■魏曼琳 孫德成 楊文華 曹穎霞

(內(nèi)蒙古民族大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，內(nèi)蒙古通遼 028000)

玉米是在我國的種植面積僅次于水稻和小麥，年產(chǎn)1.2億噸左右，其中約80%用作動(dòng)物飼料。玉米適口性好，能值高，是反芻動(dòng)物和單胃動(dòng)物日糧中最常用的飼料原料，其營養(yǎng)物質(zhì)組成中淀粉含量約為64%～69%，粗蛋白含量7%～9%，粗脂肪含量3%～4%，粗纖維和粗灰分含量低于2%。盡管玉米的營養(yǎng)價(jià)值較高，但由于目前的加工方式多為簡(jiǎn)單的粗粉碎，導(dǎo)致玉米的營養(yǎng)物質(zhì)利用率較低。粉碎玉米飼喂反芻動(dòng)物后，約68%的玉米淀粉被瘤胃微生物降解為揮發(fā)性脂肪酸（VFA）[1]，而VFA中乙酸轉(zhuǎn)化成乳脂和丙酸轉(zhuǎn)化成葡萄糖的效率遠(yuǎn)低于淀粉在小腸中的直接消化和吸收。并且，當(dāng)精料過高、玉米粉碎過細(xì)或與粗飼料混合不均時(shí)，淀粉在瘤胃快速降解產(chǎn)生大量酸性物質(zhì)，導(dǎo)致瘤胃pH值降至6.2以下，會(huì)抑制瘤胃纖維分解菌的活性，影響粗飼料的消化利用，甚至引起瘤胃酸中毒等疾病的發(fā)生。因此，對(duì)玉米進(jìn)行合理的加工處理，是提高玉米飼喂價(jià)值的必要措施。

對(duì)于反芻動(dòng)物而言，目前最為適宜的加工方式是蒸汽壓片處理。該法是一種谷物濕熱加工工藝，經(jīng)過通蒸汽和壓片兩個(gè)環(huán)節(jié)，使谷物淀粉發(fā)生糊化，增加其水溶性和酶解性。據(jù)報(bào)道，蒸汽壓片處理的玉米，其淀粉和有機(jī)物的小腸消化率可以提高10%～20%。蒸汽壓片技術(shù)始于20世紀(jì)60年代，在歐洲和美國等畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國家的肉牛、奶牛和肉羊飼養(yǎng)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用，美國幾乎全部的肉牛場(chǎng)和70%以上的奶牛場(chǎng)均采用蒸汽壓片谷物。國外的大量研究報(bào)道證明，蒸汽壓片谷物具有提高奶牛產(chǎn)奶量、促進(jìn)肉牛增重、改善瘤胃發(fā)酵模式、減少甲烷生成和降低氮磷排放等作用。上世紀(jì)90年代以來，蒸汽壓片技術(shù)逐漸引入到韓國、日本和我國，目前在各地畜禽生產(chǎn)中均有嘗試，但尚未普及，國內(nèi)的研究報(bào)道十分有限。本文旨在對(duì)蒸汽壓片玉米營養(yǎng)成分的改變及其對(duì)肉牛營養(yǎng)物質(zhì)消化率、葡萄糖代謝和氮代謝等方面的影響進(jìn)行一定的綜述，為我國肉牛生產(chǎn)中推廣利用蒸汽壓片玉米資源提高肉牛的生產(chǎn)性能提供參考依據(jù)。

1 蒸汽壓片玉米營養(yǎng)成分的變化

蒸汽壓片處理對(duì)玉米營養(yǎng)成分的影響程度受蒸汽溫度、調(diào)制時(shí)間、輥間距、壓片密度、壓片厚度等多種因素的影響，但總體上均表現(xiàn)為玉米淀粉糊化度和淀粉消化率提高。其原因是玉米淀粉在95～100℃蒸汽處理下，水分含量增至18%～20%，此時(shí)淀粉粒吸水膨脹分裂，晶體結(jié)構(gòu)破壞，排出部分直鏈淀粉形成黏性物質(zhì)，即為淀粉糊化。糊化后的淀粉水溶性、酶解性和消化率提高。蒸汽壓片玉米的淀粉糊化度一般可達(dá)50%～60%。

蒸汽壓片玉米營養(yǎng)價(jià)值提高的另一原因是，經(jīng)過蒸汽處理的谷物在兩個(gè)軋輥之間通過而被壓成0.8～2.5 mm薄片時(shí)，玉米的種皮被完全破壞，使內(nèi)部的營養(yǎng)物質(zhì)暴露面積增大，與動(dòng)物消化液的接觸面增大，使得營養(yǎng)物質(zhì)消化率提高。并且，在強(qiáng)力的擠壓過程中，淀粉分子被進(jìn)一步破壞，通過機(jī)械作用使淀粉糊化度進(jìn)一步提高；同時(shí)，與淀粉緊密結(jié)合的蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)也得到一定程度的釋放，因而消化率提高。事實(shí)證明，玉米壓片越薄，容重越小，淀粉糊化率越高。蒸汽壓片玉米的容重約為280～420 g/l，小于普通玉米粒的690～750 g/l，眾多研究報(bào)道認(rèn)為，玉米壓片容重在310～360 g/l時(shí)飼喂反芻動(dòng)物效果較好。當(dāng)容重小于310 g/l時(shí)，由于淀粉溶解性過高，容易導(dǎo)致反芻動(dòng)物干物質(zhì)采食量降低、動(dòng)物個(gè)體間差異變大，甚至發(fā)生瘤胃酸中毒和瘤胃臌氣[2]。

蒸汽壓片處理可能對(duì)玉米粗灰分和磷、鉀等可溶性鹽含量有一定影響。有研究報(bào)道，壓片前后粗灰分、磷和鉀的含量分別降低了14%、23%和17%。其原因尚不清楚，可能與蒸汽處理過程中可溶性成分溶解之后在壓片過程中損失所致。這部分成分的損失可能對(duì)玉米中淀粉、粗蛋白或粗纖維等營養(yǎng)成分的相對(duì)含量有一定的提高作用。

2 蒸汽壓片玉米的消化率和能值

有研究對(duì)蒸汽壓片玉米淀粉的消化部位進(jìn)行了測(cè)定，發(fā)現(xiàn)蒸汽壓片玉米在瘤胃、小腸、大腸和總消化道降解的比例分別為82.8%、15.6%、1.3%和97.8%，而普通破碎玉米相應(yīng)的比例分別為68.9%、12.9%、8.2%和87.6%。由此可知，淀粉的瘤胃和小腸消化率分別提高20%左右，全消化道提高10%左右[3]。與此類似，也有研究報(bào)道蒸汽壓片玉米淀粉的瘤胃消化率由68.3%提高到了84.9%，小腸消化率由54.3%提高到93.6%[4]，全消化道消化率由90%提高到99%[5]。但對(duì)于淀粉消化率提高的部位卻有不同見解。有研究認(rèn)為，蒸汽壓片玉米沒有改變瘤胃淀粉消化率，其瘤胃消化率類似于高水分玉米，但是提高了十二指腸和全消化道消化率[6]。小腸和全消化道消化率分別提高10%和8%[7]。

此外，非淀粉有機(jī)物消化率從73%提高到80.6%，使得蒸汽壓片玉米的有機(jī)物消化率由84%提高到92.6%[8]。研究表明，含有20%蒸汽壓片玉米的全混合日糧，瘤胃有機(jī)物消化率達(dá)到80.41%[9]。蒸汽壓片處理對(duì)飼料來源的蛋白質(zhì)消化率影響較小，瘤胃氨態(tài)氮水平平穩(wěn)，有利于實(shí)現(xiàn)蒸汽壓片玉米能氮利用的同步化，促進(jìn)菌體蛋白的合成，提高能氮利用效率[10]。這也在一定程度解釋了許多研究中采用較高蒸汽壓片玉米水平時(shí)，瘤胃pH值沒有顯著降低的原因[11-12]。

此外，奶牛中的試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，含40%蒸汽壓片玉米的日糧NDF、ADF表觀消化率分別提高了21.96%和23.35%[13]。在與細(xì)粉碎玉米的對(duì)比試驗(yàn)中，同樣發(fā)現(xiàn)蒸汽壓片玉米NDF和ADF的表觀消化率分別提高4.78%和18%。但也有研究表明，蒸汽壓片玉米在提高瘤胃淀粉消化率的同時(shí)，降低了瘤胃內(nèi)纖維素的消化率，但對(duì)總消化道纖維素利用率沒有影響[14]。飼喂不同蒸汽壓片玉米水平的日糧，是否會(huì)對(duì)肉牛瘤胃氨的利用和菌體蛋白合成以及瘤胃的纖維消化率造成影響，有待于更多的試驗(yàn)驗(yàn)證。

由于蒸汽壓片玉米提高了淀粉、粗蛋白和有機(jī)物的消化率，因而對(duì)育肥牛的代謝能（ME）、維持凈能（NEm）和增重凈能（NEg）均較高，達(dá)到3.73、2.46、1.75 Mcal/kg，分別比干碾壓提高12.6%、14%和19%[4]。

3 蒸汽壓片玉米對(duì)葡萄糖代謝和氮代謝的影響

蒸汽壓片玉米改變了玉米淀粉的瘤胃發(fā)酵模式。淀粉瘤胃降解的產(chǎn)物主要是各種揮發(fā)性脂肪酸（VFA），其中乙酸、丙酸、丁酸的含量總和達(dá)到95%左右。VFA是反芻動(dòng)物主要的能源物質(zhì)，可提供機(jī)體所需能量的70%～80%。這是由于反芻動(dòng)物對(duì)日糧來源的葡萄糖吸收利用十分有限，其維持血糖和正常生命活動(dòng)所需的葡萄糖90%以上是通過肝腎等器官內(nèi)糖原的異生產(chǎn)生的，而VFA中的丙酸即為糖原異生的主要前體物之一，其貢獻(xiàn)率達(dá)到葡萄糖生成總量的45%～75%[4]。普通玉米瘤胃降解以乙酸發(fā)酵為主，而蒸汽壓片玉米瘤胃降解丙酸比例顯著提高。并且與其他玉米加工方式相比，蒸汽壓片玉米具有最高的丙酸產(chǎn)量和最低的乙丙比值[8]。丙酸摩爾比例的增加有利于反芻動(dòng)物體內(nèi)葡萄糖的合成。同時(shí)也在一定程度促進(jìn)了肝臟中葡萄糖的合成與乳腺中葡萄糖的吸收。研究表明，與蒸汽碾壓谷物相比，蒸汽壓片使肝臟中葡萄糖含量提高7%，乳腺中葡萄糖吸收量增加19%，對(duì)于促進(jìn)肉牛增重和提高牛乳乳糖含量、防止能量缺乏狀態(tài)下氨基酸分解供能，提高氮利用率具有重要意義。

在氮的代謝方面，蒸汽壓片玉米表現(xiàn)出提高氮的吸收、利用和減少氮排泄的趨勢(shì)。不僅可以增強(qiáng)乳腺組織對(duì)α氨基酸氮的攝入，優(yōu)化氮素在機(jī)體內(nèi)的分配，并且可以增加機(jī)體內(nèi)尿素再循環(huán)的次數(shù)，提高飼料氮的利用效率。奶牛中的研究表明，蒸汽壓片玉米可以增加乳腺組織對(duì)α氨基酸氮的攝取量，比碾壓玉米高出6%，而且大大提高了尿素氮在門靜脈回流組織的凈吸收量[15]。肉牛肝臟和奶牛乳腺組織對(duì)α氨基酸氮的攝入各增加了41%和38%[16]。與蒸汽碾壓相比，蒸汽壓片使氨基酸氮的吸收量提高了42%。同時(shí)，用蒸汽壓片玉米飼喂肉牛，其糞、尿的排泄總量及氮的排泄量均低于干粉玉米組，并且氨的釋放速度也明顯降低[17]。

在氮的利用方面，蒸汽壓片玉米提高了動(dòng)物微生物蛋白的產(chǎn)量。表現(xiàn)為瘤胃微生物合成效率增加，菌體蛋白流入真胃和小腸，過瘤胃蛋白質(zhì)的增加[18]。相對(duì)于干碾壓玉米，蒸汽壓片玉米微生物蛋白量提高28%，微生物效率提高10%[7]。而飼喂蒸汽壓片玉米使小腸中非氨蛋白質(zhì)、非微生物蛋白質(zhì)、微生物蛋白質(zhì)與氨基酸等都有增加，小腸中的賴氨酸量增加175 g/d，蛋氨酸量增加4 g/d[19]。

究其機(jī)理，可能是由于蒸汽壓片玉米改變了營養(yǎng)物質(zhì)在小腸、肝臟、乳腺組織中的分配，使肝臟合成的尿素向瘤胃的轉(zhuǎn)移量增加，使得瘤胃微生物可利用這些循環(huán)尿素合成微生物蛋白質(zhì)，從而提高流入小腸的蛋白質(zhì)量。另一方面，盡管蒸汽壓片處理沒有增加肝臟的氨基酸量，但明顯增加了乳腺中氨基酸的吸收，因此提高了牛乳中蛋白質(zhì)的含量[20-21]。

4 小結(jié)

蒸汽壓片玉米是目前肉牛生產(chǎn)中比較適宜的谷物飼料加工方式，對(duì)于肉牛的生長(zhǎng)和育肥具有顯著促進(jìn)作用。美國等肉牛業(yè)發(fā)達(dá)的國家多采用高精料高強(qiáng)度育肥，其日糧中的精料比例尤其是能量飼料比例可高達(dá)70%～80%，肉牛平均日增重可達(dá)1.6～1.8 kg[22]。國內(nèi)有限的研究報(bào)道也證明，肉牛日糧中用蒸汽壓片玉米替代30%～90%破碎玉米，肉牛日增重隨蒸汽玉米添加水平的提高逐漸增加，肉牛的屠宰率和熟肉率顯著提高[23]。這與蒸汽壓片玉米營養(yǎng)成分的改變和消化率的提高，以及蒸汽壓片玉米對(duì)葡萄糖代謝、氮代謝的影響有密切關(guān)系。在我國目前的肉牛生產(chǎn)中以秸稈和青貯飼料為主的條件下，充分利用蒸汽壓片玉米資源，發(fā)揮其對(duì)于營養(yǎng)物質(zhì)消化利用率的提高作用，對(duì)于提高肉牛增重、提高產(chǎn)肉率和肉質(zhì)等方面具有一定的應(yīng)用價(jià)值。