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應用於乳牛的可選擇纖維來源： |
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副產物飼料原料，是乳牛產業主要的飼料來源之一。可選擇副產物飼料原料，可以是植物性或動物性，主要來自人類食品加工業在穀類、油籽、動物的加工過程剩餘的物質。常被使用的副產物飼料原料，可補充纖維、能量與蛋白質至飼糧之中。在美國不同地區常用的纖維性副產物飼料原料，包括黃豆皮、玉米麩、玉米或高粱蒸溜酒粕、啤酒粕、甜菜渣、粉頭與麩皮。其中有些副產物飼料原料，例如蒸溜酒粕通常被認為也是很好的蛋白質與過瘤胃蛋白質的來源。另一選擇飼料原料，例如帶有絨毛的全棉籽可提供纖維、脂肪與蛋白質。加熱或磨碎處理，會明顯改變乳牛對這些纖維性副產物的利用。 餵飼纖維性副產物的目的，包括增加乳產量、降低飼料成本、延長短缺芻料的使用時間、減少瘤胃過酸的發生。當要應用纖維性副產物於飼養系統之中時候，重要的考量事項包括如下：
餵飼乳牛高消化率飼糧需要下列的做法或任何下列做法的組合：
使用非芻料來源纖維，常常提高可消化纖維的採食量，進而提高乳產量並且維持較健康的瘤胃情況。餵飼高消化率飼糧對營養學家與酪農而言，代表許多重要的機會與挑戰。通常高消化率飼糧的芻料含量較少，飼糧顆粒較小。同時，較高量穀類含量(特別是經過加工者)，會造成發酵終產物快速產生，增加瘤胃pH低落的可能性。結果，我們必須平衡飼糧物理有效中洗纖維(peNDF)的含量，以促進咀嚼及對瘤胃發酵產生有機酸的緩衝能力。餵飼高消化率飼糧時候不可犧牲瘤胃pH與功能，否則任何較高能量對乳牛生產標表現的正面影響都將大打折扣。纖維性副產物可以幫助泌乳牛維持較健康的瘤胃pH。
物理有效中洗纖維與有機物消化率 瘤胃中有機物發酵的量，會影響乳牛的纖維需要量。乳牛飼糧中纖維需要量有一個最低限，但是這最低限缺乏明確的定義。纖維需要有適當的品質與顆粒大小，以確保最大的採食量、正常瘤胃發酵、正常乳脂合成、消化道正常的肌肉張力、瘤胃pH大於6.0 (Grant, 1997)。對營養學家主要的重點是peNDF，這是NDF中會刺激咀嚼與反芻的部分。咀嚼會刺激唾液的分泌，唾液中含有碳酸鹽與磷酸鹽等緩衝物質，可以中和瘤胃中有機物發酵作用所產生的有機酸。飼糧中含有高量的非纖維性碳水化合物，會造成瘤胃快速發酵與酸的產生。餵飼纖維性副產物取代非纖維性碳水化合物，會有效減少單位時間內瘤胃環境的酸負荷。發酵作用的酸產量(受瘤胃有機物消化率的影響)，與緩衝物質的分泌(受peNDF與咀嚼的影響)之間的平衡可決定瘤胃pH (Allen, 1997)。 低瘤胃pH會有的影響，包括採食量降低、纖維消化減少、瘤胃微生物蛋白質合成、乳產量降低與乳固形物產量降低。不同飼料原料來源與不同飼糧之間，瘤胃內有機物的消化率有很大變化。這個消化率的變化會影響發酵作用的酸產生量，最後影響到足夠緩衝瘤胃內容物的peNDF需要量。 如果我們同意瘤胃內酸負荷的管理是餵飼高消化率飼糧的最主要目標，我們就必須將重點首先放在飼糧的碳水化合物部分，因為碳水化合物佔乳牛飼糧乾物質的65%以上，而且在不同飼糧可能有很大瘤胃消化率的變化範圍(Allen, 1997)。雖然非纖維性碳水化合物常被用來預測飼糧的瘤胃發酵程度，但是這是有限制的。更清楚的說，飼糧中的非纖維性碳水化合物與纖維的瘤胃消化率變化很大。最重要的是，當我們餵飼高消化率飼糧時候，必須去了解瘤胃內可消化碳水化合物與peNDF的交互作用，當我們為高產能乳牛設計配方時候，一定要針對這交互作用加以研究適當對策。這點對我們餵飼高非纖維性碳水化合物飼糧時候特別重要，要注意維持足夠的咀嚼與緩衝作用，這對使用纖維性副產物稀釋非纖維性碳水化合物來降低瘤胃酸的負荷的情況同樣重要。
餵飼纖維性副產物給乳牛 當餵飼纖維性副產物取代芻料時，總飼糧仍然需要含有足夠的有效纖維以免發生瘤胃過酸。飼糧纖維有效性可定義為，刺激咀嚼、維持乳脂率與維持乳脂修正乳量的能力。物理有效纖維通常以芻料或飼料原料的顆粒大小來估算。換另一個方式，如果纖維性副產物取代非纖維性碳水化合物，瘤胃過酸的危險性通常會降低。非纖維性碳水化合物的部分，包括澱粉、果膠與糖，通常以〔100-粗蛋白質(CP)-乙醚萃取物(EE)-中洗纖維(NDF)-灰分〕的公式計算。
纖維性副產物取代非纖維性碳水化合物 當餵飼大量穀類時，穀類的混合物中應該調整成包含較高比例的纖維性副產物，例如黃豆皮、帶穗玉米、玉米麩、甜菜渣或粉頭。玉米或高粱的蒸餾酒粕，可以當為NDF來源，同時也提供了相當量的過瘤胃蛋白質到飼糧中。使用這些纖維性副產物，可以幫助瘤胃過酸發生機會降到最低，並且減少其他與餵飼低纖維含量飼糧有關的問題。 黃豆皮 黃豆皮含有高量NDF(表1)，但是其纖維消化率非常高，使黃豆皮對乳牛或肉牛的飼養能量價值與玉米是相同的。事實上，黃豆皮在瘤胃達克龍消化袋的測試中，經過30小時的瘤胃消化率高達96%。 一些纖維性副產物的典型化學組成列於表1。副產物的粗蛋白質含量變化很大，從棉籽殼的4%到啤酒粕的25%。NDF與木質素的含量變化，從棉籽殼的90%與24%到甜菜渣的54%與2%。副產物中木質素含量最低的，例如黃豆皮與甜菜渣有最高的瘤胃NDF消化率。 較詳細的纖維性副產物的化學組成資料，請參考Belyea (1991)。許多芻料的典型NDF消化速率大約是4-5%，由此可見黃豆皮與甜菜渣NDF消化速率非常快。 如同其他反芻動物，乳牛經由演化成為芻料的利用者。但是在美國，穀類飼養方式是最經濟的增加能量採食的方法。過量食用澱粉質穀類，會造成瘤胃過酸以及澱粉對纖維消化的負面影響，這些可能經由低瘤胃pH所促成。同樣重要的是，錯誤的穀類飼養方式，例如過量給飼一次餵量超過7-8英磅(3.18-3.64 kg)，也會造成瘤胃過酸，即使是一天的穀類餵飼總量並不高。瘤胃過酸常伴隨有採食量變動、不吃飼料、低乳脂率、蹄葉炎、體態評分差與乳量降低等問題。 Anderson et al. (1988)的閹公牛試驗，餵飼玉米稈青貯(對照組)，或是玉米取代50%玉米稈青貯，或則黃豆皮取代50%玉米稈青貯。餵飼玉米的閹公牛瘤胃pH迅速降到5.65以下，再快速回升到餵飼前的狀況(圖1)。餵飼黃豆皮的閹公牛瘤胃pH，先較緩和的降到6.2，再慢慢降到餵飼後12小時的6.0。瘤胃pH從6.2降到6.0應該是因為黃豆皮的NDF部分的發酵作用，因為細胞內溶解性物質不能造成長時間的低pH值。如果黃豆皮的補充不會造成瘤胃pH下降就更理想了，但是黃豆皮跟玉米一樣容易消化，所以一定會同樣產生大量的揮發性脂肪酸(VFA)。但是因為黃豆皮含有高量NDF並且含有極少的木質素，所以造成的VFA組成與芻料比較接近，而較不同於相等能量的芻料與穀類混合飼糧(Anderson et al., 1988; Birkelo and Thomson, 1993)。
使用黃豆皮取代玉米並沒有改善乳量，但是有改善餵飼粒狀料穀類所造成低乳脂率的現象，結果是3.5%乳脂校正乳量維持在相同水準。這個試驗清楚指出，纖維性副產物取代非纖維性碳水化合物可以降低餵飼粒狀料穀類所造成低乳脂率的現象，並且黃豆皮對泌乳牛的能量營養價值與玉米相同。 比較近期的研究(Cunningham et al., 1993)已經驗證黃豆皮可以有效率的取代泌乳牛飼糧的精料部分或芻料部分。黃豆皮完全取代玉米的乳牛試驗，十二指腸NDF流量增加了42-43%(Mansfield and Stern, 1994)。黃豆皮取代泌乳牛飼糧的25%或50%精料部分或芻料部分，並沒有改變十二指腸總氨基酸與必需氨基酸的流量(Cunningham et al., 1993)。通常而言，黃豆皮取代50%飼糧中的玉米對泌乳牛是最合適的。
玉米麩、甜菜渣、纖維性副產物混合 雖然黃豆皮是被研究最澈底，其他纖維性副產物或副產物的混合物也能提供高消化率纖維，進而減少錯誤使用非纖維性碳水化合物所造成的代謝作用的負面影響。 Bernard et al. (1991)發現玉米麩不論是濕或乾的形式，取代27%飼糧乾物質不會影響泌乳量，但是他們也指出新的飼糧原料必須經常採樣分析，據以調整餵飼量來確保養分的充分供應。根據不同的副產物種類與其來源，副產物原料養分含量的變化可能會很大。相類似的結論，Hutjens (1991)綜合討論濕與乾玉米麩的飼養試驗，結論玉米麩的餵飼量可達總飼糧乾物質的20-30%。最近，北達克達州的學者(Schroeder and Park, 1997)餵飼不同量的濕玉米麩，獲得結論是濕玉米麩佔總飼糧乾物質19%可達最大乳產量。但是該試驗，可能有可代謝蛋白質受限的情況。同時，他們指出新鮮的與儲存於青貯袋內的濕玉米麩營養成分沒有不同。表3是將不同已發表餵飼乾玉米麩的泌乳牛試驗結果。現在，尼布拉司卡州正在進行的研究是，玉米麩應用於同時取代飼糧芻料與精料的最高量為何(試驗最高量設定為40%總飼糧乾物質)。
類似的餵飼濕玉米麩的泌乳牛生產表現結果綜合整理於表4。應該注意的是，濕玉米麩的餵飼要減少以免降低採食量與乳蛋白率。有意思的是，初產牛對濕玉米麩的表現要比經產牛來得好。當濕玉米麩的餵飼量佔總飼糧乾物質19%時候，初產牛的乾物質採食量增加4.4%，產乳表現則沒改變；經產牛的乾物質採食量卻降低5.9%，並且乳量降低8%。這項觀察最好在使用玉米麩到我們的飼養計畫之前，要先再重複確認一次是否真有如此的反應差異。
許多學者已經探討過黃豆皮、玉米麩、粉頭、甜菜渣的不同用量與組合，來取代部分的精料。通常佔總飼糧乾物質20-30%的用量，對產乳量不會有負面的影響。因此，如果成本上比傳統的飼料原料便宜，採用這些纖維性副產物可以降低酪農業的飼料成本。 根據副產物的價格而定，是有可能使用一種副產物取代另一種副產物，而維持相同的生產表現。尼布拉司卡州立大學的研究(Abel-Caines et al., 1997)，評估全棉籽(通常在美國價格較貴)或者是全脂黃豆、黃豆皮、碳酸氫鈉混合物取代芻料纖維的有效性。全脂黃豆、黃豆皮混合物配出飼糧的化學組成與全棉籽者相同。黃豆皮混合物與全棉籽的餵飼量均為總飼糧乾物質15%，雖然黃豆皮混合物減少反芻時間，但混合物所含碳酸氫鈉可以彌補這個咀嚼與唾液分泌減少的缺失，因此最後的乳脂率與乳脂修正乳量在兩種飼糧的餵飼效果一樣。這些結果示範了餵飼不同組合的副產物，仍然維持相同的產乳表現，並且達到成本最經濟的效果。
纖維性副產物與脂肪的混合 Shain et al. (1993)餵飼泌乳牛4種等蛋白質與能量的飼糧，處理組1不添加脂肪，處理組2添加1%過瘤胃脂肪(Megalac)，處理組3添加6%黃豆皮：大豆磷脂：皂腳混合物(SLS)，處理組4添加12% SLS。SLS混合物含有85%黃豆皮與15%脂肪。皂腳與大豆磷脂是兩種通常容易取得，並且價格經濟的大豆油精製過程的副產物。乳脂修正乳量生產效率最高者為餵飼6% SLS混合物者。最近尼布拉司卡州的研究(Chapman et al., 1998)顯示，初產與經產母牛當以補充3%額外脂肪的方式來使用SLS混合物持續12週時間，可以比對照組顯著提升固形物修正乳量。利用纖維性副產物當作飼糧脂肪的攜帶物質，可以當作高能量的飼料原料。Abel-Caines et al. (1997)研究顯示，一部分SLS混合物可逃過瘤胃發酵作用，進而改變乳脂肪酸組成，使產生更合乎消費者喜愛的乳製品(較少C16:0脂肪酸而且較多C18-系列脂肪酸)。
使用纖維性副產物取代芻料纖維 當我們使用大量纖維性副產物取代芻料纖維時候，要注意維持飼糧中充足的peNDF。一個通盤的乳牛纖維飼養考量應該包括如下事項：
充足適當顆粒大小纖維的量，可以確保正常的咀嚼與瘤胃功能。物理有效NDF(peNDF)是測定一個飼料原料刺激咀嚼的能力，其中同時考量NDF的量與顆粒大小。物理有效NDF不足的徵兆包括如下：
c 飼糧由芻料供應NDF的量可以降低到60%或更少，比美國國家研究委員會(NRC, 1989)推薦的75%更低，但仍然可以提供足量的有效NDF來維持乳脂修正乳量與餵飼高量芻料飼糧者相同水準(表5)。事實上，芻料供應NDF的量可以降低到39.6%，而不影響到NDF的採食量或乳脂修正乳量(Cunningham et al., 1993)。所有列於表5的飼糧，都含有苜蓿乾草或青貯與玉米青貯的混合芻料，其中部分混合芻料由纖維性副產物加以取代。是否在使用其他種類芻料時也有相同的效果，尚未被探討。大部分的研究使用黃豆皮。全部試驗平均NDF採食量為11.9%飼糧乾物質，處理組的乳脂修正乳量平均比高芻料對照組高出2.8%。
針對一個完整的泌乳期當中，纖維性副產物能夠安全取代芻料的最大或者最適量，目前僅有的文獻資料仍然無法確定。目前測定纖維性副產物取代芻料纖維的有效性研究，所採用的動物只有泌乳中期的泌乳牛。相較於泌乳後期的泌乳牛，泌乳初期的泌乳牛可能無法忍受大量的這些纖維性副產物，因為泌乳初期的泌乳牛比較容易發生跛足、第四胃異位或其他代謝性疾病。 根據表5的有限資料，圖2示範一個可能的決策決定輔助流程。例如，假使基於經濟考量已經決定要使用黃豆皮取代芻料，接著就是要考量泌乳階段與飼糧中芻料的含量。芻料的來源、使用量以及物理形式，會影響纖維性副產物的使用(Weider and Grant, 1994)。因為沒有泌乳期頭30天的纖維性副產物的餵飼試驗資料，圖2即申明纖維性副產物在過了泌乳期頭30天之後，才開始使用是可以放心去做的。但是要注意，圖2的決策方針是相當保守的，因此很可能在有更多研究資料之後可以再加以修改。然而，目前圖2可以對酪農與營養學者在決定是否要使用纖維性副產物以及要如何使用纖維性副產物，提供一些有用的資訊。 在俄亥俄州的一系列研究，已經評估副產物取代芻料的方法。Firkens et al. (1991)使用一個飼糧，含有15%苜蓿青貯、20%玉米青貯、36%玉米、7%大豆粕、20%乾玉米麩(以乾物質為基礎)。這個飼糧搭配1%碳酸氫鈉，或者不搭配碳酸氫鈉餵給泌乳牛。1%碳酸氫鈉與20%乾玉米麩的組合比對照組高出10%乳產量，顯示乾玉米麩可以有效率的取代玉米青貯。 美國威斯康辛州的研究，發展出一套系統比較副產物飼料原料的NDF有效性，以苜蓿NDF為標準，從乳脂率來評定。這個研究的結果顯示，全棉籽與乾蒸餾酒粕的NDF有效性與苜蓿相同(Clark and Armentano, 1993)。燕麥殼、玉米麩、啤酒粕、甜菜渣、麥根的NDF有效性，以校正低芻料纖維缺乏為基準約為苜蓿的一半。其他以乳脂率為基準的有效性NDF資料列於表6。
纖維性副產物有相當量的e NDF，其中除了全棉籽、棉籽殼與柳橙渣之外，其他副產物的e NDF相對都較低 (Harris, 1991)。棉籽殼是最常用的副產物，被用來提供乳牛飼糧額外的纖維。帶棉絮全棉籽比不帶棉絮全棉籽受歡迎，因為比較能夠增加飼糧的膨鬆性。Harris (1991)綜論棉籽殼餵飼乳牛的研究資料，歸納出棉籽殼用量可達飼糧30-40%而不會有不良影響之結論。
芻料與非芻料纖維來原之交互作用 含大量副產物飼糧的芻料長度，對泌乳牛的表現有很大影響。維持住飼糧的芻料部分充足的有效性NDF，可以確保瘤胃功能的正常，即使是大量顆粒小的副產物被餵飼的時候。高消化率的纖維性副產物，通常是顆粒小而且極容易迅速離開瘤胃。快速離開瘤胃會降低消化率，造成餵飼副產物泌乳牛的表現變差。表7將尼布拉司卡州所進行試驗成果摘錄下來，該試驗母牛餵飼的飼糧以黃豆皮取代42%青貯，同時採用粗切乾草取代33%青貯(Weidner and Grant, 1994)。當20%苜蓿青貯由粗切苜蓿乾草取代以提高顆粒大小並維護瘤胃功能，結果纖維消化率改善了，每日乳量也提高6英磅(2.7 kg)。這種正面的生產反應，主要是由於瘤胃環境的改善、瘤胃內纖維層更緊密、反芻增加、黃豆皮離開瘤胃速度減緩。關鍵就在芻料足夠的長度。相類似的，Allen and Grant (1998)可以藉由添加粗切苜蓿乾草到含短芻料長度的青貯飼糧，使玉米麩(佔飼糧乾物質20%)離開瘤胃速度從6.4減緩到4.2%/h。顯然，調整芻料離開瘤胃速度，對餵飼含有大量纖維性副產物的高消化率性飼糧具有一定的好處。
結論，纖維性副產物可以成功的取代泌乳牛飼糧中的非纖維性碳水化合物或者芻料纖維。為確保乳量與瘤胃健康，芻料所提供NDF最小量仍是未知。但是由一些研究團體與現場觀察經驗所提供初步證據，建議芻料所提供NDF量可以減少到15-20%，只要有適當的飼養管理。更多長期試驗仍然需要執行，以評估含大量纖維性副產物飼糧的長期對健康與乳牛表現之影響。重點是適當的飼養，這些副產物可以有效的同時提供可消化纖維與能量到飼糧之中。
副產物飼料原料的加熱處理與顆粒大小減小 顆粒大小減小 機械式處理黃豆皮與一些纖維性副產物，對消化率或相對於玉米粒飼養價值影響極少，除非當他們被磨碎的非常細。全黃豆皮或打粒相對於磨碎黃豆皮的好處，還不足於鼓勵改變目前的磨碎程序(Anderson et al., 1988)。Clark and Armentano (1994)評估甜菜渣顆粒大小對其當作泌乳牛NDF來源的纖維有效性之影響。他們發現完整甜菜渣與磨碎甜菜渣相比較，對刺激乳脂分泌的有效性並無不同。同樣的，棉籽殼打粒對飼養價值或有效性NDF，對餵給泌乳牛而言沒有影響。 纖維性副產物熱處理 比較少研究檢討熱處理對纖維性副產物利用之影響。已經非常清楚的是，過度熱處理對像蒸餾酒粕這類原料的酸洗溶液不溶解氮(ADIN)含量的影響。大部分的研究，把重點放在乾蒸餾酒粕的蛋白質可利用性，因為一些造酒廠對酒粕這類副產物給予大量加熱使其乾燥。以ADIN當為這類副產物加熱處理損害的指標，曾被質疑過。但是，研究者都曾觀察過餵飼明顯發黑的乾蒸餾酒粕給乳牛，牛乳蛋白質合成會受到抑制(Powers et al., 1995)。 Fadel (1992)直接評估加熱處理對甜菜渣、麩皮還有燕麥殼緩衝能力的影響。飼糧緩衝能力的需要量仍未十分了解，但是緩衝能力對乳牛的重要性已如前述很清楚被確認。加熱處理與水分含量對飼料原料緩衝能力有提升的效果，這可以補償一部分加熱處理與水分含量對營養分利用的負面影響。在100℃加熱的時間由0延長到20或40分鐘，對水分含量為0或25 g/g的甜菜渣緩衝能力有提升的效果，對麩皮還有燕麥殼則在水分含量為0.25 g/g效果最好。一般商業處理過程對緩衝能力提升可能沒有像這個研究那麼大的效果，但是值得再進一步去探討。 黃豆與全棉籽的顆粒大小與加熱處理 表8將三個評估黃豆處理對乳牛生產表現影響的結果摘要整理在一起。俄亥俄州的研究者(Tice et al., 1993)報告指出，將黃豆在143℃加熱並且悶30分鐘，可以提升過瘤胃蛋白質含量。這個處理溫度接近以蛋白質懸浮指數(Protein Dispersibility Index)，所判定的最佳加熱處理條件146℃加熱並且悶30分鐘。加熱處理黃豆，有提升小腸氮消化率之趨勢，而且可以提高乳量但不影響乳成分。經由敲擊或磨碎降低加熱瘤胃蛋白質量。全顆或敲擊粗碎加熱處理黃豆被推薦使用，通常是在大量餵飼黃豆或過瘤胃蛋白質含量受限的時候。
表9將乳牛對棉籽加熱處理與減小顆粒大小的生產反應摘要整理在一起。表9的數據是以全棉籽為對照的變化百分比。所有試驗的棉籽加熱處理是145-149℃加熱並且悶30-45分鐘，與威斯康辛州研究者(Hsu and Satter, 1995)推薦的黃豆最佳加熱處理條件類似。相較於生全棉籽，加熱處理似乎可以稍微提高乳量與乳蛋白率，而對乾物質採食量的影響則有些變化。
歸納結論，加熱處理(烘烤)與減小顆粒大小處理(滾壓、磨碎、敲擊粗碎)，對油籽與纖維性副產物的利用有顯著影響。有些影響已經被明確確認，例如烘烤黃豆對乳量的影響。相對的，加熱處理與減小顆粒大小處理之間的交互作用，仍然需要更多的研究，才能提供表8. 加熱處理對乳牛利用黃豆的影響明確的建議。似乎油籽的物理性處理對乳牛生產表現的影響，比纖維性副產物的處理效果要來得大。
乳牛有能力利用很多種副產物飼料原料，這些副產物可以提供蛋白質、纖維、能量與脂肪到飼糧中。經過判斷後，以副產物取代傳統芻料與穀類，常常可以配出較為經濟的飼糧，而不會有犧牲到產量。適當的餵飼像黃豆皮或棉籽殼的纖維性副產物，可以增加可消化纖維的採食量，並且實際提高乳產量。本篇報告已經簡要的綜合檢討如何利用可選擇的副產物飼料原料到乳牛飼糧之中，但是最好的利用要依據當地的經濟與原料的供應情況，同時要考量生產者的目標與相關養分的需要量。 參考文獻
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