乳清粉及其在幼畜生產(chǎn)上的應用 -轉(zhuǎn)

和興 · 發(fā)表于 2008-9-9 20:35:51

說明：乳清粉越來越成為幼畜生產(chǎn)必不可少的原料。本文對乳清粉的來源、特性、組成、產(chǎn)品品質(zhì)及在幼畜生產(chǎn)中的應用等方面作一綜述。

乳清粉是奶酪及酪蛋白生產(chǎn)時所得的副產(chǎn)品，其主要成分是乳糖、乳蛋白和礦物質(zhì)。近年來由于乳制品工業(yè)的發(fā)展，以及我國養(yǎng)豬和奶牛生產(chǎn)水平的提高，乳清粉已成為幼畜生產(chǎn)必不可少的原料。自2006年下半年以來，國內(nèi)及國際乳制品價格一路飆升，達到了很高的價格。乳清粉價格上漲以后，國內(nèi)及國外一些廠家為了迎合市場的需求，也開發(fā)了很多類似乳清粉的“代乳粉”，產(chǎn)品的質(zhì)量也良莠不齊。鑒于以上原因，本文總結(jié)了乳清粉的來源、特性、組成、產(chǎn)品及應用等內(nèi)容，以期為養(yǎng)殖場和飼料生產(chǎn)者提供一點借鑒意見。
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乳清粉的來源及種類
乳清粉是牛奶加工干酪、凝乳酪或酪蛋白非常有價值的副產(chǎn)物。在奶酪的加工過程中根據(jù)沉淀方法的不同可以分離出不同的酪蛋白，也就會產(chǎn)生不同的液體乳清。通過凝乳酶沉淀的方法得到硬奶酪，得到的液體乳清粉為甜乳清；通過微生物發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸沉淀的方法沉淀得到軟的、新鮮的干酪所產(chǎn)的乳清為酸乳清；生產(chǎn)酪蛋白需要用礦物酸的方法沉淀。液體乳清干燥后得到乳清粉，酸性乳清得到酸乳清粉，甜乳清得到甜乳清粉。幾種乳清粉的主要成分見表1。乳糖是主要成分，約占固體總量的77％；其他重要的成分是蛋白和礦物質(zhì)，分別約占固體總量的12％和10％。

表 1 不同乳清粉的典型組成

組成	甜乳清粉	酸乳清粉	酪蛋白乳清粉
總固體成分(%)	94.0-98.5	93.0-97.0	93.0-98.0
乳糖 (%)	69-76	65-69	64-68
蛋白 (%)	11-14	7-9	9-11
脂肪 (%)	0.5-2.0
灰分 (礦物質(zhì)) (%)	6-9	9-12	10-13
pH	6-6.8	4.2-5	4-4.8

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乳清粉的加工
21世紀乳清的加工工藝是復雜的、高科技的，生產(chǎn)的產(chǎn)品除具有特殊的營養(yǎng)價值外還有重要的物理性能和寬廣的功能特性，且品種也多樣化。加工工藝確保了乳清中的營養(yǎng)成分在加工和干燥過程能被很好的保護，這些營養(yǎng)成分對于動物是可吸收利用的，使乳清產(chǎn)品成為犢牛、羔羊、仔豬和幼犬等理想的食物來源。不同的乳清產(chǎn)品及其組成見表2。
乳清的脫鹽和脫乳糖技術(shù)可以使脫鹽乳清粉中的蛋白達到15%，脫乳糖乳清粉的蛋白達到27%。現(xiàn)代的過濾技術(shù)可以使乳清中的蛋白進一步濃縮（乳清蛋白分離、乳清蛋白濃縮）。要做到這一步需要的溫度較低，所以不需要很高的能量，蛋白被完好的保存下來提供更有價值的營養(yǎng)，可以提高幼齡動物的健康狀況和生產(chǎn)性能。
現(xiàn)代化的加工技術(shù)還可以生產(chǎn)高乳糖的乳清粉，且乳清粉的物理性質(zhì)容易操作（如滲透乳清）。乳清產(chǎn)品的性質(zhì)能被進一步的控制，以致飼料加工企業(yè)能根據(jù)自己的操作設(shè)備和攪拌設(shè)施選擇產(chǎn)品。高乳糖乳清粉對于終產(chǎn)品中有高含量植物蛋白和高的乳清成分（對動物的生長是必需的）含量的飼料從成本上是理想的產(chǎn)品。乳清產(chǎn)品中的礦物質(zhì)含量可通過膜或其他技術(shù)進行調(diào)整。
在歐洲很大一部分液體乳清通過標準化、分餾和干燥等途徑加工成幾種高附加值的乳清產(chǎn)品。富含脂肪的高脂乳清粉就是一種。高脂乳清粉的加工工藝可簡單分為三個階段，第一階段是一定比例的植物油和乳清在液體狀態(tài)下混勻、乳化；第二階段把乳化好的油脂乳清高壓均質(zhì)，經(jīng)過高壓均質(zhì)后，油脂的顆粒都很小，97%小于4μm，且顆粒均勻；第三階段是噴霧干燥得到高脂乳清粉。最后得到的產(chǎn)品是油脂被乳蛋白包被，顆粒均勻、流動性、吸濕性低的乳清粉。在此過程中油脂和乳清是在液相中混合，此工藝的優(yōu)勢是使乳清中能加進更多的脂肪，最高可達55％，這樣乳清粉就有足夠的能量；脂肪顆粒的分布更均勻；脂肪顆粒被乳蛋白包被，脂肪的穩(wěn)定性提高，游離脂肪酸含量低。該類產(chǎn)品口碑極佳，是母乳替代品經(jīng)濟、方便的原材料，并具有極好的溶解性和良好的可操作性；另一重要用途是生產(chǎn)仔豬的高檔教槽料。

表 2 不同的乳清產(chǎn)品及其組成

成分	分離乳清蛋白	濃縮乳清蛋白	滲透乳清粉	脫鹽乳清粉	脫乳糖乳清粉	乳糖
總固體成分(%)	94-96	96-97	95-98.5	96-97	95-97.5	99.5-99.8
乳糖 (%)	1.5-3.0	10-60	75-85	75-80	48-54	99-99.5
蛋白 (%)	92-96	30-80	2-6	13-15	18-27	0.1-0.3
脂肪 (%)	0.1-1.0	3-8	0.2-0.5	1-1.5	1.5-2.5
灰分 (礦物質(zhì)) (%)	2-3	4-8	7-10	1-5	15-22	0.1-0.3
pH	5.8-6.1	4-6.5	5.8-6.2	6.5	5.5-6.5	6

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乳清粉的主要成分及其作用
乳清產(chǎn)品所含的獨特的營養(yǎng)成分，使其非常適于生產(chǎn)幼畜飼料，而且這些營養(yǎng)成分有很好的功能。乳清產(chǎn)品為今天幼畜營養(yǎng)的難題提供了一個很好的解決方案，其主要成分是乳糖、蛋白和礦物質(zhì)。
乳糖是一種雙糖，是一種重要的日糧能量來源，且能提高腸道鈣的吸收。乳糖能被腸道上皮的乳糖酶容易且快速地轉(zhuǎn)化成單糖，果糖和葡萄糖。果糖和葡萄糖是腸道上皮細胞和需要碳水化合物作為能量來源的體組織（如大腦）的重要的能量來源。乳糖也是腸道內(nèi)產(chǎn)乳酸微生物一種容易利用的底物，可被發(fā)酵產(chǎn)生乳酸。乳酸能降低胃和小腸內(nèi)的pH值，補充仔豬胃酸分泌的不足，而且還能抑制腸道內(nèi)的病原微生物，提供代謝能量。
乳清蛋白是球蛋白和可溶性乳蛋白的總稱。除這些蛋白外，乳清也含有其他的含氮成分，象非蛋白氮（如尿素、氨基酸）、其他蛋白和生長因子，如免疫球蛋白A、乳鐵蛋白、乳過氧化物酶、胰島素、胰島素樣生長因子。β－乳球蛋白和α－乳清蛋白分別參與維生素和礦物質(zhì)的吸收。乳清蛋白通常富含如下氨基酸，賴氨酸、蘇氨酸、色氨酸、含硫氨基酸和支鏈氨基酸，這些氨基酸都能促進腸道功能和體重增加。乳清蛋白典型的氨基酸結(jié)構(gòu)見表3。

表3 乳清蛋白典型的氨基酸組成
(g/100g 蛋白)

氨基酸	含量
賴氨酸	7.6
蛋氨酸	1.5
半胱氨酸	1.9
蘇氨酸	5.4
色氨酸	1.5
谷氨酸	15.5
亮氨酸	8.9
異亮氨酸	5.1
纈氨酸	4.0
精氨酸	2.4
苯丙氨酸	3.3
組氨酸	1.8
酪氨酸	2.4
丙氨酸	4.3
天門冬氨酸	9.1
甘氨酸	2.0
脯氨酸	5.5
絲氨酸	4.4

乳清產(chǎn)品也含有有價值的礦物質(zhì)，乳鈣、磷、鎂和鉀。乳清中的礦物質(zhì)因為有礦物質(zhì)－蛋白復合物的存在，所以有很高的生物可利用率。乳清中的礦物質(zhì)因為容易吸收，所以在日糧中很有價值。
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乳清粉的品質(zhì)
4.1
顏色
高品質(zhì)乳清粉應呈灰白奶油色。有一些可能呈更深的黃色，這可能是因為加工程序和(或者)牛奶中高水平的葉紅素。若為褐色通常表明加工中過度加熱并伴有美拉德反應發(fā)生，這將會減弱乳清粉的營養(yǎng)價值，還有可能會影響乳清粉的適口性。因此，與其他加工技術(shù)相比，噴霧處理的乳清粉顯得更為優(yōu)越。
4.2
風味
高品質(zhì)的乳清粉應該具有好的味道(甜乳清粉比酸乳清粉好)。通常，低品質(zhì)或來源較便宜的乳清粉因為其不良的風味很容易被辨認出。這是個經(jīng)驗測試，不需要借助任何設(shè)備，只要遵從感覺，但是當作為所有品質(zhì)控制程序的一個部分時這是很有效的。
4.3
溶解度
乳清粉應該容易溶解于溫水中，而沒有不溶物。溶解較難的乳清粉表明加工過度，或者是外來物質(zhì)的摻入。
4.4
流動性
很多飼料廠都要求乳清粉流動性好、在桶倉中無結(jié)橋危險、吸濕性低、不粘壁。通過控制干燥前的結(jié)晶，加工者可以生產(chǎn)具有低吸濕性、超高流動性的乳清產(chǎn)品，當和其他原料一起加工飼料時能確保生產(chǎn)理想的、無餅狀結(jié)塊的飼料。
4.5
可利用率
最后，反映乳清粉品質(zhì)的最好指標是動物本身。在決定更換供應商之前應先做一個生長試驗。額外需要注意的是試驗日糧中蛋白質(zhì)(氨基酸)、乳糖和鈉的平衡，它們在不同來源的乳清粉中的含量差別相當大。
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乳清粉在幼畜生產(chǎn)上的應用

幾十年來，乳清產(chǎn)品已被成功地應用于幼齡動物的飼料中，如犢牛、羔羊的代乳料以及仔豬斷奶后日糧。而且現(xiàn)在乳清產(chǎn)品也被越來越多的用于種用和育肥動物。幼齡動物的日糧設(shè)計取決于生產(chǎn)的目的，如母畜的飼養(yǎng)主要為了畜群的更替，公畜的育肥主要得到肉食。用于畜群更替的母畜和為生產(chǎn)某種類型的肉的公畜的日糧中短期內(nèi)也含有部分代乳料。在有特別生產(chǎn)目的的育肥系統(tǒng)中（象小菜牛、小山羊肉），在整個育肥過程中日糧在很大程度上都含有專用的代乳料。

5.1
乳清產(chǎn)品在代乳粉上的應用
在當前的畜牧養(yǎng)殖中，出于經(jīng)濟和健康的考慮，象犢牛、羔羊等幼齡動物經(jīng)常一出生就立即同母畜分離。幼畜僅被允許吮吸母乳或初乳幾小時，因此，在世界上很多地區(qū)，母牛產(chǎn)的奶主要用于鮮奶及奶制品的生產(chǎn)，而喂給新生動物人工配制的所謂的代乳料是更經(jīng)濟的。
代乳料通常是在高質(zhì)量的乳清和奶產(chǎn)品的基礎(chǔ)上添加植物蛋白、淀粉和糊精、脂肪和油脂、維生素和礦物質(zhì)、乳化劑和抗氧化劑配制而成的，以滿足幼齡動物的營養(yǎng)需要，增進動物適宜的生長性能和健康，且在成本上是經(jīng)濟的。目前中國農(nóng)科院一家公司及一家合資公司的犢牛代入料在市場上取得了不錯的效果；仔豬代乳料的品牌比較多。通過使用乳清和奶產(chǎn)品，就可使配制的代乳料能滿足幼齡動物的營養(yǎng)需要，提高生產(chǎn)性能和健康狀況，同時還能保持經(jīng)濟性。幼齡動物，特別是剛從分娩舍轉(zhuǎn)過來且來源于不同的畜舍混在一起的幼齡動物，由于快速育肥、應激、病毒感染等原因經(jīng)常要面臨消化系統(tǒng)和脆弱的腸道健康等營養(yǎng)不良問題。乳清產(chǎn)品能提高犢牛的健康，因為現(xiàn)代加工技術(shù)可保存和濃縮乳清的營養(yǎng)質(zhì)量。
對于犢牛、羔羊，乳清產(chǎn)品適口性好、消化率高，是優(yōu)質(zhì)的奶制品飼料原料，它能刺激食欲，提高采食量，促進腸道健康和提高動物的生產(chǎn)性能。精心加工的乳清產(chǎn)品含有大量的來自于奶的生物活性成分，但不含有象植物來源的蛋白源抗營養(yǎng)因子，這些抗營養(yǎng)因子可以激發(fā)人們不期望的免疫反應。未斷奶動物腸道內(nèi)乳蛋白和乳糖的消化主要是酶的作用，乳糖是食物中主要碳水化合物的來源。牛奶中的乳糖因此也應該是犢牛“第一”階段代乳料的主要碳水化合物的來源。和存在于奶和乳清中的生物活性微量物質(zhì)一樣，乳糖也是腸道保護性微生物菌群的適宜底物，腸道中的微生物菌群對于犢牛最初幾周的健康是必需的。
5.2
乳清產(chǎn)品在斷奶仔豬生產(chǎn)上的應用
在現(xiàn)代養(yǎng)豬生產(chǎn)中，母豬的年產(chǎn)仔數(shù)越來越高，導致的結(jié)果是窩產(chǎn)仔數(shù)變得更大和斷奶日齡變得更小。仔豬數(shù)量上升，但出生體重和成活率下降，斷奶時更多的仔豬體重較小。近來由于抗生素生長促進劑應用的局限性，建立在營養(yǎng)概念基礎(chǔ)上解決途徑的研究得到了進一步加強。因此這就提升了營養(yǎng)學家對乳清營養(yǎng)的興趣，乳清粉能提升腸道整體性和動物健康。
幼齡仔豬的消化系統(tǒng)適應于消化液體母乳，母乳中含有高消化率的乳蛋白、乳化脂肪和乳糖。幼齡仔豬這時仍然不能完全消化以植物蛋白和碳水化合物（淀粉和非淀粉）為來源的斷奶日糧。而乳清產(chǎn)品具有很高的可消化性，而且含有很多功能性成分，這些成分對于仔豬是獨特的營養(yǎng)成分，可以提高生命力、促進生長、提高腸道功能和健康。乳蛋白幾乎全部在小腸內(nèi)被消化，因此就限制了大腸內(nèi)不必要的蛋白發(fā)酵。乳清產(chǎn)品也有很好的適口性，因此可以提高斷奶仔豬的采食量。斷奶后仔豬的采食量已被越來越認為是幼齡仔豬成活率和生長性能的關(guān)鍵因素。乳糖是斷奶仔豬最重要的能量來源，也是腸道內(nèi)微生物群落的發(fā)酵底物，可以提高消化生理狀況和微生物群落快速向斷奶仔豬理想的、穩(wěn)定的腸道群落過渡。
5.2.1
對生產(chǎn)性能的影響
高玉紅等（2002），Goodhand等（1988）和Stoner等（1990）研究發(fā)現(xiàn)隨著乳清粉添加水平的提高斷奶仔豬的生產(chǎn)性能也提高，從采食和飼料利用率上看，隨乳清粉水平的升高而升高，與增重效果表現(xiàn)相一致?，F(xiàn)在很清楚的是在仔豬斷奶前的第一周主要是乳糖對提高采食量和增重起作用，而不是乳清粉中的蛋白質(zhì)部分。
5.2.2對消化機能的影響
剛斷奶仔豬，尤其是在剛斷奶后的2周內(nèi)，由于胃腸道酶系統(tǒng)尚未發(fā)育完全，再加上仔豬從采食易消化的母乳轉(zhuǎn)為難消化的谷物飼料，各種胰酶(胰脂酶、胰蛋白酶、淀粉酶和糜蛋白酶)活性均顯著下降，導致仔豬消化不良，嚴重影響了仔豬的生長，但這個階段乳糖酶的活性較高，能較好的消化乳糖，提高能量利用率；而乳清粉則能提供60%~70%適口性好、易消化的乳糖，緩解因失去母乳而帶來的營養(yǎng)消化不良，同時也刺激了其他酶的分泌(Ekstrom等，1975)，因此，斷奶飼糧中含有一定水平的乳清粉，尤其是斷奶后2周內(nèi)能促進仔豬的消化吸收。高玉紅等（2002）研究發(fā)現(xiàn)隨乳清粉水平的提高，干物質(zhì)、粗蛋白、粗脂肪和無氮浸出物的消化率均有不同程度的提高，這與Tokach(1989)的報道一致，Sewell和West(1965)也報道了日糧中添加乳糖提高了營養(yǎng)物質(zhì)消化率。
5.2.3
糞便菌群及腹瀉率
Metchnikoff(1907)首次提出，胃腸微生物區(qū)系在維持動物健康上起著重要作用。正常條件下以乳酸桿菌占優(yōu)勢的腸道微生物有助于腸道健康，當由于某種原因破壞了腸道微生物平衡時，將會直接影響仔豬的健康狀況。剛斷奶仔豬由于其消化系統(tǒng)發(fā)育不完善，胃酸分泌較少(Kidder和Manners，1978)。再加上斷奶后乳糖的消失，產(chǎn)生乳酸的數(shù)量下降，使腸道pH值升高，這些均有利于適宜中性pH值環(huán)境的大腸桿菌的增殖，破壞以乳酸桿菌為主導地位的微生物平衡，大腸桿菌依靠菌毛粘附于大腸腸壁，并在此大量繁殖，他們利用腸內(nèi)的蛋白質(zhì)和氨基酸產(chǎn)生胺和其他毒素，這些毒素導致Na+、C1-等離子的吸收等能力下降，腸內(nèi)滲透壓升高，腸上皮細胞分泌大量的液體進入腸腔，結(jié)果導致大量的水分滯留在腸腔中，出現(xiàn)以腹瀉為主要特征的消化道微生物區(qū)系變化所造成的損害。乳清粉中的乳糖除作為碳水化合物提供機體更多的能量外，還能被乳酸桿菌發(fā)酵成乳酸，降低胃腸道的pH值，促進乳酸桿菌增殖，抑制有害微生物尤其是大腸桿菌的繁殖，從而減少下痢的發(fā)生，提高腸道的健康水平。另外，一定水平的乳清粉提高了營養(yǎng)物質(zhì)消化率，減少了進入腸道后段的未消化物質(zhì)，也就是減少了大腸桿菌所利用的營養(yǎng)基質(zhì)，因此大腸桿菌數(shù)減少，同時乳酸桿菌數(shù)增多，二者是互相頡頏的(Cranwell等，1976)，乳酸桿菌通過阻斷大腸桿菌的受體及分泌代謝毒素來抑制大腸桿菌的增殖。高玉紅等（2002）研究發(fā)現(xiàn)，日糧乳清粉水平越高，糞中大腸桿菌和總菌數(shù)越少，乳酸桿菌越多，這與腹瀉率的降低是一致的，所有這些均與營養(yǎng)物質(zhì)消化率相吻合。
仔豬飼料中乳清粉的適宜添加量：仔豬開食料（6.2kg仔豬）用20%乳清粉時日增重最大；早期隔離斷奶仔豬日糧中乳清粉的用量通常是15~30%（2.2~5kg仔豬）；過渡日糧（5~7kg仔豬）仔豬應有10~20%乳清粉。