植物蛋白替代乳蛋白在犊牛代乳料中的应用

     用代乳料培育犊牛不但可以节约犊牛的培育成本，减少鲜乳的饲喂量，而且有利于早期断奶技术的实施，更重要的是可随犊牛生长发育阶段和环境而改变配方，便于饲养管理和疾病预防。目前，美国、欧洲等奶牛业和肉牛业发达的国家和地区，大多数奶牛饲养场都采用代乳料培育犊牛。

    犊牛代乳料中的蛋白成分是犊牛饲养成本和培育效果的决定因素，代乳料配方中通常含有20%-27%的粗蛋白约占到代乳料成本的60%左右。近年来随着全乳蛋白代乳料中脱脂乳、乳清蛋白浓缩物、脱糖乳清和乳清等主要蛋白源价格的上涨，过去单一依赖乳蛋白为蛋白源的状况已面临着资源有限和成本过高的困境。本文就代乳料中用植物性蛋白源替代乳蛋白源在犊牛培育中的应用效果作一综述，为相关研究和生产提供借鉴。

    1犊牛蛋白质消化生理特点

    新生犊牛瘤网瓣胃发育不成熟，皱胃起主要功能。1日龄时皱胃占胃总重量的56%，随着日龄增长，犊牛对植物性饲料的采食量逐渐增加，瘤胃、网胃、瓣胃的容积和比例迅速增大，当达到1月龄时，各胃室的比例组成接近成年反刍动物，皱胃仅占整个胃容积的8%左右，而瘤胃约占80%。因此新生犊牛对蛋白质的消化吸收能力较弱，主要依赖于皱胃和小肠的蛋白酶系统。而消化道蛋白酶系统的发育是一个缓慢的过程，胃蛋白酶的产生较晚，小肠内胰蛋白酶、糜蛋白酶在0-45日龄变化不大，60日龄左右才显著增高，且胰蛋白酶、糜蛋白酶活性增加缓慢。对于0-3周龄的犊牛其消化系统产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块，从而延缓酪蛋白通过瘤胃，而对其他来源的蛋白质无凝聚作用。

    由于上述的消化特点，0-3周龄的犊牛消化系统产生的蛋白酶只适于消化乳蛋白,难以消化大部分的非乳蛋白，因此3周龄内的犊牛建议使用仅含乳蛋白的代乳料。随着犊牛的成长，乳蛋白在代乳料中的比例可逐渐降低，考虑逐步用植物蛋白代替乳蛋白。考虑到犊牛消化系统发育的滞后性，对代乳料中蛋白的品质要求比较高。

    2犊牛代乳料中常用的植物蛋白原料

    植物蛋白来源广泛，价格低廉，是替代乳蛋白的主要方向。目前，在犊牛培育中使用较广泛的植物蛋白主要是大豆蛋白、小麦面筋蛋白和玉米蛋白。

    2.1大豆蛋白

    大豆蛋白是目前来源最广的植物蛋白，产品主要有：（1）大豆粉。是脱脂豆片经磨碎的产品，蛋白含量约为50%，是成本最低的大豆蛋白，含维生素和不溶性碳水化合物，在犊牛体内消化率较低；（2）大豆浓缩蛋白。是由脱脂豆粕用乙醇除去可溶性碳水化合物后生产的，蛋白含量约66%，价格略高于大豆粉；（3）大豆分离蛋白。蛋白含量可达85%，但由于价格相对较高，生产中很少用于犊牛代乳料中。

    大豆蛋白与乳蛋白的营养价值比较如表1。限制大豆蛋白在犊牛代乳料中应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，在胃和小肠中的排空速度较快，易导致蛋白质消化不完全而引起腹泻。二是大豆蛋白中氨基酸的平衡不如乳蛋白，影响蛋白的吸收利用。Sanz等研究表明如果代乳料中蛋白质来源是乳蛋白，则代乳料中的蛋白质水平应在20%以上，如果是植物性蛋白，其蛋白质含量应高于22%。三是大豆蛋白中含有多种抗营养因子，种类包括（1）抗原蛋白。大豆球蛋白和β大豆球蛋白是主要的抗原物质，可引起犊牛肠道的过敏反应，主要表现为肠绒毛的萎缩，严重的则会出现黏膜脱落，其直接后果是犊牛消化吸收能力下降。孙泽威等通过试验表明大豆抗原蛋白会引起犊牛小肠绒毛萎缩，导致犊牛腹泻、消化率降低；（2）大豆蛋白酶抑制因子。大豆含有两种蛋白酶抑制因子，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约含30mg/g，KTI易被酸和蛋白酶灭活，对热也较敏感，易于在加工过程中消除；而BBI对热、酸和蛋白水解酶均较稳定，不易消除；（3）大豆凝集素。大豆凝集素约占大豆总蛋白的1%-2%，具有抗肠道蛋白酶水解的作用，对热敏感；（4）其它抗营养因子。主要是不能被幼龄动物消化的水苏糖、棉籽糖和蔗糖等寡糖，以及丹宁等多酚类物质。

    基于大豆蛋白的限制因素，采用合理的配合、加工方法就成了决定大豆蛋白在实际中应用效果的关键因素。在犊牛代乳料中添加赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸等限制性氨基酸，按理想氨基酸模式配合代乳料，能提高犊牛代乳料蛋白质品质。周建民用大豆变性蛋白代替犊牛代乳料中蛋白质总量的43%-48%，经氨基酸平衡使蛋白质组成中必需氨基酸与非必需氨基酸之比为1∶0.84，与理想蛋白质1∶1的比例十分接近，且其中限制性氨基酸（赖氨酸、蛋氨酸和胱氨酸）与理想蛋白质结构完全一致，饲喂效果十分理想。

    采用高温膨化和微生物发酵酸化两步处理可改良大豆蛋白中的抗营养因子，水解难于消化的蛋白，并将部分蛋白转变成易消化的微生物蛋白。李素芬等将全脂大豆在110-130°C进行膨化，蛋白酶抑制因子可失活68.7%-88.2%，凝集素失活76.7%-100%。黄锡霞等（1997）用40%发酵酸化加热大豆粉替代全乳饲喂12-25日龄犊牛，可基本上消除仅用加热大豆粉替代时出现的腹胀、腹泻症状。大豆蛋白酶水解或发酵-高温处理也是改良大豆蛋白的有效方式。邓代君等消化试验研究表明，用自然发酵-高温处理的大豆粉代乳料替代40%全乳时，犊牛对有机物、粗蛋白、粗脂肪、糖、钙、磷的消化率分别为天然乳的86.19%、81.84%、87.32%、95.47%、87.05%和85.96%。

    2.2小麦面筋蛋白

    小麦面筋蛋白是生产小麦淀粉的副产品，含蛋白75%-85%，主要成分有麦胶蛋白、麦谷蛋白、麦清蛋白和麦球蛋白。与大豆蛋白相比较，小麦蛋白不含大豆蛋白中的任何已知抗营养因子，而且消化率高。但小麦面筋蛋白肽链中含有较多的疏水氨基酸，溶解性低，是限制其应用的主要因素。采用物理（微波、超声波、高热变性和挤蒸煮等）和化学方法（磷酸化改性、酰化改性、脱酰胺改性、糖基化改性等）对其进行改性处理，可使小麦蛋白的消化率（95%）优于其它非乳蛋白源。

    2.3玉米蛋白

    玉米蛋白是玉米籽粒经湿磨法工艺制得的粗淀粉乳，经过水解、分离、浓缩、发酵、烘干制成，是玉米淀粉工业的副产品。玉米蛋白中蛋白含量高，且抗营养因子含量少，经过适当加工也是较好的犊牛代乳料蛋白质原料。任慧波等试验表明以大豆浓缩蛋白加玉米蛋白为蛋白源的代乳粉与仅用大豆浓缩蛋白和牛奶组犊牛的体重、日增重和体尺情况比较差异不显著，但犊牛的生长性能优于牛奶组。

    3植物蛋白替代乳蛋白在犊牛代乳料中的应用

    实验研究表明植物蛋白在犊牛代乳料中的添加比例都小于50%，不同日龄的犊牛对植物蛋白的反映也不相同。Toullec等认为，为达到犊牛的最佳生长效果，在出生后前3周内，应使用只含乳蛋白的代乳料，对于3周龄后的犊牛可考虑逐渐用植物蛋白代替乳蛋白，这与犊牛消化系统发育是相适应的。李影球等用去皮大豆和全脂大豆代替50%乳蛋白对犊牛生长增重、小肠发育影响的研究表明，36日龄犊牛还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为36日龄犊牛代乳料的乳源蛋白替代物。Mir报道用膨化和发酵两步处理大豆能有效地降低大豆蛋白的抗原性，用处理后的大豆粉代替40%乳蛋白喂20日龄犊牛，获得与母乳相当的生长速度。Terui等（1996）用易溶的，经酶改性的小麦喷雾干燥面筋蛋白替代部分乳蛋白的试验结果显示，20%粗蛋白含量的代乳料中用30%和50%的小麦喷雾干燥面筋蛋白替代乳蛋白后，犊牛的生长性能与全乳蛋白组无显著差异。欧洲用肉用犊牛做的生长试验表明，小麦蛋白代替脱脂乳蛋白，小牛的生长性能良好，当小麦蛋白用到总蛋白的20%时，平均日增重及饲料转化率比喂脱脂乳仅低4%。

    目前犊牛代乳料中利用各种植物蛋白代替价格高昂的乳蛋白研究已取得较大进展，然而国内对植物蛋白代乳料的研究仅仅局限于消化率及生产性能的比较，而对于犊牛血液生理生化，消化道酶活性等方面的研究较少，而这恰恰是限制植物蛋白有效利用的内在原因，有必要进行比较深入的探讨。草食家畜