■魏曼琳 孫德成 楊文華 曹穎霞

(內(nèi)蒙古民族大學(xué)動物科技學(xué)院，內(nèi)蒙古通遼 028000)

玉米是在我國的種植面積僅次于水稻和小麥，年產(chǎn)1.2億噸左右，其中約80%用作動物飼料。玉米適口性好，能值高，是反芻動物和單胃動物日糧中最常用的飼料原料，其營養(yǎng)物質(zhì)組成中淀粉含量約為64%～69%，粗蛋白含量7%～9%，粗脂肪含量3%～4%，粗纖維和粗灰分含量低于2%。盡管玉米的營養(yǎng)價值較高，但由于目前的加工方式多為簡單的粗粉碎，導(dǎo)致玉米的營養(yǎng)物質(zhì)利用率較低。粉碎玉米飼喂反芻動物后，約68%的玉米淀粉被瘤胃微生物降解為揮發(fā)性脂肪酸（VFA）[1]，而VFA中乙酸轉(zhuǎn)化成乳脂和丙酸轉(zhuǎn)化成葡萄糖的效率遠低于淀粉在小腸中的直接消化和吸收。并且，當(dāng)精料過高、玉米粉碎過細或與粗飼料混合不均時，淀粉在瘤胃快速降解產(chǎn)生大量酸性物質(zhì)，導(dǎo)致瘤胃pH值降至6.2以下，會抑制瘤胃纖維分解菌的活性，影響粗飼料的消化利用，甚至引起瘤胃酸中毒等疾病的發(fā)生。因此，對玉米進行合理的加工處理，是提高玉米飼喂價值的必要措施。

對于反芻動物而言，目前最為適宜的加工方式是蒸汽壓片處理。該法是一種谷物濕熱加工工藝，經(jīng)過通蒸汽和壓片兩個環(huán)節(jié)，使谷物淀粉發(fā)生糊化，增加其水溶性和酶解性。據(jù)報道，蒸汽壓片處理的玉米，其淀粉和有機物的小腸消化率可以提高10%～20%。蒸汽壓片技術(shù)始于20世紀60年代，在歐洲和美國等畜牧業(yè)發(fā)達國家的肉牛、奶牛和肉羊飼養(yǎng)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用，美國幾乎全部的肉牛場和70%以上的奶牛場均采用蒸汽壓片谷物。國外的大量研究報道證明，蒸汽壓片谷物具有提高奶牛產(chǎn)奶量、促進肉牛增重、改善瘤胃發(fā)酵模式、減少甲烷生成和降低氮磷排放等作用。上世紀90年代以來，蒸汽壓片技術(shù)逐漸引入到韓國、日本和我國，目前在各地畜禽生產(chǎn)中均有嘗試，但尚未普及，國內(nèi)的研究報道十分有限。本文旨在對蒸汽壓片玉米營養(yǎng)成分的改變及其對肉牛營養(yǎng)物質(zhì)消化率、葡萄糖代謝和氮代謝等方面的影響進行一定的綜述，為我國肉牛生產(chǎn)中推廣利用蒸汽壓片玉米資源提高肉牛的生產(chǎn)性能提供參考依據(jù)。

1 蒸汽壓片玉米營養(yǎng)成分的變化

蒸汽壓片處理對玉米營養(yǎng)成分的影響程度受蒸汽溫度、調(diào)制時間、輥間距、壓片密度、壓片厚度等多種因素的影響，但總體上均表現(xiàn)為玉米淀粉糊化度和淀粉消化率提高。其原因是玉米淀粉在95～100℃蒸汽處理下，水分含量增至18%～20%，此時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)，即為淀粉糊化。糊化后的淀粉水溶性、酶解性和消化率提高。蒸汽壓片玉米的淀粉糊化度一般可達50%～60%。

蒸汽壓片玉米營養(yǎng)價值提高的另一原因是，經(jīng)過蒸汽處理的谷物在兩個軋輥之間通過而被壓成0.8～2.5 mm薄片時，玉米的種皮被完全破壞，使內(nèi)部的營養(yǎng)物質(zhì)暴露面積增大，與動物消化液的接觸面增大，使得營養(yǎng)物質(zhì)消化率提高。并且，在強力的擠壓過程中，淀粉分子被進一步破壞，通過機械作用使淀粉糊化度進一步提高；同時，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，因而消化率提高。事實證明，玉米壓片越薄，容重越小，淀粉糊化率越高。蒸汽壓片玉米的容重約為280～420 g/l，小于普通玉米粒的690～750 g/l，眾多研究報道認為，玉米壓片容重在310～360 g/l時飼喂反芻動物效果較好。當(dāng)容重小于310 g/l時，由于淀粉溶解性過高，容易導(dǎo)致反芻動物干物質(zhì)采食量降低、動物個體間差異變大，甚至發(fā)生瘤胃酸中毒和瘤胃臌氣[2]。

蒸汽壓片處理可能對玉米粗灰分和磷、鉀等可溶性鹽含量有一定影響。有研究報道，壓片前后粗灰分、磷和鉀的含量分別降低了14%、23%和17%。其原因尚不清楚，可能與蒸汽處理過程中可溶性成分溶解之后在壓片過程中損失所致。這部分成分的損失可能對玉米中淀粉、粗蛋白或粗纖維等營養(yǎng)成分的相對含量有一定的提高作用。

2 蒸汽壓片玉米的消化率和能值

有研究對蒸汽壓片玉米淀粉的消化部位進行了測定，發(fā)現(xiàn)蒸汽壓片玉米在瘤胃、小腸、大腸和總消化道降解的比例分別為82.8%、15.6%、1.3%和97.8%，而普通破碎玉米相應(yīng)的比例分別為68.9%、12.9%、8.2%和87.6%。由此可知，淀粉的瘤胃和小腸消化率分別提高20%左右，全消化道提高10%左右[3]。與此類似，也有研究報道蒸汽壓片玉米淀粉的瘤胃消化率由68.3%提高到了84.9%，小腸消化率由54.3%提高到93.6%[4]，全消化道消化率由90%提高到99%[5]。但對于淀粉消化率提高的部位卻有不同見解。有研究認為，蒸汽壓片玉米沒有改變瘤胃淀粉消化率，其瘤胃消化率類似于高水分玉米，但是提高了十二指腸和全消化道消化率[6]。小腸和全消化道消化率分別提高10%和8%[7]。

此外，非淀粉有機物消化率從73%提高到80.6%，使得蒸汽壓片玉米的有機物消化率由84%提高到92.6%[8]。研究表明，含有20%蒸汽壓片玉米的全混合日糧，瘤胃有機物消化率達到80.41%[9]。蒸汽壓片處理對飼料來源的蛋白質(zhì)消化率影響較小，瘤胃氨態(tài)氮水平平穩(wěn)，有利于實現(xiàn)蒸汽壓片玉米能氮利用的同步化，促進菌體蛋白的合成，提高能氮利用效率[10]。這也在一定程度解釋了許多研究中采用較高蒸汽壓片玉米水平時，瘤胃pH值沒有顯著降低的原因[11-12]。

此外，奶牛中的試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，含40%蒸汽壓片玉米的日糧NDF、ADF表觀消化率分別提高了21.96%和23.35%[13]。在與細粉碎玉米的對比試驗中，同樣發(fā)現(xiàn)蒸汽壓片玉米NDF和ADF的表觀消化率分別提高4.78%和18%。但也有研究表明，蒸汽壓片玉米在提高瘤胃淀粉消化率的同時，降低了瘤胃內(nèi)纖維素的消化率，但對總消化道纖維素利用率沒有影響[14]。飼喂不同蒸汽壓片玉米水平的日糧，是否會對肉牛瘤胃氨的利用和菌體蛋白合成以及瘤胃的纖維消化率造成影響，有待于更多的試驗驗證。

由于蒸汽壓片玉米提高了淀粉、粗蛋白和有機物的消化率，因而對育肥牛的代謝能（ME）、維持凈能（NEm）和增重凈能（NEg）均較高，達到3.73、2.46、1.75 Mcal/kg，分別比干碾壓提高12.6%、14%和19%[4]。

3 蒸汽壓片玉米對葡萄糖代謝和氮代謝的影響

蒸汽壓片玉米改變了玉米淀粉的瘤胃發(fā)酵模式。淀粉瘤胃降解的產(chǎn)物主要是各種揮發(fā)性脂肪酸（VFA），其中乙酸、丙酸、丁酸的含量總和達到95%左右。VFA是反芻動物主要的能源物質(zhì)，可提供機體所需能量的70%～80%。這是由于反芻動物對日糧來源的葡萄糖吸收利用十分有限，其維持血糖和正常生命活動所需的葡萄糖90%以上是通過肝腎等器官內(nèi)糖原的異生產(chǎn)生的，而VFA中的丙酸即為糖原異生的主要前體物之一，其貢獻率達到葡萄糖生成總量的45%～75%[4]。普通玉米瘤胃降解以乙酸發(fā)酵為主，而蒸汽壓片玉米瘤胃降解丙酸比例顯著提高。并且與其他玉米加工方式相比，蒸汽壓片玉米具有最高的丙酸產(chǎn)量和最低的乙丙比值[8]。丙酸摩爾比例的增加有利于反芻動物體內(nèi)葡萄糖的合成。同時也在一定程度促進了肝臟中葡萄糖的合成與乳腺中葡萄糖的吸收。研究表明，與蒸汽碾壓谷物相比，蒸汽壓片使肝臟中葡萄糖含量提高7%，乳腺中葡萄糖吸收量增加19%，對于促進肉牛增重和提高牛乳乳糖含量、防止能量缺乏狀態(tài)下氨基酸分解供能，提高氮利用率具有重要意義。

在氮的代謝方面，蒸汽壓片玉米表現(xiàn)出提高氮的吸收、利用和減少氮排泄的趨勢。不僅可以增強乳腺組織對α氨基酸氮的攝入，優(yōu)化氮素在機體內(nèi)的分配，并且可以增加機體內(nèi)尿素再循環(huán)的次數(shù)，提高飼料氮的利用效率。奶牛中的研究表明，蒸汽壓片玉米可以增加乳腺組織對α氨基酸氮的攝取量，比碾壓玉米高出6%，而且大大提高了尿素氮在門靜脈回流組織的凈吸收量[15]。肉牛肝臟和奶牛乳腺組織對α氨基酸氮的攝入各增加了41%和38%[16]。與蒸汽碾壓相比，蒸汽壓片使氨基酸氮的吸收量提高了42%。同時，用蒸汽壓片玉米飼喂肉牛，其糞、尿的排泄總量及氮的排泄量均低于干粉玉米組，并且氨的釋放速度也明顯降低[17]。

在氮的利用方面，蒸汽壓片玉米提高了動物微生物蛋白的產(chǎn)量。表現(xiàn)為瘤胃微生物合成效率增加，菌體蛋白流入真胃和小腸，過瘤胃蛋白質(zhì)的增加[18]。相對于干碾壓玉米，蒸汽壓片玉米微生物蛋白量提高28%，微生物效率提高10%[7]。而飼喂蒸汽壓片玉米使小腸中非氨蛋白質(zhì)、非微生物蛋白質(zhì)、微生物蛋白質(zhì)與氨基酸等都有增加，小腸中的賴氨酸量增加175 g/d，蛋氨酸量增加4 g/d[19]。

究其機理，可能是由于蒸汽壓片玉米改變了營養(yǎng)物質(zhì)在小腸、肝臟、乳腺組織中的分配，使肝臟合成的尿素向瘤胃的轉(zhuǎn)移量增加，使得瘤胃微生物可利用這些循環(huán)尿素合成微生物蛋白質(zhì)，從而提高流入小腸的蛋白質(zhì)量。另一方面，盡管蒸汽壓片處理沒有增加肝臟的氨基酸量，但明顯增加了乳腺中氨基酸的吸收，因此提高了牛乳中蛋白質(zhì)的含量[20-21]。

4 小結(jié)

蒸汽壓片玉米是目前肉牛生產(chǎn)中比較適宜的谷物飼料加工方式，對于肉牛的生長和育肥具有顯著促進作用。美國等肉牛業(yè)發(fā)達的國家多采用高精料高強度育肥，其日糧中的精料比例尤其是能量飼料比例可高達70%～80%，肉牛平均日增重可達1.6～1.8 kg[22]。國內(nèi)有限的研究報道也證明，肉牛日糧中用蒸汽壓片玉米替代30%～90%破碎玉米，肉牛日增重隨蒸汽玉米添加水平的提高逐漸增加，肉牛的屠宰率和熟肉率顯著提高[23]。這與蒸汽壓片玉米營養(yǎng)成分的改變和消化率的提高，以及蒸汽壓片玉米對葡萄糖代謝、氮代謝的影響有密切關(guān)系。在我國目前的肉牛生產(chǎn)中以秸稈和青貯飼料為主的條件下，充分利用蒸汽壓片玉米資源，發(fā)揮其對于營養(yǎng)物質(zhì)消化利用率的提高作用，對于提高肉牛增重、提高產(chǎn)肉率和肉質(zhì)等方面具有一定的應(yīng)用價值。