專利名稱：一種通過處理蛋白飼料改善牛奶乳蛋白含量的方法
專利說明一種通過處理蛋白飼料改善牛奶乳蛋白含量的方法 本發(fā)明涉及一種通過處理蛋白飼料改善牛奶乳蛋白含量的方法，屬于畜牧學(xué)科動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)和飼料科學(xué)的領(lǐng)域。本發(fā)明還涉及處理蛋白飼料所用保護(hù)劑的的種類和添加比例，以及該瘤胃保護(hù)蛋白飼料的加工工藝中的加熱溫度、加熱時(shí)間等技術(shù)參數(shù)；還涉及用本方法處理的蛋白質(zhì)飼料在奶牛、奶羊等反芻動(dòng)物的應(yīng)用技術(shù)和方法。1.降低蛋白質(zhì)飼料瘤胃降解率的意義反芻動(dòng)物生產(chǎn)在當(dāng)前世界畜牧業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位，世界各國(guó)在發(fā)展反芻動(dòng)物生產(chǎn)中，普遍受到蛋白質(zhì)飼料資源緊缺的限制，同時(shí)也存在反芻動(dòng)物對(duì)含氮資源利用效率偏低的問題。近年來，隨著人類對(duì)畜產(chǎn)品質(zhì)量和環(huán)境保護(hù)提出更高的要求，動(dòng)物生產(chǎn)者面臨著提高飼料利用率和改善畜產(chǎn)品品質(zhì)以及降低動(dòng)物糞尿中氨氮排放量的多重課題。限制性氨基酸及其組成模式是決定動(dòng)物體內(nèi)含氮物質(zhì)利用效率的重要因素。因此，充分利用反芻動(dòng)物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)生物特點(diǎn)，通過對(duì)限制性氨基酸平衡的調(diào)控來降低日糧中蛋白質(zhì)飼料用量，最大限度地提高動(dòng)物對(duì)飼料蛋白質(zhì)的利用效率，減少氮源隨糞、尿的排出數(shù)量是一條節(jié)約蛋白質(zhì)飼料的重要途徑。這也是近年來反芻動(dòng)物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)研究的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。它對(duì)提高我國(guó)草食動(dòng)物生產(chǎn)水平和保持其可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
隨著養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，我國(guó)奶牛和肉牛的飼養(yǎng)規(guī)模逐漸由農(nóng)戶散養(yǎng)向工廠規(guī)模化養(yǎng)殖轉(zhuǎn)軌。由于飼養(yǎng)管理水平和種質(zhì)資源的限制，我國(guó)奶牛和肉牛的生產(chǎn)性能普遍低于國(guó)外同期水平。其中，就飼養(yǎng)管理水平而言，日糧的蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)在很大程度上限制了奶牛和肉牛的生產(chǎn)性能發(fā)揮。國(guó)內(nèi)外的研究表明，生產(chǎn)性能較好的反芻動(dòng)物和幼齡及青年反芻動(dòng)物的生產(chǎn)性能受日糧中的過瘤胃蛋白含量水平限制最為明顯。
2.降低優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料瘤胃通過率的必要性油料作物籽實(shí)榨油后的副產(chǎn)品是牛羊等家畜的主要蛋白質(zhì)飼料來源，他們?cè)诰暳现械谋壤?0％-40％。反芻動(dòng)物具有獨(dú)特的消化結(jié)構(gòu)，具有龐大的瘤胃消化系統(tǒng)，飼料的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)多在瘤胃被微生物分解代謝并合成菌體，這有利于牛羊?qū)Υ诛暳系南?，但也降低了?yōu)質(zhì)飼料的利用率。試驗(yàn)表明大豆粕等優(yōu)質(zhì)蛋白飼料在瘤胃24小時(shí)，蛋白質(zhì)的降解率達(dá)到60％以上(刁其玉，2004)。蛋白飼料的降解率過高可以造成蛋白質(zhì)降解和微生物蛋白合成不平衡，引起瘤胃中氮的不必要損失。通常是整個(gè)瘤胃降解蛋白過剩。這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)快速降解之后，瘤胃內(nèi)NH3濃度迅速達(dá)到最大值，而微生物的生長(zhǎng)速度和蛋白質(zhì)合成速率不會(huì)同時(shí)增加，而且在快速降解之后，瘤胃內(nèi)通常會(huì)緊接著出現(xiàn)飼料氮不足的狀況。
對(duì)于高產(chǎn)奶牛來講，僅靠瘤胃微生物合成的菌體蛋白滿足不了其生產(chǎn)的需要，特別是牛奶中乳蛋白質(zhì)的含量受到影響，如果飼料中的過瘤胃蛋白質(zhì)不夠，直接影響奶中的蛋白質(zhì)含量。許多研究表明，提高優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料瘤胃通過率可以提高反芻動(dòng)物的生產(chǎn)性能，他們的研究表明提高非降解蛋白的數(shù)量能夠提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能，非降解蛋白所提供的氨基酸可以補(bǔ)充蛋白質(zhì)保護(hù)后由于瘤胃發(fā)酵不足所損失的那部分微生物菌體蛋白的氨基酸。大多數(shù)試驗(yàn)研究表明，飼喂過瘤胃保護(hù)蛋白含量高的日糧的瘤胃微生物蛋白的流出量明顯降低，進(jìn)入小腸的飼料蛋白量會(huì)明顯增加，流出的總的蛋白量即微生物菌體蛋白流量和飼料蛋白流量之和不受影響。通過合適的保護(hù)方法避免優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料在瘤胃中降解速度過快，可增加過瘤胃蛋白的數(shù)量，改善氮的利用率，增加氮的沉積(趙國(guó)琦，2003)，提高生產(chǎn)力，提高蛋白質(zhì)飼料的利用率，減少環(huán)境污染。
3.研究過瘤胃蛋白的理論依據(jù)和試驗(yàn)方法動(dòng)物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)代謝研究一直是世界范圍內(nèi)引人關(guān)注又十分活躍的科學(xué)研究領(lǐng)域，自1816年，Magendie提出含氮物質(zhì)是動(dòng)物日糧中必需營(yíng)養(yǎng)素的概念(Munro，1964；Marliss，1977)，1891年德國(guó)科學(xué)家Zuntz和Hagemann發(fā)現(xiàn)反芻動(dòng)物瘤胃可利用非蛋白氮(NPN)以來，各國(guó)科學(xué)家對(duì)瘤胃代謝產(chǎn)生了極大興趣，促進(jìn)了人們對(duì)反芻動(dòng)物蛋白質(zhì)消化和代謝整體研究的不斷深入。目前，對(duì)反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)蛋白質(zhì)消化和代謝的途徑已經(jīng)十分清楚。
由于瘤胃內(nèi)有大量微生物，包括細(xì)菌、原蟲和真菌，反芻動(dòng)物對(duì)飼料蛋白質(zhì)的消化和利用途徑明顯不同于單胃動(dòng)物。一般認(rèn)為，當(dāng)飼料蛋白質(zhì)進(jìn)入瘤胃后，一部分被微生物降解為寡肽、氨基酸和氨；瘤胃微生物再利用發(fā)酵生成的揮發(fā)性脂肪酸等作碳架，利用瘤胃發(fā)酵釋放的能量將這部分寡肽、氨基酸和氨又合成微生物菌體蛋白質(zhì)(MCP)。這些微生物蛋白質(zhì)連同飼料中非降解蛋白UDP(包括過瘤胃完整蛋白和部分小肽)隨著食糜進(jìn)入真胃和小腸，又被動(dòng)物分泌的消化液(酶)分解成小肽或游離氨基酸供機(jī)體吸收利用。
在反芻動(dòng)物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)研究領(lǐng)域，隨著瘺管技術(shù)的利用和食糜流通量測(cè)定以及同位素技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使得反芻動(dòng)物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)研究有了跨越性發(fā)展。國(guó)內(nèi)外對(duì)蛋白質(zhì)飼料在瘤胃降解率和在小腸內(nèi)的消化率的測(cè)定方法上已有很深入的研究。目前常用的方法有體內(nèi)法、半體內(nèi)法(尼龍袋法)、體外模擬法、動(dòng)物模型法等。這些評(píng)價(jià)方法基本上已建立了規(guī)范的操作程序，可各實(shí)驗(yàn)室和檢測(cè)中心互相借鑒。
4.瘤胃保護(hù)蛋白方法的研究現(xiàn)狀瘤胃保護(hù)蛋白(過瘤胃蛋白)的模糊概念在二十世紀(jì)六十年代就已提出，直到1989年NRC首次明確提出過瘤胃蛋白質(zhì)的概念，2001年美國(guó)NRC《奶牛營(yíng)養(yǎng)需要量》將奶牛飼料中的粗蛋白質(zhì)分為瘤胃降解蛋白質(zhì)(RDP)和瘤胃非降解蛋白質(zhì)(RUP)是飼料粗蛋白中兩個(gè)功能截然不同的組分。飼料粗蛋白質(zhì)在瘤胃中可降解部分即瘤胃降解蛋白質(zhì)(RDP)，為微生物的生長(zhǎng)和微生物蛋白質(zhì)的合成提供了所需的肽、游離氨基酸和氨。飼料粗蛋白中瘤胃非降解部分可直接進(jìn)入小腸，并在此被消化代謝。
常規(guī)日糧中大約有30％～50％的蛋白質(zhì)未被瘤胃細(xì)菌和原蟲降解。這部分能完整地通過瘤胃的日糧蛋白質(zhì)，通常稱之為“旁路蛋白質(zhì)”(bypass protein)或“過瘤胃蛋白質(zhì)”(escape-protein)。不同來源的飼料蛋白質(zhì)瘤胃降解率差異很大，通?？煞譃槿愡^瘤胃值低的(在40％以下)，如豆餅、花生餅等；過瘤胃值中等的(40％～60％)，如棉籽餅、脫水苜蓿粉、玉米籽實(shí)等；過瘤胃值高的(60％)以上，如肉粉、血粉、羽毛粉、豆粉等。通常粗飼料中蛋白質(zhì)的降解率(60％～80％)高于精飼料或工業(yè)副產(chǎn)品中蛋白質(zhì)的降解率(20％～60％)。飼料蛋白質(zhì)在瘤胃的降解率還受個(gè)體、飼料加工條件、微生物區(qū)系等的影響。
近十幾年以來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者就瘤胃蛋白的保護(hù)展開了大量的研究。提出了許多保護(hù)方法，目前常用的保護(hù)過瘤胃蛋白質(zhì)的方法有甲醛保護(hù)，單寧保護(hù)，氫氧化鈉保護(hù)，丙酸保護(hù)，乙醇保護(hù)等化學(xué)保護(hù)方法；干熱，熱壓，膨化，培炒等熱處理方法；蛋白質(zhì)包被保護(hù)，化合物包被，聚合物包被等物理保護(hù)方法，但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果均有爭(zhēng)議。
大多數(shù)研究表明，利用甲醛處理蛋白質(zhì)飼料能顯著降低蛋白質(zhì)在瘤胃內(nèi)的降解率，由于甲醛具有毒性，且容易在畜體內(nèi)殘留，對(duì)泌乳牛來講還會(huì)提高奶中的甲醛濃度，影響乳的品質(zhì)，目前在國(guó)內(nèi)外基本已不再使用。Bridger等(1970，1972)報(bào)道了單寧具有保護(hù)蛋白質(zhì)免受微生物降解，改善氮沉積的作用。但是，單寧是多羥基酚類化合物，有很強(qiáng)的極性，可以和蛋白質(zhì)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的絡(luò)合反應(yīng)，蛋白質(zhì)一旦發(fā)生這種反應(yīng)，在小腸內(nèi)同樣不能被消化酶分解，不能釋放其中的氨基酸，不能被動(dòng)物利用，起不到營(yíng)養(yǎng)作用。Mir(1984)等進(jìn)行了氫氧化鈉處理豆餅和菜籽餅對(duì)保護(hù)蛋白質(zhì)免在瘤胃中降解的研究。當(dāng)50％的NaOH溶液用量占干物質(zhì)的2％時(shí)，可顯著降低蛋白質(zhì)的瘤胃降解率，蛋白質(zhì)的瘤胃降解率最低時(shí)堿液的添加量為3％，當(dāng)添加量增加為4％時(shí)，保護(hù)效果不佳。據(jù)Waltz等(1989)用5％的NaOH保護(hù)豆粕時(shí)，發(fā)現(xiàn)根本不起作用。若用乙醇浸泡處理豆粕，雖然有一定的效果，但所需的溶液用量較大，無法在生產(chǎn)實(shí)踐中推廣運(yùn)用。此外，還有許多學(xué)者研究了戍二醛、乙二醛、氯化鈉、丙酸和本甲叉一四胺等化學(xué)物質(zhì)對(duì)優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料的過瘤胃保護(hù)作用，但效果均不甚理想。
在本發(fā)明中選用的多羥基酮(或多羥基醛)屬于還原糖，無毒無害，用來替代甲醛、氫氧化鈉、乙醇、單寧以及戊二醛、乙二醛、丙酸、本甲叉一四銨等化學(xué)試劑具有明顯優(yōu)勢(shì)。一方面可以有效保護(hù)蛋白質(zhì)飼料在瘤胃中的降解，提高蛋白質(zhì)飼料利用率，改善牛奶中的乳成分，特別是提高乳蛋白的含量；另一方面，可以減少畜體氮的排放量，降低規(guī)模化養(yǎng)殖對(duì)環(huán)境的污染，尤其是減少畜牧業(yè)養(yǎng)殖對(duì)農(nóng)業(yè)的立體污染。
5.本研究團(tuán)隊(duì)給予的技術(shù)支持本發(fā)明人長(zhǎng)期從事反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)的研究，主持過多項(xiàng)重大科研項(xiàng)目，尤其在蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)方面做過很多工作。本發(fā)明團(tuán)隊(duì)成員均具備扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度。該發(fā)明的申報(bào)源于長(zhǎng)期以來的積累和近些年開展的試驗(yàn)工作。本發(fā)明的使用效果中所提供的數(shù)據(jù)來源于一系列設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)施規(guī)范、分析科學(xué)的體內(nèi)試驗(yàn)和體外試驗(yàn)。本發(fā)明采用添加保護(hù)劑和適當(dāng)加熱的綜合處理法對(duì)蛋白飼料進(jìn)行瘤胃保護(hù)處理。選擇的保護(hù)劑為多羥基醛(或多羥基酮)，加熱方式為濕法加熱。加工工藝中技術(shù)參數(shù)如下加熱溫度為60℃-140℃，加熱時(shí)間為30min-120min，多羥基酮(醛)的添加濃度為0.5-8％(占干物質(zhì)量比例)。在干燥過程或者使用階段可以根據(jù)需要添加少量的賴氨酸。
1.要解決的技術(shù)問題本發(fā)明為綜合處理法，要考慮加熱處理的積極方面，也要考慮加熱過度對(duì)蛋白質(zhì)的過保護(hù)問題。因此，本發(fā)明要提出加熱溫度、加熱時(shí)間、多羥基酮或多羥基醛的種類以及其添加濃度的最佳組合?？紤]到水分子活度對(duì)復(fù)合處理生成的高分子化合物的種類和數(shù)量也有一定的影響，要確定蛋白質(zhì)原料理想的水分含量。此外，由于多羥基酮(醛)在加熱過程中與蛋白質(zhì)反應(yīng)時(shí)，賴氨酸的氨基參與多羥基酮(醛)的醛基的反應(yīng)比較活躍，會(huì)造成生產(chǎn)出的瘤胃保護(hù)蛋白的賴氨酸缺乏。需要確定此瘤胃保護(hù)蛋白在生產(chǎn)中替代未處理蛋白原料的比例，或者是在后續(xù)加工或飼喂中添加過瘤胃賴氨酸的數(shù)量。
2.技術(shù)方案多羥基酮(醛)的醛基與蛋白質(zhì)氨基酸的氨基在一定溫度下發(fā)生縮合反應(yīng)，生成高分子化合物。該化合物可有效避免瘤胃對(duì)蛋白質(zhì)的降解，但是進(jìn)入小腸后又可被消化酶消化。增加加熱溫度和減少水分活度會(huì)增加高分子復(fù)雜結(jié)構(gòu)物的生成率。因此，通過控制加熱溫度、加熱時(shí)間、水分含量以及多羥基酮或醛的添加比例可以有效提高優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料的瘤胃通過率。分別用單一胃蛋白酶解法、胃蛋白酶-胰蛋白酶兩步酶解法、瘤胃尼龍袋法、十二指腸小尼龍袋法以及動(dòng)物試驗(yàn)對(duì)該加工工藝下生產(chǎn)的瘤胃保護(hù)蛋白進(jìn)行效果評(píng)價(jià)。
3.效果本發(fā)明中，通過選擇不同的加熱溫度、加熱時(shí)間、多羥基酮或多羥基醛添加量可以將瘤胃降解率降低30％-70％，可以將進(jìn)入小腸的可消化蛋白質(zhì)數(shù)量提高20％-40％。從而滿足高產(chǎn)奶牛等反芻動(dòng)物的蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)需要，提高其生產(chǎn)性能，如產(chǎn)奶量增加、奶中乳蛋白含量增加等。此外，蛋白質(zhì)飼料利用率的增加，可以降低畜體氮的排放量，減少環(huán)境污染，改善畜牧業(yè)規(guī)?；B(yǎng)殖對(duì)農(nóng)業(yè)的立體污染。因此，本發(fā)明的使用，可以給畜牧業(yè)乃至整個(gè)社會(huì)帶來可以預(yù)見的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。一種通過處理蛋白飼料改善牛奶乳蛋白含量的方法材料國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)或出產(chǎn)的，多羥基酮(醛)包括D-果糖、D-山梨酸鉀，D-木糖、D-葡萄糖、D-阿拉伯糖、D-半乳糖、D-甘露糖、D-核糖、D-脫氧核糖、L-鼠李糖等。蛋白飼料，包括豆粕、棉粕、花生粕、葵粕、菜籽粕、胡麻粕等餅粕類飼料和其它蛋白質(zhì)飼料均可用于本發(fā)明的組合物。
保護(hù)蛋白飼料的處理和保護(hù)方法如下1、選用多羥基酮(醛)為保護(hù)劑添加到蛋白飼料中，經(jīng)過一定的工藝進(jìn)行處理。其特征在于多羥基酮(醛)的添加比例為0.5％-8％，優(yōu)選3％；加熱溫度范圍是60℃-140℃，優(yōu)選90℃；加熱時(shí)間為30min-150min，優(yōu)選90min。
2、其中多羥基酮包括D-果糖、D-山梨酸鉀等；多羥基醛包括D-木糖、D-葡萄糖、D-阿拉伯糖、D-半乳糖、D-甘露糖、D-核糖、D-脫氧核糖、L-鼠李糖等。優(yōu)選D-木糖或D-果糖。
3、被保護(hù)的蛋白飼料，包括豆粕、棉粕、花生粕、葵粕、菜籽粕、胡麻粕等餅粕類飼料和其它蛋白質(zhì)飼料。優(yōu)選大豆粕或花生粕。
4、根據(jù)本方法第1、2、3步驟制備的蛋白飼料為過瘤胃保護(hù)蛋白飼料。
5、制備的過瘤胃蛋白飼料可以用于奶牛、奶羊等反芻動(dòng)物的養(yǎng)殖中，其中用于奶牛飼料中的效果比較顯著。
6、將過瘤胃蛋白飼料用于奶牛日糧中時(shí)，可以部分代替日糧中的未處理蛋白飼料；也可以全部代替其它蛋白飼料，同時(shí)補(bǔ)充適量的賴氨酸飼喂效果較好。實(shí)例1保護(hù)蛋白飼料方法篩選實(shí)例過瘤胃蛋白飼料保護(hù)方法是，向原料(本實(shí)例中采用豆粕)中噴灑0.5％-8％的多羥基酮(或醛)(本實(shí)例中采用木糖)溶液，充分混勻后，在一定60℃-140℃條件下加熱20-120分鐘，得到不同處理的過瘤胃保護(hù)蛋白飼料。表1為本發(fā)明組在實(shí)驗(yàn)室條件下完成的部分加工處理組簡(jiǎn)表。
表1采用復(fù)合加工工藝生產(chǎn)的不同處理組簡(jiǎn)表
注以上各處理組均以“數(shù)字/數(shù)字/數(shù)字”方式表示。例如組合105/8/120，即為在105℃下添加8％的木糖加熱120min的處理組。在后面的實(shí)例中仍以此方式表示。
優(yōu)選表1中實(shí)例(23)中D-木糖添加量3％、溫度90℃、時(shí)間90min的參數(shù)處理大豆粕，得到過瘤胃保護(hù)豆粕。
實(shí)例2采用單一胃蛋白酶酶解法測(cè)定處理豆粕的粗蛋白質(zhì)降解率稱量0.5g實(shí)例1中得到的保護(hù)豆粕放入100ml錐形瓶中，加入30ml含120IU胃蛋白酶，pH為1.55的酶溶液，在40℃，90rpt/min條件下，用水浴搖床培養(yǎng)24h。取出后每錐形瓶加入5ml20％的SAA(磺基水楊酸)，對(duì)未被消化的蛋白沉淀，靜置30min后，用中速濾紙過濾，然后用預(yù)熱過的1％SAA對(duì)殘?jiān)鼪_洗。將殘?jiān)B同濾紙一同轉(zhuǎn)入稱量瓶中，在60℃烘箱內(nèi)烘24h至恒重。然后用凱氏定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量并計(jì)算其干物質(zhì)消失率和蛋白質(zhì)降解率，見表2。
表2豆粕經(jīng)處理后蛋白降解率及其和對(duì)照組(單一酶法)的比較
實(shí)例3采用胃蛋白酶-胰蛋白酶兩步酶解法測(cè)定處理豆粕的粗蛋白質(zhì)降解率稱量0.5g左右實(shí)例1中得到的保護(hù)豆粕放入100ml錐形瓶中，加入30ml含120IU胃蛋白酶，pH為1.55的酶溶液，在40℃，90rpt/min條件下，下水浴培養(yǎng)6h后，調(diào)節(jié)消化液的pH至7.8，添加5ml含160mg胰蛋白酶的pH為7.8的酶溶液，在39℃繼續(xù)培養(yǎng)18h。取出后每錐形瓶加入5ml 20％的SAA(磺基水楊酸)，對(duì)未被消化的蛋白沉淀，靜置30min后，用中速濾紙過濾，然后用預(yù)熱過的1％SAA對(duì)殘?jiān)鼪_洗。將殘?jiān)B同濾紙一同轉(zhuǎn)入稱量瓶中，在60℃烘箱內(nèi)烘24h至恒重。然后用凱氏定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量并計(jì)算其干物質(zhì)消失率和蛋白質(zhì)降解率，部分處理組數(shù)據(jù)見表3。
表3豆粕經(jīng)處理后蛋白降解率及其和對(duì)照組(兩步酶法)的比較
實(shí)例4用尼龍袋法測(cè)定瘤胃中的粗蛋白質(zhì)降解率選擇三頭帶有瘤胃瘺管的牛，體重在500kg左右。用3×3拉丁方試驗(yàn)，用尼龍袋法測(cè)定實(shí)例1中得到的保護(hù)豆粕在瘤胃內(nèi)的總氮代謝情況。按NRC(2001)標(biāo)準(zhǔn)中成年母牛的營(yíng)養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的中維持需要的1.3倍進(jìn)行配制，并考慮能氮平衡。日糧中精料配方為玉米49％，豆粕20％，麩皮30％，添加劑預(yù)混料1％。日糧中粗料為玉米青貯50％，羊草50％。精料∶粗料＝50∶50。動(dòng)物每天8點(diǎn)和14點(diǎn)飼喂兩次，每天飼喂精料3.5kg，粗料3.5kg可自由飲水。
尼龍袋的制作方法及試驗(yàn)測(cè)定參見《反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)》(馮仰廉，2004)。
將經(jīng)過樣品隨機(jī)分為三組，保證每組均有同一樣品的兩個(gè)尼龍袋，需記錄每組袋號(hào)，以方便數(shù)據(jù)的收集。然后，隨機(jī)投入三頭牛的瘤胃中，記錄牛號(hào)。在瘤胃中放置24h后取出。用溫水沖洗30min(至沖洗的水無色)。樣品取出后于60℃至恒重，記錄重量，并計(jì)算各處理樣品在瘤胃內(nèi)0h和24h的干物質(zhì)消失率。然后，用凱氏定氮法測(cè)定尼龍袋內(nèi)殘?jiān)牡鞍踪|(zhì)的含量，并計(jì)算各樣品在瘤胃內(nèi)蛋白質(zhì)的降解率。在瘤胃內(nèi)分別消化12h和24h后，結(jié)果見表4。
表4豆粕經(jīng)處理后在瘤胃內(nèi)蛋白降解率及其和對(duì)照組
實(shí)例5用運(yùn)動(dòng)尼龍袋法測(cè)定小腸中的粗蛋白質(zhì)吸收率選擇三頭帶有十二指腸瘺管的牛，體重在500kg左右。用3×3拉丁方試驗(yàn)，用小尼龍袋法測(cè)定實(shí)例1中得到的保護(hù)豆粕在小腸內(nèi)的蛋白質(zhì)吸收情況。試驗(yàn)牛日糧參見實(shí)例3配制。測(cè)定樣品為處理豆粕瘤胃培養(yǎng)12小時(shí)后的殘?jiān)?，稱取1克左右放入小尼龍袋。小尼龍袋孔徑為42微米(建議使用11微米)的尼龍材料，袋面積6×6cm2(預(yù)試驗(yàn)采用3×3cm2)，袋口用高溫密封。投入十二指腸前需將盛有待測(cè)樣品的運(yùn)動(dòng)袋浸泡在pH值為2.4的0.004mol/ml的鹽酸溶液中1小時(shí)，然后在pH值為2.4的鹽酸-胃蛋白酶溶液(100mg胃蛋白酶1∶1000L-1的鹽酸溶液)中培養(yǎng)2小時(shí)。然后將處理后的尼龍袋(預(yù)先在溫水中浸泡兒分鐘)通過十二指腸瘺管分別放入相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)牛小腸內(nèi)，每隔15min放入1個(gè)。按時(shí)從糞便中回收尼龍袋。將移動(dòng)尼龍袋放在標(biāo)準(zhǔn)自來水下細(xì)流沖洗，直至尼龍袋水清，無味為止。最后，將殘?jiān)湃胍押阒氐姆Q樣皿中，置于105±2℃的烘箱內(nèi)烘3.5小時(shí)取出，在干燥器中冷卻30min，稱重。然后用凱氏定氮法測(cè)定運(yùn)動(dòng)尼龍袋內(nèi)殘?jiān)牡鞍踪|(zhì)的含量，并計(jì)算各樣品在小腸內(nèi)蛋白質(zhì)的吸收率，見表5。
表5豆粕經(jīng)處理后在小腸內(nèi)蛋白降解率及其和對(duì)照組
此外，本發(fā)明還采用該加工工藝對(duì)棉粕、花生粕、葵粕等蛋白質(zhì)飼料進(jìn)行保護(hù)處理，試驗(yàn)結(jié)果均表明，經(jīng)本工藝的復(fù)合處理后，能夠有效避免蛋白質(zhì)飼料在瘤胃中的降解，提高進(jìn)入小腸的可消化蛋白質(zhì)數(shù)量。
實(shí)例6用動(dòng)物試驗(yàn)法測(cè)定處理豆粕對(duì)牛奶乳蛋白質(zhì)含量的影響用奶牛做動(dòng)物試驗(yàn)，將實(shí)例1中得到的保護(hù)豆粕在泌乳奶牛飼料中使用。選用40頭泌乳牛，分為4個(gè)處理，處理分別為對(duì)照組和試驗(yàn)1、2、3組，處理豆粕分別替代奶牛精飼料中豆粕的0％、15％、30％、45％。結(jié)果表明，泌乳牛進(jìn)食含有處理豆粕的精飼料，鮮牛奶中的蛋白質(zhì)含量和對(duì)照組相比可以提高5-30％。
權(quán)利要求
1.一種通過處理蛋白飼料改善牛奶蛋白含量的方法。用多羥基酮或多羥基醛作為保護(hù)劑添加到蛋白飼料中，經(jīng)過處理得到保護(hù)蛋白飼料。其特征在于多羥基酮或多羥基醛的添加量在0.5％-8％；加熱溫度為60℃-140℃；加熱時(shí)間為30min-120min。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述一種通過處理蛋白飼料改善牛奶蛋白含量的方法，其中多羥基酮包括D-果糖、D-山梨酸鉀等；多羥基醛包括D-木糖、D-葡萄糖、D-阿拉伯糖、D-半乳糖、D-甘露糖、D-核糖、D-脫氧核糖、L-鼠李糖等。
3.根據(jù)權(quán)力要求1所述一種通過處理蛋白飼料改善牛奶蛋白含量的方法，其中被處理的蛋白飼料包括豆粕、棉粕、花生粕、葵粕、菜籽粕、胡麻粕等蛋白類飼料。
4.權(quán)力要求1所述方法制備的蛋白飼料為保護(hù)蛋白飼料或過瘤胃保護(hù)蛋白飼料。
5.根據(jù)全力要求4制備的保護(hù)蛋白飼料，可以在奶牛、奶羊及其他動(dòng)物養(yǎng)殖中應(yīng)用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5將過瘤胃蛋白飼料用于奶牛日糧中時(shí)，可以部分代替日糧中的未處理蛋白飼料；也可以全部代替其它蛋白飼料，同時(shí)補(bǔ)充適量的賴氨酸飼喂效果較好。
全文摘要
本發(fā)明是一種通過處理蛋白飼料改善牛奶乳蛋白含量的方法，屬于畜牧業(yè)生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，在豆粕等優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)原料中添加多羥基酮或多羥基醛，通過加熱等特殊加工工藝制成瘤胃保護(hù)蛋白。該處理可使優(yōu)質(zhì)蛋白飼料的蛋白質(zhì)瘤胃通過率提高30％－70％，減少蛋白飼料在瘤胃快速降解造成的浪費(fèi)；能夠使進(jìn)入小腸的有效蛋白質(zhì)增加20％－40％，從而滿足高產(chǎn)奶牛等反芻動(dòng)物的蛋白質(zhì)需要量，提高其產(chǎn)奶量和奶中乳蛋白含量。用該瘤胃保護(hù)蛋白部分替代常規(guī)蛋白質(zhì)原料，在避免賴氨酸缺乏的同時(shí)，可有效提高飼料的利用率，從而提高畜牧業(yè)養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益，減少畜牧業(yè)養(yǎng)殖對(duì)農(nóng)業(yè)的立體污染。本發(fā)明的應(yīng)用可為社會(huì)和畜牧業(yè)帶來可預(yù)見的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。
文檔編號(hào)A23K1/18GK1951209SQ200610138718
公開日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2006年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月13日
發(fā)明者刁其玉, 屠焰, 國(guó)春艷, 張乃鋒, 揚(yáng)威 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所, 刁其玉