤胃中的氮能利用率達到了一種相對的同步，進而更好的促進菌體蛋白質(zhì)合成，穩(wěn)定了瘤胃內(nèi)氨態(tài)氮的水平，提高能氮的同步利用效率[ 6 ]。這也從另一方面解釋了日糧中蒸汽壓片玉米含量較高時，瘤胃內(nèi)pH沒有顯著降低造成酸中毒的原因[ 7 ]。而對于添加蒸汽壓片玉米后纖維素的消化率，不同的學(xué)者則有不同的認識。有研究報道，奶牛日糧中含40%蒸汽壓片玉米，可使中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）的表觀消化率分別提高21.96%和23.35%。相反，有研究者則認為，蒸汽壓片玉米降低了瘤胃內(nèi)纖維素的消化率，這可能與飼喂粗飼料種類的不同有關(guān)。

由于蒸汽壓片玉米提高了淀粉、粗蛋白質(zhì)和有機物的有效降解率和消化率，從而對反芻動物的代謝能（ME）、維持凈能（NEm）和增重凈能（NEg）都會有較直接的影響。當(dāng)蒸汽壓片玉米的有機物有效降解率達到75%時，其淀粉的消化率便會提高10%～20%，同時凈能值也可提高約17%。對于育肥牛而言，飼喂蒸汽壓片玉米比飼喂干碾壓玉米的ME、NEm及NEg分別提高12.6%、14%和19%。這表明經(jīng)蒸汽壓片處理的玉米的能值得到了明顯的提高。

1.3調(diào)節(jié)揮發(fā)性脂肪酸比例，增強葡萄糖的代謝

玉米淀粉經(jīng)瘤胃微生物降解后，約95%的產(chǎn)物是揮發(fā)性脂肪酸（VFA）。VFA作為反芻動物的主要能源物質(zhì)，可提供機體所需能量的70%～80%。而反芻動物對葡萄糖的需要（約90%）是通過肝腎等器官內(nèi)的糖異生作用來提供的，用于維持血糖平衡及機體的各種正常生命活動需要。VFA中的丙酸是反芻動物體內(nèi)進行糖原異生的主要前體物，通過異生方式生成的葡萄糖中，45%～75%都來源于丙酸的轉(zhuǎn)化作用。雖然玉米淀粉經(jīng)瘤胃降解后的產(chǎn)物以乙酸為主，但當(dāng)玉米經(jīng)蒸汽壓片處理后，經(jīng)瘤胃微生物發(fā)酵產(chǎn)生的VFA中，丙酸的比例會顯著提高（P< 0.05），且乙酸與丙酸的比例也有改變[ 8 ]。由于丙酸含量的增加，給動物糖異生過程中提供了更多的前體，促進了肝臟中葡萄糖的合成，并通過增加血糖的方法來促進乳腺對葡萄糖的吸收，最終提高乳糖的合成量。

1.4調(diào)節(jié)能氮平衡，增加氮沉積率，合理改善氮在機體內(nèi)的分配

蒸汽壓片玉米可通過調(diào)解瘤胃中的能氮比，從而提高氮的吸收、利用，減少氨排放。這是由于日糧中的瘤胃降解蛋白質(zhì)（RDP）被消化為肽和氨基酸后，可再進一步脫氨基生成氨，這些氨可被瘤胃微生物作為合成菌體蛋白質(zhì)的氮源。在瘤胃微生物蛋白質(zhì)的合成過程中，會以碳水化合物作為主要能源，由于蒸汽壓片玉米提高了淀粉降解性，能夠更好的為瘤胃微生物合成蛋白質(zhì)提供能量，尤其是VFA中的丙酸[ 9 ]。所以，瘤胃中更多的氨態(tài)氮被轉(zhuǎn)化為微生物菌體蛋白質(zhì)[10]。蒸汽壓片玉米可提高菌體蛋白質(zhì)等過瘤胃蛋白質(zhì)流入真胃和小腸的量。

此外，相對于碾壓玉米，蒸汽壓片玉米可增加乳腺組織對α-氨基酸氮的攝取量，調(diào)節(jié)機體內(nèi)氮的分配，更有利于提高牛乳中蛋白質(zhì)含量；同時，壓片玉米還可間接影響尿素氮（BUN）在門靜脈回流組織的凈吸收量，提高飼料氮的循環(huán)利用效率[11]。當(dāng)肉牛采食蒸汽壓片玉米后，降低了其糞、尿中排泄出的總氮量，且糞中氨的釋放速度也顯著降低（P<0.05）[12]。

蒸汽壓片玉米可增加小腸中非蛋白質(zhì)氨（NPN）、非菌體蛋白質(zhì)、菌體蛋白質(zhì)及氨基酸（AA）的含量。因此，推斷出蒸汽壓片玉米可調(diào)節(jié)氮在小腸、肝臟、乳腺等機體組織中的分配，增加肝臟合成尿素向瘤胃的轉(zhuǎn)移量，并能通過能氮平衡調(diào)節(jié)，使得瘤胃微生物可利用更多的循環(huán)尿素合成菌體蛋白質(zhì)，從而提高流入小腸的蛋白質(zhì)含量，使日糧中氮源更好的被動物吸收利用，減少體內(nèi)氮的排放。

2　在奶牛生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1提高產(chǎn)奶性能

與破碎玉米及碾壓玉米相比，蒸汽壓片玉米可提高泌乳奶牛的產(chǎn)乳量、乳蛋白率、乳蛋白含量[13-14]。研究表明，隨著飼糧中蒸汽壓片玉米比例的增加，奶牛的產(chǎn)奶量也會隨之逐漸提高，當(dāng)飼喂奶牛的玉米全部替換為蒸汽壓片玉米時，產(chǎn)奶量可提高2.8 kg·d-1。陳濤等研究發(fā)現(xiàn)，在試驗中以30%的壓片玉米替代精料飼喂奶牛，產(chǎn)奶量與對照組相比提高了2.87 kg·d-1，但乳蛋白質(zhì)、乳糖、乳非脂固形物含量僅呈增加趨勢[15]。有研究者研究不同密度蒸汽壓片玉米對奶牛生產(chǎn)性能的影響，結(jié)果表明，相對于干碾玉米，蒸汽壓片玉米可提高采食量5%，產(chǎn)乳量、乳蛋白質(zhì)量和乳蛋白質(zhì)率分別提高11%、8%和16%，乳脂率降低4%，這與Dhiman的研究結(jié)果相類似[13]。雖然飼喂蒸汽壓片玉米對奶牛產(chǎn)奶性能存在明顯的影響，但在不同的試驗中影響的程度也存在差異，造成這種差異可能與奶牛的品種、飼料中氮源的提供以及蒸汽壓片的加工技術(shù)有關(guān)。

2.2對不同階段奶牛的保健作用

奶牛在分娩后進入圍產(chǎn)后期，機體的各項機能都尚未恢復(fù)，尤其是食欲及消化功能，此時的奶牛急需恢復(fù)體況，易消化的蒸汽壓片玉米可有效減少該階段代謝紊亂的影響。奶牛進入泌乳盛期后，奶牛代謝強度增強，很容易出現(xiàn)能氮負平衡，此時飼喂蒸汽壓片玉米可更有效的滿足奶牛對能量的需求[ 5 ]。奶牛進入泌乳中期后，奶牛的產(chǎn)奶量逐漸下降，此時為了減緩產(chǎn)奶量的下降速度，需要保證飼料營養(yǎng)的全價性，飼料種類的增加難免會出現(xiàn)一些適口性不佳的飼料，此時輔以適口性好的蒸汽壓片玉米則能起到一定的調(diào)節(jié)作用。此外，蒸汽壓片玉米可顯著提高犢牛的瘤胃液和血液中揮發(fā)性脂肪酸（VFA）總量及丙酸的含量（P<0.05），促進瘤胃乳頭長、寬及瘤胃壁厚度，使?fàn)倥Ａ鑫父玫陌l(fā)育，增強犢牛對營養(yǎng)物質(zhì)消化的能力[16-17]。

3　小　結(jié)

蒸汽壓片玉米是一種轉(zhuǎn)化率高、適口性良好、適于飼喂各階段奶牛的優(yōu)質(zhì)能量飼料，可調(diào)節(jié)奶牛瘤胃中VFA含量，提高奶牛的產(chǎn)奶量及乳蛋白質(zhì)量。蒸汽壓片玉米調(diào)節(jié)營養(yǎng)性能的根本途徑是通過調(diào)節(jié)氮能比來接近或達到氮能平衡。因此，未來研究可以從氮、能兩個角度同時進行，從氮能平衡出發(fā)，研究壓片玉米與其他營養(yǎng)素的互作，以期更好的開發(fā)蒸汽壓片玉米的潛能。

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前沿科技摘編

Research Progress of Steam-flaked Corn in the Production of Dairy Cow

WANG Hao, XU Li
（Institute of Animal Nutrition, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China）

Abstract:Corn is one of the main energy sources for dairy cows, in the actual production, we will be on the corn crushing and other physical processing in order to improve the nutritional characteristics of corn. Steam-flaked is a kind of processing modes that can significantly improve corn digestibility; and it has significantly important to improve the production performance of dairy cows. In this paper, nutritional characteristics of steam-flaked corn and its application effects in diets of dairy cow were summarized.

Key words:steam-flaked corn; nutritional characteristics; dairy cow

*通訊作者：教授，博士生導(dǎo)師，E-mail: xuli19621991@163.com。

作者簡介：王浩（1986-），男，黑龍江大慶人，博士研究生，研究方向為動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)。

基金項目：黑龍江省科技攻關(guān)計劃（GC12B310）

收稿日期：2015-03-02

中圖分類號：S823.5

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1001-0084（2015）04-0008-04