陈丛亮 毛华明 王 爽
摘 要 糊化淀粉尿素是新型高效的尿素缓释产品，用糊化淀粉尿素饲喂反刍动物，能减缓尿素氮的释放和提高反刍动物对尿素氮的代谢率，增加菌体蛋白合成量，提高反刍动物的适口性及日增重。同时，糊化淀粉尿素对反刍动物血液中氨浓度相关的生化指标如血浆尿素氮(PUN)、谷丙转氨酶(G.P.T)、谷草转氨酶(G.O.T)、碱性磷酸酶（Alkalinephos)无不良影响。此外，文章还介绍了糊化淀粉尿素产品的工艺原理，使用糊化淀粉尿素产品饲喂反刍动物的配方要求等，对于解决使用尿素的适口性、安全性、利用率等问题，缓解蛋白质饲料资源缺乏，具有重要意义。
关键词 糊化淀粉尿素；缓释；反刍动物；瘤胃
中图分类号 S823
我国是养殖大国，饲料粮一直比较紧缺，尤其是蛋白原料。近几年，国家大力提倡发展节粮型草食动物，目前全国约有奶牛800万头，肉牛4 000万头，羊3.5亿只，而这进一步加剧了蛋白原料的短缺，每年需要大量进口。而牛、羊等反刍动物独特的瘤胃氮素营养方式可以将尿素、碳铵等一些化合物进行分解，再合成微生物蛋白进行消化吸收，合成体蛋白。这些物质为化工产品，能够大批量生产，成本较低，可节约部分蛋白质饲料，降低饲养成本，因而逐渐在生产中推广使用。其中，以尿素最为经济和普遍。但是，饲喂尿素存在几个方面的问题，影响和制约着在反刍动物饲养中的推广应用。①适口性差：尿素苦味极浓，牛、羊不喜吃，影响采食量；②吸收利用率低：释放氨的速度太快，微生物来不及将其全部合成菌体蛋白，很大一部分进入血液中，排到尿中浪费掉了；③易中毒：血液中氨水平易超过肝脏的负担阈值，就会造成血液氨浓度累积性升高，达到一定程度就会引起反刍动物中毒，甚至死亡。如果利用膨化技术生成糊化淀粉尿素，一方面可以加速碳水化合物（如糖类、淀粉等）的发酵，以使瘤胃内细菌能及时获得能量，在氨转化为微生物蛋白质的反应中提供能量和碳架；另一方面减缓尿素降解为氨的速度，使氨释放速度与瘤胃微生物利用氨的速度同步。所以，淀粉尿素糊化处理可以提高尿素氨的利用率和防止动物NH3中毒，从而提高了反刍动物的生产性能。
1 糊化淀粉尿素应用于反刍动物的饲养
1.1 饲喂糊化淀粉尿素对反刍动物血液生化指标的影响
尿素进入瘤胃后被微生物脲酶降解，产生大量的游离态氨，氨经上皮细胞吸收进入血液，引起血液中某些成分的变化。因此，通过检测血液中的相关的生化指标，可以检测尿素氮的吸收利用情况。与血中氨浓度相关的生化指标有血浆尿素氮(PUN)、谷丙转氨酶(G.P.T)、谷草转氨酶(G.O.T)、碱性磷酸酶（Alkalinephos)。有研究表明，在安全喂量内，糊化淀粉尿素的饲喂量与血中尿素氮的浓度呈正相关。牛饲喂糊化淀粉尿素后，血中尿素氮增加比较平稳，维持在适当水平，提高了尿素在再循环过程中的利用率（血清尿素氮也反映了瘤胃中氨的浓度变化情况，瘤胃中氨浓度的大小对氨基酸的合成具有重要影响）。血中碱性磷酸酶的活性与糊化淀粉尿素的喂量相关，糊化淀粉尿素的喂量为500g/d时，血中碱性磷酸酶的活性升高8.4%～10.2%；当喂量为1 000g/d时，测得的活性则有所下降（血中碱性磷酸酶的活性与肝脏的排泄功能有关，由成骨细胞产生并释放，与骨组织的生长密切相关，影响体内的钙磷代谢）。血中谷丙转氨酶和谷草转氨酶能催化血中氨基与碳架结合生成氨基酸。方希修（1999）报道，青山羊在饲喂糊化淀粉尿素后血中谷丙转氨酶和血清尿素氮出现的高峰都在2～4h左右，对氨基酸的合成非常有利。有试验表明，谷丙转氨酶(G.P.T)、谷草转氨酶(G.O.T)未随糊化淀粉尿素添加量不同发生明显变化（应如海，2001)。郜玉钢（2000）报道，成年梅花鹿生茸期饲粮中添加0.75％糊化淀粉尿素，血氨含量、血糖含量、鹿尿量、鹿尿中总氮量等生化指标均无显著影响（P>0．05)，而对尿中尿素氮含量影响显著(P<0．05)。有此可见，用糊化淀粉尿素饲喂反刍动物是安全的，在较宽范围内，对动物的血液生理、生化指标无明显不良影响。
1.2 糊化淀粉尿素对反刍动物消化代谢的影响
把尿素包被在淀粉中并发生胶联，从而对尿素起到了缓释作用，使尿素氮的释放和碳水化合物的降解保持相对同步，刺激内源氮的有效再循环，减少无效发酵的养分损失，提高了反刍动物对尿素氮的代谢率，使菌体蛋白合成量增加（Sidhu，1969；Helmer，1972）。高民等（1995）用羯羊试验证实，糊化缓释处理的玉米尿素产品对饲料干物质、粗蛋白消化率没有明显影响，但日粮氮利用率较尿素增加7～20个百分点，氮绝对沉积量提高14%～77%，并改善了瘤胃后营养物质间平衡。用瘘管阉牛体内法所测瘤胃氨浓度的变化规律表明，在尿素氮代替日粮总氮量25％的情况下，以普通尿素的瘤胃氨浓度最高，糊化淀粉尿素(不加缓释剂)日粮次之，加缓释剂的糊化淀粉尿素日粮保持较低的氨浓度，而瘤胃内的氨浓度变化往往与瘤胃微生物的合成量相关。顾炳龙等（1996）以山羊为试验动物，用糊化淀粉尿素做蛋白质饲料代替豆粕，采食量有上升趋势，日粮粗纤维消化率也稍有提高(P>0．05)；与直接添加尿素比较，使用糊化淀粉尿素提高了日粮粗纤维的消化率，尿素组氮的吸收高，但氮存留量最低，采用糊化淀粉尿素代替尿素直接添加使氮存留有所提高。同时，采食糊化淀粉尿素日粮后的动物外周血液中尿素浓度的变化比较平稳。
1.3 糊化淀粉尿素对反刍动物生产性能的影响
Loosli和Warner（1958）报道，精料日粮加入3%以上尿素对适口性有较大影响。而Helmer等（1970）研究证实，添加糊化淀粉尿素与直接添加尿素相比，适口性有改善。顾炳龙等（1996）研究证实，用糊化淀粉尿素8%饲料代替豆粕饲喂山羊，采食量有上升趋势，日粮消化率也稍有提高(P>0．05)，与直接添加尿素比较，使用糊化淀粉尿素提高了日粮粗纤维的消化率。应如海等（2000）对肉牛用含糊化淀粉尿素2.0%全价日粮（精料补充料占8%），没有发现对适口性的不良影响。
精料中添加糊化淀粉尿素提高了饲料的适口性，增加了动物的采食量，从而提高了日增重。研究发现，含尿素日粮经过蒸汽处理的玉米能提高羔羊增重7%（Karr等，1965）。用含2%尿素精料补充料饲养山羊，糊化淀粉尿素组比尿素组提高日增重14.4%，甚至高于豆粕组，但每千克增重所需的日粮粗蛋白则介于豆粕组和尿素组之间（顾炳龙等，1996）。张崇玉（1995）以利×鲁杂交肉牛为试验动物，发现以糊化淀粉尿素为蛋白质补充料的试验牛较以棉粕和尿素作蛋白质饲料的试验牛平均日增重都高，且经济效益也最大，试验期间糊化淀粉尿素组试验牛的经济效益为其它两组的1．85倍和2．08倍。张崇玉等（1998）试验证实，糊化淀粉尿素育肥肉牛，平均日增重达到1.39kg，高于棉饼的1.14kg和尿素的1.03kg。精料与增重比达到3.05：1，优于棉饼（3.74：1）和尿素组（4.13：1）
2 生产与使用糊化淀粉尿素产品的条件
2.1 生产糊化淀粉尿素产品的加工工艺要求
糊化淀粉尿素的实质是使淀粉变性，变性的淀粉组分，更易被细菌和原虫利用（协助反刍动物摄取氨的碳水化合物的顺序是：糊化淀粉>淀粉>糖蜜>单糖>粗饲料）。淀粉通过高温、挤压、剪切和揉搓等机械作用后，发生凝胶化反应。莫放、冯仰廉（1996）报道，淀粉的糊化程度不同，氨的释放速度不同；糊化度为63．83％～71．14％时，氨释放速度趋于平缓，峰值出现推移到饲喂后的2h，但高峰值后氨浓度下降速度较快；糊化度为75．87％时，在饲喂后2h瘤胃氨浓度达到峰值，但瘤胃液的NH3浓度下降缓慢(即糊化淀粉尿素氮是缓慢释放的)，在饲喂后4～7h，NH3浓度稳定在一个较理想水平上。郜玉钢（1999）试验证实，淀粉颗粒的粒度不同，直接影响尿素在瘤胃中的缓释效果，以2mm粒度效果较好，而2mm以下粒度不同对糊化淀粉尿素在梅花鹿瘤胃内的降解率影响差异不显著(P>0．05)。在挤压温度为160℃、尿素含量为15％～20％时，尿素膨化后与玉米颗粒融合较好，体积稍有增大，样品外观好看，色泽金黄；尿素含量为25％～30％的组膨化后，尿素虽处熔融态，但玉米粉的糊化效果稍差，糊化淀粉尿素在水中的释放速度为30min为19．37％、60min为26.74％、90min为46.60％、120min为60.22％（应如海、王明根，1999）。张桂国（2002）报道，挤压温度为121℃～176℃，蒸汽量为15％～30％，压力为28～35kg/cm2条件下制作糊化淀粉尿素效果最好。其工艺原理：磨碎的谷物、玉米、高粱等高淀粉精料与尿素按一定的比例均匀混合，在高温、一定湿度、压力条件下，淀粉通过高温、挤压、剪切和揉搓等机械作用后，发生凝胶化反应，生成改性淀粉，即α-糊化淀粉，它具有很强的吸水性和粘接功能，不仅使尿素扩散在其中。也可以根据动物营养需要向其中投放油脂、糖蜜、促生长剂等，淀粉与尿素高温糊化、胶联、包埋。生产流程：制作糊化淀粉尿素，首先要将玉米、谷物等高淀粉类物质磨碎到一定细度（2mm以下），然后与粉碎的尿素充分混合，在高温高压条件下制作，工艺流程见图1。
2.2 使用糊化淀粉尿素产品饲喂反刍动物的配方要求
使用糊化淀粉尿素可以提高反刍动物的生产性能，节约常规蛋白质饲料资源，但作为一种NPN添加剂，在生产实际上必须注意与其它饲料资源的合理搭配，才能达到最佳效果。
2.2.1 碳水化合物
当非蛋白氮在瘤胃中释放速度与碳水化合物发酵释放能量和碳架的速度同步时，微生物的利用氮的能力最大(Bartlcy，1977)。但各类碳水化合物释放氨的速度不同，纤维素太慢，葡萄糖太快。不同搭配，利用效果也不一样。试验表明，单独淀粉加尿素时的效果并不好，尿素的利用率只有22％；而当纤维素加淀粉时，尿素的利用率就提高到61％。因此，在饲喂反刍动物糊化淀粉尿素后，只是部分地满足能量和碳链的来源，仍然需要注意搭配大量的可溶性不同的碳水化合物，如青干草、青贮玉米等，使非蛋白氮在瘤胃中释放速度与碳水化合物发酵释放能量和碳架的速度同步，以便为瘤胃微生物的蛋白质合成提供有效的能量（Bartley和Deyoe，1972）。
2.2.2 日粮的蛋白质水平
日粮中蛋白质的性质也是制约反刍动物利用氨的关键因素，日粮中蛋白质可溶性强，在瘤胃中释放氨的速度快，会影响非蛋白氮的利用率。例如，糊化淀粉尿素不要和豆粕等含尿素酶的蛋白质饲料同喂，以免使尿素在瘤胃中分解过快，失去了糊化淀粉尿素的缓释作用；相反，如果蛋白质的可溶性相对较差，则能提高非蛋白氮的利用率。另外，日粮中蛋白质含量也是影响非蛋白氮的重要因素，当用糊化淀粉尿素饲养反刍动物时，原有日粮的粗蛋白含量超过13％，饲喂效果就不明显；只有当日粮中蛋白质含量较低时，尿素才有可能代替部分蛋白质。试验证明当日粮含有9％～12％的粗蛋白时用尿素将蛋白质当量提高到16％～18％时效果较好，当然日粮蛋白质水平更低也可以。
2.2.3 矿物质元素
饲喂糊化淀粉尿素日粮时必须考虑硫元素，硫是保证瘤胃微生物最佳生长的重要养分，微生物合成蛋氨酸、胱氨酸都需要足够的硫（Thomax等，1951）。用纯化日粮饲喂绵羊时发现，当尿素为唯一氮源不增加硫时，绵羊体重下降并呈负平衡，关于N与S之比的报道范围很大：为8.6：1～30.8：1，ARC（1985）用平均比值为14：1。同时，注意磷元素的添加，微生物中N与P之比（DM）为8：1。饲喂糊化淀粉尿素时要保证给予适量的食盐，给量水平可占全日粮的0．5％或蛋白质浓缩料的3．5％。日粮中的矿物质包括钙、磷、铜、锰、碘、钴、硫、镁、锌等，对瘤胃微生物的正常生长、增殖也很重要。
（参考文献19篇，刊略，需者可函索）
（编辑：王 芳，）
陈丛亮，云南农业大学云南省动物营养与饲料科学重点实验室，650201，云南昆明。
毛华明、王爽，单位及通讯地址同第一作者。
收稿日期：2005-08-16 |
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