美国肯塔基大学动物与食品科学系

前言
　　奶粉和奶制品在仔猪开食料中的应用，已经有许多年的历史了。这些产品能提高断奶仔猪的采食量和生长速度，并改善仔猪的健康状况，断奶仔猪日龄越小，这种效果越明显。并且，这种有益影响在仔猪断奶后几周仍能发挥作用。
　　牛奶中含有许多重要的组分，这些组分对动物有较高的营养价值。其中一种组分是碳水化合物，主要是二糖和乳糖。另外，牛奶中的蛋白质和蛋白质中较合理的氨基酸组成，都是牛奶高营养特性的体现。 牛奶中的脂类（主要是乳脂）是一种高浓缩的能量。同时，牛奶中还含有较高浓度的钙和磷，以及矿物质和维生素都有助于发挥牛奶的营养价值。
　　源自液体牛奶的许多成分能应用在动物饲料中，如脱脂奶粉、酪乳粉和酪蛋白。干酪生产中的一个重要的产品是液体乳清。全乳清粉是猪饲料中的优良组分。液体乳清经过结晶化处理可以生产乳糖和脱糖乳清，或者经过超滤途径产生两种终产品——乳清透析液和浓缩乳清蛋白。本文将对牛奶和干酪工业中的各种成分作一介绍，但重点是乳清粉和乳糖。

奶粉
　　脱脂奶粉一度普遍地添加在早期断奶仔猪日粮中。50~75年以前，猪在6~8周龄才断奶。但从20世纪60年代以后，养猪生产者开始采用更加密集型的生产方式，这就促使了早期断奶的出现。在3~4周龄或者更早断奶变得非常普遍了。人们通常在猪断奶后的第一或第二周日粮中添加奶粉。尽管奶粉很贵，但它的消化率高，是一种非常好的原料，并且是保证早期断奶仔猪存活，并能健康生长的一个必需日粮组分。
　　目前，随着饲养环境的改善，以及一些过去在饲料中几乎不可能添加的成分，如乳清粉、乳糖、血浆蛋白粉、血球蛋白粉和高质量的鱼粉在饲料中的逐步应用，猪饲粮中昂贵的奶粉制品用量逐渐降低。此外，相对于乳清粉来说，价格非常高的脱脂奶粉在仔猪开食料中应用的数量也在降低。酪乳粉和酪蛋白也存在类似的问题。

奶酪生产中的奶制品
乳清粉
　　大量的牛奶被应用于干酪生产。奶酪生产中的一个主要产品是液体乳清。许多年前，人们认为液体乳清是一种废弃产品，通过倒入排水沟、散布在农田中或者运输出去用于路基填筑等途径处理掉。在世界的许多地区，液体乳清到现在仍然被作为一种营养资源和排污手段而直接喂猪，但这种做法在美国并不普遍。
　　如果乳清经干燥处理，就可转化成一种极好的动物饲料组成成分。事实上在美国，乳清粉是应用于饲料和宠物工业中最大数量的奶制品。大约有一半的乳清粉用于仔猪开食料中（Halpin等，2000）。几乎所有的仔猪开食料中都包含乳清粉，或者含有它的重要的组分——乳糖。
　　典型的乳清粉含有68%的乳糖和12%的蛋白质（表1）（NRC，1998）。乳清中主要的蛋白质是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）。这些特殊的蛋白质不仅可作为氨基酸源，还可作为一种抵抗微生物感染的防御物质，并且是生长因子和调节剂的来源（Harper，2000）。乳清中发现的WPC蛋白质浓度虽然都较低，但有着重要的生物学特性，这些蛋白质包括乳铁传递蛋白、乳过氧化物酶、溶菌酶、酪蛋白糖巨肽、磷酸肽和脂肪球膜蛋白质（Harper，2000）。
　　根据所含细菌数量可将乳清粉分为食品级和饲料级。猪饲料中的大部分乳清粉都来自切达奶酪，这种乳清粉被称为“甜乳清”。源自白干酪的乳清粉被称作“酸乳清”，这种乳清粉在猪饲料中的用量较少。干燥乳清时可以采用喷雾干燥，或者通过滚筒干燥法干燥,干燥后的乳清在滚筒表面形成一层干的薄膜，刀片刮切后形成干的产品。喷雾干燥加工过程包括将液体乳清雾化在超高温的热空气中，生成粉状和吸湿型产品，此类型干燥产生α-乳糖和β-乳糖。采用滚筒干燥方式制作乳清粉需长时间低热加工，产生粒状的非吸湿型产品，其中所含均是β-乳糖。从味觉的角度来说，β-乳糖比α-乳糖甜。

　　从营养角度来说，乳清粉质量的变化在于乳清的来源、干燥条件和干燥程度（Mahan，1984）。反映乳清粉质量的两个重要指标是色泽和灰分含量。淡颜色和奶油色的乳清粉比较受人欢迎。干燥时加热过度的乳清呈褐色或有暗色的薄片。如果乳清呈暗黄色，说明存放的时间很长，可能发生了美拉德反应。即赖氨酸的ε-氨基和碳水化合物结合，使之不能被动物利用。一般不希望乳清粉的灰分含量过高，因为这说明在贮藏过程中液体乳清进一步酸化，并且在干燥之前，加入了大量的氢氧化钠（一种强碱）调节和中和pH。这样的乳清盐分过高，会导致猪腹泻。

WPC乳清产品
　　脱乳糖乳清粉在结晶过程中去除了一部分乳糖，但其含量仍较高（~54%）。与正常乳清粉（表1）相比，蛋白质含量稍高。
　　液体乳清超滤过程时大部分蛋白质从WPC的组分中分离出来，并生成两种产品，透析乳清液和浓缩乳清蛋白。干燥的透析乳清粉中仅含不足4%的蛋白质，但乳糖含量（~80%）非常高（表1）。位于美国密苏里州圣路易斯的美国国际原料公司有一种商品Dairylac?80，作为一种乳糖资源在美国养猪工业中被广泛使用。该商品营养特性与乳清粉相似（Cromwell等，1994）。浓缩乳清蛋白透析乳清粉的蛋白质含量高，主要用于人类的食品工业中。

乳糖
　　如前所述，乳清中主要的碳水化合物是乳糖。这种二糖由半乳糖和葡萄糖两个单糖通过β-1,4-糖苷键连接而成。只有半乳糖和葡萄糖间的键被切开以后这两种单糖才能被吸收（半乳糖被吸收在肝脏中转变成葡萄糖）和代谢，最终被动物利用。猪和其他幼龄哺乳动物的小肠内有丰富的乳糖酶，能有效消化乳糖，并利用半乳糖和葡萄糖作为能量。
　　另一方面，需要降解WPC二糖的酶，如蔗糖（α-1,2-糖苷键连接的葡萄糖和果糖）、麦芽糖（α-1,4-糖苷键连接的葡萄糖）和异麦芽糖（α-1,6-糖苷键连接的葡萄糖），更复杂的碳水化合物如淀粉含量较低，猪出生时几乎不存在。猪2~3周龄时这些酶含量仍相对较低，因此，谷物（主要是长链葡萄糖）中的淀粉利用效果不如在4~6周龄或更大周龄以后的猪利用效果好。为了使猪获得足够的能量，必须在早期断奶猪日粮中添加较易吸收的碳水化合物，而乳糖就是其中的一种。

乳清粉和乳糖的营养价值
　　1949年，Krider等在伊利诺大学首次在猪日粮中添加乳清粉以评估其可能存在的有益特性。他们发现只需添加2％~4%的乳清粉就可以使幼龄猪的生长速度提高30%。然而，他们也报道了猪采食高水平的乳清粉会发生腹泻。
　　除了几个研究（Becker等，1957；Danielson等，1960）以外，几十年以前，只有少数研究者对乳清粉进行过研究。在20世纪70年代早期，我们在肯塔基大学曾开展试验评价过3周龄断奶仔猪饲料中乳清粉的效果。在其中一个试验中，我们在早期断奶仔猪的玉米－豆粕型基础日粮中添加3个水平（5%、10%和15%）的乳清粉，结果发现，随着乳清粉添加量的提高，猪的生长速度和采食量呈线型增加（Baird等，1974；表2）。在这些研究中，我们还发现添加源自乳清粉的相同水平的乳糖时，猪的生长速度和采食量与饲喂乳清粉的效果类似。

　　在俄亥俄州立大学、堪萨斯州立大学和密苏里大学的研究也证实了早期断奶仔猪日粮中相对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%时对仔猪都有效果（表3）。在WPC一些研究（Graham等，1981；Tokach等，1989；Nessmith等，1997）中也有同样的报道。虽然有研究指出乳清的一些有益特性在于它所含的蛋白质（Tokach等，1989），但是大部分的研究表明，乳清的有益特性主要归功于它所含的乳糖（Baird等，1974；Mahan，1992）。
　　乳清和乳糖对仔猪产生的效果主要体现在增加饲料采食量和生长速度两个方面。猪的生长得到改善可能是由于这些成分提高了猪的采食量。另外，乳糖能够改善和维持肠道内环境(Wolter等，2003）。

　　人们关心的是，仔猪保育期的各个阶段乳糖的添加量问题。Mahan等（2004）最近对此进行研究发现，在断奶后最初的14天（表4）和在断奶后7至21天（表5），猪对高水平的乳糖均能产生应答。他们推荐在猪断奶后的1周（7 kg体重前）添加25％~30%乳糖，随后的2周内（12.5 kg体重之前）添加20%乳糖

1试验第一阶段（第一周）、第二阶段（第二周）和第四阶段（第五和第六周）饲喂相同日粮。
试验的第三阶段（第三和第四周）饲喂试验日粮。
2旋转热鼓型乳清粉（密苏里州圣路易斯美国国际原料公司）。
3含80%乳糖（密苏里州圣路易斯美国国际原料公司）。
4喷雾干燥血浆蛋白粉（衣阿华州安克尼美国蛋白质公司，AP-920）。
5每千克维生素预混料：VA，11,600IU；VD3，1,100IU；VE，22IU；VK（复合型甲萘醌亚硫酸氢钠），3.99mg；VB2，8.25mg；d-V3，28.05mg；VB5，33mg；VB12，0.03mg）。
6每千克矿物质预混料：锌，165mg（硫酸锌）；铁，165mg（硫酸亚铁）；锰，33mg（硫酸锰）；铜，16.5mg（硫酸铜）；碘，0.3mg（乙二胺二氢碘酸盐）；硒，0.3mg（亚硒酸钠）。
7卡巴氧添加量为55mg/kg。
8纯度为72%，第一阶段和第二阶段锌添加量是2,150mg/kg。
9第一阶段和第二阶段铜添加量是125mg/kg，第三阶段和第四阶段添加量是250mg/kg。

　 本试验3个试验点结果见表7。在所有情况下，日增重和日采食量在3个试验点均不相同，大部分情况下料重比有相同情况。然而，在所有试验点的任何阶段内猪增重、饲料采食量和料重比没有表现出试验点和处理之间的互作效应。
　　和预期一样，在试验期第1阶段和第2阶段，饲喂相同日粮时，猪生产性能没有受到影响（P = 0.01）。在为期2周的第3阶段，饲喂5个乳糖添加水平日粮，日增重和日采食量随着乳糖添加水平提高呈线性增加（P < 0.01），但是料重比没有受到影响（P = 0.01）。尽管两次分析不显著，但是就第3阶段和前3个阶段综合而言，生长速度和饲料消耗在添加7.5%乳糖时达到高峰平台期。
　　在试验期第4阶段饲喂相同水平日粮时，在第3阶段采食10%乳糖添加水平的猪比采食WPC添加水平的猪在第4阶段增重减慢（线性，P < 0.04）。饲料采食量和料重比变化甚微，无显著差异（P = 0.10）。在全部5周至6周试验期中，如果猪在第3阶段采食7.5%乳糖添加水平的日粮，其生长速度和饲料采食量就较大。
　　为了测定在第3阶段对乳糖添加所得到的效果在后来饲喂不含有乳糖的同一种日粮时是否可以继续维持下去，他们将饲喂乳糖组的猪生长速度和对照组猪的进行比较。在试验期第3阶段，采食添加7.5%乳糖的猪每头获得350 g的额外增重（[557 g/d～532 g/d]×14 d），同时每头猪额外消耗420 g饲料（[753 g/d～723 g/d]×14 d）。从添加乳糖时开始至试验结束，在测定猪的额外增重时发现，大部分的额外增重（294 g/头）维持于整个试验期。整个试验期中，额外增重的同时每头猪额外消耗409 g饲料。本试验中这种特别的处理所增加的额外饲料消耗均发生在试验期第3阶段。
　　这次大规模的、协作完成的试验结果明确指出，在断奶后第3和第4周饲喂乳糖时，早期断奶猪可以持续对乳糖添加作出应答，并且这种应答在乳糖从日粮中去除以后仍能维持。此外，试验结果表明，在保育猪中期和后期饲喂阶段，7.5%乳糖添加水平效果最优

1试验每个处理共设24个重复，每个重复5头（肯塔基州和俄亥俄州）或23头猪（密苏里州），试验期体重从6.2千克至25.3千克。不同实验点间猪生产性能不相同（P<0.01），生产性能指标在实验点和处理之间没有互作（P =0.01）。
2乳糖添加水平的效果呈线型增加（P < 0.05）。
3肯塔基州、密苏里州和俄亥俄州饲喂相同日粮时间分别为7、14和12.5天。
4在肯塔基州、密苏里州和俄亥俄州三个实验点分别代表35、42和40.5天。

小结
过去30年的大量研究指出，在仔猪开食料中添加奶制品，尤其是源自奶酪生产过程的产物如乳清粉、透析乳清粉或结晶乳糖，能提高断奶仔猪的采食量和生长速度。这些乳产品价格适宜，在早期断奶仔猪日粮中应用经济可行，目前被广泛应用于养猪工业中。