诺伟司国际公司奶牛舒适度项目团队：热应激下提高奶牛乳蛋白的措施
摘要：本文分析了影响牛奶乳蛋白含量的非营养因素及营养因素，并对各种因素进行分析的基础上，根据不同情况给出了合理的，建设性的提高 乳蛋白的解决方案。
前言
随着消费者对食品质量的关注度越来越高，乳制品企业对原料奶的收购标准也相应提高。除了卫生指标，如细菌数等之外，乳成分（乳蛋 白，乳脂）的含量也是衡量牛奶质量的非常重要的指标。就乳成分而言，牛奶中乳脂乳蛋白含量越高，相对而言牛奶品质越好，奶农也能获得更高的价格。相对乳脂而言，乳蛋白的含量更为稳定，也就意味着更难提升。牛奶乳蛋白的含量受到多种因素的影响，总体而言，可以简单分为非营养因素和营养因素两个方面，本文就这两个方面来分享乳蛋白低的原因及解决方案。
影响乳蛋白的非营养因素及解决方案
影响牛奶乳蛋白含量的非营养样因素包括，品种/遗传，生理状态，环境温度（热应激）及饲养管理。
品种/遗传 牛奶乳蛋白的含量是由品种/遗传因素决定的。美国全 国DHI的记录总结表明荷斯坦牛平均乳蛋白3.06%，娟珊牛平均乳蛋白3.59%，荷斯坦牛远低于娟珊牛（USDA-AIPL 2004）。据本人的多年的经历也发现新西兰，澳大利亚荷斯坦牛的乳蛋白要高于美加系的荷斯坦牛，这可能是前者携带部分娟珊牛血液。除了品种之外，乳蛋白含量也有非常高的遗传力（h2，乳蛋白0.51，乳脂率 0.58，产量0.30，USDA-AIPL 2005），也就是说乳蛋白含量通过选种选育工作比较容易提高。
从品种和遗传方面来讲，可以通过以下几个方面来改善: 1.饲养一定比例的娟珊牛或直接用娟珊牛来杂交荷斯坦牛。本人倾向于饲养一定比例的娟珊牛，因为这样容易控制自己牛群的品种，采用杂交方法，如果不具备较高的专业知识，可能最后导致牛群基因混乱，无法收拾。2.通过选择乳蛋白率高的公牛谱系来改良乳蛋白。因为乳蛋白含量的遗传力非常高，所以选种选配的效果会非常明显。
奶牛生理状态 Khazaei等(2008)的研究表明奶牛的生理状态，如胎次，泌乳天数等显著影响乳蛋白含量。乳蛋白含量在产后20-50天最低，在泌乳后期（250天）产量降低的阶段达到最高值。胎次也影响乳蛋白含量，随着胎次的增加，产量升高及乳腺感染的增加而降低（Jud Heinrichs等 2005）。本人跟踪了一个牧场一个多星期（2015）的结果也发现泌乳前期牛的乳脂，乳蛋白显著低于泌乳后期牛（这个牧场牛群分高产牛和低产牛，不同挤奶台挤奶），结果见表1。当牧场有多套挤奶设备，并且泌乳牛按产量/泌乳阶段分群，并且用不同的奶车装运时要注意，否则可能高产牛群的乳蛋白过低而被压价，解决方法是装车之前先混合。
环境温度对乳蛋白含量的影响主要表现在热应激方面。Bailey 等（2005）报导牛群乳蛋白含量每年呈季节性变化，夏季最低（见图1）。
这可能是在热应激下奶牛不仅采食量降低，而且基础代谢升高使能量重新分配，分配到乳腺的能量减少（Wheelock 等2010），而乳腺合成乳蛋白是一个非常耗能的过程（Hanigan 2009），从而使乳腺合成乳蛋白所需能量缺乏，导致乳蛋白含量降低。在这种情形下，本人认为物理防暑降温措施是最为关键的，例如在采食区，卧床上方，以及待挤厅安装风扇，喷淋等设施能有效缓解热应激，预 防乳蛋白过度降低。尤其是在北方，众多中小型牧场对热应激危害认识不足，更是容易忽视，导致有时夏季低乳蛋白问题比华东地区还严重。
饲养管理 饲养管理细节对乳蛋白也有较大影响。推料是增加奶牛能量采食的非常关键的因素。应该在新料发到料槽，奶牛开始采食后的2小时内至少30分钟一次推料，这样使奶牛在食欲旺盛的时候能充分的够到饲料，从而增加采食量。
TMR加工质量，以及每天TMR料的加工质量变化不仅影响奶牛采食量，还会导致奶牛瘤胃功能下降。所以先要用滨州筛来控制TMR的加工过程，找出适合自己牧场饲料条件下的搅拌程序，然后经常用滨州筛来监控TMR的加工长度的变异。如果日粮粗饲料种类或量变化较大时，要重新校正搅拌程序。
表2是宾州大学的最新推荐值（2013），TMR日粮颗粒达到这种分布是非常理想的。但在实践中由于饲料条件的限制，很难达到，所以不同的人提出了不同的颗粒分布比例。但很多人仅关注第一层的比例，有8-12%，10-15%等建议。 但本人为，每个牧场的饲料条件不同，建立适合自己的标准非常关键，在做自己的标准时更应该关注最下层的比例，在控制最下层不超过40%（4mm筛）的条件下，尽可能减少上层比例，不低于2%。一旦建立自己的标准，即必须经常监控，使每天日粮颗粒分布变异最小化。
日粮管理 很多中小规模牧场，经常会分干奶牛日粮，围产期日粮，新产牛日粮，高产牛日粮等很多种类。看起来很合理，实际上由于日粮种类太多，不仅给TMR加工操作带来困难（容易出错）， 并且由于TMR机械的搅拌能力的限制（太少无法高质量搅拌），常常导致围产期日粮和新产牛日粮加工的非常差，这种TMR加工质量上的缺陷将完全抵消多配方的好处，甚至危害更大。另外多配方就意味着更多的换料，调群，这种应激也会影响产量和乳蛋白。
影响乳蛋白的营养因素及解决方案 能量 乳腺中乳蛋白的合成是一个非常耗能量的过程（Bionaz, 2012, Hanigan, 2009），并且能量的转化过程（丙酸在肝脏转化为葡糖）可以促进胰岛素的合成，而胰岛素在乳蛋白合成过程中有着关键作用（Schmidt, 1996，Menzies, 2009），所以能量对乳蛋白的合成有双重作用，是乳蛋白合成的驱动力。所以改善采食量或提高日粮浓度都可以改善乳蛋白。
只有瘤胃产生的丙酸（淀粉）才有较好的驱动乳蛋白合成的效果（能量效果及瘤胃微生物产量增加），而通过添加脂肪的形式提高日粮浓度可能对乳蛋白合成有负面影响,这主要是，一方面脂肪对瘤胃微生物的合成有抑制作用，另一方面可能是脂肪的添加会降低血液葡萄糖的含量，从而减少乳腺能量的供应（Gabriella等2016）。
高质量的青贮玉米含有大量的淀粉，又可以大量饲喂，所以提高青贮玉米的质量比购买高质量的苜蓿草对乳蛋白的提高作用更重要。
粗蛋白 当乳蛋白低的时候，很多人都有想提高日粮粗蛋白的冲动。实际上日粮粗蛋白的水平与乳蛋白含量相关性并不大。代谢蛋白合成乳蛋白的效率并不是一成不变的，在最高可达 77%，并且随着代谢蛋白的供应增加而降低，而且与能量相关（Metcalf 等2008)，而NRC2001假设效率为67%，而CPM 3.0.8.1假设为65%。理论上粗蛋白转化为乳蛋白的效率可达40%-45%（Mike,2011），而在实践中，日粮粗蛋白超过17%时，效率只有24.7%(Hristov 2004b)。
从上述可以看出，粗蛋白的利用效率变化范围很大，只要不是很缺乏代谢蛋白（CPM3.0.8.1中NP/MP不大于68%），贸然为了改善乳蛋白而提高日粮粗蛋白不仅不能提高乳蛋白，而且会导致可利用能量缺乏（体内过多蛋白转化为尿素的过程也消耗大量能量），降低粗蛋白效率。
必需氨基酸 在奶牛上目前研究比较比较多的必需氨基酸只有蛋氨酸和赖氨酸，提高代谢蛋白中蛋氨酸和赖氨酸比例时乳蛋白的含量比产奶量反应更稳定，赖氨酸和蛋氨酸分别达到7.2%MP和2.4%MP时乳蛋白含量最高，但前提条件是在赖氨酸达到6.5%MP或蛋氨酸达到1.95%MP，蛋氨酸和赖氨酸的添加才会获得比较稳 定的乳蛋白含量反应（NRC2001），这可能是很多牧场单独使用 蛋氨酸或赖氨酸时效果不好的原因。
但最近 Van Amburgh 等（2015）提出，获得乳蛋白含量最大的蛋氨酸和赖氨酸水平应该分别是2.85%MP和6.77%MP，在他们提出的体系中赖蛋比（2.37：1）显著低于NRC2001的建议（3：1），这可能是因为某些必需氨基酸（如蛋氨酸，亮氨酸）不仅仅是乳蛋白合成的原料，并且还能通过基因调控来促进乳蛋白的合成（Bionaz等2012），但蛋氨酸水平太高有可能限制采食量（CPM3.0.8.1）。所以我们在做配方时可能需要注意和权衡。
在实际生产中还有一中情况是添加高剂量赖氨酸和蛋氨酸，使蛋氨酸达到2.5%MP以上，赖氨酸达到6.8%MP以上时，并没有获得很好的乳蛋白含量反应的情况出现。本人认为这可能是因为日粮本身代谢蛋白中蛋氨酸，赖氨酸很低（如分别小于1.85%MP和6.2%MP），在这种情况下，说明瘤胃微生物蛋白占代谢蛋白比例太低，这时其它必需氨基酸（如亮氨酸）可能成为第一限制性氨基酸了。
Van Amburgh（2011）的 webinar 讲座中总结了美国20个使用 低蛋白日粮奶牛场的日粮蛋白和氨基酸情形（表3）。从中可以看出平均赖氨酸和蛋氨酸水平分别为2.07%MP和6.42%MP。本人认 为，在做配方时不以提高乳蛋白为目的，而是以提高蛋白利用率为目的，这个比例是我们值得参考的。
过瘤胃蛋氨酸 在中国的法规下（反刍动物饲料不能使用动物源性饲料），代谢蛋白中蛋氨酸很难提高到2.0%MP以上，所以经常会 用到过瘤胃保护性蛋氨酸。诺伟司国际公司最新研发的蛋氨酸螯合 微量元素明微矿，蛋氨酸含量高（见表4），并且过瘤胃率也高， 可同时作为有机微量元素和过瘤胃蛋氨酸使用，具有非常好的性价 比。如果用明微矿来取代日粮中NRC建议的无机微量元素水平的一 半（锌640mg，锰390mg，铜160mg），明微矿添加量分别为明 微矿锌4g/头/天，明微矿锰3g/头/天，明微矿铜1g/头/天，则不 仅有机微量元素的水平达到最佳，代谢蛋白中蛋氨酸水平也可以超 过2.0%MP。但其缺点是，如果我们以提高乳蛋白为目的，我们不 能过多添加明微矿（因为微量元素会超标），而需要选择添加其它 来源的过瘤胃蛋氨酸补充所需要的缺口。
瘤胃功能 瘤胃微生物蛋白的必需氨基酸组成是最接近乳蛋白中必 需氨基酸组成（NRC2001），所以健康的瘤胃会产生大量的瘤胃微生物，通常会供给泌乳牛需要代谢蛋白的50%以上。要维持健康的瘤胃，关键是日粮NDF水平的控制。宾夕法尼亚大学根据不同的日粮结构给出了很好的建议，值得参考（表5，表6）。
总结：综上所述，导致低乳蛋白的因素非常多，解决方案也非常多。 夏季乳蛋白低主要是热应激造成的，所以最关键的是做好防暑降温措施。牛 奶乳蛋白水平主要是由奶牛品种和遗传基因决定的，通过营养可以改善乳蛋白，但我们要清楚，这种改善是有限的。健康的瘤胃功能可以 有效预防乳蛋白的降低。在提高乳蛋白方面高质量的青贮比苜蓿更重要。
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