| 美國肯塔基大學(xué)動物與食品科學(xué)系
前言
奶粉和奶制品在仔豬開食料中的應(yīng)用，已經(jīng)有許多年的歷史了。這些產(chǎn)品能提高斷奶仔豬的采食量和生長速度，并改善仔豬的健康狀況，斷奶仔豬日齡越小，這種效果越明顯。并且，這種有益影響在仔豬斷奶后幾周仍能發(fā)揮作用。
牛奶中含有許多重要的組分，這些組分對動物有較高的營養(yǎng)價(jià)值。其中一種組分是碳水化合物，主要是二糖和乳糖。另外，牛奶中的蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)中較合理的氨基酸組成，都是牛奶高營養(yǎng)特性的體現(xiàn)。
牛奶中的脂類（主要是乳脂）是一種高濃縮的能量。同時(shí)，牛奶中還含有較高濃度的鈣和磷，以及礦物質(zhì)和維生素都有助于發(fā)揮牛奶的營養(yǎng)價(jià)值。
源自液體牛奶的許多成分能應(yīng)用在動物飼料中，如脫脂奶粉、酪乳粉和酪蛋白。干酪生產(chǎn)中的一個(gè)重要的產(chǎn)品是液體乳清。全乳清粉是豬飼料中的優(yōu)良組分。液體乳清經(jīng)過結(jié)晶化處理可以生產(chǎn)乳糖和脫糖乳清，或者經(jīng)過超濾途徑產(chǎn)生兩種終產(chǎn)品——乳清透析液和濃縮乳清蛋白。本文將對牛奶和干酪工業(yè)中的各種成分作一介紹，但重點(diǎn)是乳清粉和乳糖。
奶粉
脫脂奶粉一度普遍地添加在早期斷奶仔豬日糧中。50~75年以前，豬在6~8周齡才斷奶。但從20世紀(jì)60年代以后，養(yǎng)豬生產(chǎn)者開始采用更加密集型的生產(chǎn)方式，這就促使了早期斷奶的出現(xiàn)。在3~4周齡或者更早斷奶變得非常普遍了。人們通常在豬斷奶后的第一或第二周日糧中添加奶粉。盡管奶粉很貴，但它的消化率高，是一種非常好的原料，并且是保證早期斷奶仔豬存活，并能健康生長的一個(gè)必需日糧組分。
目前，隨著飼養(yǎng)環(huán)境的改善，以及一些過去在飼料中幾乎不可能添加的成分，如乳清粉、乳糖、血漿蛋白粉、血球蛋白粉和高質(zhì)量的魚粉在飼料中的逐步應(yīng)用，豬飼糧中昂貴的奶粉制品用量逐漸降低。此外，相對于乳清粉來說，價(jià)格非常高的脫脂奶粉在仔豬開食料中應(yīng)用的數(shù)量也在降低。酪乳粉和酪蛋白也存在類似的問題。
奶酪生產(chǎn)中的奶制品
乳清粉
大量的牛奶被應(yīng)用于干酪生產(chǎn)。奶酪生產(chǎn)中的一個(gè)主要產(chǎn)品是液體乳清。許多年前，人們認(rèn)為液體乳清是一種廢棄產(chǎn)品，通過倒入排水溝、散布在農(nóng)田中或者運(yùn)輸出去用于路基填筑等途徑處理掉。在世界的許多地區(qū)，液體乳清到現(xiàn)在仍然被作為一種營養(yǎng)資源和排污手段而直接喂豬，但這種做法在美國并不普遍。
如果乳清經(jīng)干燥處理，就可轉(zhuǎn)化成一種極好的動物飼料組成成分。事實(shí)上在美國，乳清粉是應(yīng)用于飼料和寵物工業(yè)中最大數(shù)量的奶制品。大約有一半的乳清粉用于仔豬開食料中（Halpin等，2000）。幾乎所有的仔豬開食料中都包含乳清粉，或者含有它的重要的組分——乳糖。
典型的乳清粉含有68%的乳糖和12%的蛋白質(zhì)（表1）（NRC，1998）。乳清中主要的蛋白質(zhì)是β-乳球蛋白（56~60%）、α-乳白蛋白（18~24%）、牛血清白蛋白（6~12%）和免疫球蛋白（6~12%）（Harper，2000）。這些特殊的蛋白質(zhì)不僅可作為氨基酸源，還可作為一種抵抗微生物感染的防御物質(zhì)，并且是生長因子和調(diào)節(jié)劑的來源（Harper，2000）。乳清中發(fā)現(xiàn)的WPC蛋白質(zhì)濃度雖然都較低，但有著重要的生物學(xué)特性，這些蛋白質(zhì)包括乳鐵傳遞蛋白、乳過氧化物酶、溶菌酶、酪蛋白糖巨肽、磷酸肽和脂肪球膜蛋白質(zhì)（Harper，2000）。
根據(jù)所含細(xì)菌數(shù)量可將乳清粉分為食品級和飼料級。豬飼料中的大部分乳清粉都來自切達(dá)奶酪，這種乳清粉被稱為“甜乳清”。源自白干酪的乳清粉被稱作“酸乳清”，這種乳清粉在豬飼料中的用量較少。干燥乳清時(shí)可以采用噴霧干燥，或者通過滾筒干燥法干燥,干燥后的乳清在滾筒表面形成一層干的薄膜，刀片刮切后形成干的產(chǎn)品。噴霧干燥加工過程包括將液體乳清霧化在超高溫的熱空氣中，生成粉狀和吸濕型產(chǎn)品，此類型干燥產(chǎn)生α-乳糖和β-乳糖。采用滾筒干燥方式制作乳清粉需長時(shí)間低熱加工，產(chǎn)生粒狀的非吸濕型產(chǎn)品，其中所含均是β-乳糖。從味覺的角度來說，β-乳糖比α-乳糖甜。
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從營養(yǎng)角度來說，乳清粉質(zhì)量的變化在于乳清的來源、干燥條件和干燥程度（Mahan，1984）。反映乳清粉質(zhì)量的兩個(gè)重要指標(biāo)是色澤和灰分含量。淡顏色和奶油色的乳清粉比較受人歡迎。干燥時(shí)加熱過度的乳清呈褐色或有暗色的薄片。如果乳清呈暗黃色，說明存放的時(shí)間很長，可能發(fā)生了美拉德反應(yīng)。即賴氨酸的ε-氨基和碳水化合物結(jié)合，使之不能被動物利用。一般不希望乳清粉的灰分含量過高，因?yàn)檫@說明在貯藏過程中液體乳清進(jìn)一步酸化，并且在干燥之前，加入了大量的氫氧化鈉（一種強(qiáng)堿）調(diào)節(jié)和中和pH。這樣的乳清鹽分過高，會導(dǎo)致豬腹瀉。
WPC乳清產(chǎn)品
脫乳糖乳清粉在結(jié)晶過程中去除了一部分乳糖，但其含量仍較高（~54%）。與正常乳清粉（表1）相比，蛋白質(zhì)含量稍高。
液體乳清超濾過程時(shí)大部分蛋白質(zhì)從WPC的組分中分離出來，并生成兩種產(chǎn)品，透析乳清液和濃縮乳清蛋白。干燥的透析乳清粉中僅含不足4%的蛋白質(zhì)，但乳糖含量（~80%）非常高（表1）。位于美國密蘇里州圣路易斯的美國國際原料公司有一種商品Dairylac?80，作為一種乳糖資源在美國養(yǎng)豬工業(yè)中被廣泛使用。該商品營養(yǎng)特性與乳清粉相似（Cromwell等，1994）。濃縮乳清蛋白透析乳清粉的蛋白質(zhì)含量高，主要用于人類的食品工業(yè)中。
乳糖
如前所述，乳清中主要的碳水化合物是乳糖。這種二糖由半乳糖和葡萄糖兩個(gè)單糖通過β-1,4-糖苷鍵連接而成。只有半乳糖和葡萄糖間的鍵被切開以后這兩種單糖才能被吸收（半乳糖被吸收在肝臟中轉(zhuǎn)變成葡萄糖）和代謝，最終被動物利用。豬和其他幼齡哺乳動物的小腸內(nèi)有豐富的乳糖酶，能有效消化乳糖，并利用半乳糖和葡萄糖作為能量。
另一方面，需要降解WPC二糖的酶，如蔗糖（α-1,2-糖苷鍵連接的葡萄糖和果糖）、麥芽糖（α-1,4-糖苷鍵連接的葡萄糖）和異麥芽糖（α-1,6-糖苷鍵連接的葡萄糖），更復(fù)雜的碳水化合物如淀粉含量較低，豬出生時(shí)幾乎不存在。豬2~3周齡時(shí)這些酶含量仍相對較低，因此，谷物（主要是長鏈葡萄糖）中的淀粉利用效果不如在4~6周齡或更大周齡以后的豬利用效果好。為了使豬獲得足夠的能量，必須在早期斷奶豬日糧中添加較易吸收的碳水化合物，而乳糖就是其中的一種。
乳清粉和乳糖的營養(yǎng)價(jià)值
1949年，Krider等在伊利諾大學(xué)首次在豬日糧中添加乳清粉以評估其可能存在的有益特性。他們發(fā)現(xiàn)只需添加2％~4%的乳清粉就可以使幼齡豬的生長速度提高30%。然而，他們也報(bào)道了豬采食高水平的乳清粉會發(fā)生腹瀉。
除了幾個(gè)研究（Becker等，1957；Danielson等，1960）以外，幾十年以前，只有少數(shù)研究者對乳清粉進(jìn)行過研究。在20世紀(jì)70年代早期，我們在肯塔基大學(xué)曾開展試驗(yàn)評價(jià)過3周齡斷奶仔豬飼料中乳清粉的效果。在其中一個(gè)試驗(yàn)中，我們在早期斷奶仔豬的玉米－豆粕型基礎(chǔ)日糧中添加3個(gè)水平（5%、10%和15%）的乳清粉，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著乳清粉添加量的提高，豬的生長速度和采食量呈線型增加（Baird等，1974；表2）。在這些研究中，我們還發(fā)現(xiàn)添加源自乳清粉的相同水平的乳糖時(shí)，豬的生長速度和采食量與飼喂乳清粉的效果類似。
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在俄亥俄州立大學(xué)、堪薩斯州立大學(xué)和密蘇里大學(xué)的研究也證實(shí)了早期斷奶仔豬日糧中相對高水平乳清粉的效果。Mahan（1992）研究表明，乳清粉添加水平高至35%時(shí)對仔豬都有效果（表3）。在WPC一些研究（Graham等，1981；Tokach等，1989；Nessmith等，1997）中也有同樣的報(bào)道。雖然有研究指出乳清的一些有益特性在于它所含的蛋白質(zhì)（Tokach等，1989），但是大部分的研究表明，乳清的有益特性主要?dú)w功于它所含的乳糖（Baird等，1974；Mahan，1992）。
乳清和乳糖對仔豬產(chǎn)生的效果主要體現(xiàn)在增加飼料采食量和生長速度兩個(gè)方面。豬的生長得到改善可能是由于這些成分提高了豬的采食量。另外，乳糖能夠改善和維持腸道內(nèi)環(huán)境(Wolter等，2003）。
人們關(guān)心的是，仔豬保育期的各個(gè)階段乳糖的添加量問題。Mahan等（2004）最近對此進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，在斷奶后最初的14天（表4）和在斷奶后7至21天（表5），豬對高水平的乳糖均能產(chǎn)生應(yīng)答。他們推薦在豬斷奶后的1周（7
kg體重前）添加25％~30%乳糖，隨后的2周內(nèi)（12.5 kg體重之前）添加20%乳糖
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雖然許多研究表明，仔豬可以對乳糖產(chǎn)生應(yīng)答，而且這種應(yīng)答是在斷奶后的第2至第3周（也就是開食的第1和第2階段），但存在的問題是，仔豬對乳糖的這些應(yīng)答是否能持續(xù)到保育期的中間和最后階段（第3階段）。為了更清楚地回答這個(gè)問題，Cromwell等（2005）選用1320頭豬對此進(jìn)行了大規(guī)模的研究。該試驗(yàn)在肯塔基大學(xué)、密蘇里大學(xué)和俄亥俄州立大學(xué)進(jìn)行。
他們選擇15~20日齡（初始體重6.2 kg）斷奶的雜交豬，分為5個(gè)日糧處理。在肯塔基州和俄亥俄州試驗(yàn)點(diǎn)每圈有5頭豬，在密蘇里州試驗(yàn)點(diǎn)每圈有23頭豬。每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)每個(gè)處理均有8個(gè)重復(fù)，因此本試驗(yàn)每個(gè)處理共設(shè)有24個(gè)重復(fù)。試驗(yàn)條件采用商業(yè)性的、溫控和漏縫地板的保育豬舍，并且安裝保育型自動進(jìn)料器和乳頭式飲水器，自由采食和飲水。每周稱重并記錄采食量。
試驗(yàn)期分為4個(gè)階段。第1和第2階段時(shí)間均為1周，第3階段時(shí)間是2周，第4階段持續(xù)1～2周。4個(gè)階段的豬平均末重分別是7.5、10.3、17.9和25.3
kg。在試驗(yàn)期的第1和第2階段不同試驗(yàn)地點(diǎn)的豬飼喂相同日糧（表6）。這兩種日糧的乳糖添加水平的計(jì)算值分別是20.0%和15.0%，總賴氨酸是16.0%。
在試驗(yàn)期第3階段豬飼喂5個(gè)乳糖添加水平的日糧，乳糖添加量分別是0、2.5%、5.0%、7.5%和10.0%（表6）。本階段豬日糧中含有1.56%的總賴氨酸和1.42%的回腸真可消化賴氨酸。在第3階段，選用Dairylac?
80作為乳糖來源，替代相同數(shù)量的玉米。通過調(diào)整磷酸氫鈣、石粉和食鹽確保5種飼糧的鈣、磷和鈉水平恒定。同樣，通過調(diào)整總賴氨酸、蘇氨酸和蛋氨酸使5種飼糧的總賴氨酸、蘇氨酸和蛋氨酸維持在相似水平。在試驗(yàn)期第4階段，均采用玉米豆粕型日糧同時(shí)添加外源氨基酸，但不添加乳糖，日糧含有1.44%的總賴氨酸。日糧氨基酸、礦物質(zhì)和維生素計(jì)算值均達(dá)到或超過NRC營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)。所有階段日糧均添加55mg/kg的卡巴氧。另外，第1階段和第2階段日糧添加藥理劑量的氧化鋅和硫酸銅（2150
mg/kg鋅和125 mg/kg銅），在第3階段和第4階段銅添加水平達(dá)到250 mg/kg。
在試驗(yàn)期第3階段選擇美國國際原料公司的產(chǎn)品Dairylac?80作為乳糖來源。該產(chǎn)品源自甜乳清粉可溶物，是一種粒狀、不吸濕型產(chǎn)品。本試驗(yàn)選擇Dairylac?80作為乳糖唯一來源。Dairylac?80含有96%干物質(zhì)、79.3%乳糖、4.6%粗蛋白質(zhì)、0.46%脂肪、0.12%粗纖維和9.84%灰分。盡管沒有分析氨基酸和礦物質(zhì)含量，典型Dairylac?含有0.15%賴氨酸、0.52%鈣、0.63%磷和3.0%食鹽（密蘇里州圣路易斯美國國際原料公司產(chǎn)品明細(xì)）。
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1試驗(yàn)第一階段（第一周）、第二階段（第二周）和第四階段（第五和第六周）飼喂相同日糧。
試驗(yàn)的第三階段（第三和第四周）飼喂試驗(yàn)日糧。
2旋轉(zhuǎn)熱鼓型乳清粉（密蘇里州圣路易斯美國國際原料公司）。
3含80%乳糖（密蘇里州圣路易斯美國國際原料公司）。
4噴霧干燥血漿蛋白粉（衣阿華州安克尼美國蛋白質(zhì)公司，AP-920）。
5每千克維生素預(yù)混料：VA，11,600IU；VD3，1,100IU；VE，22IU；VK（復(fù)合型甲萘醌亞硫酸氫鈉），3.99mg；VB2，8.25mg；d-V3，28.05mg；VB5，33mg；VB12，0.03mg）。
6每千克礦物質(zhì)預(yù)混料：鋅，165mg（硫酸鋅）；鐵，165mg（硫酸亞鐵）；錳，33mg（硫酸錳）；銅，16.5mg（硫酸銅）；碘，0.3mg（乙二胺二氫碘酸鹽）；硒，0.3mg（亞硒酸鈉）。
7卡巴氧添加量為55mg/kg。
8純度為72%，第一階段和第二階段鋅添加量是2,150mg/kg。
9第一階段和第二階段銅添加量是125mg/kg，第三階段和第四階段添加量是250mg/kg。
本試驗(yàn)3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)結(jié)果見表7。在所有情況下，日增重和日采食量在3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)均不相同，大部分情況下料重比有相同情況。然而，在所有試驗(yàn)點(diǎn)的任何階段內(nèi)豬增重、飼料采食量和料重比沒有表現(xiàn)出試驗(yàn)點(diǎn)和處理之間的互作效應(yīng)。
和預(yù)期一樣，在試驗(yàn)期第1階段和第2階段，飼喂相同日糧時(shí)，豬生產(chǎn)性能沒有受到影響（P = 0.01）。在為期2周的第3階段，飼喂5個(gè)乳糖添加水平日糧，日增重和日采食量隨著乳糖添加水平提高呈線性增加（P
< 0.01），但是料重比沒有受到影響（P = 0.01）。盡管兩次分析不顯著，但是就第3階段和前3個(gè)階段綜合而言，生長速度和飼料消耗在添加7.5%乳糖時(shí)達(dá)到高峰平臺期。
在試驗(yàn)期第4階段飼喂相同水平日糧時(shí)，在第3階段采食10%乳糖添加水平的豬比采食WPC添加水平的豬在第4階段增重減慢（線性，P
< 0.04）。飼料采食量和料重比變化甚微，無顯著差異（P = 0.10）。在全部5周至6周試驗(yàn)期中，如果豬在第3階段采食7.5%乳糖添加水平的日糧，其生長速度和飼料采食量就較大。
為了測定在第3階段對乳糖添加所得到的效果在后來飼喂不含有乳糖的同一種日糧時(shí)是否可以繼續(xù)維持下去，他們將飼喂乳糖組的豬生長速度和對照組豬的進(jìn)行比較。在試驗(yàn)期第3階段，采食添加7.5%乳糖的豬每頭獲得350
g的額外增重（[557 g/d～532 g/d]×14 d），同時(shí)每頭豬額外消耗420 g飼料（[753
g/d～723 g/d]×14 d）。從添加乳糖時(shí)開始至試驗(yàn)結(jié)束，在測定豬的額外增重時(shí)發(fā)現(xiàn)，大部分的額外增重（294
g/頭）維持于整個(gè)試驗(yàn)期。整個(gè)試驗(yàn)期中，額外增重的同時(shí)每頭豬額外消耗409 g飼料。本試驗(yàn)中這種特別的處理所增加的額外飼料消耗均發(fā)生在試驗(yàn)期第3階段。
這次大規(guī)模的、協(xié)作完成的試驗(yàn)結(jié)果明確指出，在斷奶后第3和第4周飼喂乳糖時(shí)，早期斷奶豬可以持續(xù)對乳糖添加作出應(yīng)答，并且這種應(yīng)答在乳糖從日糧中去除以后仍能維持。此外，試驗(yàn)結(jié)果表明，在保育豬中期和后期飼喂階段，7.5%乳糖添加水平效果最優(yōu)
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1試驗(yàn)每個(gè)處理共設(shè)24個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)5頭（肯塔基州和俄亥俄州）或23頭豬（密蘇里州），試驗(yàn)期體重從6.2千克至25.3千克。不同實(shí)驗(yàn)點(diǎn)間豬生產(chǎn)性能不相同（P<0.01），生產(chǎn)性能指標(biāo)在實(shí)驗(yàn)點(diǎn)和處理之間沒有互作（P
=0.01）。
2乳糖添加水平的效果呈線型增加（P < 0.05）。
3肯塔基州、密蘇里州和俄亥俄州飼喂相同日糧時(shí)間分別為7、14和12.5天。
4在肯塔基州、密蘇里州和俄亥俄州三個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)分別代表35、42和40.5天。
小結(jié)
過去30年的大量研究指出，在仔豬開食料中添加奶制品，尤其是源自奶酪生產(chǎn)過程的產(chǎn)物如乳清粉、透析乳清粉或結(jié)晶乳糖，能提高斷奶仔豬的采食量和生長速度。這些乳產(chǎn)品價(jià)格適宜，在早期斷奶仔豬日糧中應(yīng)用經(jīng)濟(jì)可行，目前被廣泛應(yīng)用于養(yǎng)豬工業(yè)中。
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