苜蓿的营养价值及其对奶牛作用机理的研究

2023-05-10 14:56:27

      苜蓿作为牛、羊、猪、鸡、鱼、兔等的优质饲料,具有提高奶产量和日增重、改善肉和蛋品质、增加机体免疫力的作用。苜蓿的利用方式有多种,可青饲、放牧,也可调制干草、草粉及草颗粒等草产品。发达国家的应用表明,使用优质的苜蓿草,不仅原料奶质量高,牛奶中的乳脂肪和乳蛋白率可以分别保持在3.6%、3.2%以上,还可以节约饲料原料成本。


        苜蓿在世界范围内分布广泛,是世界公认的高产优质牧草,被誉为“牧草之王”。具有适应性强、产量高、草质优良、营养丰富、适口性好、家畜易于消化等特点而备受青睐。大量的研究也表明:苜蓿作为牛、羊、猪、鸡、鱼、兔等的优质饲料,具有提高奶产量和日增重、改善肉和蛋品质、增加机体免疫力的作用。苜蓿的利用方式有多种,可青饲、放牧,也可调制干草、草粉及草颗粒等草产品。发达国家的应用表明,使用优质的苜蓿草,不仅原料奶质量高,牛奶中的乳脂肪和乳蛋白率可以分别保持在3.6%、3.2%以上,还可以节约饲料原料成本。苜蓿主要分布于温暖地区,在北半球大致成带状分布,美国、加拿大、意大利、法国、中国和俄罗斯南部是主产区;在南半球只有某些国家和区域有较大规模的栽培。阿根廷、智利、南非、澳大利亚、新西兰栽培较多。目前全世界苜蓿种植面积约3300万公顷,其中美国是世界上苜蓿种植面积最大的国家, 2000年美国境内种植面积为971.3万公顷,约占世界种植面积的1/3,种植面积仅次于小麦、玉米和大豆,位列第四位。在奶牛业中,苜蓿草在粗饲料中占很大比例。为了扩大苜蓿在奶牛日粮中的应用,笔者对其营养价值及对奶牛中的应用机理作一综述。


1.苜蓿营养成分


(1)粗蛋白


紫花苜蓿干物质中粗蛋白含量通常为15%~22%,孕蕾期含量高达23.31%,盛花期为18.52%,结荚期为16.98%;不同部位又以叶中的含量最高,粗蛋白含量为36.50%,是玉米的4.3倍,叶比茎中的粗蛋白含量高1~1.5倍。苜蓿蛋白质品质优良,含有20多种氨基酸,包括人和动物全部的必需氨基酸和一些稀有氨基酸,如瓜氨酸、刀豆氨酸等,其中所含的10种必需氨基酸含量占粗蛋白含量的41.2%。氨基酸组成与乳清粉接近,仅次于鱼粉,富含赖氨酸,含量高达1.06%~1.38%,比玉米高4.5倍,这有利于平衡谷物饲料中赖氨酸的不足。以苜蓿这种粗饲料形式供给奶牛,一方面可满足动物对蛋白质的需求,另一方面有利于瘤胃微生物的生长与繁殖。另外,苜蓿青贮后,由于大量蛋白质水解为氨基酸和非蛋白氮(NPN),其NPN含量可高达50%,而降解后形成的NPN能被反刍家畜瘤胃微生物充分利用,从而形成挥发性脂肪酸供给机体所需要的能量和物质。


(2)碳水化合物


碳水化合物是一类重要的能量营养素,通常分为非结构性和结构性碳水化合物,非结构性碳水化合物(NSC)存在于植物细胞内,结构性碳水化合物(SC)存在于植物细胞壁中,前者通常更易消化。NRC指出,苜蓿干草的NSC含量为12.5%(干物质基础),与禾本科干草(13.6%)接近,高于青贮苜蓿(7.5%),其原因是苜蓿的一部分碳水化合物在青贮过程中被微生物发酵损失掉了。SC包括中性洗涤纤维(NDF)和果胶,NDF是区分植物结构性和非结构性碳水化合物最好的指标。苜蓿干草的NDF含量一般随着成熟期的延长而逐渐增加。初花期刈割的优质苜蓿干草的NDF含量为45.5%(干物质基础),低于稻草(63.9%)和全株玉米秸秆(84.3%)。奶牛对碳水化合物的消化、吸收是以挥发性脂肪酸(VAF)的形式进行的,当大量饲喂劣质纤维性饲料时,机体乙酸产量较大,机体对糖异生作用要求加大,而另一方面体内丙酸含量不足,无法满足糖异生的需要,因此体内葡萄糖短缺,体内甘油三酯的合成也受到限制,影响体内脂肪的合成,进而影响蛋白质的代谢,导致母畜泌乳量降低。因此,在饲粮中搭配苜蓿则克服了一般粗饲料的不足,不仅有利于提高奶产量和乳品质,同时苜蓿质地柔软,适口性好,干物质采食量大,获得能量多。近年来的研究还发现,苜蓿碳水化合物不仅能为奶牛和一些单胃动物提供能量需求,而且给动物饲喂一定量的苜蓿纤维,可以促进动物的胃肠道发育,降低肠道pH值,促进胃肠道有益菌的繁殖,提高动物抗病能力,刺激胃肠道消化液的分泌,改善消化功能。


(3)矿物质


苜蓿含有丰富的Ca、Mg、P、Cl、Na、K和Si等矿物质元素,这些元素都是维持动物体各器官功能所必需的。每克干苜蓿叶中含钙1380 g、镁2020 g、钾20.1 mg,高钙、高钾具有一定的强骨、降血压的效果,镁具有提高免疫功能的作用,并参与核酸代谢,维持细胞膜稳定。


(4)维生素


维生素对奶牛的生长、繁殖及泌乳等都起十分重要的作用,瘤胃可以合成维生素K和部分B族维生素,因而不需要额外补充,但维生素A、D、E、C自身无法满足奶牛的生长,需要从饲料中补充。苜蓿中富含维生素,特别是叶酸、维生素K、维生素E、胡萝卜素、维生素C及各种B族维生素,其中β-胡萝卜素、叶酸和生物素平均含量分别为94.6、4.36和0.54 mg/kg,是生物素利用率最高的原料之一。Horst等报道,在日光照射下田间生长的紫花苜蓿含VD 248 ng/ g和VD 3 0.63 ng/g;在实验室内人工控制光照条件下,含VD280 ng /g和VD30.1ng/g。Peterson等试验显示,在奶牛日粮中添加适量苜蓿草粉,能提高奶牛血浆中维生素H的浓度,并协调其平衡。此外,苜蓿及苜蓿提取物能够改善动物产品的色泽,这与其含量较高的类胡萝卜素有关。


(5)功能性成分


苜蓿中的功能性成分包括苜蓿多糖、苜蓿皂甙以及未知生长因子等。苜蓿多糖是一种植物多糖,具有显著的保健作用和较强的免疫活性功能。苜蓿中的次生代谢物质皂甙含量过高,对畜禽不利,它抑制单胃动物的生长,使奶牛发生瘤胃臌气。也有研究报道苜蓿皂甙在降低血液中胆固醇和抗动脉粥样硬化方面具有药用活性。当其含量在2%~3%左右波动时,有助于降低动物血清胆固醇的功能,通过与胆固醇结合生成不溶于水的复合物,排出体外,减少胆固醇在肠道的吸收。也有研究认为,苜蓿皂甙能阻断胆汁酸的肠肝循环,致使胆汁酸不能在体内重新转变为胆固醇,而只能从体内经肠道排出,从而促进了胆固醇从体内的排出。苜蓿中富含黄酮成分,其中最具代表性和特色的就是苜蓿素,Dornbos首先从苜蓿中所含的酚醛酸物质内分离出苜蓿素和4-甲氧基苜蓿素。多项研究表明,从苜蓿中提取的黄酮类化合物具有清除自由基、提高动物泌乳,并有轻度雌激素和免疫功能。另有试验表明,异黄酮还具有强心、抗缺氧、提高机体免疫机能和抑制性激素依赖性肿瘤生长的作用。陈杰等在研究大豆异黄酮对雄性湖羊及水牛血清睾酮和瘤胃消化代谢的影响时发现:雄性湖羊连续皮下注射大豆黄酮100 mg/kg,体重及血清水平明显增加(P<0.05);雄性水牛经十二指肠瘘管灌注大豆异黄酮500 mg/kg连续12 d,血清睾酮(P<0.05)瘤胃细菌蛋白(P<0.01)挥发性脂肪酸(P<0.05)和氨氮(P<0.01)显著增加,表明大豆黄酮可改善瘤胃微生物消化代谢。此外,苜蓿中还含有丰富的未知生长因子,这些未知生长因子有促进畜禽生长、提高日增重的作用。


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