代乳品蛋白質(zhì)來源對早期斷奶犢牛營養(yǎng)物質(zhì)消化和瘤胃發(fā)酵的影響

黃開武 屠 焰 司丙文 許貴善 郭江鵬 楊春濤 郭 峰 刁其玉*

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，奶牛營養(yǎng)學(xué)北京市重點實驗室，北京100081；2.塔里木大學(xué)動物科技學(xué)院，阿拉爾843300；3.北京市畜牧總站，北京100029)

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代乳品蛋白質(zhì)來源對早期斷奶犢牛營養(yǎng)物質(zhì)消化和瘤胃發(fā)酵的影響

黃開武1，2屠 焰1司丙文1許貴善2郭江鵬3楊春濤1郭 峰1刁其玉1*

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，奶牛營養(yǎng)學(xué)北京市重點實驗室，北京100081；2.塔里木大學(xué)動物科技學(xué)院，阿拉爾843300；3.北京市畜牧總站，北京100029)

本試驗旨在研究代乳品中不同蛋白質(zhì)來源對早期斷奶犢牛營養(yǎng)物質(zhì)消化和瘤胃發(fā)酵的影響。選用體重相近、(21±5)日齡的中國荷斯坦公犢牛50頭，隨機分成5組，每組10頭犢牛，對照組(MP組)代乳品采用乳源蛋白質(zhì)，試驗組代乳品采用植物源蛋白質(zhì)和乳源蛋白質(zhì)[粗蛋白質(zhì)(CP)比為70∶30]，植物源蛋白質(zhì)分別為大豆?jié)饪s蛋白(SP組)、改性小麥蛋白(WP組)、花生濃縮蛋白(PP組)、大米分離蛋白(RP組)。試驗期42 d，在28、42和56日齡采集瘤胃液測定瘤胃發(fā)酵指標；在29～35日齡、57～63日齡分別進行消化代謝試驗。結(jié)果顯示：1)22～63日齡各組犢牛干物質(zhì)采食量(DMI)平均值無顯著差異(P>0.05)，57～63日齡SP和RP組DMI顯著高于MP、WP和PP組(P<0.05)。2)29～35日齡，有機物(OM)消化率MP組顯著高于WP、PP、RP 3組(P<0.05)；CP消化率MP組顯著高于其他4組(P<0.05)，而SP、RP組顯著高于WP、PP組(P<0.05)，WP組顯著高于PP組(P<0.05)；粗脂肪(EE)消化率MP、SP、RP組顯著高于WP、PP組(P<0.05)；鈣(Ca)消化率MP、RP組顯著高于WP、PP組(P<0.05)；磷(P)消化率MP組顯著高于SP、WP、PP組(P<0.05)。57～63日齡，OM消化率MP組顯著高于WP、PP組(P<0.05)；CP消化率MP組顯著高于WP、PP、RP組(P<0.05)；Ca消化率MP組顯著高于SP、WP組(P<0.05)；EE消化率MP組與SP、WP、PP、RP 4組均無顯著差異(P>0.05)，P消化率各組間無顯著差異(P>0.05)。3)28和42日齡，各組間各瘤胃發(fā)酵指標均無顯著差異(P>0.05)；56日齡時，SP和RP組瘤胃液pH顯著低于WP和PP組(P<0.05)，總揮發(fā)性脂肪酸(TVFA)濃度MP組與其他4組無顯著差異(P>0.05)，但PP組顯著低于SP和RP組(P<0.05)；SP和RP組丙酸、丁酸濃度分別顯著高于和低于MP、WP和PP組(P<0.05),異戊酸、戊酸濃度MP組顯著低于其他各組(P<0.05)。綜上所述，在本營養(yǎng)調(diào)控條件下，犢牛對植物源蛋白質(zhì)的消化率低于乳源蛋白質(zhì)，隨日齡的增長，消化率差距減小；植物源蛋白質(zhì)中大豆蛋白具有較高的消化率；相對于乳源蛋白質(zhì)，植物源蛋白質(zhì)可以促進犢牛瘤胃盡早發(fā)育。

犢牛；植物源蛋白質(zhì)；代乳品；消化；代謝；瘤胃

動物飼料的蛋白質(zhì)來源直接影響著飼糧的品質(zhì)和培育成本，因而是動物培育避不開的話題[1]。現(xiàn)代奶牛養(yǎng)殖業(yè)常利用代乳品對犢牛實行早期斷奶，國內(nèi)外對犢牛代乳品中蛋白質(zhì)的來源的研究已有很多，常用的蛋白質(zhì)原料主要包括乳蛋白和非乳蛋白2大類[2]。乳源蛋白質(zhì)具有消化率高、氨基酸組成平衡和抗?fàn)I養(yǎng)因子水平低等優(yōu)勢，被認為是犢牛飼糧中“最優(yōu)的”蛋白質(zhì)來源。近年來國內(nèi)外開展了很多大豆蛋白制品用于犢牛代乳品的研究，其效果可與乳源蛋白質(zhì)相媲美[3-6]。小麥、花生、大米等植物源蛋白質(zhì)具有與大豆蛋白相似的營養(yǎng)特性，而且在我國產(chǎn)量可觀，開發(fā)這些植物源蛋白質(zhì)的應(yīng)用潛力，擴大犢牛代乳品中可利用的蛋白質(zhì)資源，具有重要的意義。

本文利用大豆、小麥、花生、大米4種植物源蛋白質(zhì)以及乳源蛋白質(zhì)原料配制出5種不同蛋白質(zhì)來源的代乳品，在幾種主要限制性氨基酸相對平衡的條件下，系統(tǒng)研究代乳品中不同來源蛋白質(zhì)對早期斷奶犢牛營養(yǎng)物資消化代謝和瘤胃發(fā)酵的影響，以探索各種植物源蛋白質(zhì)的利用效果。

1 材料與方法

1.1 試驗動物

本試驗在北京卓宸畜牧有限公司進行。選擇50頭(21±5)日齡、體重(46±6) kg的健康中國荷斯坦公犢牛，按著體重和日齡一致原則分成5組，設(shè)定1個對照組和4個試驗組，每組10頭犢牛。

1.2 試驗設(shè)計和試驗飼糧

采用單因素隨機設(shè)計。利用4種植物源蛋白質(zhì)(大豆?jié)饪s蛋白、改性小麥蛋白、花生濃縮蛋白、大米分離蛋白)和乳源蛋白質(zhì)(全脂奶粉和脫脂奶粉)為主要蛋白質(zhì)來源配制5種犢牛代乳品，其粗蛋白質(zhì)(CP)22%、總能(GE)19.66 MJ/kg、賴氨酸∶蛋氨酸∶蘇氨酸∶色氨酸=100.0∶29.5∶65.0∶20.5、賴氨酸=1.84%。其中各組氨基酸水平均是在基礎(chǔ)飼糧的基礎(chǔ)上通過添加晶體氨基酸調(diào)控實現(xiàn)。對照組(MP組)犢牛飼喂乳源蛋白質(zhì)代乳粉，試驗組代乳品分別由植物源蛋白質(zhì)和乳源蛋白質(zhì)按CP總量的70∶30的比例提供蛋白質(zhì)，4種植物源蛋白質(zhì)分別為大豆?jié)饪s蛋白(CP=65.2%)、改性小麥蛋白(CP=77.8%)、花生濃縮蛋白(CP=54.7%)和大米分離蛋白(CP=82.0%)，分別記為MP、SP、WP、PP和RP組。各組犢牛同時飼喂同一種開食料。代乳品和開食料的營養(yǎng)成分含量見表1。試驗期42 d。分別在犢牛29～35日齡及57～63日齡，每組選取4頭犢牛進行2期消化代謝試驗，預(yù)試期為4 d，正試期為3 d。

表1 代乳品和開食料營養(yǎng)水平及開食料組成(風(fēng)干基礎(chǔ))

續(xù)表1項目Items代乳品MilkreplacerMP組MPgroupSP組SPgroupWP組WPgroupPP組PPgroupRP組RPgroup開食料Starter棉籽粕Cottonseedmeal3．0預(yù)混料Premix2)4．0合計Total100．0

1)實測值 Measured values。

2)預(yù)混料為每千克飼糧提供 The premix provided the following per kg of diets：VA 15 000 IU，VD 5 000 IU，VE 50 mg，VK34 mg，VB18 mg，VB27.2 mg，VB580 mg，VB68 mg，VB120.04 mg，生物素 biotin 0.60 mg，葉酸 folic acid 4.0 mg，D-泛酸D-pantothenic acid 22 mg，煙酸 nicotinic acid 20 mg，F(xiàn)e(as ferrous sulfate) 90 mg，Cu (as copper sulfate) 12.5 mg，Mn (as manganese sulfate) 30 mg，Zn(as zinc sulfate) 90 mg，Se(as sodium selenite) 0.3 mg，I (as potassium iodide) 1.0 mg。

1.3 飼養(yǎng)管理

試驗選取的犢牛在出生后12 h內(nèi)飼喂3 kg初乳，此后犢牛飼喂初乳和鮮奶，飼喂量為犢牛體重的10%。各組犢牛15～20日齡是代乳品過渡期，過渡期內(nèi)飼喂代乳品與牛奶的比例逐漸由1∶3增加到3∶1，至犢牛21日齡時全部飼喂相應(yīng)代乳品。

代乳品用煮沸后冷卻至40～50 ℃的熱水沖泡，熱水和代乳品干粉按著1∶7(m/m)的比例混合，充分攪拌成乳液飼喂?fàn)倥?，每日分?次(08:00、18:30)飼喂，飼喂30 min后自由飲水。代乳粉乳液日飼喂量為犢牛體重的10%，并隨犢牛體重增長及時調(diào)整。

犢牛3周齡后即進行補飼開食料，4～5周齡及6周齡內(nèi)每頭犢牛每日的飼喂量分別為400、800 g，7～9周齡自由采食。每日記錄開食料剩余量。試驗犢牛按組分圈單欄飼養(yǎng)，每個欄位占地約2.25 m2，為保證犢牛舍的衛(wèi)生，每周用生石灰消毒牛舍1次。代乳品和開食料營養(yǎng)水平及開食料組成見表1。

1.4 樣品采集及分析方法

1.4.1 樣品采集

飼料樣采集：在代謝試驗正試期的每天晨飼前，進行代乳品和開食料的飼料樣采集，正試期內(nèi)的樣品混勻后儲存在自封袋里，-20 ℃冷凍保存。

糞樣采集：采用全收糞法。詳細記錄代謝試驗期內(nèi)每頭犢牛每日的排糞量。采集糞樣總量的10%作為混合樣品，然后每100 g鮮糞加入10 mL 10%的稀鹽酸固氮，-20 ℃冷凍保存待測。

1.4.2 瘤胃液樣品的采集

在犢牛28、42、56日齡晨飼前，每組選取4頭犢牛，用滅菌口腔導(dǎo)管通過口腔采集瘤胃液，4層紗布過濾后，立即用便攜式pH計(testo-206-pH2)測定瘤胃液pH，剩余濾液分裝于10 mL的離心管(高壓滅菌)，-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4.3 樣品的分析測定

測定飼料樣品及糞樣中的干物質(zhì)(DM)、有機物(OM)、GE、CP、粗脂肪(EE)、鈣(Ca)和磷(P)的含量。以上指標的測定參照張麗英[7]的方法進行。

采用苯酚-次氯酸鈉比色法測定瘤胃液中氨態(tài)氮(NH3-N)濃度；以氣相色譜法測定瘤胃液中各種揮發(fā)性脂肪酸(VFA)濃度，并計算總揮發(fā)性脂肪酸(TVFA)濃度。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析

用Excel 2013對原始數(shù)據(jù)進行初步整理，然后采用SAS 9.2統(tǒng)計軟件GLM模型對各組營養(yǎng)物質(zhì)消化率數(shù)據(jù)進行處理，用Mixed模型對其他數(shù)據(jù)進行P值、SEM檢驗，以P<0.05和P<0.01分別作為差異顯著和極顯著的判斷標準。

2 結(jié)果與分析

2.1 代乳品中蛋白質(zhì)來源對犢牛干物質(zhì)采食量(DMI)的影響

試驗期內(nèi)，犢牛采食的干物質(zhì)由代乳品和開食料供應(yīng)，代乳品的飼喂量(以乳液計)以犢牛體重的10%供給，各組間無顯著差異(P>0.05)。如表2所示，各組犢牛開食料22～63日齡DMI平均值差異不顯著(P>0.05)，57～63日齡期間，SP和RP組犢牛開食料DMI顯著高于其他3組(P<0.05)。

表2 代乳品中蛋白質(zhì)來源對早期斷奶犢牛干物質(zhì)采食量的影響

同行數(shù)據(jù)肩標相同或無字母表示差異不顯著(P>0.05)，不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下表同。

In the same row ,values with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05)， while with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

2.2 代乳品中蛋白質(zhì)來源對犢牛犢牛消化代謝的影響

由表3可知，代乳品中蛋白質(zhì)來源對犢牛29～35日齡時OM、CP、EE、Ca、P、GE的消化率產(chǎn)生顯著的影響(P<0.05)。其中OM消化率MP組顯著高于WP、PP和RP組(P<0.05)，CP消化率MP組顯著高于SP、WP、PP、RP組(P<0.05)，GE消化率MP組顯著高于WP、PP、RP組(P<0.05)，EE消化率MP組顯著高于WP、PP組(P<0.05)，Ca消化率MP組顯著高于WP、PP組(P<0.05)，P消化率MP組顯著高SP、WP、PP組(P<0.05)。代乳品中蛋白質(zhì)來源對犢牛57～63日齡時OM、CP、EE、Ca消化率有顯著影響(P<0.05)，P消化率無顯著變化(P>0.05)。其中，OM消化率MP組與WP、PP

組差異顯著(P<0.05)，與SP、RP組無顯著差異(P>0.05)，SP、WP、PP、RP組之間亦無顯著差異(P>0.05)，CP消化率MP組與WP、PP、RP組差異顯著(P<0.05)，與SP組無顯著差異(P>0.05)，除SP組與PP組差異顯著(P<0.05)外，SP、WP、PP、RP組之間均無顯著差異(P>0.05)，GE消化率MP組顯著高于WP、PP組(P<0.05)，EE消化率MP、PP組與其他4組差異均不顯著(P>0.05)，而SP、WP組顯著低于RP組(P<0.05)，Ca消化率MP組顯著高于SP、WP組(P<0.05)，其他組之間差異不顯著(P>0.05)。犢牛61～63日齡的OM、CP、Ca、P消化率具有低于26～28日齡的趨勢，而EE的消化率隨日齡增加而增加。

表3 代乳品中蛋白質(zhì)來源對早期斷奶犢牛營養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響

續(xù)表3項目Items組別GroupsMPSPWPPPRPSEMP值P?value57～63日齡57to63daysofage有機物消化率OMdigestibility87．29a84．22ab82．07b82．02b84．51ab0．7360．0231粗蛋白質(zhì)消化率CPdigestibility82．15a78．58ab74．57bc71．86c75．80bc1．0010．0002粗脂肪消化率EEdigestibility89．02ab82．65b84．61b90．12ab94．36a1．5850．0203總能消化率GEdigestibility86．46a82．41ab81．56b81．49b83．98ab0．6990．0233鈣消化率Cadigestibility68．05a56．29b56．24b57．80ab66．00ab1．3130．0267磷消化率Pdigestibility85．2680．5481．6080．7284．191．7860．3011

2.3 代乳品中蛋白質(zhì)來源對犢牛瘤胃發(fā)酵的影響

由表4可知，在28和42日齡，試驗各組犢牛瘤胃液pH維持在6.57～6.99內(nèi)，組間無顯著差異(P>0.05)，在56日齡時，MP組與SP、WP、PP、RP組均無顯著差異(P>0.05)，但WP、PP組瘤胃液pH顯著高于SP和RP組(P<0.05)。在28、42和56日齡，各組瘤胃液NH3-N濃度處于11.70～19.76 mg/dL之間，組間差異不顯著(P>0.05)。整個試驗期內(nèi)，犢牛瘤胃液pH隨日齡增加呈極顯著降低(P<0.01)，NH3-N濃度呈極顯著增加(P<0.01)。

表4 代乳品中蛋白質(zhì)來源對早期斷奶犢牛瘤胃液pH和氨態(tài)氮濃度的影響

如表5所示，在28和42日齡時，試驗各組犢牛瘤胃液各VFA濃度均無顯著差異(P>0.05)。在56日齡時，試驗各組犢牛瘤胃液TVFA、丙酸、丁酸、異戊酸、戊酸濃度出現(xiàn)顯著差異(P<0.05)，其中SP、RP組瘤胃液丙酸和丁酸濃度分別顯著高于和低于其他3組(P<0.05)，PP組犢牛瘤胃液TVFA濃度顯著低于SP和RP組(P<0.05)，異戊酸和戊酸濃度MP組顯著低于其他各組(P<0.05)。在整個試驗期內(nèi)，日齡對犢牛瘤胃液VFA濃度和比例均有極顯著的影響(P<0.01)。

3 討 論

3.1 代乳品蛋白質(zhì)來源對犢牛消化代謝的影響

一般研究認為用植物源蛋白質(zhì)替代乳源蛋白質(zhì)會降低犢牛的營養(yǎng)物質(zhì)消化率，根據(jù)植物源蛋白質(zhì)的種類[8]、加工方式[9]及替換乳蛋白比例[10]的不同，降低程度會出現(xiàn)較大的變化。針對犢牛植物源蛋白質(zhì)消化率較低的問題，李輝[11]認為植物源蛋白質(zhì)中各氨基酸比例的平衡性劣于乳源蛋白質(zhì)，影響了犢牛對植物源蛋白質(zhì)的消化吸收。Ternouth等[12]認為植物源蛋白質(zhì)在皺胃中凝結(jié)效果遠不及乳源蛋白質(zhì)，導(dǎo)致在皺胃中的停滯時間短，減少了胃蛋白酶的酶解時間，使較多植物源蛋白質(zhì)未消化就進入腸道后端而降低消化率。植物源蛋白質(zhì)消化率降低的程度還與其抗?fàn)I養(yǎng)因子水平有直接的相關(guān)性，Tukur等[13]利用大豆活性抗原作為犢牛主要的蛋白質(zhì)來源，發(fā)現(xiàn)大豆蛋白體外免疫抗原活性越高，體內(nèi)回腸食糜中大豆球蛋白以及β-伴大豆球蛋白含量越高，飼糧中營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率也越低，這與孫澤威等[14]得出的結(jié)論相似。由植物源蛋白質(zhì)抗原及凝集素等其他抗?fàn)I養(yǎng)因子引起犢牛胃腸道組織損傷、超敏反應(yīng)[15]及消化酶活性降低[16]等，也是導(dǎo)致植物源蛋白質(zhì)低效率的重要影響因素。此外，Montagne等[17-18]指出植物源蛋白質(zhì)表觀消化率低不是由犢牛消化系統(tǒng)對飼糧蛋白質(zhì)水解能力下降以及氨基酸吸收差異引起的，主要是由植物源蛋白質(zhì)刺激了犢牛的腸道內(nèi)源性分泌和微生物合成，內(nèi)源蛋白質(zhì)損失增加造成的。本研究在犢牛29～35日齡和57～63日齡進行了2期消化試驗，在29～35日齡代乳品中蛋白質(zhì)來源對犢牛飼糧OM、CP、EE、P的消化率產(chǎn)生顯著或極顯著的影響，其中乳源蛋白質(zhì)組CP消化率顯著高于大豆、小麥、花生、大米蛋白組，本試驗依據(jù)等能等蛋白質(zhì)原則配制犢牛代乳品，并通過添加晶體氨基酸實現(xiàn)犢牛主要限制性氨基酸的平衡，大豆和大米蛋白組CP消化率均高于80%，這顯著高于李輝[11]78.0%、姚錄昆等[19]74.7%、高艷霞[20]65.3%的報道，大豆和大米蛋白組分別選用了大豆?jié)饪s蛋白和大米分離蛋白作為試驗材料，這2種植物源蛋白質(zhì)中抗?fàn)I養(yǎng)因子水平低，消除了抗?fàn)I養(yǎng)因子對犢牛消化利用的影響，這說明通過調(diào)控犢牛飼糧中氨基酸營養(yǎng)和降低抗?fàn)I養(yǎng)因子水平，可以改善犢牛對植物源蛋白質(zhì)的消化吸收情況。在5個試驗組中又以小麥和花生蛋白組的CP消化率最低，較低的消化率可能與這2組植物源蛋白質(zhì)抗?fàn)I養(yǎng)因子水平較高有關(guān)，利用這2種植物源蛋白質(zhì)替換70%的乳源蛋白質(zhì)超出該期犢牛消化機能和免疫力的承受范圍，這也說明主要限制性氨基酸的平衡不能完全抵消植物源蛋白質(zhì)中抗?fàn)I養(yǎng)因子對犢牛營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收產(chǎn)生的不利影響。57～63日齡時，大豆、小麥、花生和大米蛋白組CP消化率與乳源蛋白質(zhì)組的差距有所減小，這說明隨著日齡的變化，瘤胃的消化功能顯著增強，本試驗僅實現(xiàn)了賴氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸和色氨酸4種氨基酸的平衡，植物源蛋白質(zhì)組相對乳源蛋白質(zhì)組，可能存在其他對犢牛生長有重要作用的限制性氨基酸尚未平衡，犢牛通過瘤胃微生物的酵解作用改善了飼糧原來的氨基酸組成，使植物源蛋白質(zhì)組限制性氨基酸供應(yīng)趨于平衡，減小了植物源蛋白質(zhì)組與乳源蛋白質(zhì)之間CP消化吸收的差異。小麥、花生和大米蛋白組雖然顯著低于乳源蛋白質(zhì)組，但和29～35日齡時相比，2組與乳源蛋白質(zhì)組CP蛋白消化率的差距有明顯的縮小，而大豆蛋白組CP消化率與乳源蛋白質(zhì)組無顯著差異，這說明該期犢牛消化系統(tǒng)對飼糧中植物源蛋白質(zhì)已不存在營養(yǎng)性障礙。29～35日齡時乳源蛋白質(zhì)組OM消化率顯著高于小麥、花生和大米蛋白組，這可能與植物源蛋白質(zhì)組代乳品含有一定水平的纖維素有關(guān)，而57～63日齡時隨著瘤胃消化功能的完善，可以發(fā)現(xiàn)4個植物源蛋白質(zhì)組OM消化率相對乳源蛋白質(zhì)的差距明顯減少，這說明植物源蛋白質(zhì)組犢牛瘤胃增強了對飼糧中纖維的消化利用能力。29～35日齡時小麥、花生蛋白組EE消化率顯著低于乳源、大豆和小米3組，這可能是因為植物源蛋白質(zhì)中抗?fàn)I養(yǎng)因子降低了2組犢牛胃腸道中脂肪酶的分泌量和活性以及脂肪的吸收能力，這與Liener[21]在飼糧中添加生大豆粉降低胰液中脂肪酶相對活性的報道相似，而57～63日齡時植物源蛋白質(zhì)組EE消化率與乳源蛋白質(zhì)組無顯著差異，而花生和大米蛋白組甚至超過乳源蛋白質(zhì)組89.02%的消化率，本試驗選用的開食料EE含量為2.03%，因而飼糧中EE主要來源于犢牛代乳品，由此可見該期犢牛消化系統(tǒng)已經(jīng)能消除植物源蛋白質(zhì)中抗?fàn)I養(yǎng)因子對EE消化吸收的障礙。本試驗中犢牛在29～35日齡、57～63日齡，P消化率均高于75%，顯著高于李輝[11]、李影球[22]、黃錫霞等[23]報道的結(jié)果；29～35日齡小麥、花生蛋白組Ca消化率低于其他3組，可能與這2組不同蛋白質(zhì)來源蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)差異或EE消化率較低有關(guān)，其原因尚需進一步的試驗探討。

表5 代乳品中蛋白質(zhì)來源對早期斷奶犢牛瘤胃液揮發(fā)性脂肪酸濃度的影響

3.2 代乳品蛋白質(zhì)來源對犢牛瘤胃發(fā)酵的影響

瘤胃液pH是反映瘤胃發(fā)酵狀況的一項重要綜合指標，保持pH在一個正常的范圍內(nèi)是瘤胃正常發(fā)酵的前提。本試驗中各組犢牛在不同時期瘤胃液pH均維持在6～7的正常范圍，且各組pH均隨日齡的增長呈極顯著降低，這可能與犢牛代乳品和開食料DMI逐漸增加有關(guān)，Suárez等[24]認為幼齡反芻動物采食的代乳品和開食料中含有可溶性糖類，迅速發(fā)酵產(chǎn)生大量有機酸而降低瘤胃內(nèi)pH。56日齡時，大豆和大米蛋白組犢牛瘤胃液pH低于乳源蛋白質(zhì)、小麥蛋白和花生蛋白3組，且與小麥和花生蛋白2組差異顯著，這可能與43～56日齡時大豆和大米蛋白組犢牛開食料DMI較其他3組高有關(guān)，為瘤胃微生物提供更多的發(fā)酵底物。較低的pH可轉(zhuǎn)變瘤胃的發(fā)酵途徑，產(chǎn)生大量的丙酸和丁酸，促進犢牛瘤胃發(fā)育[25]。此外較低的pH也有利于瘤胃上皮對VFA的吸收，使瘤胃內(nèi)TVFA濃度下降，VFA濃度的降低又會導(dǎo)致經(jīng)瘤胃壁吸收入血的VFA量減少，使動物產(chǎn)生饑餓感而促進采食，這也與試驗中大豆和大米蛋白組開食料DMI較高的結(jié)果相符。

瘤胃液NH3-N濃度反映了微生物蛋白合成與蛋白質(zhì)降解的動態(tài)平衡關(guān)系，過高或高低的NH3-N濃度都不利于犢牛瘤胃的發(fā)育，NH3-N濃度低于5 mg/dL時會限制瘤胃微生物蛋白的合成，而較高的NH3-N與犢牛瘤胃乳頭角質(zhì)化不全直接相關(guān)，Bürger等[26]認為瘤胃適宜NH3-N濃度為6.3～27.5 mg/dL。本試驗各組犢牛不同時期瘤胃氨氮濃度均處于適宜的濃度的范圍。整個試驗期內(nèi)，試驗各組犢牛瘤胃液NH3-N濃度差異均不顯著，但隨日齡變化出現(xiàn)極顯著的增長，這說明隨著犢牛DMI不斷增加，犢牛瘤胃的發(fā)育不斷完善，而代乳品中不同蛋白質(zhì)來源引起開食料DMI的差異并沒有造成瘤胃液NH3-N濃度變化，從這一點來看，代乳品中蛋白質(zhì)來源的不同對瘤胃的發(fā)育沒有影響。

乙酸、丙酸、丁酸等VFA是瘤胃內(nèi)碳水化合物發(fā)酵的主要產(chǎn)物，其濃度成是衡量瘤胃發(fā)育成熟程度的重要指標[27]。在本試驗中，28和42日齡試驗各組TVFA濃度均無顯著差異，在56日齡，大豆和大米蛋白組TVFA濃度高于乳源蛋白質(zhì)、小麥蛋白和花生蛋白組，這種差異可能是由于開食料DMI的差異造成的，較高的DMI可為瘤胃發(fā)酵提供更多的發(fā)酵底物，因而可產(chǎn)生更多的VFA。本試驗中，56日齡大豆和大米蛋白組犢牛瘤胃液pH低于乳源蛋白質(zhì)、小麥蛋白和花生蛋白3組，且與小麥、花生蛋白組差異顯著，瘤胃中pH主要受瘤胃中VFA的產(chǎn)生速度和數(shù)量影響，56日齡時各組瘤胃TVFA濃度并沒有直接反映瘤胃液pH的變化，這可能與本試驗飼糧類型有關(guān)，代乳品和開食料富含易消化的碳水化合物，在瘤胃內(nèi)快速發(fā)酵產(chǎn)酸，使瘤胃液pH較低，進而轉(zhuǎn)變瘤胃內(nèi)微生物發(fā)酵途徑，產(chǎn)生大量的丙酸和乳酸[28]。43～56日齡大豆和大米蛋白組開食料DMI較其他3組高，可能會導(dǎo)致大豆和大米蛋白組瘤胃乳酸沉積量較其他3組高，進而引起大豆和大米蛋白組瘤胃液pH較低。高乳酸水平會引起犢牛瘤胃埃氏巨球形菌等增繁，通過丙烯酸鹽途徑發(fā)酵乳酸產(chǎn)生丙酸[29]，這與該期大豆和大米蛋白組丙酸濃度高、乙酸/丙酸低的結(jié)果相符。胡紅蓮等[30]報道隨著瘤胃液pH降低血漿中丁酸濃度顯著升高，這說明較低的pH有利于瘤胃上皮對丁酸的吸收，這也與本試驗中大豆和大米蛋白組丁酸濃度較低的結(jié)果一致。56日齡時，飼喂植物源蛋白質(zhì)組犢牛瘤胃異戊酸、戊酸濃度顯著高于乳源蛋白質(zhì)組，異戊酸等異位酸以及戊酸是瘤胃內(nèi)纖維分解菌必需的生長因子[31]，可提高纖維分解菌的數(shù)量，促進瘤胃的發(fā)育，增強瘤胃對飼糧中OM的消化能力，這也與56日齡時植物源蛋白質(zhì)組犢牛OM消化率提高的結(jié)果一致。

4 結(jié) 論

在本營養(yǎng)影響調(diào)控條件下，得出以下結(jié)論：

① 犢牛在29～35日齡階段，乳源蛋白質(zhì)的OM和CP消化率高于植物源蛋白質(zhì)；57～63日齡階段蛋白質(zhì)來源之間的差異明顯變??；大米蛋白的EE消化率高于乳源蛋白質(zhì)和其他植物源蛋白質(zhì)。

② 56日齡，代乳粉蛋白質(zhì)源為大豆和大米蛋白時，瘤胃液pH、丁酸濃度低于乳源蛋白質(zhì)、小麥、花生蛋白，瘤胃液丙酸濃度也較乳源蛋白質(zhì)、小麥、花生蛋白高。4種植物源蛋白質(zhì)組瘤胃異戊酸、戊酸濃度顯著高于乳源蛋白質(zhì)組。

綜合分析，相較于乳源蛋白質(zhì)，植物源蛋白質(zhì)會影響犢牛對營養(yǎng)物質(zhì)的消化率，隨日齡的增長，差距減小。相較于乳源蛋白質(zhì)，4種植物源蛋白質(zhì)均可促進瘤胃的發(fā)育。

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*Corresponding author, professor, E-mail: diaoqiyu@caas.cn

(責(zé)任編輯 王智航)

Effects of Protein Source in Milk Replacer on Nutrient Digestion and Rumen Fermentation of Early-Weaner Calves

HUANG Kaiwu1,2TU Yan1SI Bingwen1XU Guishan2GUO Jiangpeng3YANG Chuntao1GUO Feng1DIAO Qiyu1*

(1.BeijingKeyLaboratoryofDairyNutrition,FeedResearchInstitute,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100081,China; 2.CollegeofAnimalScience,TarimUniversity,Alear843300,China; 3.TheAnimalHusbandryStationofBeijing,Beijing100029,China)

The objective of this study was to investigate the effects of protein source in milk replacer on nutrient digestion and rumen fermentation of early-weaner calves. Fifty (21±5)-day-old Chinese Holstein bull calves with similar body weight were randomly assigned to 5 groups with 10 calves each. The protein source of control group (MP group) was from milk protein. Calves in 4 experimental groups were fed with milk replacer whose protein contains 70% vegetable protein and 30% milk protein of crude protein (CP). Vegetable protein sources were soybean protein concentrate (SP), wheat gluten (WP), peanut protein concentrate (PP) and rice protein isolate (RP), respectively. The trial lasted for 42 d, and rumen fluid was collected at 28, 42 and 56 days of age; digestion trials were performed at 29 to 35 and 57 to 63 days of age, respectively. The results showed as follows： 1) there was no significant difference on the mean of dry matter intake (DMI) from 22 to 63 days of age among groups (P>0.05), while DMI of claves at 57 to 63 days of age of SP and RP groups was significantly higher than the other groups (P<0.05). 2) At 29 to 35 days of age, organic matter (OM) digestibility of MP group was significantly higher than that of WP, PP and RP groups (P<0.05); CP digestibility of MP group was significantly higher than that of the other groups (P<0.05), while SP and RP groups were significantly higher than WP and PP groups (P<0.05), and WP group was significantly higher than PP group (P<0.05); ether extract (EE) digestibility of MP, SP and RP groups was significantly higher than that of WP and PP groups (P<0.05); calcium (Ca) digestibility of MP and RP groups was significantly higher than that of WP and PP groups (P<0.05); phosphorus (P) digestibility of MP group was significantly higher than that of SP, WP and PP groups (P<0.05). At 57 to 63 days of age, OM digestibility of MP group was significantly higher than that of WP and PP groups (P<0.05); CP digestibility of MP group was significantly higher than that of WP, PP and RP groups (P<0.05); Ca digestibility of MP group was significantly higher than that of SP and WP groups (P<0.05); EE digestibility of MP group was not significant different from that of the other groups (P>0.05); there was no significantly difference on P digestibility among five groups (P>0.05). 3) There were no significantly differences on rumen fermentation indexes among five groups at 28 and 42 days of age (P>0.05); at 56 days of age, rumen fluid pH of SP and RP groups was significantly lower than that of WP and PP groups (P<0.05). The difference of total volatile fatty acids (TVFA) concentration of MP with the other groups was not significantly (P>0.05), while TVFA concentration of PP group was significantly lower than that of SP and RP groups (P<0.05); propionic acid and butyric acid concentrations of SP and RP groups were significantly higher and lower than those of MP, WP and PP groups (P<0.05), respectively, and isovaleric acid and valeric acid concentrations were significantly lower than those of the other groups (P<0.05). From the above, under nutrient conditions in the present study, the digestibility of vegetable protein is lower than that of milk protein in calves; soybean protein concentrate has higher digestibility in the four sources of vegetable protein, but the difference is lowered with growing; vegetable protein have stronger auxo-action to rumen growth than milk protein.[ChineseJournalofAnimalNutrition, 2015, 27(12)：3940-3950]

calf; vegetable protein; milk replacer; digestion; metabolism; rumen

10.3969/j.issn.1006-267x.2015.12.036

2015-07-08

農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)專項“南方地區(qū)幼齡草食畜禽飼養(yǎng)技術(shù)研究”(201303143)；2014年北京市農(nóng)業(yè)局科技項目“犢牛早期斷奶關(guān)鍵技術(shù)集成與示范”

黃開武(1990—)，男，河南信陽人，碩士研究生，從事反芻動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)研究。E-mail: huangkaiwu@live.com

*通信作者：刁其玉，研究員，博士生導(dǎo)師，E-mail: diaoqiyu@caas.cn

S823

A

1006-267X(2015)12-3940-11