瘤胃保護脂肪在奶牛生產中的應用

tianjianmin

                                                 瘤胃保護脂肪在奶牛生產中的應用
過去20年，大量的研究表明：能量是高產奶牛發揮產奶潛力的重要因素，補充瘤胃保護性脂肪是滿足奶牛能量需要，提高產奶量，改善奶牛繁殖性能和健康的重要措施。本文綜述了瘤胃保護性脂肪在奶牛生產中的應用，供奶牛生產者參考。
1 能量負平衡的危害
    圍產期奶牛干物質采食量大幅度下降，泌乳前期采食量增加滯后于產奶量增加，導致奶牛處于能量負平衡，降低產奶量，影響產奶遺傳潛力的發揮。Ensminger等（1990）和Stockes（1999報道，乳牛泌乳高峰期每增加 1 kg產奶量，泌乳全期產奶量增加 200～250kg。能量負平衡導致奶牛動用體貯存，分解體脹，增加酮病和脂肪肝的發生，降低繁殖性能和對疾病的抵抗力。臨床和亞臨床酮病能繼發引起產褥熱。酮病和產褥熱的發生，大大增加奶牛真胃異位。胎衣不下、乳房炎、子宮內膜炎等疾病的發生率，亦顯著影響產奶性能和繁殖性能，增加淘汰率，縮短奶牛的使用年限（ Hoard’s乳農公司，1993；Galligan和Ferguson，1996）。產犢后的前50 d是疾病發生率最高時期（Galligan和 Ferguson，1996），泌乳期約50％的奶牛伴隨著至少一種以上的疾?。˙igrass－Poulin等，1990）。酮病、產褥熱、真胃移位，胎衣不下等在美國的發生率分別為5、8、＞3和5％－10％，頭牛造成的經濟損失分別為 145、334、340和 285美元（Hoard’S乳農公司，1993）。Sischo。等（1990）估計，所有疾病的成本約為每頭每年120美元，其中52 ％為淘汰牛成本，24 ％為疾病處理的成本。
2 泌乳前期奶牛飼喂脂肪的重要性
    乳牛生產水平、營養需要、泌乳期生理變化。繁殖性能和環境因素等在不同程度上決定了奶牛飼喂脂肪的重要性。
　　2.1 產奶水平奶牛的產奶凈能需要決定于產奶水平。荷斯坦乳牛牛奶平均含有3.6％脂肪、3.15％蛋白質、4.73％乳糖和8.73％的非脂固形物。 3.5％脂肪校正乳約含 0.70 Mcal／kg的能量（Mu，2002）。據NRC（2001）估計，體重680 kg的荷斯坦乳牛，維持體況，每天泌乳25、35和45kg，產奶凈能需要量為27.9、34.8和41.8 Mcal／d。奶牛產奶曲線表明：產奶水平越高的奶牛，泌乳高峰期越早，維持泌乳高峰的時間越長，這需要奶牛能從日糧中盡可能多地獲得產奶所需的凈能。
　　2.2 干物質采食量  產犢前2～3周，胚胎生長迅速，需要較高的營養，但奶牛食欲下降，干物質采食量的大幅度下降甚至達30％以上；產犢后產奶量迅速增加，約4～8周達到產奶高峰，而最大干物質采食量的出現通常在產后10～14周（NRC，1989）。圍產期奶牛缺乏良好的飼養管理。飼料適口性差，日糧營養不均衡，最大采食量的出現可能更遲。采食量增加滯后于產奶量的增加，導致能量負平衡。因此，需要增加產犢前和泌乳前期奶牛飼料的能量濃度。
　　2.3 體重損失   圍產期和泌乳前期，奶牛體重損失，脂肪組織分解脂肪產生非脂化的脂肪酸（NEFA）。大部分NEFA在肝臟氧化產生能量，但當血糖和胰島素的濃度較低時，NEFA不完全氧化產生酮體。一部分NEFA在肝臟被重新脂化，或構成極低密度脂蛋白（VLDL）輸出到乳腺組織，或貯存于肝臟形成脂肪肝。奶牛肝臟吸收NEFA的能力大于肝臟輸出脂肪的能力。奶牛產犢前后隨著血糖和NEFA含量增加，血液酮體含量和肝臟脂肪含量增加的動態變化，表明動員體脂以滿足產奶凈能需要，這將增加酮病和脂肪肝的危險（Veenhuizen等，1991）。
　　2.4 繁殖性能  美國奶牛協會調查的結果表明：奶牛產奶量從 1951年平均4500 kg增加到 1996年的9000 kg，而受胎率卻由68％降低到40％左右。泌乳前期奶牛體況損失與其繁殖性能存在強相關。 Bulter和Smith（1989）曾報道，泌乳首30 d內奶牛體況損失小于0.5、0.5～1.0和大于1.O，奶牛產犢至首次排卵的天數分別為28、38和44d，首次配種的受胎率分別為65％、53％和17％。高產奶牛能量負平衡導致其繁殖性能下降的主要原因有：配種時奶?；旧显诿谌榍捌?，體況損失推遲發情周期，降低受胎率和懷孕率，增加空懷天數；血液孕激素水平下降，降低胚胎存活率卵巢血液流量降低，卵泡發育不正常。補充脂肪能改善奶牛體況和發情狀況，提供合成孕激素的前體物——膽固醇，增加孕激素的濃度，刺激卵泡發育。
　　2.5 脂肪增加日糧能量濃度   粗飼料和青貯飼料的產奶凈能約1.1～1.5 Mcal/kg，谷物和油籽餅粕的產奶凈能為 1.7－2.7 Mcal/kg，油和脂肪產品的產奶凈能為5～6 Mcal/kg（NRC，2001）。我國許多奶牛場采取提高日糧精粗比例，大量飼喂含有高淀粉的玉米等谷物，以增加日糧能量濃度。該措施存在兩個缺陷：大量飼喂精料限制了奶牛粗飼料的采食量，影響瘤胃微生物菌群，降低乳脂率；淀粉類精料在瘤胃迅速發酵能引起瘤胃pH值下降，嚴重時可能導致瘤胃酸性和發生酸中毒等代謝紊亂，降低繁殖性能，增加蹄葉炎的發生（Block和  Sanchez，2000；NRC，2001）。與精飼料相比，脂肪可以提供2～3借以上的產奶凈能，能顯著增加日糧能量濃度，同時保證粗飼料的攝入量。
　　2.6 熱應激   中國荷斯坦奶牛源于溫帶和寒帶地區，耐寒而不耐熱。在高溫潮濕地區和夏季，荷斯坦奶牛產奶量平均下降超過30％（黃昌澍，1986）。高溫還顯著降低奶牛繁殖性能（穆玉云，1990）。高溫使奶牛經受熱應激，降低采食量和乳腺、子宮、卵巢的血流量。補充脂肪能降低體內的熱負荷，減輕熱應激危害。
3 脂肪類型對瘤胃微生物的影響
    飼料脂肪包括半乳脂。甘油脂肪和磷脂。在瘤胃微生物酶的作用下，半乳脂分解成半乳糖和甘油，甘油脂肪分解成脂肪酸和甘油，磷脂分解成脂肪酸和甘油或半乳糖等；微生物繼續降解半乳糖和甘油為揮發性脂肪酸，用于合成微生物脂肪，甘油用作提供瘤胃微生物活動所需的能量，或被瘤胃壁吸收；飽和脂肪酸在瘤胃穩定，直接通過瘤胃到達真胃和小腸；不飽和脂肪酸一部分被瘤胃微生物氫化成飽和脂肪酸，另一部分被同分異構形成異位脂肪酸（trans fatty acids）或共扼亞油酸（conjugated linoleic acids），微量不飽和脂肪酸可能通過瘤胃直接進人真胃和小腸（Dorean和Chilliard，1997）。
    動植物油是常用的飼料脂肪，均含有大量不飽和脂肪酸。添加這類未保護的脂肪，過量的不飽和脂肪酸在瘤胃未被氫化，對瘤胃微生物具有毒性，降低粗纖維的消化（NRC，2001）。此外，使用不飽和脂肪酸含量高的脂肪，能增加乳脂中不飽和脂肪酸的含量，使牛奶容易變質，縮短牛奶的保質期（Doreau和Chillrad，1997，Kennelly和Glimm，1998）。使用魚油可能使牛奶含有魚腥味，使用牛油和豬油不方便，甚至面臨感染瘋牛病和口蹄疫的危險。瘤胃保護脂肪由于某種方式在瘤胃中保持穩定，不被瘤胃微生物分解，也不影響瘤胃微生物活動，通過瘤胃直接進入真胃和小腸（Doreau和Chillard，1997）。被吸收的脂肪提供產奶所需的能量和乳脂合成的原料，減少體脂的動用（Mansbridge和Blake，1997），并提供合成孕激素的前體物（Staple和Thateher，1997）。因此，瘤胃保護脂肪是奶牛最適宜的能量添加劑。
4 如何保護脂肪
    瘤胃保護脂肪是通過不同的技術途徑保護脂肪，主要有以下幾種方式。
　　4.1 全脂油籽  大豆、棉籽、菜籽等是脂肪、蛋白質和碳水化合物的結合物，與其植物油比較，能夠提供一定程度的瘤胃保護效果，對瘤胃微生物活動和粗纖維的消化影響相對較小。膨化大豆和油類籽實的餅粕提供類似的脂肪保護效果。但瘤胃保護脂肪性能很大程度上受加工過程的影響，所含有的不飽和脂肪酸影響采食量和乳脂率。
4.2 化學加工
　　4.2.1 脂肪酸氫化   通過化學加氫反應，由不飽和脂肪酸生產飽和脂肪酸，故稱為氫化脂肪，屬游離脂肪酸產品。由于可能存在不完全氫化，一些脂肪酸可能不是瘤胃保護性脂肪酸，也可能是異位脂肪酸。氫化脂肪酸和異位脂肪酸在小腸的消化率低于天然的脂肪酸。
　　4.2.2 脂肪酸鈣化    通過皂化反應，由長鏈脂肪酸合成脂肪酸鈣鹽，該類產品簡稱為鈣皂。在正常的瘤胃液pH下，脂肪酸鈣鹽是穩定的。如果瘤胃液pH下降，能夠導致鈣與脂肪酸分離，所分離的不飽和脂肪酸可抑制瘤胃微生物活動。
　　4.2.3包被脂肪   脂肪被處理的蛋白質或碳水化合物包裹，使脂肪在瘤胃中保持穩定。由于包被的效果有異、包被材料的特征不一，以及反芻活動對包被材料的可能破壞，產品的過瘤胃性能需仔細評價。
　　4.2.4 物理加工    通過物理分餾的方法獲得飽和脂肪，由于熔點高于瘤胃液的溫度在瘤胃中保持穩定，因此又稱穩定性脂肪。瘤胃pH下降不影響該類脂肪的過瘤胃特征。
5 瘤胃保護脂肪的使用效果
    在奶牛日糧中，尤其是高產奶牛，適量補充瘤胃保護脂肪，能夠獲得明顯的生產效果和經濟效益。目前，在奶牛業發達國家，如美國、德國、法國、英國、丹麥、荷蘭、日本、韓國和澳大利亞，飼喂瘤胃保護脂肪產品是保持乳牛高產和穩產的基本措施之一。奶牛日糧中補充瘤胃保護脂肪的主要效果為：增加奶牛日糧的產奶凈能，改善養分的利用，提高產奶量；直接增加血液中脂肪酸濃度，增加乳腺的脂肪酸供應量，提高乳脂率，調控乳脂脂肪酸的組成；減少體脂損失，增加孕激素和前列腺素的合成和分泌，改善繁殖性能；改善奶牛體況，
減少代謝疾病的發生，增加對疾病的抵抗力，降低淘汰率；減少熱負荷，增加奶牛抗熱應激的能力。
    Manner（2002）總結了瘤胃保護脂肪對奶牛（＞25 kg/d）生產性能影響的60篇論文，結果如下：瘤胃保護脂肪添加量占干物質的2％～8％，能夠增加 1.8～3.5 kg的產奶量，改善乳脂率0.1～0.4個百分點（或2％～15％），降低乳蛋白含量0.01～0.18個百分點（0.5％～6％），但不影響乳蛋白產量，在泌乳首 100 d內使用瘤胃保護脂肪能獲得滿意的經濟效果。
　　Staple和Thatcher (1997)報道，補充瘤胃保護脂肪顯著增加懷孕率和受胎率15％以上。表1總結了發表的添加瘤胃保護脂肪對繁殖性能的影響的6篇論文，結果為：使用瘤胃保護脂肪增加第1次配種受胎率26 ％，增加第2～4次配種的受胎率74％，平均增加懷孕和受胎率27％，縮短空懷天數6.8 d，減少每胎人工授精0.4次。
表1添加瘤胃保護脂肪對繁殖性能的影響
        瘤胃保護脂肪添加量        試驗牛數        受胎率（配種序數）        受胎率/情孕率        空懷天數        每胎人工授精次數
Schneider等，1988        0g        54        43(1)        72(PR)                2.3
        500g/d        54        60(1)        87(PR)                1.8
Sklan等，1989        0g        54        28(1)        58(PR)        86        
        500g/d        54        44(1)        76(CR)        74        
Ferguson等，1990        0        138        43（1）        86（CR）        96        1.96
        2％DN        115        59(1)        93(CR)        92        1.57
Sklan等，1991        0        48        42（1），25（2～4）        62（PR）        149        2.9
        2.6％DM        51        39(1),43(2～4)        82(PR)        115        2.4
Garcia和Bojalil1998        0        21        33(1),31(2)        52(PR)        76        1.35
        2.2%DM        22        45(1),75(2)        86(PR)        84        1.45
Scott等，1995        0g        223        49(1)39(2)        93(CR)        138        1.2
        450%g/d        220        46(1),42(2)        98(CR)        146        0.5
與對照組比                        +26%（1）        +27%        -6.8        -0.4
較平均改善                        +74%（2）        （PR/CR）               
  注：DM：干物質；CR：受胎率；PR：懷孕率。
6 飼料脂肪的適宜添加量
    奶牛飼料脂肪攝入量應等于乳脂的總產量（Palmquist，1993）。奶牛從精粗飼料攝取的脂肪量約占干物質的3％，乳脂產量與精粗飼料脂肪供應量的差值應為日糧脂肪的添加量。隨著脂肪添加量增加直至日糧于物質的3％，產奶量相應地顯著增加，繼續增加脂肪添加量，產奶量仍繼續增加，但增加幅度下降，當添加量超過于物質5％時，產奶量明顯下降（Drackley，1999）。脂肪添加量過高導致產奶量下降，可能是因為能量和其他養分不平衡或飼料采食量下降。適宜的脂肪添加量為子物質的3％～5％。
    瘤胃保護脂肪添加量受產奶水平、泌乳階段、日糧配方、青粗飼料質量等影響。通常高產牛（大于 8000 kg／年）和中產牛（5000～8000 kg／年）每天脂肪攝入量分別為 1000～1500 g和 700～1000 g，每天瘤胃保護脂肪的適宜添加量分別為400～1000 g和 200～500 g。
7 瘤胃保護脂肪使用時的注意要點
    正確使用瘤胃保護脂肪產品，需要考慮應用中的效果、適宜劑量、產品特征、日糧調整和飼養管理等因素。
　　7.1 應用效果  奶牛對瘤胃保護脂肪的反應表現為產奶量增加，乳脂率提高，受胎率增加，體況改善，代謝疾病的發生率降低。綜合上述應用效果以及鮮奶價格、奶牛產犢間隔延長所增加的飼養成本、疾病治療成本、淘汰成本等因素，評價瘤胃保護產品的經濟效益。
　　7. 2適宜劑量   生產者需要根據產奶水平、日糧類型、青粗飼料品質以及添加脂肪所能獲取的效益來綜合考慮，確定適宜添加劑量。瘤胃保護脂肪產品在德國奶牛日糧的添加劑量為干物質的5％一7％，美國和英國的添加劑量甚至高達于物質的10％。這些大劑量添加主要因為奶牛的生產水平很高（德國、美國的奶牛平均產奶水平高于9000 kg）和日糧中精料采食量占干物質的 30％～40％。就中國奶牛的飼養實踐而言，瘤胃保護脂肪添加劑量以干物質的2％～5％較為適宜。
　　7.3 產品特征   不同產品的脂肪含量和消化率不同，所含有的產奶凈能值存在差異。瘤胃保護脂肪的加工工藝不同，產品在瘤胃的保護性和穩定性不同，瘤胃的環境條件變化，如瘤胃pH變化，有可能影響產品的過瘤胃效果。脂肪酸鈣鹽的適口性較差，影響干物質采食量，降低乳蛋白含量。氫化脂肪在小腸的消化率較低。上述因素在選用時均需考慮。
　　7.4 配方調整  適當的配方調整能充分發揮瘤胃保護脂肪的效果。日糧應提供充足的纖維水平，NDF至少達22％，ADF為19％－20％；日糧
鈣含量如為正常水平應增加0.1％～0.2％，日糧鎂含量保持在0.25 ％～0.30 ％（Hutijen，1997）。還應考慮適量增加日糧中瘤胃降解蛋白和過瘤胃蛋白的含量，以維持乳蛋白水平不致因為產奶量增加而下降。
　　7.5 添加劑    每天補充6～ 12 g煙酸、10 g過瘤胃蛋氨酸或20～30 g過瘤胃賴氨酸，或每天補充20～30 g過瘤胃膽堿，與補充瘤胃保護脂肪等合并使用，這對提高產奶量、乳脂率和乳蛋白水平，降低代謝疾病，改善繁殖性能等均具有顯著的協同效果。
　　7.6 飼養管理  日糧中使用與停用瘤胃保護脂肪均需要逐漸過渡，以使奶牛有時間調整飼料采食量和瘤胃微生物菌群。
8 不同瘤胃保護脂肪產品比較
    目前國際市場上主要有3類瘤胃保護脂肪產品：瘤胃穩定性脂肪（百事美脂肪粉-Bergafat T300，德國百事美有限公司生產）、氫化脂肪和脂肪酸鈣鹽。脂肪酸鈣鹽和氫化脂肪有多種品牌，但脂肪酸組成十分類似。這些產品的脂肪酸組成和產品使用存在明顯差異。
　　8.1 脂肪含量和脂肪酸組成見表2。
表2國際市場上主要瘤胃保護脂肪產品脂肪含量和脂肪酸組成
瘤胃保護脂肪產品        穩定性脂肪*        脂肪酸鈣鹽        氫化脂肪
脂肪含量（%）        >99.5        80～84        >99.0
脂肪酸組成（占脂肪的%）                           
C14:0以下        < 3.5        < 2        < 3.5
C16:0        75～90        43～45        45～55
C18:0        5～10        4～8        35～47
C18:1        5～10        38～42        4～8
C18:2和C18:3        < 3        8～11        1～2
C20：0以上        < 1        < 1        < 1
     由表2可知，穩定性脂肪粉和氫化脂肪為純脂肪，脂肪酸鈣鹽平均含82％的脂肪；穩定性脂肪粉富含棕櫚酸，不飽和脂肪酸含量不超過13％；脂肪酸鈣鹽主要由棕櫚酸和油酸組成，飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸各約占50 ％；氫化脂肪主要由棕櫚酸和硬脂酸組成，不飽和脂肪酸含量在10％以下。
    脂肪含量和脂肪酸組成影響產品的產奶凈能、脂肪的消化以及乳脂的脂肪酸組成。飽和脂肪酸的消化率隨碳鏈延長而降低，不飽和脂肪酸的消化率大于飽和脂肪酸。Doreau和Milliard（1997）根據在丹麥、美國、法國、德國、澳大利亞和英國所進行的17個試驗49個日糧的試驗結果計算：C14:0、C16:0、C18:0、C20:0、C22:0的脂肪酸消化率分別為 69％、79％、73％、70 ％和 66％，C18:1、C18:2和C18:3的脂肪酸消化率分別為85％、83％和76％。根據這一結果計算，假定上述3類瘤胃保護脂肪均完全過瘤胃，每千克產品可以提供的可消化脂肪分別為：穩定性脂肪粉約789 g，脂肪酸鈣鹽約 667 g，氫化脂肪約760 g。
    脂肪酸鈣鹽在瘤胃pH下降時所分離的游離脂肪酸，可能被瘤胃微生物氫化或同分異構，產生氫化或異位脂肪酸。氫化脂肪可能存在異位脂肪酸，考慮氫化脂肪酸和異位脂肪酸在小腸的消化率會降低，穩定性肪粉提供的可消化脂肪量比脂肪酸鈣鹽和氫化脂肪更高。
    乳脂的脂肪酸組成受瘤胃保護脂肪的脂肪酸組成影響(Doreau 和Chillard,1997；Mansbridge和Blake,1997;Kennelly和Glimm,1998)。飼喂脂肪酸鈣鹽可以增加乳胎中油酸含量，但鮮奶易于酸敗變質，特別是在高溫季節。使用穩定性脂肪粉和氫化脂肪可以增加乳脂中飽和脂肪酸的含量，延長鮮奶的保質期。穩定性脂肪粉主要增加乳脂中棕櫚酸的含量，氫化脂肪增加乳脂中棕櫚酸和硬脂酸的含量。
　　8．2 使用效果  根據NRC（2001）的相關參數、脂肪和脂肪酸含量計算，穩定性脂肪粉產奶凈能為 6.3～6.4  Mcal／kg，脂肪酸鈣鹽為5.5～5.8Mcal/kg，氫化脂肪為6.0～6.2 Mcal／kg。產品在原料和加工工藝、過瘤胃的機制、脂肪酸組成、是否含有甘油以及適口性等方面的差異，影響其使用效果，見表3。


表3國際市場上主要瘤胃保護脂肪產品使用效果
瘤胃保護脂肪產品        穩定性脂肪*        脂肪酸鈣鹽        氫化脂肪
  產奶凈能（Mcal/kg）        6.3～6.4        5.5～5.7        5.9～6.1
產品是否存在異位脂肪酸        無        無        可能
干物質采食量        －        ↓        －
有機物消化率        ↑        ↑        ↓
瘤胃pH的影響        無        長鏈脂肪酸與鈣鹽分離        無
產奶量        ↑        ↑        ↑
乳脂率        ↑        ↑        ↑
乳蛋白含量        －        ↓        ↓
繁殖性能        ↑        ↑        ↑
奶牛產生酮病的風險        無        有        有
  　注：↑表上升↓表下降，－表不變或無影響。
9小結
    奶牛泌乳前期，尤其是高產奶牛，能量負平衡不僅影響奶牛生產潛力的發揮，還影響奶牛繁殖性能，增加奶牛代謝疾病的發生，增加淘汰率，縮短奶牛的使用壽命，嚴重影響奶牛企業的經濟效益。補充瘤胃保護脂肪是解決上述問題重要而經濟可行的途徑。補充瘤胃保護脂肪時，必須充分考慮奶牛的生理特點和生產水平、適宜的添加劑量、瘤胃保護脂肪產品的特性、飼養管理等因素，才能獲得最大的經濟效益。

丁洪軍

您的聯系方式！？QQ:936241243