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發表于 2009-12-22 22:09:19
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飼養管理
奶牛氨基酸營養及其應用
馮仰廉
(中國農業大學動物科技學院,北京 100094)
摘要:現行的奶牛蛋白質營養體系主要以小腸可消化總氨基酸為基礎,例如美國
(NRC,1996、2001)、英國(AFRC,1993)的可代謝蛋白質,法國(INRA,1989)和荷蘭(Tamminga等,1994)的小腸可消化真蛋白質、北歐(Bickel等,1987)的小腸可吸收氨基酸等。但這些體系均未反應各種氨基酸之間的平衡,為此,INRA(1995)經研究提出,因賴氨酸和蛋氨酸為第一限制性氨基酸,而將小腸可消化真蛋白中的這兩種氨基酸的比例作為氨基酸平衡的基礎,賴氨酸和蛋氨酸的閾值分別為6.8%和2.0%,理想值為7.3%和2.5%,已編制成軟件在法國推廣應用。美國NRC(2001)亦提出相似的建議。澳大利亞(CSIRO,1990)和我國(2000)采用的小腸可消化粗蛋白體系,尚未包括氨基酸營養。因小腸可消化粗蛋白由瘤胃微生物蛋白和飼料非降解蛋白組成,我國已對瘤胃微生物蛋白的合成量的估測和微生物蛋白的氨基酸組成,以及飼料進入小腸的非降解氨基酸進行了較系統的研究,為奶牛以小腸可消化粗蛋白為基礎的賴氨酸和蛋氨酸平衡打下了基礎。建議奶牛小腸可消化粗蛋白中的賴氨酸和蛋氨酸含量以6%和1.9%為宜,瘤胃微生物蛋白和飼料非降解蛋白的氨基酸組成采用我國的平均參數。奶牛賴氨酸和蛋氨酸的需要按小腸可消化粗蛋白需要量中的比例進行計算。
關鍵詞:奶牛;小腸可消化蛋白質;氨基酸;賴氨酸;蛋氨酸
現行的奶牛蛋白質營養體系主要以小腸可消化總氨基酸為基礎,美國(NRC,1996,2001)、英國(ARC,1980、1993)采用可代謝蛋白質,法國(INRA,1989)和荷蘭(Tamminga等,1994)采用小腸可消化真蛋白質、北歐(Bickel等,1987)的小腸可吸收氨基酸,澳大利亞(CSIRO,1990)、中國等則采用小腸可消化粗蛋白。但這些體系均未反應各種氨基酸之間的平衡。由于奶牛氨基酸營養的研究比較復雜,因此在九十年代才較系統地進行研究。
普遍認為賴氨酸和蛋氨酸對奶牛是第一限制性氨基酸,但其他氨基酸的限制性排隊尚未得到證實。為此,INRA(1995)經研究提出了奶牛小腸可消化真蛋白中賴氨酸和蛋氨酸的適宜比例,并編制成軟件在法國推廣應用。美國NRC(2001)亦提出相似的建議。我國雖然現階段采用的是小腸可消化粗蛋白,但由于高產奶牛逐漸增多,故在氨基酸營養研究的基礎上提出奶牛小腸可消化粗蛋白中的適宜賴氨酸和蛋氨酸的比例,則易于推廣應用。
1 小腸賴氨酸和蛋氨酸的平衡和需要的評定模式
1.1 評定飼料粗蛋白中的賴、蛋氨酸比例。
1.2 評定飼料蛋白質降解率及瘤胃微生物蛋白質合成量。
1.3 評定瘤胃可發酵有機物質(FOM)及用FOM估測瘤胃微生物蛋白質,使與用降解蛋白質估測的瘤胃微生物蛋白質相一致,即能氮供給達到平衡,以維持較高的效率。
1.4 評定微生物蛋白質的賴氨酸和蛋氨酸的比例。
1.5 評定進入小腸的飼料非降解蛋白量及其中賴氨酸和蛋氨酸比例。
1.6 評定瘤胃微生物蛋白質的小腸消化率。
1.7 評定飼料非降解蛋白質的小腸消化率。
1.8 綜合評定小腸總可消化蛋白質及賴、蛋氨酸比例。
1.9 評定牛奶的乳蛋白率及乳蛋白的產生量以及小腸可消化蛋白質和賴氨酸及蛋氨酸的需要量。
對以上評定所需的參數可參考飼料成分表,或自行實測。如用計算機軟件系統進行計算更加方便。
飼料蛋白質 飼料能量
賴、蛋氨酸比 FOM
非降解蛋白質 降解蛋白質 對微生物供能
賴、蛋比例 微生物蛋白質 微生物蛋白質
瘤胃能氮平衡
飼料小腸可消化粗蛋白, 微生物小腸可消化
賴、蛋氨基酸比例 粗蛋白,賴、蛋氨酸比例
小腸可消化粗蛋白, 奶牛對小腸可消化粗蛋白
賴、蛋氨酸比例 及賴、蛋氨酸需要
2 奶牛的限制性氨基酸
試驗研究表明(Rulquin和Verite,1993),日糧蛋白質來源會明顯影響奶牛的蛋白質,豆粕要優于玉米蛋白粕,而魚粉要優于豆粕,雖然玉米蛋白粕的瘤胃降解率較低,但其氨基酸的組成較差。酪蛋白是廣泛用作試驗的理想蛋白質,對于試驗表明灌注酪蛋白的乳蛋白中有50%的氨基酸來源于酪蛋白,而灌注提取大豆蛋白的乳蛋白中僅有20%的氨基酸來源于大豆蛋白。
很多研究用灌注單個氨基酸到瘤胃后的方法,表明賴氨酸和蛋氨酸對奶牛產奶為兩個最限制性的氨基酸。瘤胃后灌注賴氨酸和蛋氨酸對泌乳的反應見表1.
表1瘤胃后灌注賴氨酸和蛋氨酸對泌乳的反應
泌乳早期 泌乳中期 SED
泌乳周期 1至9 10至29
試驗次數 16 71
蛋氨酸灌注(g/d) 10 8
賴氨酸灌注(g/d) 24 20
產奶量(kg/d) +0.7 +0.1 0.9
產乳蛋白(g/d) +56 +31
產乳脂(g/d) +10 +1 51
乳蛋白率(g/kg) +1.2 +1.0 0.7
引自Relquin,1992
持續試驗表明,當玉米蛋白作為主要的過瘤胃蛋白時,則賴氨酸明顯為第一限制性;當玉米蛋白供給的很少,而豆粕為主要的過瘤胃蛋白時,則蛋氨酸明顯為第一限制性氨基酸(Rulquin等,1994)。有些研究還認為組氨酸、苯丙氨酸、異亮氨酸是繼賴、蛋氨酸之后的限制性氨基酸(Fraser等,1991;Liu等,2000),但該結論在其他一些研究中尚未被證實。
因此,針對我國奶牛飼養和飼料營養價值評定的現實條件,采用以小腸可消化粗蛋白為基礎的賴氨酸和蛋氨酸平衡的體系,則在生產中容易推廣應用,并能進一步提高產奶量和乳的成分。
3 奶牛對賴氨酸和蛋氨酸的需要量
NRC(2001)根據48個試驗的數據統計分析,乳蛋白達到最大產量時,可代謝蛋白中賴氨酸和蛋氨酸含量回歸式的捌點分別為7.08%和2.35%;認為,用于維持和乳蛋白合成最佳效率的可代謝蛋白中的賴、蛋氨酸含量分別為7.2%和2.4%。
對72頭高產奶牛的試驗表明(Socha等,1994),小腸可消化真蛋白含賴氨酸7.1%和蛋氨酸2.15%比含6.5%和1.85%,從分娩至105天乳蛋白產量平均要多80g/d,平均產奶量要多2.3kg/d,而泌乳高峰期的產奶量要多3.5kg/d.對2000頭奶牛的生產試驗亦表明(Thiaucourt,1996),當賴氨酸和蛋氨酸的比例分別為7.0%和2.2%時,泌乳頭100天的產奶量增加了2.2kg/d,乳蛋白含量增加了1.3kg/d。
根據以上研究結果,INRA(1995)將原小腸可消化真蛋白體系增加了賴氨酸和蛋氨酸的比例,最佳比例分別為7.3%和2.5%,其閾值為6.8%和2.0%,并編制成軟件在法國推廣應用。
我國現行的是小腸可消化粗蛋白體系,故采用所含賴氨酸和蛋氨酸適宜比例的平衡方法則易于推廣應用。按以上研究的參數進行換算,小腸可消化粗蛋白中的賴氨酸和蛋氨酸的比例,建議對高產奶牛為6.0%和1.9%。即:
小腸可消化粗蛋白中的賴氨酸含量(%)=7.0×0.85=6.0
小腸可消化粗蛋白中的蛋氨酸含量(%)=2.2×0.85=1.9
以體重600kg、日產30kg奶、乳蛋白率為30g/kg的奶牛為例:
維持的小腸可消化粗蛋白需要(g)=3.5×W0.75=3.5×121=424
產奶的小腸可消化粗蛋白需要(g)=(30×30)/0.62=1452
該牛的小腸可消化粗蛋白總需要(g)=424+1452=1876
小腸可消化粗蛋白中的賴氨酸需要量(g)=1876×0.06=113
小腸可消化粗蛋白中的蛋氨酸需要量(g)=1876×0.019=36
對低產奶牛,由于MCP中賴、蛋氨酸含量較高,而產奶需要在維持加產奶總需要中的比例相對較低,故可暫不考慮賴、蛋氨酸的需要,但須滿足小腸可消化粗蛋白的需要。
優質魚粉粗蛋白中的賴氨酸和蛋氨酸含量可高達8.3%和3%,所以用魚粉去調節日糧小腸可消化粗蛋白中的比例就比較容易。但對全植物性日糧,則須根據各種飼料中的賴、蛋氨酸含量加以合理配合。如果將日糧中的部分大豆粕改用棉籽粕等,則由于賴、蛋氨酸含量較低,會使小腸可消化粗蛋白中的賴、蛋氨酸的比例偏低,達不到需要。因此在無魚粉的條件下,可采用以下措施:
3.1由于工業生產的賴氨酸和蛋氨酸在瘤胃中會很快被降解,因此應添加過瘤胃保護的賴、蛋氨酸。
3.2 將賴氨酸和蛋氨酸含量高的餅粕進行過瘤胃保護。
3.3 盡量選用瘤胃蛋白質降解率低但賴、蛋氨酸含量高的餅粕,同時配合瘤胃蛋白降解率高的其他餅粕和可利碳水化合物,以達到較高的瘤胃微生物蛋白合成量和小腸賴、蛋氨酸。
3.4 由于瘤胃微生物蛋白質的賴、蛋氨酸含量很高,為了解低飼料成本,可用糊化淀粉緩釋尿素為瘤胃微生物同時提供氮源和能量,取代一部分餅粕,而對豆粕進行過瘤胃保護,從而使小腸蛋白質中含有較高的賴、蛋氨酸。
4瘤胃微生物蛋白質的氨基酸組成
瘤胃微生物蛋白是小腸蛋白質的重要組成,其氨基酸組成合理且較穩定。據研究(Orskov,1992;史清河等,2000),瘤胃微生物粗蛋白(MCP)中的賴氨酸和蛋氨酸的平均含量為7.4%,2.09%(表二)。牛奶蛋白質的賴、蛋氨酸的含量為7.7%和2.5%(NRC,2001)。
但瘤胃微生物總氨基酸中的賴、蛋氨酸含量分別為8.5%~9.3%和2.4%~2.6%,可見賴氨酸比例要優于乳蛋白而蛋氨酸比例與乳蛋白相似。
表2瘤胃微生物的氨基酸組成
史清河等(2000) Orskov(1992)
總氨基酸氮/總氮 0.838 0.825
必需氨基酸氮/總氮 0.473 -
必需氨基酸/總氨基酸 0.546 0.546
氨基酸組成(g/100g氨基酸):
蘇氨酸 5.72 5.4
纈氨酸 5.55 6.0
異亮氨酸 5.74 5.7
亮氨酸 8.65 7.6
酪氨酸 5.21 4.4
苯丙氨酸 5.85 4.9
賴氨酸 9.32 8.5
組氨酸 2.18 2.1
精氨酸 4.91 5.2
半胱氨酸 0.65 1.2
蛋氨酸 2.63 2.4
天冬氨酸 11.6 11.2
絲氨酸 4.43 4.1
谷氨酸 12.4 12.6
甘氨酸 5.15 5.5
丙氨酸 6.44 7.1
脯氨酸 3.54 3.5
5飼料氨基酸的瘤胃降解率
評定小腸氨基酸,除瘤胃微生物的氨基酸外還有飼料非降解氨基酸。飼料蛋白質的氨基酸含量和組成可用分析儀測定并列入飼料成分表中,但飼料非降解蛋白質的含量及組成,則用測定飼料降解后的殘渣去評定,這在目前條件下還不可能完全做到。
研究表明(Susmel等,1989;Keery等,1993;Weisbjerg等,1996;蔣琪等,1998),不同飼料蛋白質的同一種氨基酸的降解率往往存在一定差異,但飼料氨基酸瘤胃降解率與蛋白質瘤胃降解率存在顯著相關,從而簡化了評定方法。對黃豆、向日葵粕、小麥麩、花生粕、豆粕、菜籽粕、魚粉、羊草等9種常用飼料的18 種氨基酸用瘤胃尼龍袋法的研究結果表明(蔣琪等,1998):
飼料總氨基酸瘤胃降解率(Y)與飼料蛋白質瘤胃降解率(X)呈顯著線形相關:
Y=-2.349+1.008x,r=0.996,p<0.01
表明飼料總氨基酸瘤胃降解率低于粗蛋白質的降解率,相差僅2個百分點。
18種單個氨基酸的瘤胃降解率與總氨基酸瘤胃降解率呈顯著性相關(P<0.01)。
其中賴氨酸降解率(Y)與總氨基酸降解率(X)的線性相關:Y=7.317+0.902x,r=0.924,P<0.01,
蛋氨酸降解率(Y)與總氨基酸降解率(X)間的線性相關:Y=11.538+0.86x,r=0.893,P<0.01,
賴、蛋氨酸的瘤胃降解率與粗蛋白質降解率間的相關分別為0.9338和0.9143(P<0.01),他們的平均降解率分別為52%、54%和52%,相差很小。由于以上回歸式間的高低差異可相互抵消,從而簡化了評定方法,可直接用飼料蛋白質降解率去評定精飼料的賴、蛋氨酸的降解率。
對青飼料蛋白質瘤胃降解前后氨基酸占粗蛋白的比例研究較少,缺少試驗參數。研究表明(Rook,1984;Hvelplund,1987),青飼料降解后氨基酸占總氮的比例,稍低于降解前的比例,牧草青貯低15%,黑麥草低11%,三葉草低5.5%。為了簡化計算,建議暫時采用氨基酸的比例比降解前,禾本科青貯和青草低于15%,豆科青飼低6%。
6 小腸可消化粗蛋白的供給及賴氨酸和蛋氨酸比例
根據國內的研究工作和基礎,現仍采用小腸可消化粗蛋白體系(奶牛營養需要和飼料標準,2000),在此基礎上增加小腸可消化粗蛋白中的賴氨酸和蛋氨酸比例。
飼料小腸可消化粗蛋白=飼料瘤胃非降解蛋白質×0.65
飼料小腸可消化賴氨酸=飼料小腸可消化粗蛋白×原樣中的賴氨酸比例
飼料小腸可消化蛋氨酸=飼料小腸可消化粗蛋白×原樣中的蛋氨酸比例
瘤胃微生物蛋白質(MCP)=飼料飼料降解蛋白質×0.9
小腸可消化MCP=MCP×0.7
小腸可消化總粗蛋白=(MCP×0.7)+(飼料非降解蛋白質×0.65)
小腸可消化總賴氨酸=(MCP×0.7×0.074)+(飼料小腸可消化粗蛋白×原樣中的賴氨酸比例)
小腸可消化總蛋氨酸=(MCP×0.7×0.0209)+(飼料小腸可消化粗蛋白×原樣中的蛋
氨酸比例)
以豆粕為例,含粗蛋白45.8%,賴氨酸/CP=0.0601,蛋氨酸/CP=0.0141,降解蛋白質=240g/kg,非降解蛋白質218g/kg,則:
豆粕小腸可消化粗蛋白,g/kg=218×0.65=142
豆粕小腸可消化賴氨酸,g/kg=142×0.0601=8.53
豆粕小腸可消化蛋氨酸,g/kg=142×0.0141=2.00
MCP,g/kg=240×0.9=216
小腸可消化MCP, g/kg=216×0.7=151
小腸可消化總粗蛋白,g/kg=151+142=293
小腸可消化總賴氨酸,g/kg= (151×0.074) +8.53=19.7
賴氨酸在小腸可消化粗蛋白的比例=19.7/293=0.067
小腸可消化總蛋氨酸,g/kg= (151×0.0209) +2.0=5.16
蛋氨酸在小腸可消化粗蛋白中的比例=5.16/293=0.0176
該舉例表明,雖然MCP含有較高比例的賴氨酸和蛋氨酸,但連同豆粕的過瘤胃賴、蛋氨酸,其在小腸可消化粗蛋白中的比例,賴氨酸可達到需要而蛋氨酸則明顯不足,因此在配合日糧時,應再選用含蛋氨酸較高的餅粕以彌補蛋氨酸的缺口。
7 飼料成分
奶牛的常規飼料成分表已不能滿足小腸可消化粗蛋白及賴氨酸和蛋氨酸平衡的需要,因此飼料成分表中還應包括:
7.1飼料蛋白質的降解率,以便評定瘤胃微生物蛋白質合成量及飼料的非降解蛋白質,進一步評定出小腸可消化總的粗蛋白。
7.2 瘤胃可發酵有機物質(FOM),以便按FOM去評定瘤胃微生物合成量并調整瘤胃能氮供給平衡,以達到MCP的最大產生量。
7.3 飼料粗蛋白中的賴氨酸和蛋氨酸比例,在無條件分析單個飼料的賴、蛋氨酸組成時,可參考同類飼料的平均值。 |
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