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植物蛋白替代乳蛋白在犢牛代乳料中的應用

摘要:濱州港發生物科技有限公司講述植物蛋白替代乳蛋白在犢牛代乳料中的應用。用代乳料培育犢牛不但可以節約犢牛的培育成本,減少鮮乳的飼喂量,而且有利于早期斷奶技術的實施,更重要的是可隨犢牛生長發育階段和環境而改變配方,便于飼養管理和疾病預防。目前,美國、歐洲等奶牛業和肉牛業發達的國家和地區,大多數奶牛飼養場都采用代乳料培育犢牛。

犢牛代乳料中的蛋白成分是犢牛飼養成本和培育效果的決定因素,代乳料配方中通常含有20%-27%的粗蛋白約占到代乳料成本的60%左右。近年來隨著全乳蛋白代乳料中脫脂乳、乳清蛋白濃縮物、脫糖乳清和乳清等主要蛋白源價格的上漲,過去單一依賴乳蛋白為蛋白源的狀況已面臨著資源有限和成本過高的困境。本文就代乳料中用植物性蛋白源替代乳蛋白源在犢牛培育中的應用效果作一綜述,為相關研究和生產提供借鑒。

1犢牛蛋白質消化生理特點  新生犢牛瘤網瓣胃發育不成熟,皺胃起主要功能。1日齡時皺胃占胃總重量的56%,隨著日齡增長,犢牛對植物性飼料的采食量逐漸增加,瘤胃、網胃、瓣胃的容積和比例迅速增大,當達到1月齡時,各胃室的比例組成接近成年反芻動物,皺胃僅占整個胃容積的8%左右,而瘤胃約占80%。因此新生犢牛對蛋白質的消化吸收能力較弱,主要依賴于皺胃和小腸的蛋白酶系統。而消化道蛋白酶系統的發育是一個緩慢的過程,胃蛋白酶的產生較晚,小腸內胰蛋白酶、糜蛋白酶在0-45日齡變化不大,60日齡左右才顯著增高,且胰蛋白酶、糜蛋白酶活性增加緩慢。對于0-3周齡的犢牛其消化系統產生的蛋白酶主要有凝乳酶、胃蛋白酶等,凝乳酶可使乳中的酪蛋白形成凝乳塊,從而延緩酪蛋白通過瘤胃,而對其他來源的蛋白質無凝聚作用。

由于上述的消化特點,0-3周齡的犢牛消化系統產生的蛋白酶只適于消化乳蛋白,難以消化大部分的非乳蛋白,因此3周齡內的犢牛建議使用僅含乳蛋白的代乳料。隨著犢牛的成長,乳蛋白在代乳料中的比例可逐漸降低,考慮逐步用植物蛋白代替乳蛋白?紤]到犢牛消化系統發育的滯后性,對代乳料中蛋白的品質要求比較高! 2犢牛代乳料中常用的植物蛋白原料  植物蛋白來源廣泛,價格低廉,是替代乳蛋白的主要方向。目前,在犢牛培育中使用較廣泛的植物蛋白主要是大豆蛋白、小麥面筋蛋白和玉米蛋白。 2.1大豆蛋白  

大豆蛋白是目前來源最廣的植物蛋白,產品主要有:

(1)大豆粉。是脫脂豆片經磨碎的產品,蛋白含量約為50%,是成本最低的大豆蛋白,含維生素和不溶性碳水化合物,在犢牛體內消化率較低;(2)大豆濃縮蛋白。是由脫脂豆粕用乙醇除去可溶性碳水化合物后生產的,蛋白含量約66%,價格略高于大豆粉;(3) 大豆分離蛋白。蛋白含量可達85%,但由于價格相對較高,生產中很少用于犢牛代乳料中。大豆蛋白與乳蛋白的營養價值比較如表1。限制大豆蛋白在犢牛代乳料中應用的因素主要有三方面:一是大豆蛋白缺乏酪蛋白所特有的凝集特性,在胃和小腸中的排空速度較快,易導致蛋白質消化不完全而引起腹瀉。二是大豆蛋白中氨基酸的平衡不如乳蛋白,影響蛋白的吸收利用。Sanz等研究表明如果代乳料中蛋白質來源是乳蛋白,則代乳料中的蛋白質水平應在20%以上,如果是植物性蛋白,其蛋白質含量應高于22%。三是大豆蛋白中含有多種抗營養因子,種類包括(1)抗原蛋白。大豆球蛋白和β大豆球蛋白是主要的抗原物質,可引起犢牛腸道的過敏反應,主要表現為腸絨毛的萎縮,嚴重的則會出現黏膜脫落,其直接后果是犢牛消化吸收能力下降。孫澤威等通過試驗表明大豆抗原蛋白會引起犢牛小腸絨毛萎縮,導致犢牛腹瀉、消化率降低;(2)大豆蛋白酶抑制因子。大豆含有兩種蛋白酶抑制因子,即胰蛋白酶抑制因子(KTI)和糜蛋白酶抑制因子 (BBI)。生大豆中蛋白酶抑制因子約含30mg/g,KTI易被酸和蛋白酶滅活,對熱也較敏感,易于在加工過程中消除;而BBI對熱、酸和蛋白水解酶均較穩定,不易消除;(3)大豆凝集素。大豆凝集素約占大豆總蛋白的1%-2%,具有抗腸道蛋白酶水解的作用,對熱敏感;(4)其它抗營養因子。主要是不能被幼齡動物消化的水蘇糖、棉籽糖和蔗糖等寡糖,以及丹寧等多酚類物質;诖蠖沟鞍椎南拗埔蛩,采用合理的配合、加工方法就成了決定大豆蛋白在實際中應用效果的關鍵因素。在犢牛代乳料中添加賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸等限制性氨基酸,按理想氨基酸模式配合代乳料,能提高犢牛代乳料蛋白質品質。周建民用大豆變性蛋白代替犢牛代乳料中蛋白質總量的43%-48%,經氨基酸平衡使蛋白質組成中必需氨基酸與非必需氨基酸之比為1∶0.84,與理想蛋白質 1∶1的比例十分接近,且其中限制性氨基酸(賴氨酸、蛋氨酸和胱氨酸)與理想蛋白質結構完全一致,飼喂效果十分理想。

采用高溫膨化和微生物發酵酸化兩步處理可改良大豆蛋白中的抗營養因子,水解難于消化的蛋白,并將部分蛋白轉變成易消化的微生物蛋白。李素芬等將全脂大豆在110-130°C進行膨化,蛋白酶抑制因子可失活68.7%-88.2%,凝集素失活76.7%-100%。黃錫霞等(1997)用40%發酵酸化加熱大豆粉替代全乳飼喂 12-25日齡犢牛,可基本上消除僅用加熱大豆粉替代時出現的腹脹、腹瀉癥狀。大豆蛋白酶水解或發酵-高溫處理也是改良大豆蛋白的有效方式。鄧代君等消化試驗研究表明,用自然發酵-高溫處理的大豆粉代乳料替代40%全乳時,犢牛對有機物、粗蛋白、粗脂肪、糖、鈣、磷的消化率分別為天然乳的86.19%、 81.84%、87.32%、95.47%、87.05%和85.96%。

2.2小麥面筋蛋白  小麥面筋蛋白是生產小麥淀粉的副產品,含蛋白75%-85%,主要成分有麥膠蛋白、麥谷蛋白、麥清蛋白和麥球蛋白。與大豆蛋白相比較,小麥蛋白不含大豆蛋白中的任何已知抗營養因子,而且消化率高。但小麥面筋蛋白肽鏈中含有較多的疏水氨基酸,溶解性低,是限制其應用的主要因素。采用物理(微波、超聲波、高熱變性和擠蒸煮等)和化學方法(磷酸化改性、;男、脫酰胺改性、糖基化改性等)對其進行改性處理,可使小麥蛋白的消化率(95%)優于其它非乳蛋白源。 

2.3玉米蛋白  玉米蛋白是玉米籽粒經濕磨法工藝制得的粗淀粉乳,經過水解、分離、濃縮、發酵、烘干制成,是玉米淀粉工業的副產品。玉米蛋白中蛋白含量高,且抗營養因子含量少,經過適當加工也是較好的犢牛代乳料蛋白質原料。任慧波等試驗表明以大豆濃縮蛋白加玉米蛋白為蛋白源的代乳粉與僅用大豆濃縮蛋白和牛奶組犢牛的體重、日增重和體尺情況比較差異不顯著,但犢牛的生長性能優于牛奶組。3植物蛋白替代乳蛋白在犢牛代乳料中的應用

實驗研究表明植物蛋白在犢牛代乳料中的添加比例都小于50%,不同日齡的犢牛對植物蛋白的反映也不相同。Toullec等認為,為達到犢牛的最佳生長效果,在出生后前3周內,應使用只含乳蛋白的代乳料,對于3周齡后的犢?煽紤]逐漸用植物蛋白代替乳蛋白,這與犢牛消化系統發育是相適應的。李影球等用去皮大豆和全脂大豆代替 50%乳蛋白對犢牛生長增重、小腸發育影響的研究表明,36日齡犢牛還不能很好地消化去皮大豆和全脂大豆,去皮大豆和全脂大豆不宜作為36日齡犢牛代乳料的乳源蛋白替代物。Mir報道用膨化和發酵兩步處理大豆能有效地降低大豆蛋白的抗原性,用處理后的大豆粉代替40%乳蛋白喂20日齡犢牛,獲得與母乳相當的生長速度。Terui等(1996)用易溶的,經酶改性的小麥噴霧干燥面筋蛋白替代部分乳蛋白的試驗結果顯示,20%粗蛋白含量的代乳料中用30%和 50%的小麥噴霧干燥面筋蛋白替代乳蛋白后,犢牛的生長性能與全乳蛋白組無顯著差異。歐洲用肉用犢牛做的生長試驗表明,小麥蛋白代替脫脂乳蛋白,小牛的生長性能良好,當小麥蛋白用到總蛋白的20%時,平均日增重及飼料轉化率比喂脫脂乳僅低4%。  

目前犢牛代乳料中利用各種植物蛋白代替價格高昂的乳蛋白研究已取得較大進展,然而國內對植物蛋白代乳料的研究僅僅局限于消化率及生產性能的比較,而對于犢牛血液生理生化,消化道酶活性等方面的研究較少,而這恰恰是限制植物蛋白有效利用的內在原因,有必要進行比較深入的探討。

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