犢牛兩階段代乳品研究

■胡鳳明 王 炳 刁其玉 屠 焰

（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）

振興奶業(yè)是近年來我們農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃中的重點。犢牛在牧場牛群中占據(jù)著獨特的生態(tài)位置，是奶牛業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，因此只有培育好犢牛才能擁有高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的奶牛群。犢牛早期斷奶是國外現(xiàn)代奶業(yè)廣泛應(yīng)用的技術(shù)，有效促進犢牛消化系統(tǒng)發(fā)育，有利于成年后的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，在國外已取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。根據(jù)犢牛生長發(fā)育特點及營養(yǎng)需要量，通過代乳品供給適宜的營養(yǎng)，不僅能滿足犢牛營養(yǎng)需要，促進營養(yǎng)物質(zhì)消化利用，且能夠促進犢牛消化及免疫系統(tǒng)盡快發(fā)育，保障犢牛健康順利生長。目前大部分代乳品專利和技術(shù)存在營養(yǎng)規(guī)格單一、蛋白質(zhì)和乳糖添加量不適宜等問題，既不能滿足犢牛不同生長期的營養(yǎng)需求，又不利于犢牛對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。針對以上問題中國農(nóng)科院反芻動物飼料創(chuàng)新團隊進行了代乳品中蛋白質(zhì)、能量水平及來源方面的研究[1-2]，將哺乳期分為30日齡前和30日齡后2個階段，并根據(jù)犢牛兩個階段的生理特點及營養(yǎng)需要量研發(fā)了犢牛兩階段代乳品。

1 哺乳期犢牛生長發(fā)育特點

0～2月齡是新生犢牛生長發(fā)育的關(guān)鍵期，該階段犢牛生長發(fā)育迅速，基礎(chǔ)代謝旺盛，而消化系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)生理及功能發(fā)育并不完全。初生犢牛前胃功能還未建立，此時皺胃是唯一具有消化功能的胃室，飼糧中營養(yǎng)物質(zhì)降解吸收主要依賴于犢牛皺胃和小腸中分泌的各種消化酶來完成。初生犢牛皺胃占總?cè)萘考s2/3，前胃僅占約1/3，4周齡時，前胃占比增加到約2/3，皺胃占比降至約1/3，12～16周齡時，各胃室占復(fù)胃比例接近于成年牛。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院中國農(nóng)科院反芻飼料創(chuàng)新團隊經(jīng)過大量研究發(fā)現(xiàn)[3]，犢牛8周齡時瘤胃、網(wǎng)胃、瓣胃和皺胃重量與復(fù)胃重的比例分別為46.25%～52.95%，10.85%～12.90%，11.39%～14.73%和22.90%～29.33%。研究證實采食固體飼糧包括精料和飼草是影響瘤胃物理形態(tài)和組織結(jié)構(gòu)發(fā)育的關(guān)鍵因素，固體飼料避開食管溝進入瘤胃，通過物理、化學(xué)、微生物等各種刺激，促進瘤胃容積及形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)育。王永超[4]研究發(fā)現(xiàn)，犢牛飼糧中添加顆粒飼料替代40%代乳品，促進瘤胃的發(fā)酵功能及復(fù)胃發(fā)育，并有效降低犢牛腹瀉。馬俊南[5]研究發(fā)現(xiàn)，犢牛斷奶前添加適宜的固體飼糧，能促進犢牛瘤胃組織及形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)育，有助于提高犢牛機體抗氧化和免疫能力，降低犢牛腹瀉。哺乳期是犢牛機體生長發(fā)育的關(guān)鍵期，機體組織器官快速生長發(fā)育，生長發(fā)育正常的犢牛8周齡體重應(yīng)達到初生重的2倍，并且該階段骨骼的生長發(fā)育優(yōu)于其他組織。司丙文等[6]研究發(fā)現(xiàn)，犢牛在10～30日齡時體高和體斜長生長速度顯著高于30～60日齡階段，哺乳期胸圍增長率和體斜長增長率高于體高增長率。

2 哺乳期犢牛營養(yǎng)需要

隨著現(xiàn)代畜牧業(yè)的發(fā)展，早期斷奶技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代犢牛培育中。實施早期斷奶不僅節(jié)約大量鮮奶，節(jié)省哺乳期勞動力，降低犢牛的培育成本，而且能促進犢牛消化系統(tǒng)發(fā)育，減少疾病發(fā)生率，有利于充分發(fā)揮犢牛的生產(chǎn)潛能，促進犢牛培育進程。采用營養(yǎng)全面的代乳品完全代替鮮牛奶飼喂犢牛是犢牛實施早期斷奶的關(guān)鍵。營養(yǎng)全面、易于吸收的代乳品可以促進犢牛瘤胃和腸道等消化器官發(fā)育，促進犢牛生長性能的發(fā)揮，又可以節(jié)約鮮奶，提高經(jīng)濟效益。張乃鋒等[7]研究發(fā)現(xiàn)，飼喂代乳品的犢牛可顯著增加生長性能，并明顯降低飼養(yǎng)成本。代乳品的質(zhì)量在很大程度上決定著犢牛的生長性能、發(fā)育狀況甚至影響著犢牛成年之后的生產(chǎn)性能和使用壽命。而犢牛自出生至斷奶這個過程中，代乳品的蛋白質(zhì)和能量起著非常重要的作用。然而，不同階段犢牛的營養(yǎng)需要量標準也是不同的，因此圍繞犢牛出生到斷奶前2個月左右的時間，需要更細致地研究犢牛代乳品的營養(yǎng)標準。

2.1 蛋白質(zhì)營養(yǎng)

蛋白質(zhì)來源和水平是限制代乳品品質(zhì)的主要因素。蛋白質(zhì)可分為乳源蛋白和非乳源蛋白。乳源蛋白主要來源于牛奶及其乳制品。通常乳蛋白被視為哺乳前期犢牛最為理想的蛋白源，與其他蛋白質(zhì)相比其消化率高，氨基酸平衡，基本不含抗營養(yǎng)因子[8]。最早在代乳品中使用的乳蛋白主要有脫脂乳蛋白、干燥脫脂乳粉、干乳清、濃縮乳清蛋白等。乳清是牛奶中的酪蛋白凝結(jié)后產(chǎn)生的一種副產(chǎn)物。乳清粉中含有較高的乳糖和礦物質(zhì)，其蛋白含量存在差異，包括高蛋白乳清粉，蛋白含量10%以上；中蛋白乳清粉，蛋白含量為5%～10%；低蛋白乳清粉，蛋白含量低于5%。關(guān)于乳清粉的研究，早期認為乳清粉中存在高含量的乳糖和礦物質(zhì)，極易引起犢牛腹瀉，因此建議其添加量不宜超過30%，而后來研究表明，高比例添加乳清粉并不影響犢牛的生長發(fā)育及健康。乳清濃縮蛋白是乳清蛋白的提煉物，蛋白含量更高，使用效果較乳清蛋白更加理想。Lammers等[9]研究發(fā)現(xiàn)，代乳品中乳清濃縮蛋白含量在67%或100%對犢牛平均日增重效果高于100%脫脂奶粉飼喂組。

在歐美等奶業(yè)發(fā)達的國家，奶制品過剩，乳清粉、乳蛋白粉、油脂比較豐富，且價格較低廉，犢牛代乳品中70%以上是由奶制品組成的，蛋白幾乎全部來源于乳蛋白。而我國奶業(yè)還處于發(fā)展階段，牛奶產(chǎn)量與巨大的人口基數(shù)相比相對貧乏，鮮奶人均占有量僅為發(fā)達國家的1/10，奶制品種類和數(shù)量不足，因此在不影響動物生長發(fā)育和健康的情況下，尋找可行的非乳源蛋白是我國代乳品行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。非乳源蛋白作為乳源蛋白的可替代蛋白，又可分為非乳動物性蛋白和植物性蛋白2大類。研究已證實可在犢牛代乳品中添加應(yīng)用，且不影響犢牛生長發(fā)育的非乳動物性蛋白包括噴粉干燥的水解血紅細胞[10]、噴粉干燥的動物血漿粉[11]、動物血漿蛋白[12]、水解魚蛋白[13]、噴霧干燥的蛋、液體蛋[14]等。非乳動物性蛋白營養(yǎng)價值僅次于乳源蛋白，氨基酸也相對平衡，但動物性蛋白不易獲取，且需要相應(yīng)的加工處理技術(shù)，在犢牛代乳品中應(yīng)用較少。植物性蛋白資源豐富，價格低廉，但普遍存在抗營養(yǎng)因子限制了植物蛋白的應(yīng)用。代乳品中研究報道的植物蛋白源有大豆蛋白、小麥蛋白、豌豆蛋白、馬鈴薯蛋白、花生蛋白、大米蛋白等[1，8，15-16]。大豆蛋白是目前應(yīng)用技術(shù)最為成熟的植物蛋白，犢牛代乳品可以安全應(yīng)用的大豆蛋白包括大豆粉、大豆?jié)饪s蛋白、大豆分離蛋白等，與乳源蛋白相比，大豆蛋白在一定程度上能促進瘤胃形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)育。李輝[1]研究證實，使用不同水平的改性大豆蛋白替代代乳品中的乳蛋白（乳蛋白∶改性大豆蛋白，80∶20，50∶50，20∶80），對2～3周齡犢牛生長性能和營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率無顯著影響，反而飼喂改性大豆蛋白高的組瘤胃功能發(fā)育優(yōu)于乳蛋白高的代乳品組。小麥蛋白是小麥面筋分出去淀粉后的蛋白產(chǎn)物。小麥蛋白中存在的抗營養(yǎng)因子，抑制了小腸上皮的吸收率，降低了小麥蛋白的消化率[17]。酸解處理可有效去除小麥蛋白中的抗營養(yǎng)因子，提高其消化率和水溶性[8]，增加了小麥蛋白的可利用性。Castro等[8]研究發(fā)現(xiàn)，水解小麥蛋白替代50%乳源蛋白組與基礎(chǔ)乳源蛋白組相比對犢牛生長性能和健康的影響沒有顯著差異。黃開武[16]對代乳品中不同來源蛋白（大豆?jié)饪s蛋白、小麥水解蛋白、花生濃縮蛋白、大米分離蛋白）及組合對哺乳期犢牛生長發(fā)育的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，和乳源蛋白相比，大豆蛋白和大米分離蛋白對犢牛生長性能和飼料轉(zhuǎn)化率沒有顯著差異，小麥蛋白和花生濃縮蛋白顯著降低生長性能和飼料轉(zhuǎn)化率，不同植物源蛋白的利用效率表現(xiàn)出明顯的差異，蛋白質(zhì)優(yōu)劣順序為乳蛋白＞大豆?jié)饪s蛋白＞大米分離蛋白＞小麥水解蛋白＞花生濃縮蛋白。隨著生產(chǎn)技術(shù)和加工工藝的發(fā)展，一些機械、化學(xué)和酶解處理技術(shù)的應(yīng)用，將大大提高了植物蛋白的利用效率和安全性，為開發(fā)利用植物源蛋白巨大的潛在應(yīng)用價值提供保障。

代乳品中蛋白質(zhì)水平取決于代乳品能量、飼喂量及蛋白質(zhì)來源。李輝[1]對0～60日齡犢牛代乳品中適宜的蛋白水平做了研究，飼喂蛋白水平分別為18%、22%、26%的三種代乳品，結(jié)果顯示，22%組犢牛血清葡萄糖和總蛋白高于其他兩組，日糧氮的消化率最高，瘤胃揮發(fā)酸含量均高于其他兩組，瘤胃乳頭發(fā)育最好；而26%的高蛋白質(zhì)水平不利于瘤胃發(fā)酵，降低腸道的絨毛高度/隱窩深度的比值。由此可見，飼喂22%蛋白質(zhì)水平代乳品的犢牛即可獲得較好的生長性能，而過高的蛋白質(zhì)含量不利于犢牛消化系統(tǒng)發(fā)育，降低了犢牛消化吸收能力，又增加了飼養(yǎng)成本，造成蛋白質(zhì)資源浪費。NRC[18]指出，蛋白質(zhì)的攝入量不要超過能量攝入量決定的目標增重的蛋白質(zhì)數(shù)量。固定采食量會限制犢牛對用于生長的蛋白需要量，因此，在哺乳階段給予固定采食量時隨著犢牛體重的增加對蛋白質(zhì)的需要量反而小于體重較小時的需要量，在哺乳階段后期可適當給予低于前期蛋白質(zhì)飼糧，這樣既可以滿足犢牛生長需要，又可節(jié)省培育成本。

2.2 能量需要量

碳水化合物和脂肪是犢牛獲取能量的主要來源。哺乳期犢牛瘤胃結(jié)構(gòu)與功能尚未發(fā)育完善，新生犢牛30日齡前消化酶分泌不足，小腸內(nèi)乳糖酶活性較其他碳水化合物分解酶的活性高，此時犢牛對乳糖的消化利用較高，乳糖的亞單位、葡萄糖及半乳糖也易于被犢牛消化，而對淀粉等其他碳水化合物的消化利用相對較弱。3周齡時，犢牛消化淀粉的能力有了顯著提高，而乳糖酶活性逐漸降低。隨著酶活性的增加，對飼糧中植物性蛋白的消化能力提高。根據(jù)犢牛消化系統(tǒng)的發(fā)育特點，在0～30日齡提供高乳糖代乳品，在30日齡后降低乳糖濃度，增加淀粉含量能更好地滿足犢牛哺乳期能量需要。張蓉[2]研究了代乳品中不同碳水化合物組和對犢牛的影響，20%乳糖組、10%乳糖+10%葡萄糖、10%乳糖+10%淀粉三種碳水化合物組和代乳品，結(jié)果顯示，10～30日齡階段，復(fù)合淀粉組犢牛腹瀉率顯著高于其他兩組；營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率（氮表觀消化率除外）影響差異不顯著；復(fù)合葡萄糖可替代乳糖應(yīng)用于整個哺乳期犢牛階段飼養(yǎng)，而復(fù)合淀粉更適合用于飼喂30日齡以上的犢牛。

脂肪是哺乳期犢牛重要的能源物質(zhì)，對哺乳期犢牛而言，機體獲得的約35%的消化能由代乳品中的脂肪提供[19]。脂肪的消化利用與脂肪酸碳鏈長度及不飽和有很大關(guān)系。牛奶和乳制品中存在天然的乳源脂肪，包括黃油、乳清粉等，乳源脂肪含有豐富的脂肪酸，碳鏈長度在C6～C18之間，飽和度高。乳源脂肪消化利用率高，是代乳品中最理想的脂肪源。豬油、牛油等動物油脂也常被用來添加到代乳品中，大多數(shù)動物油脂富含C16～C18的飽和脂肪酸，飽和度大于80%，其不飽和度與乳脂相近，在代乳品中的消化利用相對較高。植物油也可以做為代乳品中脂肪來源，大多數(shù)植物油富含C16～C18的不飽和脂肪酸，不飽和度接近80%，如亞麻油、大豆油、玉米油、棉籽油、油菜籽油等，但個別植物油富含中鏈飽和脂肪酸，如椰子油、棕櫚仁油等。有研究表明，代乳品中添加植物油脂降低了適口性和采食量，增加犢牛腹瀉，因此認為植物油不適宜在代乳品中大量添加。而中國農(nóng)科院反芻動物飼料創(chuàng)新團隊研究了椰子油和棕櫚油等植物油替代乳脂對哺乳期犢牛生長性能和營養(yǎng)物質(zhì)消化代謝的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，使用椰子油或棕櫚油替代50%或100%的乳脂對犢牛生長性能和有機物、粗蛋白、粗脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化利用率的影響與全乳脂組相比沒有顯著差異（未公開試驗數(shù)據(jù)）。

牛奶和代乳品中的脂肪主要以甘油三酯的形式存在，脂肪在反芻動物消化道內(nèi)首先被水解形成游離脂肪酸，不同脂肪酸的消化吸收與脂肪酸的水溶性有很大關(guān)系，通常短、中鏈脂肪酸能溶于水，長鏈脂肪酸（C＞12）難溶于水，難溶于水的長鏈脂肪酸在消化吸收過程中必須經(jīng)膽汁、胰液乳化形成溶于水的乳糜微粒才能被小腸消化吸收。因此，選取水溶性脂肪可以增加脂肪的水解，加速脂肪的吸收代謝，更好地滿足犢牛的能量需要。

能量主要來源于飼糧中各種營養(yǎng)物質(zhì)的分解代謝，同時營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收又離不開能量的參與，因此能量水平可以影響營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。研究發(fā)現(xiàn)，代乳品中適宜的能量水平有利于哺乳期犢牛生長性能和營養(yǎng)物質(zhì)消化代謝。張蓉[2]研究了代乳品中不同能量水平（總能分別為18.51、19.66、20.80 MJ/kg的三種代乳品）對10～60日齡犢牛的影響，結(jié)果顯示，中能組顯著提高了42～52日齡犢牛對粗脂肪、粗蛋白質(zhì)及總能的表觀消化率，顯著提供了60日齡犢牛的體高、體斜長和管圍，顯著提高了12～20日齡犢牛對有機物的表觀消化率，并一定程度上提高了40～60日齡犢牛粗脂肪、粗蛋白質(zhì)的表觀消化率，而高能組代乳品顯著抑制40～60日齡犢牛采食量。由此可見，19.66 MJ/kg的能量水平可以提高犢牛的生長性能，促進營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，而高能量水平反而抑制營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用。

3 犢牛兩階段代乳品

3.1 兩階段代乳品的特點

與世界范圍內(nèi)奶牛生產(chǎn)水平較高的國家相比，我國在犢牛代乳品開始于上世界末本世紀初這一階段，近10幾年來在生產(chǎn)過程中還處于探索階段，原有的專利和技術(shù)存在一些問題：①犢牛在長達60 d的哺乳期內(nèi)只進食一種營養(yǎng)規(guī)格的代乳品，不能滿足犢牛不同生長期的營養(yǎng)需求；②代乳品粗蛋白質(zhì)含量在28%～32%，過高的蛋白質(zhì)含量不利于犢牛消化吸收，同時增加了成本；③強調(diào)了代乳品中全脂大豆粉的使用，但忽略了乳糖在30日齡前的重要性，不利于犢牛的生長發(fā)育。針對以上問題中國農(nóng)科院反芻動物飼料創(chuàng)新團隊結(jié)合本團隊的相關(guān)研究，犢牛代乳品適宜的粗蛋白質(zhì)水平為22%[1]，淀粉在30日齡前犢牛代乳品中使用會造成腹瀉率增長，而30日齡之后則可替代乳糖或葡萄糖[2]，并根據(jù)犢牛生理特點和營養(yǎng)需求針對性研發(fā)了犢牛兩階段代乳品。分期配制代乳品日糧，將哺乳期分為30日齡前和30日齡后2個階段，前期代乳品粗蛋白質(zhì)水平在22%左右，能量來源以乳糖或葡萄糖為主，后期代乳品粗蛋白質(zhì)水平在20%左右，并使用淀粉替代乳糖或葡萄糖。犢牛兩階段代乳品核心技術(shù)在于：①將犢牛代乳品分為前期和后期。犢牛出生后胃腸道發(fā)育和消化酶活性逐漸增長，特別30日齡前乳糖酶活性較高而淀粉消化酶分泌不足，因此將犢牛代乳品分為前期和后期兩種產(chǎn)品，分別適用于不同日齡的犢牛，后期大量使用淀粉等植物原料，降低成本。②使用乳糖和乳清粉，減少了進口乳清粉價格波動給產(chǎn)品生產(chǎn)帶來不穩(wěn)定因素；使用水溶性脂肪，可迅速溶入水中，補充犢牛能量需要；使用大豆?jié)饪s蛋白和全脂大豆粉共同滿足犢牛蛋白質(zhì)需要。③針對哺乳期犢牛前期和后期胃腸道消化酶分泌量不足的問題，將脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶和木聚糖酶進行合理搭配，促進犢牛消化能力。④根據(jù)幼畜的需要，將脂溶性維生素(A、D、E等)和水溶性維生素(B1、B2、B6等)、合成氨基酸以及微量元素等添加到產(chǎn)品中，滿足犢牛的生長發(fā)育需要。

3.2 犢牛兩階段代乳品的驗證試驗

為了驗證犢牛兩階段代乳品的應(yīng)用效果，中國農(nóng)科院反芻動物飼料創(chuàng)新團隊開展了2個比較驗證試驗。試驗1和試驗2均選取ZL 021228844.5犢牛專利代乳品（蛋白水平28%～32%）作為對照組，犢牛兩階段代乳品作為試驗組。試驗1，試驗組犢牛體重在30日齡、60日齡、全期增長量和全期日增重上與對照組相比分別增加了6.2%、5.8%、13.6%和11.0%；胸圍在30日齡、60日齡、全期增長量上與對照組相比分別增加了1.5%、6.0%和62.5%。試驗2，試驗組犢牛體重在30日齡、60日齡和全期日增重上與對照組相比分別增加了4.4%、8.1%和19.1%。以上2個試驗結(jié)果表明，針對哺乳期犢牛不同階段生理和營養(yǎng)需求特點，采用兩階段犢牛代乳品對犢牛2階段及整個哺乳期生長發(fā)育均具有明顯的促進效果。

3.3 犢牛兩階段代乳品的經(jīng)濟效益分析

犢牛兩階段代乳品不僅可以保障犢牛健康生長、促進機體發(fā)育、改善生產(chǎn)性能，而且具有明顯的經(jīng)濟效益，在保證生長良好的情況下，每頭犢?？晒?jié)省鮮奶350 kg以上，扣除購買代乳粉支出，以牛奶近三年平均價格、代乳品出廠價格計算，每頭犢牛可節(jié)約成本600元左右，同時可提高犢牛增重，有利于斷奶后的生長發(fā)育和成年后的生產(chǎn)性能發(fā)揮。

4 小結(jié)

犢牛是奶牛培育過程的關(guān)鍵期，促進犢牛消化系統(tǒng)盡早盡快發(fā)育，保障犢牛健康，是哺乳期犢牛培育的主要目標。采用營養(yǎng)全面的代乳品促進犢牛消化系統(tǒng)發(fā)育，是實現(xiàn)這一目標的關(guān)鍵。犢牛兩階段代乳品不僅能滿足犢牛生長發(fā)育需要，提高犢牛的生長性能，還可以減少蛋白質(zhì)資源浪費，降低培育成本。我國代乳品行業(yè)起步較晚，對犢牛不同階段適宜代乳品的開發(fā)和利用仍處于探索研究階段，研究開發(fā)更適合犢牛生長發(fā)育及生產(chǎn)潛能發(fā)揮的優(yōu)質(zhì)代乳品仍需要開展進一步工作。