采用CPM模型研究奶牛泌乳中期DDGS的适宜添加量

■ 王 燕 刘晓兰 史丹丹 文奇男 刘 骥张永根

（1.齐齐哈尔大学食品与生物工程学院，黑龙江齐齐哈尔 161006；2.齐齐哈尔市农业技术推广中心，黑龙江齐齐哈尔 161006；3.辽宁省农牧业机械研究所有限公司，辽宁沈阳 110036；4.东北农业大学动物科技学院，黑龙江哈尔滨 150030）

近几年，我国的工业燃料乙醇生产大幅度增加，由此产生的副产物DDGS逐年扩大。DDGS中氨基酸总量达20.28%，必需氨基酸中胱氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸含量比例高于玉米中相应的氨基酸含量比例，而苏氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、精氨酸的比例比玉米低。DDGS的来源不同，其产品质量差异较大。其中对DDGS品质影响最大的是加工工艺及干燥方法。由于加工方法的改进，例如现代化的发酵技术、差压精馏技术、低温干燥技术和高品质控制技术的应用，导致DDGS饲料的营养成分改变，因此准确测定DDGS的营养价值十分必要。CNCPS体系是康奈尔大学科学家提出的牛用动态能量和蛋白质/氨基酸体系，核心是以小肠中净吸收碳水化合物（NAC）和净吸收蛋白质（AP）或净吸收氨基酸（AAA）评价饲料的能量和蛋白质营养价值（Fox等，1992；Conel等，1993）。该体系考虑了影响动物营养需要的多种因素，如环境、品种、体型大小、前期营养状况和饲料消化与流通速率以及被吸收的碳水化合物和蛋白质的利用效率等，并根据CNCPS评价体系建立CPM模型配方软件以调制饲料配方，最大程度地提高饲料的利用价值，提高经济效益。

DDGS替换奶牛日粮中部分玉米或豆饼从营养角度考虑是可行的。Anderson等试验表明，适当添加DDGS可增加乳中不饱和脂肪酸特别是共轭亚油酸的含量。在泌乳期奶牛浓缩日粮中添加DDGS发现，DMI降低，但是产乳量、产乳脂量(率)和产乳蛋白量(率)均有提高。研究表明，对奶牛而言，DDGS不仅是优质的过瘤胃蛋白质（RUP）来源，而且RUP氨基酸比例较平衡。

1 材料和方法

1.1 饲料样品

从不同地区（哈尔滨、肇东、佳木斯、友谊，吉林、沱牌酒厂、大乙醇、百事成酒厂）采集的DDGS，风干，粉碎，过1 mm分析筛，用于测定。

1.2 测定指标

根据CNCPS体系对碳水化合物和蛋白质组分的划分，需要测定的指标有：干物质(DM)、粗蛋白(CP)、粗脂肪(Fat)、粗灰分(Ash)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、酸性洗涤木质素(ADL)、酸性洗涤不溶蛋白(ADFIP)、中性洗涤不溶蛋白(NDFIP)、可溶性蛋白(SP)、非蛋白氮(NPN)、淀粉(Starch)。

1.3 运用CPM模型，计算DDGS在豆粕-玉米型日粮中的最大用量。

1.3.1 建立饲料数据库

将DDGS的营养成分及奶牛场当前饲喂泌乳期母牛的实际日粮的营养价值信息按照CNCPS的分类，输入CPM-Dairy V 3.0.8.01版软件系统，建立符合本地实际的新的饲料营养价值数据库，以备使用。

根据实际的观测，在软件中输入下列参数：

①试验奶牛的动物信息，包括品种、月龄、体重、体况评分、胎次、妊娠天数、产犊天数、产奶量、乳脂率、乳蛋白率、犊牛体重等；

②管理信息，包括添加剂类型、饲喂次数、饲喂方法等；

③环境因素，包括风速、环境温度、皮毛厚度、皮毛状态、冷应激、热应激等；

④所喂饲料的营养成分、市场价格；

⑤试验牛各种饲料的实际采食量。

1.3.2 日粮成本和经济效益的计算

本试验中使用CPM软件，用DDGS替代实际日粮中的豆粕-玉米混合物，按氨基酸进行奶牛日粮配合，配制成新的日粮，根据日粮成分的价格及试验牛日均采食量计算日粮成本，产奶收益。牛奶价格根据雀巢公司奶站收购价格确定。经济效益即为牛奶收入与日粮成本之差。

2 结果与分析

2.1 DDGS和豆粕的营养成分比较（见表1）

表1 DDGS和豆粕的营养成分

由表1可知，从氨基酸水平看，DDGS的TEAA的含量要比豆粕低，Met的含量几乎与豆粕相等，Ile的含量低于豆粕。由于DDGS是经过高温过程而生产的，在此过程中，Lys的损失及被破坏程度是最大的，所以DDGS的Lys的含量是2.1%，与豆粕的6.5%相比，低了4.4%。有试验证明，当以豆粕为主要的过瘤胃蛋白质时，蛋氨酸为第一限制性氨基酸，当以玉米蛋白为主要的过瘤胃蛋白质时，蛋氨酸得到了满足，赖氨酸明显为第一限制性氨基酸。从蛋白质水平来看，DDGS的 CP含量是28.3%，低于豆粕（44.0%），DDGS的RUP含量高于豆粕，但消化率却比豆粕低，SP的含量低于豆粕20%，ADFIP和NDFIP的含量明显高于豆粕，部分ADFIP是在加热过程中生成的。

DDGS的产奶净能值（1.57 Mcal/kg）和豆粕的（2.01 Mcal/kg）相差0.44 Mcal/kg。总的来说，用DDGS替代豆粕时，应该选择补充蛋白质含量高的、降解蛋白高的、Lys和Ile高、产奶净能高的蛋白饲料以及蛋白饲料的混合物，这些补充料必须能够补充DDGS所缺乏的营养成分。在日粮中的营养成分满足奶牛需要的前提下，用最大量的DDGS替代日粮中的豆粕，并且补充一些符合上述条件的饲料来降低日粮成本使收益达到最大是可行的，在替代过程中必须考虑DDGS添加的最大量，不能无限制的添加。

2.2 不同来源DDGS的营养价值分析（见表2～表5）

表2 不同来源DDGS的常规营养成分

表3 不同来源DDGS的CNCPS组分

表4 按照CNCPS的分类方法计算的碳水化合物组分含量

表5 按照CNCPS的分类方法计算的蛋白质组分含量

表2表明了DDGS的常规营养成分的变化范围，从表2可以看出，DDGS的Fat的含量从10.20%到12.58%，CP含量从25.80%到31.50%，含量变化范围较大的是ADF的含量，NDF的含量较高，含量变化范围尤为突出。

由表3可知，DDGS的SP的含量较低，含量变化范围大的是NDFIP的含量和Starch的含量，DDGS的ADFIP的含量从9.02%到24.06%，差异显著，NPN的含量较高，不同来源的DDGS的NPN含量差异极显著（P＜0.01）。

由表4可知，DDGS的CHO的含量从52.22%到59.31%，CB1的含量从7.88%到17.08%，CC的含量从8.45%到24.82%，NSC、CA、CB2的含量变化范围较大。

由表5可知，DDGS的PB3的含量较高，不同来源的DDGS的PB3的含量差异显著（P＜0.05），PA、PB1的含量较低，PC的含量在9.02%～24.06%之间，变化范围较大。

2.3 运用CPM模型，计算DDGS在泌乳中期奶牛饲料中的最大推荐用量

海林奶牛场的泌乳中期奶牛的实际日粮（母牛平均体重600 kg，体况评分3.0，平均产奶天数100 d，乳脂率为3.5%，乳汁中真蛋白质2.81%）和用CPM模型配制的用DDGS替代豆粕-玉米日粮信息见表6。两种日粮信息都被输入CPM模型，然后对运算结果进行分析，分析结果见表7。根据实际的干物质摄入量资料，在目标产奶量为25 kg时，可代谢蛋白质比需要量少了235.5 g，瘤胃中的肽、氨都满足其需要量，氨基酸（蛋氨酸、赖氨酸、异亮氨酸）分别是需要量的98%、95%、92%，都低于需要量，其满足的日产奶量是24.3 kg，低于目标产奶量，代谢能达到了需要量，代谢能满足的日产奶量比氨基酸比例、可代谢蛋白质满足的产奶量高，其满足的日产奶量达到了目标产奶量。在利用CPM模型进行日粮的重新配合后，最大限度的用1.5 kg DDGS代替1.5 kg豆粕和玉米，可代谢蛋白质的缺乏程度比实际日粮稍有提高，瘤胃中肽和氨的量有所降低，但也满足了需要量，赖氨酸的含量比实际日粮提高了1%，蛋氨酸含量维持原日粮的蛋氨酸水平，其日粮的代谢能比实际日粮降低了1.4 Mcal，但也满足了需要量，代谢能满足的日产奶量高出目标产奶量，氨基酸比例可满足的日产奶量与实际日粮相同，都是满足24.3 kg的日产奶量，可代谢蛋白质满足的日产奶量提高到了19.6 kg。经CPM配合的新日粮的成本比原来降低了3.07元/d，收益比原来增加了3.33元/d，每100 kg奶的收益从原来的131.64元升高到147.96元，比实际日粮的收益多16.32元，也就是在最大限度的用DDGS代替豆粕的同时，降低了成本，收益达到了最大。

表6 日粮成分（以鲜重为基础，kg）

表7 用CPM模型对实际日粮和CPM配制日粮的评估

3 讨论

本试验测得的粗蛋白、赖氨酸和脂肪的平均含量与NRC所列之值(蛋白质：27%；脂肪：9.3%；赖氨酸：0.70%)非常接近(NRC，1996)。NRC（1996）研究结果表明：各种来源的DDGS化学特性之间有很大差异。DDGS的颜色深浅一般与化学测定值无关，但与酸性洗涤纤维(ADF)、酸性洗涤不溶氮(ADIN)有关。Shurson（2005）对玉米 DDGS的常规指标、矿物质和氨基酸等营养成分进行了系统的研究，研究表明，不同的加工方法或不同玉米生产的DDGS不同，这与本试验得出的结论是一致的。由于DDGS是经过热处理后形成的，在生产过程中，部分蛋白质能产生美拉德（Maillard）反应，该反应形成交联键以及氨基酸与羧基的缩合，从而能阻碍在瘤胃中的降解。Ham等（1994）研究表明，DDGS的ADFIP在这个过程中是增加的，从38%升高到49.4%。但温度过高或加热时间过长便会形成永久性键，使部分蛋白质产生热变性。Nakamaura等（1994）证实，来源于热损害酒糟产品中的ADFIP有相当数量是可以被消化的。但是，从热损害蛋白质中吸收的N不能用于羔羊和牛的生长，因此认为ADFIP对估测不可利用氮含量是最好的指标，我们在使用DDGS时，要注意ADFIP的含量。

张忠远等（2003）试验结果表明：合理添加DDGS对于提高产奶量和乳脂率均有益处，但对提高乳蛋白和非脂固形物方面效果不明显。姚军虎等（1996）饲养试验表明，当混合精料中添加10%的DDGS时，产奶量从试验前的21.17 kg/d增加到21.96 kg/d，而乳成分无明显变化。因此建议，DDGS在奶牛精料中用量以10%～20%为宜。DDGS是高产奶牛所需要的不溶性采食蛋白质(62%)或过瘤胃蛋白质(55%)、中性洗涤纤维(44%)和非纤维族碳水化合物(11%)的优质来源，从而避免了日粮中过多的降解蛋白质导致子宫液中的氨、尿素和其他含氮复合物水平增多对精子、卵子和胚胎产生的毒性危害。

根据CPM模型按照氨基酸的需要量来配合日粮，并且运算了日粮中的营养成分是否满足奶牛的需要，运算结果表明，在目标产奶量为25 kg时，最大限度的用量是1.5 kg的DDGS（折精料的16%）替代1.5 kg的豆粕-玉米的混合物，CP含量比原日粮降低了，氮的排出量减少了，但其可代谢蛋白质和代谢能维持了原水平，瘤胃中的肽、氨的含量降低了，但都满足奶牛的需要量，赖氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸和原日粮维持了相同的水平，这与姚军虎等建议DDGS在奶牛精料中用量以10%～20%为宜一致。并且新日粮允许的最低日产奶量和原日粮相同或高出原日粮，新日粮的成本比原来降低了，且收益达到了最大，同时也减少了环境的污染。由此看来CPM模型打破了过去以CP的需要量来配合日粮的弊端，以氨基酸的需要量来配合日粮，不仅减少了蛋白质资源的浪费，而且减少了排泄氮对环境的污染，最重要的就是节约了养殖成本，为奶牛场获得了更多的经济收益。

4 结论

CPM模型可以作为更进一步的以氨基酸水平为基础的日粮科学配合、评价日粮配方和预测生产的有效工具。应用CPM模型，在泌乳中期，预测的DDGS可以替代日粮中豆粕的适宜量是精料的18.98%。