蒸汽压片玉米在奶牛生产中的应用研究进展

王　浩，许　丽（东北农业大学动物营养研究所，哈尔滨　150030）



蒸汽压片玉米在奶牛生产中的应用研究进展

王浩，许丽*
（东北农业大学动物营养研究所，哈尔滨150030）

摘要：玉米是舍饲奶牛日粮中主要能量来源之一，在实际生产中，通常会对其进行物理性加工处理，提高玉米营养特性。蒸汽压片是一种能显著提高玉米消化率的加工方式，对提高奶牛生产性能具有重要意义。文章对蒸汽压片玉米的营养特性及其在奶牛生产中的应用效果作以综述。

关键词：蒸汽压片玉米；营养特性；奶牛

玉米中的淀粉是舍饲奶牛日粮中能量的主要来源，其淀粉利用率会直接影响到奶牛的生产性能。在实际生产中，为了提高奶牛瘤胃对玉米淀粉的降解及小肠吸收效率，通常会对玉米进行粉碎、碾压或蒸汽压片等物理性加工处理，以改善玉米转化效率。其中，蒸汽压片的处理方法表现出更为有效的特点。相对于较为原始的粉碎加工，蒸汽压片在改变玉米物理形态的基础上，还能改变玉米淀粉的化学结构，使其凝胶糊化，从而提高淀粉在瘤胃、小肠及全消化道中的消化率。此外，研究证明，蒸汽压片玉米既能提高奶牛产奶量、改善瘤胃发酵模式，亦可减少甲烷生成、降低氮磷的排放[1-2]。该项技术始于20世纪60年代，目前在欧美国家的反刍动物饲养中已广泛应用。但在我国的相关技术推广应用有限。因此，本文就蒸汽压片玉米的营养特性及其在奶牛生产中的应用研究作以简述。为我国奶牛生产中科学使用蒸汽压片玉米，提高奶牛生产性能提供重要的参考依据。

1　蒸汽压片玉米的营养特性

1.1增加玉米淀粉糊化度

玉米中淀粉（分支链和直链）含量约70%，其中支链淀粉约占72%。不同形式的淀粉之间通过氢键排列成结晶区，并以此形成淀粉颗粒，这些颗粒在蛋白质膜的包被下以其特有的紧密形态排列在胚乳中，致使其在瘤胃及消化道中难以被瘤胃微生物及各种酶类消化[ 3 ]。经95～110℃蒸汽压片处理后，其水分可增至18%～20%，使得淀粉粒吸水膨胀分裂，晶体结构破坏，排出部分直链淀粉形成黏性物质，即淀粉糊化。经处理后的玉米淀粉糊化度一般可达50%～60%，使其水溶性、酶解性和消化率均得到提高。压片越薄，容重越小，淀粉糊化率越高。此外，饲喂反刍动物饲料的合适容重为310～ 360 g·L-1，而蒸汽压片玉米的容重为280～420 g·L-1，接近反刍动物的最适饲喂容重。

1.2提高玉米淀粉等营养物质的消化率和能值

动物对蒸汽压片玉米的消化率很大程度上也取决于压片玉米的粉碎粒度，合适的粉碎粒度可以更好的增加淀粉与消化液的接触面积，从而提高营养物质的消化率。经过蒸汽处理后的玉米通常被压成0.8～2.5 mm薄片，这种粒度更符合被消化的条件[ 4 ]。与普通破碎玉米淀粉相比，蒸汽压片玉米淀粉在瘤胃、小肠及全消化道的消化率都得到了不同程度的提高[ 5 ]。但也有研究认为，蒸汽压片玉米淀粉的整体消化率提高主要体现在提高过瘤胃淀粉的消化率即依赖于十二指肠对淀粉消化率的提高，而在消化道其他部分消化率提高不明显。

此外，由于在蒸汽压片加工过程中的蒸汽条件及强力挤压，与淀粉紧密结合的蛋白质等营养物质也得到一定程度的释放，从而也提高了其他营养物质的消化率。经蒸汽压片处理后，玉米中的非淀粉有机物消化率从73%提高到80.6%，有机物总消化率则由84%提高到92.6%。在含有20%蒸汽压片玉米的全混合日粮中，有机物的瘤胃消化率高达80.4%。这是由于玉米能值提高后使瘤胃中的氮能利用率达到了一种相对的同步，进而更好的促进菌体蛋白质合成，稳定了瘤胃内氨态氮的水平，提高能氮的同步利用效率[ 6 ]。这也从另一方面解释了日粮中蒸汽压片玉米含量较高时，瘤胃内pH没有显著降低造成酸中毒的原因[ 7 ]。而对于添加蒸汽压片玉米后纤维素的消化率，不同的学者则有不同的认识。有研究报道，奶牛日粮中含40%蒸汽压片玉米，可使中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）的表观消化率分别提高21.96%和23.35%。相反，有研究者则认为，蒸汽压片玉米降低了瘤胃内纤维素的消化率，这可能与饲喂粗饲料种类的不同有关。

由于蒸汽压片玉米提高了淀粉、粗蛋白质和有机物的有效降解率和消化率，从而对反刍动物的代谢能（ME）、维持净能（NEm）和增重净能（NEg）都会有较直接的影响。当蒸汽压片玉米的有机物有效降解率达到75%时，其淀粉的消化率便会提高10%～20%，同时净能值也可提高约17%。对于育肥牛而言，饲喂蒸汽压片玉米比饲喂干碾压玉米的ME、NEm及NEg分别提高12.6%、14%和19%。这表明经蒸汽压片处理的玉米的能值得到了明显的提高。

1.3调节挥发性脂肪酸比例，增强葡萄糖的代谢

玉米淀粉经瘤胃微生物降解后，约95%的产物是挥发性脂肪酸（VFA）。VFA作为反刍动物的主要能源物质，可提供机体所需能量的70%～80%。而反刍动物对葡萄糖的需要（约90%）是通过肝肾等器官内的糖异生作用来提供的，用于维持血糖平衡及机体的各种正常生命活动需要。VFA中的丙酸是反刍动物体内进行糖原异生的主要前体物，通过异生方式生成的葡萄糖中，45%～75%都来源于丙酸的转化作用。虽然玉米淀粉经瘤胃降解后的产物以乙酸为主，但当玉米经蒸汽压片处理后，经瘤胃微生物发酵产生的VFA中，丙酸的比例会显著提高（P< 0.05），且乙酸与丙酸的比例也有改变[ 8 ]。由于丙酸含量的增加，给动物糖异生过程中提供了更多的前体，促进了肝脏中葡萄糖的合成，并通过增加血糖的方法来促进乳腺对葡萄糖的吸收，最终提高乳糖的合成量。

1.4调节能氮平衡，增加氮沉积率，合理改善氮在机体内的分配

蒸汽压片玉米可通过调解瘤胃中的能氮比，从而提高氮的吸收、利用，减少氨排放。这是由于日粮中的瘤胃降解蛋白质（RDP）被消化为肽和氨基酸后，可再进一步脱氨基生成氨，这些氨可被瘤胃微生物作为合成菌体蛋白质的氮源。在瘤胃微生物蛋白质的合成过程中，会以碳水化合物作为主要能源，由于蒸汽压片玉米提高了淀粉降解性，能够更好的为瘤胃微生物合成蛋白质提供能量，尤其是VFA中的丙酸[ 9 ]。所以，瘤胃中更多的氨态氮被转化为微生物菌体蛋白质[10]。蒸汽压片玉米可提高菌体蛋白质等过瘤胃蛋白质流入真胃和小肠的量。

此外，相对于碾压玉米，蒸汽压片玉米可增加乳腺组织对α-氨基酸氮的摄取量，调节机体内氮的分配，更有利于提高牛乳中蛋白质含量；同时，压片玉米还可间接影响尿素氮（BUN）在门静脉回流组织的净吸收量，提高饲料氮的循环利用效率[11]。当肉牛采食蒸汽压片玉米后，降低了其粪、尿中排泄出的总氮量，且粪中氨的释放速度也显著降低（P<0.05）[12]。

蒸汽压片玉米可增加小肠中非蛋白质氨（NPN）、非菌体蛋白质、菌体蛋白质及氨基酸（AA）的含量。因此，推断出蒸汽压片玉米可调节氮在小肠、肝脏、乳腺等机体组织中的分配，增加肝脏合成尿素向瘤胃的转移量，并能通过能氮平衡调节，使得瘤胃微生物可利用更多的循环尿素合成菌体蛋白质，从而提高流入小肠的蛋白质含量，使日粮中氮源更好的被动物吸收利用，减少体内氮的排放。

2　在奶牛生产中的应用

2.1提高产奶性能

与破碎玉米及碾压玉米相比，蒸汽压片玉米可提高泌乳奶牛的产乳量、乳蛋白率、乳蛋白含量[13-14]。研究表明，随着饲粮中蒸汽压片玉米比例的增加，奶牛的产奶量也会随之逐渐提高，当饲喂奶牛的玉米全部替换为蒸汽压片玉米时，产奶量可提高2.8 kg·d-1。陈涛等研究发现，在试验中以30%的压片玉米替代精料饲喂奶牛，产奶量与对照组相比提高了2.87 kg·d-1，但乳蛋白质、乳糖、乳非脂固形物含量仅呈增加趋势[15]。有研究者研究不同密度蒸汽压片玉米对奶牛生产性能的影响，结果表明，相对于干碾玉米，蒸汽压片玉米可提高采食量5%，产乳量、乳蛋白质量和乳蛋白质率分别提高11%、8%和16%，乳脂率降低4%，这与Dhiman的研究结果相类似[13]。虽然饲喂蒸汽压片玉米对奶牛产奶性能存在明显的影响，但在不同的试验中影响的程度也存在差异，造成这种差异可能与奶牛的品种、饲料中氮源的提供以及蒸汽压片的加工技术有关。

2.2对不同阶段奶牛的保健作用

奶牛在分娩后进入围产后期，机体的各项机能都尚未恢复，尤其是食欲及消化功能，此时的奶牛急需恢复体况，易消化的蒸汽压片玉米可有效减少该阶段代谢紊乱的影响。奶牛进入泌乳盛期后，奶牛代谢强度增强，很容易出现能氮负平衡，此时饲喂蒸汽压片玉米可更有效的满足奶牛对能量的需求[ 5 ]。奶牛进入泌乳中期后，奶牛的产奶量逐渐下降，此时为了减缓产奶量的下降速度，需要保证饲料营养的全价性，饲料种类的增加难免会出现一些适口性不佳的饲料，此时辅以适口性好的蒸汽压片玉米则能起到一定的调节作用。此外，蒸汽压片玉米可显著提高犊牛的瘤胃液和血液中挥发性脂肪酸（VFA）总量及丙酸的含量（P<0.05），促进瘤胃乳头长、宽及瘤胃壁厚度，使犊牛瘤胃更好的发育，增强犊牛对营养物质消化的能力[16-17]。

3　小　结

蒸汽压片玉米是一种转化率高、适口性良好、适于饲喂各阶段奶牛的优质能量饲料，可调节奶牛瘤胃中VFA含量，提高奶牛的产奶量及乳蛋白质量。蒸汽压片玉米调节营养性能的根本途径是通过调节氮能比来接近或达到氮能平衡。因此，未来研究可以从氮、能两个角度同时进行，从氮能平衡出发，研究压片玉米与其他营养素的互作，以期更好的开发蒸汽压片玉米的潜能。

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前沿科技摘编

Research Progress of Steam-flaked Corn in the Production of Dairy Cow

WANG Hao, XU Li
（Institute of Animal Nutrition, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China）

Abstract:Corn is one of the main energy sources for dairy cows, in the actual production, we will be on the corn crushing and other physical processing in order to improve the nutritional characteristics of corn. Steam-flaked is a kind of processing modes that can significantly improve corn digestibility; and it has significantly important to improve the production performance of dairy cows. In this paper, nutritional characteristics of steam-flaked corn and its application effects in diets of dairy cow were summarized.

Key words:steam-flaked corn; nutritional characteristics; dairy cow

*通讯作者：教授，博士生导师，E-mail: xuli19621991@163.com。

作者简介：王浩（1986-），男，黑龙江大庆人，博士研究生，研究方向为动物营养与饲料科学。

基金项目：黑龙江省科技攻关计划（GC12B310）

收稿日期：2015-03-02

中图分类号：S823.5

文献标志码：A

文章编号：1001-0084（2015）04-0008-04