■孔凡林 王 炳 刁其玉 屠 焰

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所奶牛營(yíng)養(yǎng)學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081）

犢牛出生時(shí)消化方式與單胃動(dòng)物相似，主要依靠采食母乳來(lái)滿足生長(zhǎng)需要[1]。隨著早期斷奶技術(shù)的日益推廣，代乳品逐漸受到了人們的重視。蛋白質(zhì)作為代乳品中重要的營(yíng)養(yǎng)素之一，對(duì)犢牛的生長(zhǎng)發(fā)育和后續(xù)生產(chǎn)性能的提高有著重要的影響。在代乳品的傳統(tǒng)加工工藝中通常使用乳源性蛋白質(zhì)，如脫脂乳蛋白、乳清蛋白濃縮物等[2]，但由于近年來(lái)人們對(duì)于乳源蛋白的需求量逐漸增大，乳源蛋白的價(jià)格也在隨之升高，結(jié)合我國(guó)幼齡反芻動(dòng)物哺乳期較長(zhǎng)這一特點(diǎn)[3]，使用乳源蛋白造成的犢牛飼養(yǎng)成本的增加對(duì)代乳品加工商和整個(gè)畜牧業(yè)來(lái)說(shuō)是致命的打擊。另外，在人營(yíng)養(yǎng)方面，“雙蛋白”這一概念早在2006年就已經(jīng)被提出，發(fā)展至今也已經(jīng)突破了動(dòng)植物蛋白（大豆蛋白+牛奶蛋白）氨基酸互補(bǔ)的營(yíng)養(yǎng)學(xué)觀點(diǎn)，上升到了利用現(xiàn)代科技成果來(lái)探究動(dòng)植物蛋白之間的營(yíng)養(yǎng)量效關(guān)系和奇特蛋白分子效應(yīng)上，而在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)領(lǐng)域，代乳品中蛋白質(zhì)的研究還處在簡(jiǎn)單的混合物階段。Cruywa?gen等[4]使用大豆粉、乳清粉和保留初乳的混合物替代母乳，在保持犢牛采食量和體重不變的基礎(chǔ)上，成功地使養(yǎng)殖成本下降67%～70%，但Raeth等[5]的研究表明，在保持蛋白質(zhì)水平不變的條件下，分別使用小麥蛋白和大豆?jié)饪s蛋白與乳清蛋白以1∶1的比例飼喂?fàn)倥r(shí)，犢牛的日增重和采食量顯著下降，當(dāng)使用小麥蛋白、大豆?jié)饪s蛋白和乳清蛋白以1∶1∶2的比例飼喂時(shí)，犢牛的日增重、臀高和采食量不受影響，所以雙蛋白的添加比例以及使用多種植物蛋白時(shí)產(chǎn)生的互作效應(yīng)還有待研究。本文將綜合中國(guó)農(nóng)科院反芻動(dòng)物生理與營(yíng)養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室多年來(lái)部分研究結(jié)果，結(jié)合國(guó)內(nèi)外其他研究進(jìn)展，系統(tǒng)闡述了犢牛早期斷奶后代乳品中的適宜蛋白質(zhì)水平、雙蛋白的適宜比例以及在此基礎(chǔ)上研究得出的氨基酸限制性順序、適宜添加量和添加比例。

1 代乳品中的蛋白質(zhì)水平

蛋白質(zhì)作為重要的營(yíng)養(yǎng)素之一長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)受到營(yíng)養(yǎng)學(xué)家的重視，關(guān)于蛋白質(zhì)的報(bào)道也層出不窮。代乳品作為替代母乳出現(xiàn)的產(chǎn)品，其蛋白質(zhì)水平也應(yīng)該與母乳相似，過低的蛋白質(zhì)水平不能滿足動(dòng)物正常的生長(zhǎng)發(fā)育，而過高的蛋白質(zhì)補(bǔ)充既造成資源的浪費(fèi)也污染環(huán)境，同時(shí)還提高了代乳品的加工成本。Morrison等[6]的研究就表明，飼喂蛋白質(zhì)水平為27%的犢牛代乳品，與21%水平相比，在犢牛90日齡時(shí)體尺和體重并沒有顯著的差異，且后續(xù)兩組犢牛的產(chǎn)奶性能也沒有顯著差異。岳喜新等[7]以羔羊?yàn)樵囼?yàn)動(dòng)物同樣證明了在代乳品中添加高水平蛋白質(zhì)不會(huì)提高羔羊的生產(chǎn)性能和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率，反而會(huì)降低某些指標(biāo)。李輝等[8]以高（26%）、中（22%）、低（18%）三種蛋白質(zhì)水平的代乳品飼喂荷斯坦公犢牛，研究發(fā)現(xiàn)飼喂22%蛋白質(zhì)水平代乳品的犢牛在體重等生產(chǎn)性能方面高于其他兩組，飼喂22%蛋白質(zhì)水平組增重速度最高。然而，郭峰等[9]研究認(rèn)為，25%的蛋白質(zhì)水平更加適宜肉用品種犢牛的生長(zhǎng)。造成以上結(jié)果差異的原因可能主要是由于試驗(yàn)犢牛的品種不同，此外能量、代乳品供給模式不同也對(duì)結(jié)果有一定影響[10]。

2 動(dòng)植物蛋白添加比例

乳源蛋白和植物源蛋白結(jié)合添加能達(dá)到氨基酸更加平衡的互補(bǔ)效果，常見的植物源蛋白有大豆蛋白、小麥蛋白、花生蛋白和大米蛋白等，大豆蛋白又可以根據(jù)加工工藝的不同分為大豆粉、大豆?jié)饪s蛋白、大豆分離蛋白等。對(duì)于在實(shí)際生產(chǎn)中反芻動(dòng)物幼畜能否適應(yīng)植物源蛋白這一問題。范志影[11]研究中使用以植物源蛋白為唯一蛋白源的代乳粉飼喂羔羊，研究不同蛋白質(zhì)來(lái)源代乳粉對(duì)羔羊體增重的影響，研究發(fā)現(xiàn)隨母哺乳組在15～30日齡階段的體增重顯著高于飼喂乳源蛋白和植物源蛋白的代乳品組，但到達(dá)75～90日齡時(shí)，飼喂植物源蛋白代乳品組的體增重顯著高于隨母哺乳組，且在數(shù)值上也略高于飼喂乳源蛋白代乳品組，從15～90日齡整體的體增重來(lái)看，植物源蛋白代乳品組的體增重和其余兩組相比差異不顯著，結(jié)果表明使用植物源蛋白或乳源蛋白配制代乳品可具有相似的飼養(yǎng)效果。

在明確了植物源蛋白的利用潛力和代乳品中蛋白質(zhì)的添加水平后，探究動(dòng)植物蛋白源的適宜添加比例就顯著尤為重要。為此，國(guó)內(nèi)外科研人員對(duì)動(dòng)植物蛋白源添加比例開展了研究，Raeth等[5]的研究認(rèn)為只要不少于40%的保留初乳添加量或不少于60%的乳清蛋白添加量即可確保犢牛的正常生長(zhǎng)發(fā)育，Ghorbani等[12]研究證明可以使用75%乳源蛋白和25%植物源蛋白的組合進(jìn)行飼喂，與100%乳源蛋白相比縮短斷奶日齡10 d，在此基礎(chǔ)上加上使用代乳品代替初乳所節(jié)省的飼養(yǎng)成本，成本節(jié)約35%[13-14]。但Wittek等[15]研究認(rèn)為，在代乳品中加入7.7%的大麥蛋白會(huì)使得皺胃的排空速率加快，若繼續(xù)加大植物源蛋白的添加比例可能引起犢牛腹瀉，而腹瀉是威脅犢牛健康成長(zhǎng)的重要制約因素之一。另外一個(gè)制約植物源蛋白推廣的原因在于植物源蛋白中含有抗?fàn)I養(yǎng)因子，例如大豆中含有的胰蛋白酶抑制因子。犢牛出生后消化系統(tǒng)并不完善，若不能準(zhǔn)確地使用濕熱處理對(duì)抑制因子進(jìn)行清除，則會(huì)引起犢牛的消化代謝問題[16]。李輝[17]研究發(fā)現(xiàn)，乳源蛋白和改性大豆粉蛋白添加比例分別為2∶8，5∶5和8∶2的代乳品對(duì)犢牛生長(zhǎng)性能的影響沒有顯著差異，但犢牛瘤胃單位面積的乳頭數(shù)隨植物蛋白的添加比例增加而減少，瘤胃乳頭較大，瘤胃壁顏色較深，這說(shuō)明飼喂植物源蛋白的犢牛，其瘤胃乳頭發(fā)育較為成熟，而消化系統(tǒng)的提前發(fā)育對(duì)成年畜生產(chǎn)性能的提高有重要作用[18]，所以該試驗(yàn)得出的結(jié)論是雙蛋白代乳品中植物蛋白的含量在50%～80%時(shí)不會(huì)影響犢牛的生長(zhǎng)發(fā)育，反而促進(jìn)消化系統(tǒng)的發(fā)育提前成熟。

“雙蛋白”這一廣義的概念并不意味著植物源蛋白的添加種類只能是一種，在人營(yíng)養(yǎng)方面，提出“雙蛋白”工程的目的便在于平衡膳食，優(yōu)化膳食結(jié)構(gòu)，改善營(yíng)養(yǎng)狀況。因此，在代乳品之中加入兩種或兩種以上的植物源蛋白對(duì)于平衡氨基酸，優(yōu)化家畜的膳食結(jié)構(gòu)尤為重要。為明確多種植物源蛋白和乳源蛋白同時(shí)添加在代乳品中時(shí)的添加比例，黃開武[19]對(duì)此開展了研究，在該研究中使用大豆?jié)饪s蛋白、大米分離蛋白、小麥水解蛋白和花生濃縮蛋白與乳源蛋白進(jìn)行多種組合，根據(jù)代乳品中蛋白源不同分別記為VP1組（30%乳源蛋白+70%大豆?jié)饪s蛋白）、VP2組（30%乳源蛋白+35%大豆?jié)饪s蛋白+35%大米分離蛋白）、VP3組（30%乳源蛋白+23.4%大豆?jié)饪s蛋白+23.3%大米分離蛋白+23.3%小麥水解蛋白）、VP4組（30%乳源蛋白+23.4%大豆?jié)饪s蛋白+23.3%大米分離蛋白+23.3%花生濃縮蛋白）、VP5組（30%乳源蛋白+17.5%大豆分離蛋白+17.5%大米分離蛋白+17.5小麥分離蛋白+17.5%花生濃縮蛋白），研究發(fā)現(xiàn)，在50～63 d內(nèi)，VP4組的平均日增重顯著高于VP1組，雖然各組之間21～63 d的平均日增重差異不顯著，但是VP4組較VP1組高出123.4 g，這對(duì)實(shí)際的生產(chǎn)過程有明確的指導(dǎo)意義。另外試驗(yàn)還研究了蛋白質(zhì)組成對(duì)斷奶前犢牛開食料干物質(zhì)采食量及飼料轉(zhuǎn)化率的影響，其中 VP4、VP5組犢牛21～63日齡的開食料干物質(zhì)采食量顯著地高于VP1組，在飼料轉(zhuǎn)化率差異不顯著的條件下也解釋了VP4、VP5組平均日增重高于VP1組的原因。綜合來(lái)看，VP4組（30%乳源蛋白+23.4%大豆?jié)饪s蛋白+23.3%大米分離蛋白+23.3%花生濃縮蛋白）效果最佳，同樣也證明了由多種植物蛋白組成的代乳品具有組合效應(yīng)，飼喂效果要優(yōu)于單一植物源蛋白加乳源蛋白的組合。

3 氨基酸添加水平與理想氨基酸模式

在確定代乳品中適宜蛋白質(zhì)水平和動(dòng)植物蛋白添加比例后，從營(yíng)養(yǎng)學(xué)和科研的角度來(lái)看，代乳品中氨基酸組成與比例仍有巨大的挖掘潛力。眾所周知蛋白質(zhì)是多種氨基酸經(jīng)酰胺鍵連接起來(lái)的多肽鏈，氨基酸的種類和數(shù)量決定蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)，在幼齡反芻動(dòng)物瘤胃尚未發(fā)育之前，代乳品中的蛋白質(zhì)經(jīng)過瘤胃被小腸中的蛋白酶分解成小肽或氨基酸，隨后被小腸壁吸收，所以蛋白質(zhì)本身的氨基酸組成影響其在小腸的生物學(xué)效價(jià)[20]，如果蛋白質(zhì)中某種氨基酸過剩，多余的氨基酸將經(jīng)過脫氨基作用被當(dāng)做能源利用起來(lái)，或是被當(dāng)做體脂蓄積起來(lái)，當(dāng)供應(yīng)量超出一定范圍時(shí)甚至?xí)绊憴C(jī)體的新陳代謝進(jìn)而引發(fā)疾病[21]，如果代乳品中各種氨基酸的含量及其比例剛好等于動(dòng)物對(duì)必需氨基酸的需要量，此時(shí)氨基酸的利用率最高。由于NRC并未給出犢牛的理想氨基酸模式，所以探究代乳品中必需氨基酸的需要量和適宜添加比例就顯著尤為重要，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的研究發(fā)現(xiàn)賴氨酸（Lys）、蛋氨酸（Met）和蘇氨酸（Thr）在犢牛體內(nèi)發(fā)揮著極其重要的功能，減少飼糧中Lys或Met水平會(huì)提高腹瀉率和腹瀉的頻率[22]，Met過量會(huì)降低犢牛的干物質(zhì)采食量和日增重[21]，而Thr可促進(jìn)動(dòng)物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成[23]。在已經(jīng)確定代乳品中最佳蛋白質(zhì)水平后，關(guān)于代乳品中賴氨酸的最佳添加量有一定的研究[17]，該研究仍使用雙蛋白代乳品作為試驗(yàn)日糧，但賴氨酸水平不同，分為高氨基酸組（2.27%）、中氨基酸組（1.82%）、低氨基酸組（1.39%），研究發(fā)現(xiàn)中氨基酸組攝入N顯著高于低氨基酸組，但中氨基酸組的留存N、留存N與吸收N比值和存留N與攝入N比值均大于低氨基酸組和高氨基酸組，另外，中氨基酸組的平均日增重也是均大于其余兩組，所以該試驗(yàn)說(shuō)明雙蛋白代乳品中賴氨酸的適宜水平為1.82%。

王建紅[24]在總結(jié)前人關(guān)于Lys、Met和Thr適宜比例研究的基礎(chǔ)上，通過依次扣除30%Lys、Met和Thr含量，探究雙蛋白代乳品中適宜的氨基酸比例和氨基酸的限制性順序，研究發(fā)現(xiàn)不同飼糧模式下的犢牛和不同日齡的犢牛擁有不同的氨基酸適宜比例，但統(tǒng)一的氨基酸限制性順序?yàn)長(zhǎng)ys、Met和Thr。

在保證Lys、Met、Thr比例適宜的情況下，王建紅[24]通過設(shè)置不同的Lys、Met、Thr含量梯度，分別為高、中、低水平組，探究了不同氨基酸水平對(duì)犢牛采食量、日增重和飼料轉(zhuǎn)化率的影響，研究結(jié)果顯示高含量組顯著提高犢牛的飼料轉(zhuǎn)化率，體重和總采食量，雖然與其他兩組相比差異不顯著，但在數(shù)值上均高于其余兩組，這也說(shuō)明了高水平組即2.82%Lys、0.84%Met和1.82%Thr可以更好地促進(jìn)犢牛的生長(zhǎng)。此外，隨著氨基酸水平的升高，犢牛血清中白蛋白的含量也隨之升高，相反的是高水平組犢牛血清中尿素氮的含量最低，這兩者都說(shuō)明了高水平組犢牛對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收情況較好，也印證了高水平組飼料轉(zhuǎn)化效率高的現(xiàn)象，但這與李輝得出的結(jié)論不同，可能的原因是李輝并未在最適宜氨基酸模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行氨基酸最佳水平的研究，所以除賴氨酸外其他氨基酸的缺失可能對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成影響。綜合來(lái)說(shuō)，雙蛋白代乳品在最佳蛋白質(zhì)水平和最佳氨基酸模式的條件下，2.82%Lys、0.84%Met和1.82%Thr的添加水平對(duì)犢牛生長(zhǎng)最有利。

4 小結(jié)

植物蛋白作為一種獲取途徑廣泛，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高的蛋白質(zhì)資源，與乳源蛋白結(jié)合可以獲得不弱于全乳源蛋白代乳粉的使用效果。另外，植物蛋白對(duì)于促進(jìn)犢牛消化器官的發(fā)育，提高犢牛的免疫和健康狀況有著其自身特殊的功效。目前，關(guān)于雙蛋白代乳品的研究還不夠充分，除蛋白質(zhì)和氨基酸以外的其他營(yíng)養(yǎng)素還沒有得到較為系統(tǒng)的研究，飼喂雙蛋白代乳品對(duì)于犢牛消化道微生態(tài)和消化吸收功能的影響、對(duì)后續(xù)生產(chǎn)性能的影響也缺乏相關(guān)報(bào)道，所以，關(guān)于雙蛋白代乳品的營(yíng)養(yǎng)潛力還需要更多研究來(lái)揭示，從而為犢牛培育階段的精準(zhǔn)飼喂提供更多的理論依據(jù)。