王 杰,刁其玉,张乃锋
(中国农业科学院 饲料研究所,农业部饲料生物技术重点开放实验室,北京100081)
代乳品对早期断奶羔羊生长发育和生理机能的调控作用
王 杰,刁其玉,张乃锋*
(中国农业科学院 饲料研究所,农业部饲料生物技术重点开放实验室,北京100081)
早期断奶是现代羊产业发展的关键技术之一,断奶羔羊必须有足够的营养素才能满足生长发育的需求。代乳品是营养素的载体,是早期断奶羔羊重要的物质基础。论文介绍了代乳品的营养特点及其原料配制利用技术,重点阐述了代乳品对早期断奶羔羊培育过程中生长性能、血清生化指标、消化器官发育的影响。最后对早期断奶羔羊培育的前景与研究方向进行了展望。
代乳品;早期断奶;羔羊;生长发育;生理机能
目前,随着养羊业的工厂化、规模化、集约化生产,客观上要求母羊快速繁殖。而传统的断奶方式(即母乳喂至3~4月龄断奶)已不适应现代养羊业实际生产的需要,这就要求羔羊必须实施早期断奶(羔羊哺乳期缩短到10 d左右时断奶)。对于断奶后的羔羊需寻求新的营养物质代替母乳进行补饲,代乳品则应运而生。代乳品是指羔羊在吃完初乳后用来替代母乳对羔羊实施早期断奶的产品[1]。其使用周期为羔羊10日龄左右断母乳,逐渐过渡到代乳品饲喂,直到2月龄左右由代乳品完全过渡到固体饲料[2]。虽然代乳品饲喂时间较短,但优质、安全、营养全面的代乳品能从生长性能、器官发育、消化代谢等多个方面促进羔羊的生长发育、缓解断奶应激。近年来,在代乳品中乳原料的替代技术研究与应用方面进展迅速,这促进了代乳品中原料配制利用技术的发展。因此,本文从代乳品的营养特点及其对早期断奶羔羊生长发育方面的研究进展进行综述,同时也对代乳品中乳制品原料替代技术的发展趋势及营养素在动物体内的调控进行了展望。
1.1 代乳品所必备的基本营养特点
代乳品不仅要在营养成分和免疫组分上需接近母乳[1],而且还需保持其乳化性能,这样才能减小应激反应、促使羔羊健康生长。因此,羔羊代乳品应具备母乳的特点。根据羔羊生理及营养需求特点,研制出的羔羊专用代乳品营养成分接近羊奶。研究发现:经饲喂代乳品的波尔山羊羔羊群体整齐、发育均匀,有利于疾病的预防和治疗,并无不良影响[3]。因此,代乳品在营养与免疫方面接近母乳,能满足羔羊生长发育的营养需要。优质代乳品所具有的营养特点包括:营养全面且均衡,蛋白质氨基酸平衡,脂肪含量高,微量元素、维生素以及体内活性物质合理,充分满足羔羊生长发育的营养需要[4]。
1.2 羔羊代乳品配制利用技术
1.2.1 代乳品中能量来源利用技术 代乳品的能量来源主要包括碳水化合物、脂肪和蛋白质。而最好的碳水化合物来源是乳糖,但由于来源和成本等因素限制了其大量应用于代乳品中。为了缓解这种局面,研究人员通过不同碳水化合物组成的代乳品饲喂早期断奶犊牛来探讨能量来源对犊牛生长性能的影响,发现利用10%的复合葡萄糖代替乳糖不会对犊牛的生产性能产生影响[5]。代乳品脂肪含量控制在10%~20%,可减少幼畜腹泻并能满足为其快速生长能量需求。刘涛等[6]通过研究不同脂肪水平代乳品对哺乳羔羊生长性能的影响,发现适宜的代乳品脂肪水平(20%~25%)可促进早期断奶羔羊的采食能力和生长性能,有助于断奶羔羊健康生长;同时发现30%脂肪组羔羊全期腹泻次数显著高于20%脂肪组羔羊。张乃锋等[7]报道代乳品中适宜的植物蛋白质有助于犊牛健康生长及由母乳到代乳品的平稳过渡转变。因此,利用植物蛋白替代乳蛋白是可行的。
1.2.2 代乳品中蛋白质原料来源利用技术 传统代乳品的蛋白原料多为脱脂奶、乳蛋白浓缩物、脱乳糖和乳清粉等。而随着乳制品价格的上涨和加工工艺的创新,常常以大豆蛋白为植物性原料代替代乳品中乳蛋白原料。大豆含有优质的蛋白质及脂肪,但以大豆蛋白为蛋白源制成代乳品的不利因素在于其中含有胰蛋白酶抑制因子和过敏原。这使得大豆蛋白不能在羔羊真胃中凝聚,胰蛋白酶分泌减少,产生肠道过敏,降低氨基酸的消化率。这就造成了羔羊采食后肠绒毛萎缩和隐窝增生,从而影响动物对营养物质的消化吸收率。何军等[8]研究表明:摄入大豆蛋白的含量不超过总蛋白的1/3时,对羔羊的采食量和体增重均无影响,但将影响消化道粘膜的生长发育情况。同时,植物原料大多含有抗营养因子,影响其利用效果。刁其玉[9]研究发现采用红外膨化、微波灭菌、瞬间灭酶等加工手段将大豆加工成代乳品的主要原料,可以将抗营养因子消除。这样既能降低生产代乳品成本,又能为代乳品的实际生产和推广及应用打下坚实的基础。将经过处理的大豆作为代乳品主要蛋白来源,经饲喂后发现不影响羔羊的健康生长。范志影[10]通过蛋白质来源不同的代乳品饲喂断奶羔羊,发现植物源蛋白代乳品与母羊乳相比对羔羊生产性能产生相似的效果。同样蔡健森[11]研究表明,不同蛋白来源的代乳品的营养效果相当,且与自然哺乳的羔羊相比较,对羔羊的生长性能发育无不良影响。
1.2.3 代乳品中添加剂利用技术 传统代乳品往往通过添加抗生素控制羔羊的腹泻,这样长期以来会使羔羊产生抗药性,不利于其健康生长。为了改善这种情况,通过添加益生菌群调节消化道微生态平衡,促进有益微生物的繁衍,改善消化机能。符运勤等[12]研究表明,犊牛日粮中添加地衣芽孢杆菌,有利于犊牛健康发育;通过添加低聚糖以提高体内益生菌的活力,从而增加羔羊对日粮的消化能力。李冲等[13]报道,日粮中添加37.5 mg/kg和75 mg/kg酵母β-葡聚糖可提高早期断奶羔羊养分消化率,促进羔羊生长发育;通过添加酸度调控剂以降低犊牛皱胃内酸度,提高消化酶活性,有利于肠道内乳酸菌等有益菌的生长,抑制大肠杆菌等有害菌的繁殖,保持胃肠道微生态平衡。屠焰等[14]研究表明,饲喂酸化的代乳品,犊牛的日增重与对照组相近,但全期饲料转化率得到改善。同时减少了代乳品对肠道的刺激,降低腹泻发生机率,进而提高了犊牛生长性能;通过添加酶制剂以破坏植物饲料的细胞壁,使被包围的淀粉、蛋白质和矿物质释放出来,使机体得以消化利用,还能分解谷物中非淀粉多糖及果胶等大分子物质为小分子,从而降低消化道中食糜的粘度,有利于营养物质的吸收,提高日粮的利用率。因此,在代乳品中添加微生态制剂能够调节反刍动物瘤胃微生物和pH的稳定性,从而改善消化道的微生态平衡,有益于反刍动物健康和生长性能的发挥[15]。
2.1 代乳品对早期断奶羔羊生长性能的影响
代乳品能促进并影响早期断奶羔羊的生长发育。岳喜新等[16]研究发现,饲喂初期,代乳品对早期断奶羔羊的生长发育影响不显著,甚至会使羔羊的生长速度变缓,这可能由于断奶应激、饲料更换、肠道发育不完善等原因造成的结果。但随着羔羊的日龄增加,代乳品组羔羊在采食量、日增重、体尺方面的优势会逐渐表现出来,可能由于代乳品的饲喂改善了羔羊肠道微生物环境及pH的稳定,从而促进生长发育。江喜春等[17]以饲喂不同代乳品的羔羊为试验组,随母羊哺乳的羔羊为对照组,研究代乳品对羔羊生长性能的影响。试验初期,试验组与对照组体重差异不显著;试验后期,代乳品组生长优势明显,平均体重和日增重均高于自然哺乳组。岳喜新等[18]发现,饲喂代乳品组的羔羊体增重显著高于随母哺乳组的羔羊,比进食母乳组提高了26.47%,试验组羔羊平均日增重提高了18.62%。郭敏增等[19]研究表明,早期断奶饲喂代乳品的波尔山羊羔羊日增重高于随母羊哺乳组羔羊,羔羊日增重提高了14.3%;同时还发现饲喂代乳品的羔羊胸围略高于随母哺乳组。
采用代乳品代替母乳这项技术目前在部分地区已得到推广与普及,并且经饲喂代乳品的羔羊或犊牛后效果显著。刁其玉[4]通过代乳品对羔羊饲喂效果验证研究中,发现饲喂代乳品羔羊组发病率和死亡率均低于对照组。李建国等[20]试验表明,饲喂代乳品组羔羊平均日增重比对照组高41.75 g。刁其玉等[21]研究表明,饲喂代乳品犊牛在30~60日龄的日增重比对照组高103 g,并且试验全期代乳品组犊牛体增重比对照组体增重增加了5.83 kg。
2.2 代乳品对早期断奶羔羊血清生化指标的影响
血清总蛋白可分为白蛋白和球蛋白两大类。其具有维持血管内正常胶体渗透压和酸碱度、运输多种代谢物、调节被运输物质的生理作用等多种功能,并与机体免疫功能有密切关系。血清总蛋白水平主要反映肝脏合成功能和肾脏病变造成蛋白质丢失的情况,蛋白质摄入不足或吸收发生障碍,可引起血清白蛋白数量的降低。岳喜新等[18]研究了代乳品饲喂水平(代乳品日干物质饲喂量占体重的1%,1.5%,2%)对羔羊血液生化指标的影响,研究发现,50日龄时代乳品饲喂水平对血清总蛋白无影响,白蛋白数量随着饲喂水平的升高而升高,以低饲喂水平组最低,且低于高饲喂水平组;而中饲喂水平组与低饲喂水平组无差异,但低于高饲喂水平组。试验表明:低饲喂水平组羔羊蛋白质摄入量不足,肝脏合成降低,造成血清中白蛋白含量降低,引起羔羊生长缓慢。90日龄时,饲喂水平对血清生化指标影响较小,各处理组之间血清总蛋白、白蛋白、尿素氮、甘油三酯等无差异。郭爱伟等[22]在代乳品对羔羊生产性能及血液生化指标影响的试验中得到同样的验证。
血清尿素氮为蛋白质代谢后产物,是反映动物体内蛋白质代谢和日粮氨基酸平衡状况指标。血清尿素氮含量与日粮中含氮物质总量、蛋白质的利用率等有关,当日粮中含氮物质增多或蛋白质的利用率降低时均可引起血清尿素氮含量升高。方毅[23]研究表明,羔羊早期断奶饲喂代乳品可引起羔羊肠道消化机能不适,羔羊对蛋白质利用率有所降低,造成尿素氮升高。李建国等[20]研究发现,饲喂代乳品羔羊的血清尿素氮(16.89 mg/dL)高于随母羊组羔羊的(9.99 mg/dL)。因此,可根据羔羊生长营养需要量,饲喂营养合理的代乳品,将不会对血清尿素氮产生显著影响。
血清中胆固醇大部分来自肝脏的合成,少量来自日粮。同时,羔羊在断奶应激状态下,会使肾上腺的胆固醇含量减少,导致血清中胆固醇下降。而甘油三酯反映了羔羊对脂类的利用情况,其值越低,表明羔羊对脂肪利用率越高。同时,脂类在体内运输发生障碍时,将会使血脂含量明显上升。方毅[23]研究表明,代乳品组羔羊比随母羊组羔羊血清中胆固醇含量和甘油三脂均降低,这可能由于断奶应激导致血清中胆固醇下降,并且试验组能适应代乳品饲喂,致使脂肪利用率提高,从而甘油三酯降低。
2.3 代乳品对早期断奶羔羊消化器官发育的影响
羔羊的消化器官主要包括消化道及消化腺。消化道主要为口腔、食道、复胃(瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃)、小肠和大肠;消化腺主要为肝脏和胰脏。其中胃肠道既具有消化吸收作用,也具有机体免疫作用。从理论上讲羔羊瘤胃发育可分为:出生至3周龄的无反刍阶段,3~8周龄的过渡阶段和8周龄以后的反刍阶段。非反刍阶段瘤胃发育不完全,导致生成酮体的能力及代谢功能较弱,也就是说初生羔羊的瘤胃不是全功能室,消化固体食物效率较低。随着日龄增加,瘤胃体积逐渐增大并充分发育,此时能采食和消化大量植物性饲料。而初生动物的肠道在出生后短期内快速的组织增长和功能不断完善,使幼畜难以适应从胎盘营养到胃肠道营养的转变。出生后,小肠各肠断绒毛高度差异不显著。因日龄增长和日粮结构改变,肠绒毛高度大幅度降低,隐窝加深。岳喜新等[24]报道,与饲喂母乳相比,饲喂代乳品羔羊的复胃总重增加了13.25%,其中瘤胃与皱胃鲜重分别增加了25.92%和6.74%;回肠鲜重和长度分别增加了75.28%和35.50%。然而,饲喂代乳品羔羊的小肠生长并没有受到影响,这与蔡健森[10]研究结果相一致。同样李典芬等[25]报道指出,饲喂代乳品组羔羊瘤胃早期发育指数高于随母羊组羔羊。
在动物中,肝脏和胰脏也是重要的消化器官,对营养物质消化起到重要作用。肝能分泌和排泄胆汁,以促进脂肪在小肠内的消化和吸收;促进脂溶性维生素A、D、E、K的吸收;维持肠道内稳定的内环境。胰能分泌胰液,将对蛋白质、脂肪和糖类物质的消化起到关键作用。蔡健森[11]研究表明,代乳品对羔羊肝、胰重量和发育无不良影响。因此,代乳品与母乳对羔羊饲喂效果相当。
羔羊代乳品的研究与应用保障了羔羊断奶时从母乳向固体饲料的平稳过渡,缓解了断奶应激。同时,代乳品中新型乳原料替代技术的研究及生物添加剂的应用将有助于控制养殖成本和保障羔羊健康。代乳品对早期断奶羔羊生长性能、血清指标、消化器官发育等均具有良好的营养调控作用。目前,研究营养素如何调控基因表达,将有助于通过改变代乳品或日粮组成来调节机体相关基因的表达,从而使动物体处于最佳的生长状况。未来畜牧业生产中要充分研究并利用营养素与基因的互作关系及营养素对动物基因表达的调控机理,并从分子水平上研究营养代谢规律,合理配制日粮,提高目标基因的表达水平,最终将对提高羔羊生产性能和后续育肥效果具有重要意义。
[1] 刁其玉,屠 焰,齐广海,等.羔羊代乳粉的研究与使用[J].饲料博览,2001(9):10-12.
[2] 柴建民,王海超,刁其玉,等.湖羊羔羊最佳早期断奶日龄的研究[J].中国草食动物科学,2014(S1): 207-209.
[3] 刁其玉,屠焰,张仲伦,等.羔羊代乳粉营养特点与效果验证研究[J].中国草食动物,2002(S1):151-156.
[4] 刁其玉,屠艳,张乃锋.羔羊配方代乳品的研制与应用[C]∥甘肃 兰州:2006中国羊业进展--第三届中国羊业发展大会论文集,2006.
[5] 张 蓉,刁其玉.碳水化合物组成对犊牛生长性能及消化代谢的影响[J].塔里木大学学报,2008, 20(3): 14-20.
[6] 刘 涛,富俊才,李 泽,等.不同脂肪水平代乳料对哺乳羔羊生长性能的影响[J].中国畜牧杂志,2012,48(13): 40-43.
[7] 张乃锋,刁其玉,李 辉.植物蛋白对6-11日龄犊牛腹泻与血液指标的影响[J].中国农业科学,2010,43(19):4 094-4 100.
[8] 何 军,Nhusenu S,Volgt J,等.大豆粗蛋白对新生羔羊空肠粘膜生长发育的影响[J].营养学报,2008,30(3):290-293.
[9] 刁其玉,屠 焰,杨 丹.羔羊代乳品的研制与应用效果研究[J].中国草食动物,2002,22(4):9-12.
[10] 范志影.代乳品中蛋白质水平和来源对犊牛和羔羊肉质、血清指标和胃肠道发育的影响[D].北京:中国农业科学院,2007.
[11] 蔡健森.蛋白来源对早期断奶羔羊生产性能和器官发育及血清生化指标的影响[D].北京:中国农业科学院,2007.
[12] 符运勤,刁其玉,屠 焰,等.不同组合益生菌对0~8周龄犊牛生长性能及血清生化指标的影响[J].动物营养学报,2012,24(4):753-761.
[13] 李 冲,魏占虎,李发弟.酵母β-葡聚糖对早期断奶羔羊养分消化率和瘤胃内环境的影响[C]∥印遇龙,谭支良,贺建华.中国畜牧兽医学会动物营养学分会第十一次全国动物营养学术研讨会论文集.北京:中国农业科学技术出版社,2012.
[14] 屠 焰,周 怿,云 强,等.酸度调控剂的体外评价及其在犊牛代乳粉中的应用[J].饲料工业,2010,31(7):14-18.
[15] 刁其玉.微生物制剂在幼龄反刍动物营养与饲料中的应用[J].动物营养学报,2014,26(10):3 159-3 167.
[16] 岳喜新,刁其玉,马春晖,等.代乳粉蛋白质水平对早期断奶羔羊生长发育和营养物质代谢的影响[J].中国农学通报,2011,27(3):268-274.
[17] 江喜春,陈 胜,程广龙,等.不同代乳粉哺育早期断奶湖羊羔羊的效果[J].草食家畜,2010(3):55-57.
[18] 岳喜新,刁其玉,马春晖,等.早期断奶羔羊代乳粉饲喂水平对营养物质消化代谢及血清生化指标的影响[J].中国农业科学,2011,44(21):4 464-4 473.
[19] 郭敏增,郑成江,宋桂敏,等.代乳粉对早期断奶羔羊生长及健康状况的影响[J].天津农业科学,2011,17(3):50-53.
[20] 李建国,孙凤莉,李 英,等.代乳粉对羔羊生产性能及血液生化指标的影响[J].动物营养学报,2006,18(1):37-42.
[21] 刁其玉,张乃锋,刘文忠,等.代乳粉用于早期断奶犊牛的效果研究[J].乳业科学与技术,2004,27(2):70-72.
[22] 郭爱伟,张力,熊春梅,等.代乳料对羔羊生产性能及血液生化指标的影响[J].安徽农业科学,2008,36(18):7 693-7 695.
[23] 方 毅,喻世刚,邱文宝,等.早期断奶对哈萨克羔羊血液生化指标的影响[J].家畜生态学报,2009,30(6):56-60.
[24] 岳喜新,刁其玉,邓凯东,等.饲喂代乳粉对羔羊生长性能和体组织参数的影响[J].饲料工业,2010,31(19):43-46.
[25] 李典芬,张鹏坤,魏时来,等.代乳料原料组成对早期断奶羔羊生长及脏器发育的影响[J].草业科学,2010, 27(8):129-133.
Effect of Milk Replacer on Early Weaned Lambs' Growth and its Physiological Function
WANG Jie,DIAO Qi-yu,ZHANG Nai-feng*
(FeedResearchInstitute,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,KeyLaboratoryofFeedBiotechnologyofMinistryofAgriculture,Beijing100081,China)
Early weaning is one of the key techniques for the development of modern sheep industry. Enough nutrients supply is essential for growth and development of early-weaned lambs. Milk replacer, as a nutrient carrier, is the vital material foundation for early-weaned lambs. This paper summarized the nutritional characteristics and the formulation technology of milk replacer, and emphasized its effect on growth performance, serum biochemical indicators and development of digestive organs of early-weaned lambs. Based on that, future research and cultivation of early-weaned lambs were proposed as well.
milk replacer; early weaning; lamb; growth and development; physiological function
2015-04-02
2015-05-07
公益性行业(农业)科研专项(201303143)
王 杰(1989-),男,山东临沂人,硕士研究生,主要从事动物营养与饲料研究。E-mail:nkywangjie@163.com
*[通讯作者] 张乃锋(1974-),男,山东济南人,副研究员,硕士生导师,研究方向为动物营养与饲料科学。E-mail: zhangnaifeng@caas.cn
S811.6
A
1005-5228(2015)08-0086-04