奶牛饲料加工工艺及饲料检测

1、奶牛全混合日粮加工工艺及检测技术邵亚群 S20156120摘要：改革开放以来，我国饲料业持续快速发展，取得了巨大的成就。饲料产量大幅度提高，己经成为世界第一饲料生产大国。目前我国奶牛存在两大养殖趋势，农户个体饲养和规模化、集约化饲养方式，由于市场和乳品企业对原料乳的质量要求越来越高，标准化、规模化奶牛场近几年发展迅速，奶业的发展对奶牛营养与饲养科技提出了更高的要求。因此全混合日粮技术得到中国奶牛业的日益重视。关键词：奶牛 全混合日粮 加工工艺 检测技术 进入新世纪以来，我国奶业进入了高速发展的10年，同时随着奶业已经成为我国畜牧业的重要组成部分，并逐渐发展成为农业乃至国民经济的支柱产业，据行业

2、监测，2008 年，全国奶牛存栏达到1233.5 万头，是2000 年的2.5 倍；奶类产量3781.5 万吨，是2000 年的4.1 倍。我国奶类产量已跃居世界第三位，成为奶类生产大国1。而在2010 年2 月份，全国奶牛存栏1285 万头，已经是2000 年的2.6 倍。奶牛存栏快速增加，奶类总产量大幅增长。这对奶牛营养和饲料科技提出了更高的要求，奶牛饲料的研究和生产已经变得十分重要。由于我国奶业生产起步晚，起点低，小规模散养户仍是生鲜乳生产的主体，专用饲草饲料缺乏，饲养方式粗放，高产奶牛比例不高，单产水平与国外发达国家相比差距较大。因此，TMR饲养技术是将我国奶业从数量扩张向整体优化、全

3、面提高产业素质成功转变的关键技术之一，更是降低奶牛饲养成本，提高经济效益的一条重要途径2。1 TMR国际发展现状TMR饲养技术始于20世纪60年代，美国威斯康辛大学在分析了个别饲养法、阶段饲养法和引导饲养法的基础上提出了群饲饲养法。群饲法是在机械化的基础上形成，其与TMR技术结合，使TMR在推广中取得了较好的效果。首先在英国、美国、以色列等国推广应用3，同时对TMR技术进行了系统而又深入的研究，并在生产中已取得了成效，随后移植到加拿大、口本、埃及等国。目前奶牛业发达的国家如美国、加拿大、以色列、荷兰、意大利等国普遍采用TMR饲养技术，而在亚洲的韩国和口本TMR饲养技术推广应用也达到全国奶牛头数

4、50，应用这项新技术已经取得了较为理想的饲养效果。TMR饲养技术在国外虽然已有30多年的历史，但是TMR饲养技术在国际上真正得以快速推广也只在近些年。2 TMR国内发展概况1985年，北京农业大学周建民先生在北京三元绿荷奶牛养殖中心金星奶牛场和金银岛奶牛场进行了TMR的饲养试验，取得了较好的效果。任何奶牛饲养技术的最终目的都是希望奶牛在恰当的阶段内能够采食适量的平衡营养物质来实现最高的产奶量、最佳的繁殖率和最大的利润。TMR饲喂技术已在我国广州、上海、北京、天津市普遍应用，经多年观察，奶牛的生产水平和牛群的健康状况一直处于国内领先水平，TMR饲养工艺的推广实现了从人工粗放饲喂到机械化TMR科学

5、饲养的转变，既改善了饲料转化率，又提高了奶牛生产水平。随着国内奶牛养殖业规模化、集约化和现代化步伐的加快，TMR技术是我国奶牛养殖业走现代化、科学化的必由之路4。但由于牛舍、牛群状况、饲养规模等条件所限，加之配制TMR所用的各种设备还不具备，因而使该技术在中国的推广和应用受到了一定的限制5。3 TMR技术主要配套设备规模化奶牛场采用TMR饲养方式主要设备是搅拌车(见图1)，同时对奶牛场的建筑结构、喂料道的宽窄、牛舍高度和牛舍入口等有一定的要求来配合TMR搅拌车工作。TMR混合喂料设备既可解决高强度的搅拌工作又能解决运输和喂料问题。该设备按行走方式分自走式、牵引式和固定式三种型式，牵引式由拖拉机

6、牵引，物料的混合及输送的动力来自拖拉机动力输出轴和液压控制系统，送料时边行走边进行物料的混合，拉至牛舍时即可喂饲，使搅拌和饲喂连续完成。牵引式TMR混合喂料设备适合通道较宽的牛舍。固定式TMR混合搅拌设备由三相电动机驱动，搅拌好的饲料由出料设备卸至喂料车上，再由喂料车拉到牛舍饲喂，固定式TMR混合搅拌设备比较适合通道较窄的牛舍(宽度小于25米)。TMR混合喂料设备按搅拌箱结构型式分卧式和立式两种。卧式TMR混合喂料车厢体内以数条纵向搅龙搅拌和推动口粮向发料口行进，在绞龙叶片上装有切割刀片，因此能将口粮很好地切碎与混合。但由于卧式的厢体截面均呈方形易留有死角残料。立式TMR混合喂料车搅拌箱呈立桶

7、形，装有螺旋形切碎钻，螺旋形钻成接近水平工作的切割力(似绞肉机蕊)，并且在桶壁设计有可伸缩的底刀，使切割的效果提高很多，立桶形的厢体能避免残料死角的存在6。4应用全混合日粮技术的要点4.1TMR 日粮配方制作根据 TMR 营养水平和预测 DMI，根据牧场实际情况，考虑奶牛泌乳阶段、产奶量、胎次、体况及气候等因素合理制作配方。根据牛群具体情况配制相应的 TMR 日粮，以满足不同牛群的需要。4.2 TMR 营养浓度的控制测定原料的营养成分是科学配制 TMR 日粮的基础，因原料的产地、收割季节及调制方法的不同，其干物质含量和营养成分都有较大差异，故 TMR 原料应每周化验一次或每批化验一次。原料水分

8、是决定 TMR 饲喂成败的重要因素之一，其变化必将引起日粮干物质含量的变化，因此每周至少检测一次原料水分。一般 TMR 水分含量以 3550为宜，过干或过湿均会影响奶牛干物质的采食量7。据资料表明，TMR 水分含量超过 50，水分每增加 1，干物质采食量按体重 0.02%下降，因此必须经常检测 TMR 的水分含量。4.3全混合日粮的混合搅拌在 TMR 饲养技术中能否对全部日粮进行彻底混合是非常关键的环节，应有专门TMR 日粮搅拌设备。搅拌时注意:一、准确称量、投料；二、合适的填料顺序，一般搅拌车类型具体安排填料顺序；三、适时的搅拌时间。搅拌时间过长 TMR 太细，有效纤维不足；太短则混合不均，

9、一般物料全部填完后再混合 45 min。四、物料含水率，较理想的 TMR 水分含量范围是 4050，一般牧场可用微波炉检测饲料水分8, 9。4.4饲槽管理饲槽管理的目标是确保母牛采食新鲜、适口和平衡的 TMR 来获取最大的干物质采食量，从而有效维持牛群高产。饲槽管理要注意如下几个方面：控制分料速度，合理的投料次数，注意饲槽观察，饲料投放量，足够的采食空间等10, 11。5 建立饲料安全系统现如今饲料的加工工艺已经基本能够满足动物的各种生长需要和动物产品的生产，但是动物饲料的安全性问题便浮出水面，显得尤为突出。因此建立饲料安全系统非常重要。5.1 危险因素5.1.1 物理性: 有无霉变、虫子、硬

10、块、异物等。5.1.2 化学性: 污染物或杂质，如杀虫剂残留、处理种子的药物、防冻剂、化肥。5.1.3 生物性: 杂质或污染物，如真菌毒素、沙门氏菌、有毒种子、昆虫。5.2 关键控制点及检测方法5.2.1 原料接受工段: 如控制毒素和杂物等。5.2.1.1 重金属残留原子吸收光谱分析在饲料中广泛应用，主要是对饲料中金属元素总量进行检测，如饲料中的铜、锌、铁、锰、钴、镍等金属元素的检测5。目前电感耦合等离子体发射光谱主要用于饲料中金属元素的分析，因为仪器的普及程度不如其他两种类型的仪器，因此在制定标准时很少采用。对饲料中金属元素的检测除应用光谱分析技术外，Mahesar 等12应用微分脉冲阳极溶

11、出伏安法（DPASV）检测 28 中不同商业家禽饲料中的锌、镉、铅和铜，检出限分为 0.69、0.35、0.68 和 0.24 g/kg。5.2.1.2 农药残留及违禁药物添加我国国家标准中规定的饲料中农药残留如有机磷 （GB/T189692003）、除虫菊酯类（GB/T193722003）、氨基甲酸酯类（GB/T193732003）等大多数农药残留的检测均采用气相色谱分析方法。随着国家对饲料安全问题的重视，饲料标准化委员会组织制定了大批饲料中违禁药物的检测方法，如饲料中盐酸克伦特罗、呋喃唑酮、磺胺喹恶啉、磺胺二甲嘧啶、磺胺间甲氧嘧啶、盐酸氯苯胍等，饲料中西马特罗、地西泮、苯巴比妥、氯丙嗪、己

12、烯雌酚、雌二醇、玉米赤霉烯酮、氢化可的松、氯霉素、金霉素、土素、氯苯胍、喹乙醇、莫能菌素、拉沙络西钠、杆菌肽锌、氯羟吡啶、尼卡巴嗪、盐霉素、林可霉素、百里霉素、盐酸氨丙啉、二甲硝咪唑等等，大部分采用液相谱或液相色谱-质谱联用技术进行分析。此外，也进行了一些饲料中药物尤其是违禁药物的分析研究工作，如 Wang等13通过固相萃取等净化技术，对饲料中硝呋烯腙进行液相色谱分析，检出限达到 0.05 mg/kg，定量限为 0.2 mg/kg。对饲料中多种药物的同步检测分析是现今饲料分析技术的主流方向之一。Shen等14应用高效毛细管电泳测定了饲料中 5 种苯并咪唑类药物，检出限低于 2 mg/kg，所有

13、药物的回收率均大于 73%，变异系数低于 10%。Driver等15用柱后衍生离子交换色谱荧光检测了饲料中的新霉素 B 和新霉素 C，在治疗剂量的饲料产品中新霉素含量范围为50%0.005%（质量比，以新霉素为基础计）时，新霉素B 平均回收率是 100.4%，变异系数 2.28%，新霉素 C的回收率是 97.5%，变异系数 4.36%，均有良好的分析效果。免疫学方法是在特异性抗体-抗原反应原理基础上建立的，在 20 世纪初被用来进行肉的种类的鉴别，主要有酶联免疫法（ELISA）、放射免疫法（RIA）和免疫荧光法（FIA）。现在已有多种试剂盒被研发出来，用于饲料中违禁药物如盐酸克伦特罗、莱克多巴

14、胺、地西泮、沙丁胺醇、氯丙嗪、四环素、呋喃类药物等。Shiu 等12建立了灵敏的检测谷物饲料及饲料产品中伏马菌素 B1。完全竞争酶联免疫法检测商业饲料中的重组牛生长激素，在 20500 g/g有良好的线性关系，相关系数大于 0.98，日内和日间的变异系数为 3.4%和 5.3%，并且添加回收率为105%。5.2.1.3 生物污染奶牛饲料中的动物源性成分主要来自肉骨粉、鱼粉等，这可能导致传染性动物疾病的传播。而饲料在仓库中存放时，由于管理不当，也会造成饲料的污染，目前对饲料中动物源性成分检测主要以样品的组织学特性和品种特异性的生物标记物为对象（如蛋白质、DNA16和其它生物大分子17等），由于

15、PCR 技术发展迅速，已逐步被世界各国采用。经DNA提取，PCR扩增，电泳，纯化提取等步骤后，可以准确的检测其中的生物源性成分。该方法与平板培养的灵敏度及专属性基本一致。但也会有一些 PCR 检测阳性的饲料中并不能分离出相关细菌，因此 PCR 方法目前还不能完全替代平板培养法，但可以用来进行流行病学调查研究的方法。5.2.1.4 霉菌毒素饲料中的霉菌毒素是必检项目，常采用液相色谱串联质谱法进行测定。此外，酶联免疫法用于霉菌毒素的测定研究取得新的进展，现已经研究并建立了黄曲霉素 B1、赭曲毒素 A、玉米赤霉烯酮、脱氧雪腐镰刀菌烯醇单克隆抗体酶联免疫方法，利用酶联免疫药盒可以快速测定饲料原料和成品

16、饲料中霉菌毒素污染状况，为防霉保鲜和防霉剂的使用提供依据。总之，饲料品质的控制是一个系统工程，应加强奶牛场数字化管理的系统，使数据（饲料营养成分和霉菌毒素含量等）、管理措施及管理效果想相合，为奶牛的日常管理提供准确的依据。管理系统配合分析品控技术和霉菌毒素防控技术，有效地实现了奶牛TMR质量控制过程，保障了奶牛健康和牛奶质量安全，提升了乳品质，同时提高了奶牛产奶量。参考文献1朱立斌. 2010 年中国奶业发展趋势预测 J. 中国乳业, 2010, 1): 18-20.2徐晓明, 张克春. 奶牛 TMR 饲料的研究进展 J. 乳业科学与技术, 2011, 1(016.3Owen J. Compl

17、ete diets for dairy cattle J. Simplified Feeding for Milk and Beef US Feed Grains Council and University of Aberdeen, 1975, 85-93.4阚远征, 乔绿. 迎接养牛业的第二次革命“TMR” 饲养工艺 J. 中国乳业, 2004, 5): 39-41.5范占炼, 王光文. 奶牛总混合日粮 (TMR) 的应用 J. 上海奶牛, 2000, 23(3): 35-6.6曹东林. 奶牛 TMR 搅拌喂料设备简介 J. 石河子科技, 2006, 4): 52-4.7朱新民, 王加启.

18、 TMR 饲喂工艺与技术规范 () J. 黑龙江畜牧兽医, 2006, 1): 26-8.8陆东林, 李景芳, 孙燕飞. “万千克奶牛” 浅析 J. 草食家畜, 1997, 95(2): 10-4.9梁学武. 现代奶牛生产 J. 北京: 中国农业出版社, 2002, 321-3.10凌宝明, 余学兰, 汪汉华, et al. 奶牛全混合日粮 (TMR) 饲养技术 J. 饲料工业, 2006, 27(3): 50-2.11王建华. A study on the effect of the bacterial inoculant on corn silage quality, digestibil

19、ity and performance in dairy cattle J. 高技术通讯: 英文版, 2005, 11(2): 211-6.12Mahesar S, Sherazi S, Niaz A, et al. Simultaneous assessment of zinc, cadmium, lead and copper in poultry feeds by differential pulse anodic stripping voltammetry J. Food and Chemical Toxicology, 2010, 48(8): 2357-60.13Wang J, F

20、u Z, Wang J. Improving the determination of nitrovin in feeds by reversed-phase LC with SPE J. Chromatographia, 2009, 70(7-8): 1259-63.14Shen J, Tong J, Jiang H, et al. Simultaneous determination of five benzimidazoles in feeds using high-performance capillary electrophoresis J. Journal of AOAC International, 2009, 92(4