肉牛飼料的加工工藝及營養(yǎng)價值評定（四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)研究所，肉牛低碳安全養(yǎng)殖重點實驗室）摘要：近年來，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整的步伐加快，我國畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整力度明顯加大，肉牛產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展。相應(yīng)的，肉牛飼料的加工技術(shù)日益受到重視并取得了較大的進展，經(jīng)過近30年的發(fā)展，我國肉牛飼料的加工工藝和設(shè)備也日趨成熟，已形成了比較適合于肉牛養(yǎng)殖的飼料加工工藝以及比較完整的肉牛飼料品質(zhì)評定體系。本文將從肉牛飼料加工工藝和肉牛飼料營養(yǎng)價值評定兩個方面進行綜述，以期為相關(guān)研究提供一些參考和借鑒。關(guān)鍵詞：肉牛粗飼料加工工藝營養(yǎng)價值評定飼料是發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)，養(yǎng)殖成本的70%以上是飼料的支出。然而，飼料經(jīng)過適當(dāng)?shù)募庸ぬ幚恚粌H可以減少飼料浪費，而且能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量及動物對飼料的利用率，從而降低養(yǎng)殖成本，獲得良好的經(jīng)濟效益。反芻動物工業(yè)飼料的研制和生產(chǎn)在我國飼料工業(yè)體系中一直是薄弱的一環(huán)。這一局面隨著近年來反芻動物生產(chǎn)的快速發(fā)展有所改變。通過對肉牛的消化代謝、營養(yǎng)生理等方面進行系統(tǒng)研究，肉牛飼料的加工與飼用有了技術(shù)支撐，牛飼料的加工工藝和設(shè)備也日趨成熟。1肉牛飼料的種類與消化特征1.1肉牛飼料種類肉牛飼料一般分為粗飼料、精飼料（補充料）、全混合飼料（TMR，TotalMixedRate）等。其中：粗飼料：牧草類飼料、桔桿飼料或經(jīng)發(fā)酵、青貯或壓塊草飼料。精飼料：由單一或混合的飼料原料加工組成，包含能量飼料與蛋白飼料，并添加適當(dāng)?shù)柠}、礦物質(zhì)、維生素等，也可加入糖蜜、尿素等。其他飼料：TMR、舔磚、草顆粒等。1.2肉牛飼料的消化特性反芻動物與其他單胃動物最大的不同之處在于其特殊的消化道結(jié)構(gòu)，由于有瘤胃的存在使得其有耐粗飼的特點，所以肉牛的飼料消化特性主要體現(xiàn)在對粗飼料的利用上。粗飼料能刺激瘤胃的蠕動收縮，促進唾液的胃液的分泌，幫助消化，保持瘤胃內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，便于飼料的消化。牛食用粗飼料后進入瘤胃內(nèi)，先進行反芻，然后利用瘤胃微生物消化碳水化合物、蛋白質(zhì)等，特別是粗纖維在這個過程中會被降解。此過程中部分蛋白質(zhì)被微生物利用，降低了效價。粗纖維在胃腸中經(jīng)纖維酶的作用下分解成纖維二糖等，然后再分解成揮發(fā)性脂肪酸。當(dāng)牛的日糧中粗飼料比例很大時，產(chǎn)生脂肪酸的比例為：乙酸為60%～70%，丙酸為15%～20%，丁酸為5%～15%，如增加谷物飼喂量或粗飼料粉碎很細（長度低于50mm），則乙酸形成比例約為50%，丙酸含量為40%左右。細碎的粗料使發(fā)酵作用加快，總酸濃度升高，超過瘤胃的消化能力，造成浪費，此后出現(xiàn)的低酸階段不利于消化吸收，甚至可能引起瘤胃酸中毒。因此加工過程中粗飼料的加工長度和粒度不宜太小。2肉牛飼料加工技術(shù)2.1精飼料加工肉牛常用的精飼料主要有玉米、大麥、小麥、高粱等，這些飼料淀粉含量高，過去常用的飼喂方法是整粒飼喂或磨碎飼喂，現(xiàn)在可選擇壓片、擠壓、烘烤、爆花等加工方法。（1）壓片壓片有干碾壓片和蒸汽壓片兩種方法。干碾壓片是用碾棍把谷物擠壓成小碎片，多用于玉米、高粱加工；蒸汽壓片是先用蒸汽處理谷物30～60分鐘，使含水量達18%～20%，再利用壓輥壓片，適用于多種谷物。蒸汽壓片的主要特點是改變了谷物中淀粉的分子結(jié)構(gòu)，使其容易接受酶的作用，消化率提高，非淀粉有機物的營養(yǎng)價值也提高了10%，同時，過瘤胃淀粉和過瘤胃蛋白也有所增加，飼料利用率也得到提高。與干碾壓片相比，蒸汽壓片可使肉牛采食量和料肉比下降約10%，但肉牛的日增重基本沒有影響，進而提高了舍飼肉牛的增重率。試驗證光潔，硬度適中，大小一致，并可根據(jù)需要調(diào)整粒徑。此外，可應(yīng)用顆粒飼料成套設(shè)備，自動完成秸稈粉碎、提升、攪拌和進料功能，隨時添加各種添加劑，全封閉生產(chǎn)，自動化程度較高，適合飼料加工企業(yè)使用。2.3飼料加工生產(chǎn)過程中存在的缺陷2.3.1機械化智能化程度低我國反芻動物飼料生產(chǎn)受我國工業(yè)化程度影響，機械化智能化程度較低，飼料生產(chǎn)基本以資金密集和人力密集型生產(chǎn)方式為主，增加飼料產(chǎn)量的方式有著許多缺陷，導(dǎo)致每個批次的飼料質(zhì)量不一，其中微量元素，益生菌等成分配比不穩(wěn)定。2.3.2生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)不完善反芻動物的飼料生產(chǎn)不僅僅是一個單一的生產(chǎn)過程，還涉及到緊缺的成分配比和嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)制定，一份飼料生產(chǎn)中需要有苜蓿、青草、甘草、等主要成分和各類氨基酸、維生素和適量的抗生素等，并且還要隨著季節(jié)及時做出調(diào)整。當(dāng)前我國反芻動物飼料生產(chǎn)體系還不夠完善，生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)還未形成。這種現(xiàn)狀導(dǎo)致生產(chǎn)過程中細節(jié)變量過多，飼料中的各成分配比容易改變，大大限制了我國飼料業(yè)的質(zhì)量提高?？傊a(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的不完善是當(dāng)前飼料問題產(chǎn)生的重要原因。2.3.3飼料生產(chǎn)缺乏有效監(jiān)管飼料的安全性直接關(guān)系到反芻動物的體質(zhì)，需要對其嚴(yán)加監(jiān)管?？v觀我國食品行業(yè)現(xiàn)狀，食品安全事故頻發(fā)，消費者信心受損，這些都是由于飼料生產(chǎn)過程中缺乏有效監(jiān)管導(dǎo)致的。尤其是一些商家瞄準(zhǔn)了安全條例不足的漏洞，在飼料生產(chǎn)過程中添加過量抗生素、霉菌毒素超標(biāo)的飼料原料等，對飼料行業(yè)造成了非常不好的影響。2.4小結(jié)隨著中國國牛肉制品的大量流入對國內(nèi)肉牛養(yǎng)殖造成的沖擊，市場競爭將進一步加劇，規(guī)?；哪膛ｐB(yǎng)殖將不斷擴大?？陀^上要求奶牛飼料的研制必須有一個大發(fā)展。提高飼料利用效率，開發(fā)新型飼料添加劑，強化奶牛飼料內(nèi)抗生素與激素檢測技術(shù)和推廣先進適用飼養(yǎng)技術(shù)具有重要現(xiàn)實意義。反芻動物飼料的研制和生產(chǎn)在我國飼料工業(yè)體系中一直是薄弱的一環(huán)，這一局面隨著近年來反芻動物生產(chǎn)的快速發(fā)展、反芻動物飼料標(biāo)準(zhǔn)的制定和應(yīng)用，反芻動物工業(yè)飼料的技術(shù)含量要求將會有進一步規(guī)范和提高。3.飼料營養(yǎng)價值評定在畜牧業(yè)生產(chǎn)中，制定飼料配方和配制畜禽日糧時，必須要有兩個參數(shù)：一、不同種類飼料能為動物提供的有效營養(yǎng)物質(zhì)的量，即飼料的營養(yǎng)價值；二、動物對營養(yǎng)物質(zhì)的需要量，即飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)。而營養(yǎng)評定體系就是表征動物營養(yǎng)需要量和評定飼料營養(yǎng)價值的指標(biāo)體系。營養(yǎng)評定指標(biāo)直接決定著飼料營養(yǎng)價值測定的準(zhǔn)確度以及動物對營養(yǎng)物質(zhì)的需要量，所以影響著飼料配方制定以及日糧配制的合理性與準(zhǔn)確度，因此，關(guān)于動物營養(yǎng)評定體系的研究一直是動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)研究的核心內(nèi)容。另外，由于反芻動物生理的復(fù)雜性，其營養(yǎng)評定體系比單胃家畜復(fù)雜得多。3.1飼料營養(yǎng)價值的評定方法常用的粗飼料營養(yǎng)價值評定方法主要有十八世紀(jì)中后期發(fā)展起來的概略養(yǎng)分分析法、范氏纖維分析、活體內(nèi)法和現(xiàn)代儀器分析；二十世紀(jì)30年代提出的半體內(nèi)法，主要指尼龍袋法。二十世紀(jì)五十年代以來建立的體外法，包括英國學(xué)者Tilley-Terry（1963年）[1]建立的兩步法，Raab.L.（1983）[2]和德國荷恩海姆大學(xué)動物營養(yǎng)研究所Menke.K.H.等（1979）[3]建立的以及Menke.K.H.等（1988）[4]發(fā)展的產(chǎn)氣法（TheGasProductionMethod）；二十世紀(jì)七十年代以來發(fā)展起來的人工瘤胃持續(xù)發(fā)酵（Rustitec）；八十年代末的近紅外反射光譜技術(shù)（InfraredReflectanceSpectrosco-py）；還有酶解法、溶解度法（用于評定蛋白質(zhì)降解率）等[5]。體外法與體內(nèi)法和尼龍袋法相比較，體外法具有操作簡便、重復(fù)性好、易于標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)點，逐漸成為普遍采用的方法。3.1.1體外產(chǎn)氣法體外產(chǎn)氣法（InvitrogasProduction）是目前采用最多的評價反芻動物飼料飼用價值的技術(shù)。它是將飼料樣品在體外用瘤胃液消化，通過消化過程中產(chǎn)生的氣體的比率來估計有機物消化率的快速方法。其原理是：消化率不同的各種飼草料，在相應(yīng)的時間內(nèi)產(chǎn)氣量與產(chǎn)氣率不同。體外產(chǎn)氣法通過體外產(chǎn)氣量能夠較真實地模擬牧草在瘤胃內(nèi)的有機物質(zhì)消化率、估計單個飼料或混合飼料的ME值和單位飼料的可降解蛋白量。體外法只有和其他測定指標(biāo)相配合，比如揮發(fā)性脂肪酸的產(chǎn)量和比例、微生物蛋白產(chǎn)量、營養(yǎng)物質(zhì)降解率等指標(biāo)，才能給研究者提供比較全面的信息[6]。3.1.2人工瘤胃持續(xù)發(fā)酵法人工瘤胃持續(xù)發(fā)酵法與人工瘤胃產(chǎn)氣法相比，能更準(zhǔn)確的模擬瘤胃環(huán)境，可以將人工瘤胃中產(chǎn)生的發(fā)酵產(chǎn)物持續(xù)排出，以維持發(fā)酵罐內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性。此外，這種方法可以保持幾周的穩(wěn)定發(fā)酵，能夠較好地反映飼料動態(tài)降解率。目前，比較成功的是Cizerkawski建立的Rusitec裝置，其特點是把裝有待測日糧的尼龍袋放入發(fā)酵罐內(nèi)供微生物降解。但該裝置也存在缺點，由于發(fā)酵罐內(nèi)固相和液相分界明顯，使微生物區(qū)系的分布與瘤胃內(nèi)真實情況不符，并且操作比較麻煩。目前由明尼蘇達大學(xué)和西弗基尼亞大學(xué)設(shè)計的體外連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)（CCS）獲得了較廣泛的應(yīng)用[6]。在國內(nèi)，王加啟和馮仰廉（1995）及孟慶翔（1999）也研制出瘤胃持續(xù)模擬裝置（RSI）[7]。此裝置在國際上瘤胃模擬系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，改進了諸多環(huán)節(jié)，使瘤胃模擬技術(shù)達到了一個新的水平。3.1.3兩步法Bell首次將離體人工瘤胃消化試驗法應(yīng)用到羊的飼料營養(yǎng)價值評定。該法把瘤胃液和飼料樣品放入試管進行培養(yǎng)，以模擬瘤胃對飼料的消化性，既為“一級離體消化法”。1963年Tilley和Terry提出了兩步法，該方法是將飼料在瘤胃液中培養(yǎng)48h，以模擬飼料在瘤胃中的消化過程；之后再把底物用胃蛋白酶培養(yǎng)48h，以模擬真胃和部分小腸的消化過程，培養(yǎng)結(jié)束后分離出殘渣進行分析。但該法步驟多，需要時間也較長。后來，一些動物營養(yǎng)學(xué)家們對此法做了一些改進。Jones和Hayward（1975）用纖維素酶替代瘤胃液，使該法得到了改進[8]。第一階段用纖維素酶培養(yǎng)，第二階段用胃蛋白酶培養(yǎng)，此法經(jīng)實驗證明與傳統(tǒng)的體外法所得到的結(jié)果相似。并且避免了常規(guī)試驗方法所具有的一系列限制因素。Alderman（1985）將其發(fā)展用于混合飼料的測定[9]。3.1.4酶解法八十年代以來，國內(nèi)外越來越重視利用酶解法評定蛋白質(zhì)降解率的研究。Jarrige（1970）研究表明，用酶法測定的牧草溶解度結(jié)果與活體消化試驗數(shù)據(jù)高度相關(guān)（R=0.92）[10]。酶解法的優(yōu)點是，測定環(huán)境易于標(biāo)準(zhǔn)化，實驗室之間可比性強，穩(wěn)定性高，能大批量在實驗室進行操作，成本低，效率高。其缺點是，忽略了降解率的動態(tài)性，而且由于酶自身的特異性，單一酶或復(fù)合酶很難模擬瘤胃中微生物對有機物復(fù)雜的發(fā)酵過程。酶解法在測定能量含量較高的飼料時，其結(jié)果可能優(yōu)于半體內(nèi)法，但對于粗飼料，測定的重復(fù)性很差。酶解法的最大優(yōu)點是不需要動物作為實驗供體?？傊?，反芻家畜粗飼料營養(yǎng)價值的評價方法較多，各有優(yōu)缺點，可根據(jù)實際情況有選擇的使用。今后反芻動物飼料的評價不但要考慮飼料消化利用情況、動物生產(chǎn)情況，新成果的研制情況，同時還要考慮飼料成分、微生物和影響飼料利用的各種因素。另外，飼料營養(yǎng)價值評定可采取實驗室和動物試驗相結(jié)合的方法，在實驗室方法上主要采用我國應(yīng)用較多的成熟的濕法分析，兼顧NIKS的應(yīng)用；在飼養(yǎng)試驗上要結(jié)合我國的飼料資源狀況和國外反芻動物營養(yǎng)新技術(shù)，研究我國以粗飼料為基礎(chǔ)的日糧飼養(yǎng)效果，以便準(zhǔn)確地評定粗飼料的營養(yǎng)價值[19]。3.2飼料營養(yǎng)成分評定體系3.2.1Weende體系我國目前沿用的飼料成分常規(guī)分析法是德國人Hennebery和Stohmann于1862年在Weende實驗站提出了概略養(yǎng)分分析方法。該方法將飼料成分劃分為水分、粗蛋白質(zhì)、粗纖維、粗脂肪、粗灰分、無氮浸出物6大營養(yǎng)成分來評定飼料的營養(yǎng)價值。由于每一類都可細分且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以稱為“粗養(yǎng)分”。Weende分析方法自誕生以來在飼料的營養(yǎng)價值評定中起了十分重要的作用，是飼料營養(yǎng)價值評定的基礎(chǔ)，但是該方法對纖維成分的劃分很不明確，不能很好的區(qū)分纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。并且，一部分木質(zhì)素和半纖維素在粗纖維測定過程中被溶解掉而劃分到無氮浸出物中，因此在一定程度上使無氮浸出物的含量的估測值偏高。3.2.2VanSoest體系VanSoest體系是在Weende分析方法的基礎(chǔ)上建立起來的，將粗纖維和無氮浸出物這兩個指標(biāo)進行了修正和重新劃分。在評定飼草和纖維性飼料時，一旦測出一種飼料的NDS、ADF、NDF、ADL，就可以單獨或配合使用這些測定值來評定飼料的營養(yǎng)價值。VanSoest分析方法對動物纖維性物質(zhì)營養(yǎng)研究和高產(chǎn)奶牛飼料營養(yǎng)價值的評定的發(fā)展和進步作出了歷史性的貢獻。VanSoest體系雖然在Weende體系上有了進一步的提高和完善，但是由于反芻動物具有特殊的消化道結(jié)構(gòu)及消化生理，因此僅根據(jù)化學(xué)分析很難說明反芻動物對飼料的消化和利用情況，因而不能較好地反映飼料的營養(yǎng)價值，在使用過程中存在一定的局限性。3.2.3CNCPS體系CNCPS是CornellNetCarbohydrateandProteinSystermforCattle的縮寫形式，中文為康奈爾凈碳水化合物和蛋白質(zhì)體系，是康奈爾大學(xué)科學(xué)家提出的牛用動態(tài)能量和蛋白質(zhì)及氨基酸體系。它反映蛋白質(zhì)、碳水化合物在瘤胃的發(fā)酵和在腸道的消化吸收、排泄情況，奶牛飼料的采食情況，熱量的產(chǎn)生、營養(yǎng)的吸收對維持、生長、泌乳、繁殖等利用情況[11]。CNCPS是在VanSoest體系的基礎(chǔ)上考慮了飼料在瘤胃內(nèi)的消化與流通速率以及被吸收的碳水化合物和蛋白質(zhì)的利用效率等因素，對飼料中的粗蛋白和碳水化合物又進行了進一步的劃分。首次打破了瘤胃“黑箱”，把飼料的養(yǎng)分與飼料在瘤胃內(nèi)的發(fā)酵直接聯(lián)系起來，在研究思路上有明顯的創(chuàng)新之處。3.3小結(jié)飼料營養(yǎng)價值評定是合理配制動物日糧、充分發(fā)揮家畜生產(chǎn)性能的必要前提。近年來，我國反芻動物飼料營養(yǎng)價值評定工作取得了巨大進步。但我國幅員遼闊，反芻動物飼料種類繁多，各地區(qū)的土壤、氣候、耕種制度等條件多有差異，隨著科技的進步，各種新的飼料資源相繼被開發(fā)，高效實用的加工處理技術(shù)也不斷涌現(xiàn)，反芻動物飼料營養(yǎng)價值評定工作任重而道遠。不斷加強國際、國內(nèi)、行業(yè)間、行業(yè)內(nèi)的交流與合作，運用最新的科技手段和方法，更加系統(tǒng)、全面的評定不同品種、產(chǎn)地、栽培條件、收獲期和加工方式的飼料原料對不同種類、生理期動物的營養(yǎng)價值，建立常用飼料原料有效養(yǎng)分動態(tài)預(yù)測模型，將是未來反芻動物飼料營養(yǎng)價值評定的大趨勢。參考文獻：[1]TillyJMA,RATerry.Atwostagetechniquefortheinvitrodigestionofforagecrops.JournaloftheBritishGrasslandSociety,1963,18:104~111.[2]Raab,L.B.Cafantarisetal.Rumenproteindegradationandbiosyntheses.Anewmethodfordeterminationofproteindegradationinrumenfluidinvitro.BrJ.Nutr,1983,50:569.[3]MenkeKH.TheGasProductionMethod.J.Agric.Sci,1979,93:217~222.[4]MenkeKH,HSteingass.Estimationoftheenergeticfeedvalueobtainedfromchemicalanalysisandinvitrogasproductionusingrumenfluid.AnimalResearchandDevelopment,1988,28:7~55.[5]唐一國，龍瑞軍，補小艷等.反芻家畜飼料營養(yǎng)價值體外評定研究進展.中國奶牛，2002（5）：31~33.[6]盧德勛.系統(tǒng)動物營養(yǎng)學(xué)導(dǎo)論.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2004：14~52.[7]王加啟，馮仰廉.瘤胃持續(xù)模擬技術(shù)的研究.動物營養(yǎng)學(xué)報，1995：7（1）：29~35.[8]JonesDIH,MVHayward.Theeffectofpepsinpretreatmentofherbageonthepredictionofdrymatterdigestibilityfromsolubilityinfungalcellulosessolutions.theSci.ofFoodandAgri.,1975,26:711~718.[9]AldermanG.Predict