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探究影响因素,保证牛奶乳脂乳蛋白水平

作者:牛奶运输车发布时间:2019-10-09所属栏目:技术支持返回列表

随着消费者对乳制品质量要求的不断提升,越来越多的牧场开始关注牛奶中乳脂和乳蛋白的水平。提高乳脂、乳蛋白水平不仅可以提升牛奶品质,还可以提高牛奶售价,为牧场带来可观利润。那么如何产出高乳脂、高蛋白的牛奶?哪些因素会制约牛奶中的乳脂、乳蛋白的含量?如何进行调控?走进文中,一探究竟。
变化的乳成分
牛奶中乳脂和乳蛋白水平的差异约55%来自遗传因素。近年来,许多牧场不断追求高产量,在选择遗传性状的时候更多的侧重与产量相关的TPI(总性能指数),因此乳脂和乳蛋白的遗传进展相对比较缓慢,而且牧场会使用多个型号的冻精进行选配,所以单纯从遗传角度很难改变牧场整体的乳脂、乳蛋白水平。我们希望乳脂乳蛋白水平保持稳定,但在实际生产中乳脂和乳蛋白水平其实受到很多因素的影响。
采样方法:
正确的采样方法可以使乳指标的结果更具有代表性。牛奶取样前必须混匀5分钟以上。有研究表明,同一罐牛奶乳脂率会在0.0125%-0.167%之间变化,而蛋白水平基本不变,因此正确的取样方法对乳脂检测结果具有更重要的意义。
个体差异:
对于单头奶牛来说,乳脂率每天都在变化。对一个2000头的牧场进行了为期7天的乳脂率检测,结果表明有超过一半的牛只每天的乳脂率变化会超过1.1%-2.0%,只有不到20%的牛只的乳脂率变化范围低于1.0%。明尼苏达大学通过注射催产素使奶牛连续产奶156小时,并不间断检测乳脂率,发现牛奶乳脂率会在1.8%到12.1%的范围内不稳定变化。
挤奶时间间隔:
奶牛的挤奶时间间隔发生变化时,乳指标也会发生变化,挤奶时间间隔延长会增加产量但会导致乳脂率下降。
挤奶班次:
当挤奶时间间隔不变时,牛奶指标还是会出现略微的变化。由于奶牛白天运动量高于夜间,会消耗更多的能量来供能,从结果上来看早班牛奶的乳脂含量会略高于晚班牛奶。
泌乳天数:
乳脂和乳蛋白水平在初乳中的含量最高,随着泌乳天数的延长和产量的提升,乳脂和乳蛋白水平逐渐下降,在泌乳天数30-60天后下降到最低点,随后逐渐升高,在泌乳天数250天左右又会达到一个比较高的水平。
胎次:
随着奶牛胎次的增加,牛奶产量和乳房感染的几率都会相应增加,乳脂水平也会逐渐下降,但是这种乳脂率降低的速度比较缓慢。有研究表明从头胎到5胎次的奶牛,乳脂率每年下降约0.2%,而乳蛋白每年下降为0.02-0.05%。
气候环境:
一般情况下,炎热的温度会使乳脂和乳蛋白水平降低,天气转凉后又逐渐恢复,总体呈曲线型变化(如下图所示)。这可能是由于奶牛在不同气候条件下的采食行为有区别导致的。如在夏季奶牛为了降低瘤胃额外产热,采食量会有所下降且容易出现挑食现象。
脂肪和蛋白的来源
乳脂的来源有两条途径:①纤维在瘤胃中消化,产生以乙酸和丁酸为主的VFA(挥发性脂肪酸),丁酸被瘤胃壁组织吸收利用并转化为β-羟基丁酸与乙酸一起合成乳脂;②血液循环中脂肪酸转运(脂肪酸的主要获取途径:自身体脂动员、肝脏脂肪代谢和TMR[全混合日粮]摄入)。
瘤胃微生物可以将日粮中的蛋白转化为微生物蛋白,而瘤胃微生物蛋白可以提供奶牛所必须的氨基酸,乳腺细胞利用葡萄糖供能来吸收、转换氨基酸,并合成乳蛋白。作为奶牛主要的供能物质,葡萄糖的主要来源有两条途径:①瘤胃中的丙酸在瘤胃中被吸收进入肝脏转化为葡萄糖;②直接从小肠吸收。还有一种情况,如果瘤胃中产生的丙酸过少,为了保证产奶,奶牛将不得不分解氨基酸并将其转化为葡萄糖(糖异生)来供能,所以日粮的科学搭配就显得尤为重要。
乳脂乳蛋白的调控因素
在牧场的各种环节中,饲喂和营养在维持牛奶成分稳定中起着关键作用。通过改变奶牛日粮配方可以在7-21天内调整乳脂抑制的情况,而蛋白质的变化可能需要3-6周甚至更长时间。有研究显示,乳脂的变化可以达到0.1%-1.0%,而乳蛋白的变化则基本不超过0.1%-0.4%,因此相对而言,乳脂的可调节性更强。
瘤胃中能量和蛋白质的水平高低是影响瘤胃发酵和乳成分的主要因素,任何影响瘤胃发酵的日粮或者管理因素都会改变牛奶的脂肪和蛋白质水平。
日粮ME水平:
奶牛日粮配方首先考虑的是ME(代谢能)。日粮能量浓度的升高使得粗饲料水平相对下降,瘤胃产生丙酸的量升高,乳蛋白水平会相对增加而乳脂率降低。另一种说法是,日粮中精饲料占比越高,牛只咀嚼反刍时间就会越少,进而降低了奶牛唾液的分泌量,调节瘤胃pH值的作用随之下降,所以额外添加小苏打会对乳脂水平产生一定影响。有研究表明,在低水平粗饲料的日粮中额外添加小苏打会维持一定的乳脂水平。
日粮NFC含量:
NFC(非纤维性碳水化合物)可消化性和能量水平高度相关。当NFC水平升高时会限制瘤胃中乙酸的产量进而影响乳脂。为优化乳脂、乳蛋白水平,配方中的NFC含量一般低于45%。
日粮MP水平:
日粮中蛋白水平正常或者过量基本不会影响牛奶成分,但是值得注意的是在ME水平不变的情况下,如果只是单纯的增加豆粕使得蛋白消化率下降,反而导致产奶量的下降。而蛋白供应不足会导致MP(代谢蛋白)水平降低并引起乳蛋白水平的下降。
当然,不同的蛋白类型也会导致不同的结果,如NPN(非蛋白氮)过量、RDP(瘤胃可降解蛋白)不足、RDP中氨基酸水平的不足均会导致乳蛋白下降,而在日粮中RUP/RDP的动态平衡会减少奶牛对必须氨基酸的需要,使蛋白利用率最大化。
日粮粗饲料水平和peNDF含量:
日粮粗饲料水平和peNDF(物理有效中性洗涤纤维)含量也非常重要。
首先,要保证TMR中粗饲料占比在40%-45%,当然,实际上这个比例也会受到青贮用量、粗纤维质量和加工副产物质量的影响。其中uNDF240(体外发酵240小时未消化NDF)和TTNDFD(NDF全肠道消化率)的高低可以直接反映出粗饲料的品质,现在也受到了越来越多的关注。
其次,一般情况下,日粮中NDF含量需要大于28%。奶牛摄入NDF的量约占体重的0.9%,日粮中NDF>28%,才能保证牛只有足够的咀嚼时间,并促使其瘤胃产生足量的乙酸,进而保证乳脂的水平。
与此同时,还要关注日粮中的peNDF含量。TMR搅拌不均会导致peNDF水平产生较大的变化,从而影响乳脂和乳蛋白的水平:①TMR过粗会导致奶牛挑食,peNDF摄入量不足,粗饲料摄入量和反刍时间均会降低,瘤胃内环境波动较大;②TMR过细会抑制瘤胃的新陈代谢,导致乳脂率和乳蛋白率降低。
日粮脂肪水平:
乳脂还有一个重要来源就是日粮中的脂肪,日粮中提供大于200g的棕榈酸时就能保证正常的乳脂水平。日粮中普通脂肪的水平高于5%时可能会降低纤维在瘤胃中的消化率进而降低乙酸的产量,如果使用缓释或过瘤胃脂肪,日粮中的脂肪含量可适当提高到6%;另外高脂肪日粮可能会引发低血糖进而发生糖异生现象导致乳蛋白水平降低。有一种极端情况,当奶牛患有亚临床型或临床型酮病时,体脂大量动员也会导致乳脂的异常升高。
饲喂管理:
生产管理上如有效颈夹不足、牛群密度超标、头胎和经产混饲、奶牛挑食、不定时饲喂、推料不及时、饲喂量不足、使用非TMR导致奶牛采食异常或者限制饲喂等都会造成乳成分的异常。奶牛的舒适度也会影响牛奶指标,比如及时清理剩料、保证有效通风、保证卧床舒适度等。
另外,更换日粮需循序渐进,让瘤胃微生物能逐渐调整适应。所有由于饲养或饲喂管理不稳定导致的瘤胃微生物和VFA的产量减少,都会抑制乳脂和乳蛋白的合成。因此,保证采食稳定是保证乳成分的稳定的关键。
乳脂抑制
瘤胃中的多不饱和脂肪酸和瘤胃发酵内环境的改变,是引起乳脂抑制的原因之一。
几乎所有的不饱和脂肪酸对瘤胃微生物都是有害的,所以瘤胃微生物尝试将多不饱和脂肪酸氢化成无害的饱和脂肪酸,而在氢化的过程中会形成不同类型的脂肪酸。如果脂肪酸在还没有完全氢化之前通过瘤胃达到小肠并被吸收,那么它们的某些形式会导致乳脂合成严重受抑。研究表明,某些特定的18碳不饱和脂肪酸(反10、顺12共轭亚油酸)是导致乳脂抑制的主要原因。
常见的多不饱和脂肪酸如油酸、亚油酸和亚麻酸主要来自于植物油,一些常见原料如DDGS、面包加工副产物等不饱和脂肪酸的含量也很高,玉米类饲料中的亚油酸含量较为丰富,一旦过量容易生成CLA(共轭亚油酸),从而抑制乳脂合成。另外苜蓿和新鲜的禾本科牧草中富含的亚麻酸也会参与生成CLA进而抑制乳脂的合成。
当然不同的日粮搭配也会产生不同的乳脂效果。有试验表明,使用玉米粉等量替代高湿玉米,乳脂率有明显提升,而使用玉米粉替代干压片也会有这种结果。瘤胃可消化淀粉水平的升高时其实不会对奶牛造成不良影响,但瘤胃液pH值有降低的趋势,从而抑制瘤胃不饱和脂肪酸的氢化过程进而影响乳脂水平。
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