本发明涉及在牛奶生产中一级限制(first limiting)氨基酸的鉴定，以及这 种知识在设计饲料和喂养奶牛中的用途。更具体地，本发明的目的是在喂 养奶牛的配合饲料中使用组氨酸以增加奶的蛋白质-脂肪比率并改进氮的利 用。

在绝大多数国家中，目前乳蛋白是奶最重要的成分，然而由于消费者 的习惯变化，脂肪含量的重要性已降低了。乳酪的消费在增长，然而乳脂 的消费却降低了。喜好的改变也反映在牛奶的定价上。以前奶产品的价格 主要取决于脂肪含量。现在奶产品的价格则在很大程度上取决于奶中的蛋 白质部分。

乳蛋白的生产需要10种基本氨基酸(精氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、异 亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、色氨酸和缬氨酸)。所有天 然蛋白质以及瘤胃产生的蛋白质都含有全部这些氨基酸。可以仅以产生足 够最高限制氨基酸的量来生产牛奶蛋白质。在这种情况下，即使其它氨基 酸的产量能有所增加，但限制氨基酸的生产却并未增加。相反动物必须排 泄过量的氨基酸。

饲养的目的是给牛提供最优比率的营养以尽可能有效的形成乳蛋白而 非乳脂。通过这种方式，也提高了饲料中氮的利用率，因此对环境的污染 也降低了。氮对自然的污染有两条途径，空气中的氨气、土壤和地下水中 的硝酸盐。牛奶生产中，使用适当的饲料配方可以减少氮的损失，通过使 含氮的营养成分更有效地形成乳蛋白从而减少粪尿中氮的排泄。

反刍动物的蛋白质需求由两部分组成，一个是动物本身对氨基酸的需 求，另一个是瘤胃微生物对含氮化合物的需求。目前知道微生物除需要简 单氮化合物外，还需要氨基酸和多肽。瘤胃的核心反应是饲料蛋白质的部 分降解，同时还有微生物蛋白质的合成，以及氨基酸通过瘤胃壁进入血液 循环的吸收。部分这些蛋白质降解后被运输到小肠中并在那以氨基酸的形 式吸收到血液循环中。这种降解饲料蛋白质的营养水平取决于其氨基酸组 成及在小肠中的消化。在瘤胃中，微生物从含氮饲料混合物形成微生物蛋 白质。同样，来自于微生物蛋白质的氨基酸也是从小肠中吸收的。高产奶 牛中，来自于微生物蛋白质的氨基酸不能满足动物的需求，但另外为使小 肠能得到所需氨基酸，就需要高质量的蛋白质配合饲料。运输到血液循环 中的从小肠中吸收的氨基酸也是为了乳腺的需要，尤其那里是乳蛋白产生 的地方。

蛋白质生产中奶牛的生物总效率可以表示为乳汁中所含氮(蛋白质)与 动物所消耗的氮的比例。由于其主要功能是基于生物过程的，而生物过程 总是有损失，所以动物消耗的营养不可能100wt％地被利用。然而以适当的 方式平衡饲料配方就可以降低氮损失。例如，饲料中及消化后血液循环中 氨基酸的平衡和比例将影响乳产量、乳成分及氮的利用。截至目前，还未 得到能适应于我国条件的有关氨基酸饲料的足够知识。

通过优化食物中的氨基酸组成，从而提高动物产品中的氮存留而保持 食物中的氮水平，可以降低动物的氮排泄。目的是提供更有效的代谢及尿 中更少的氮损失。另外，通过优化食物的氮基酸组成，在不降低产量的情 况下降低饲料中氮的用量。这使得肠胃系统中氮的损失更小，因而粪尿中 氮的损失也减少了。

在许多国家，奶牛饲料主要是使用禾本科的青贮饲料。青贮饲料以配 合饲料或浓缩饲料的形式提供。以氮利用的观点看来，青贮饲料有不少问 题。除氮含量过高外，青贮饲料的蛋白质品质也增加了饲料问题。通过提 前一周收获青贮饲料，可增加禾本科青贮饲料中的氮含量，但仍然需要有 高质量的蛋白质添加物。虽然青贮饲料中的蛋白质含量较高，但添加蛋白 质的配合饲料得到了积极的结果。因此，青贮饲料仍然需要饲料添加剂形 式的高质量氨基酸成分。

近些年来，在各个国家许多研究中都探讨过优化饲料添加剂的氨基酸 组成问题。许多实验中，其起点都是重复牛乳中的氨基酸特性。在有些实 验中，在使用玉米青贮饲料基的饲料中，添加赖氨酸和甲硫氨酸可得到积 极的结果，因此在有些国家就认为在奶牛中，赖氨酸和甲硫氨酸是牛乳生 产的一级限制氨基酸。然而，在禾本科的青贮饲料中，添加赖氨酸和甲硫 氨酸并没有获得附加的益处。

当评价奶牛饲料的最佳蛋白组成时，起点不仅仅应该是奶中的氨基酸 特性，这是因为经血液循环到乳腺再与乳汁一起从乳腺分泌的氨基酸的量 必然不是一成不变的。事实上，一些基本氨基酸(苯丙氨酸、酪氨酪、甲硫 氨酸和色氨酸)是以与其从乳腺中分泌的同样的水平从血液循环进入乳腺 的。而另一些基本氨基酸(精氨酸、支链氨基酸、苏氨酸、赖氨酸和组氨酸) 从血液循环到乳腺的水平大大高于随乳汁清除的水平。有些这种氨基酸在 乳腺中降解，其氨基基团用于生产非基本氨基酸。

本发明已经第一次表明在基于青贮饲料的奶牛饲料配方中，组氨酸是 奶牛产奶的一级限制性氨基酸。

当确保配合饲料中的总粗蛋白保持在一个特定阈值以下的同时，通过 配合饲料的形式给奶牛额外的组氨酸时，根据本发明已观察到可提高奶中 蛋白一脂比率和氮利用率。因此根据本发明，相对于配合饲料中的其它氨 基酸，配合饲料中的组氮酸含量提高。

因此本发明的目的是一种配合饲料，该饲料含有常规用于配合饲料的 饲料成分，其粗蛋白根据配合饲料的总重不超过14wt％，粗蛋白含量的至 少2.8wt％由组氨酸组成。

根据一个优选实施方案，相对于粗蛋白总重量，组氨酸含量约为2.8 到4.0wt％，优选约2.8到3.0wt％。粗蛋白含量至少为9wt％是有利的，更优 选10到12wt％，含量以占配合饲料的总重量来计算。

当根据本发明给奶牛提供蛋白质配方时与正常用量相比增加了配合饲 料中的组氨酸的量，其中根据所用的饲料成分，正常用量约为粗蛋白总重 量的2.0到2.5wt％，乳产量和乳蛋白产量均得到提高。相反，乳脂的含量 降低，因而乳蛋白与乳脂的比例朝着所期望的方向改变。同时，配合饲料 中总粗蛋白含量被限制于通常的配合饲料的正常值以下，正常值一般高于 14wt％，从而减少了氮损失。试验表明通过补充饲料配方以平衡其中的组氮 酸，1克的组氮酸可得到4克的乳蛋白。从而显著地提高了氮的利用率。

本发明还有一个目的是一种生产上述配合饲料的方法，根据该方法

a)将配合饲料与一定量的组氮酸结合，以便配合饲料混合物中粗蛋白 含量不超过14wt％，而且组氮酸含量至少为粗蛋白的2.8wt％，优选2.8到 4.0wt％，或者

b)将配合饲料混合物的组分以定性和定量的方式结合从而所得饲料 混合物中粗蛋白含量不超过14wt％，而且组氨酸含量至少为粗蛋白重量的 2.8wt％，优选2.8到4.0wt％。

因此通过在配方中补充组氮酸就可以增加组氮酸的含量。混合物中的 蛋白质特征尤其是组氨酸优选以在瘤胃中不被降解的形式提供。这类保护 氨基酸不被降解的方法是公知的，而且可以是物理方法，也可以是化学方 法。化学方法包括，以适当的保护基团保护氨基酸的氨基或羧基，该保护 基团在经瘤胃之后除去，例如通过水解形成自由氨基酸。物理方法包括以 适当材料包裹氨基酸，该材料能经受瘤胃的条件，但在经瘤胃之后即被降 解从而释放氨基酸。这些材料例如是各种纤维素及其衍生物，适当的pH- 敏感聚合物或脂类(Buttery,P.J等，Recent Advances in Animal Nutrition, (1985)，第19-33页；Block,S.M等，J.Dci Food Agric 1994,65,441-447； Rulquin,H.,Feed Mix Vol.2,No.4 1994)。通过物理或化学方法处理饲料也可 以降低瘤胃中的降解，即以水/汽和热，并可选择在加压条件下进行。通过 物理或化学方法，瘤胃降解已被降低至约10到70wt％。

通过以定性和定量的方式优化饲料混合物中的原料也可以在配合饲料 中得到所需的组氨酸含量，从而将成品饲料配方中的组合酸含量调节到所 需的含量。最佳的原料是具有高组氨酸含量，但并不具有高的总粗蛋白含 量。

下列表中显示了芬兰的一些典型的配方原料中粗蛋白含量，粗蛋白中 的组氨酸含量。

组氨酸占粗蛋白的wt％  粗蛋白克/千克 大麦        2.3                   108 燕麦        2.2                   115 糖蜜        2.7                   49 大麦纤维    1.9                   162 麦麸        2.6                   148 小麦粗粉    2.5                   173 甜菜废粕    2.5                   107 菜籽粉      2.8                   344 豆粉        2.6                   458

在根据本发明的配合饲料中，可以使用所有传统的配合饲料成分或原 料，例如以下述全部指定用量使用的原料。括号中的用量是优选用量。本 发明的配方成分优选全部来源于植物，但此外乳产品，例如酪蛋白产品也 是可以使用的。在不影响配方组成的情况下，通过调节组氨酸的添加量可 以把组氨酸的量调到所需的水平。但是配方中粗蛋白的含量应当至多为140 克/千克。

                   重量百分比 谷粒(大麦，燕麦)       0-85(30-40) 麸(小麦，燕麦)         0-60(15-20) 小麦粗粉                0-30(5-10) 甜菜废粕               0-60(10-20) 油籽粉 (菜籽、大豆)           0-30(10-20) 糖蜜                     0-10(4-6) 矿物质                   0-10(3-4) 植物油                    0-5(0-1) 组氨酸                    0.01-0.2

在配方中，如果需要(0-30wt％)，也可加入其它原料，例如麦芽饲料、 啤酒糟、干草粉、草粉、酒糟等。一般而言，奶牛的青贮饲料配方以1到 20千克/牛/天的量提供本发明的配合饲料。

在下面的试验中，研究了使用谷物配合饲料-青贮饲料配方的奶牛中补 充蛋白质对乳蛋白水平的影响。

使用谷物配合饲料+青贮饲料作为对照饲料。在实验中，通过加入菜 籽得到配方中的蛋白质补充，用量见表(测试1-10)

还做了进一步的试验(测试11)，其中在对照中用组氨酸(6.5克)而非菜 籽。测试12以与测试11相似的方法进行，其中给予组氨酸(6.5克)，另外 还有250克的葡萄糖以防止糖原氨基酸作为葡萄糖前体。以相似方法进行 测试13，其中给予组氨酸(6克)和250克葡萄糖。 试验菜籽与对照相比，乳蛋与对照相比，粗蛋组氨酸占粗蛋白的百分

白的增加(克/磅)  白的增加(克/磅)  数/配合饲料中粗蛋白的

                      含量  1    1.9+43             +518            2.51/150  2    0.944+53           +305            2.41/150  3    0.548+2             +84            2.44/122 4    1.157 +32      +218    2.35/135 5    1.75  +25      +319    2.50/150 6    0.87  +17      +163    2.41/145 7    1.8   +70      +415    2.52/170 8    1.0   +47      +265    2.05/160 9    2.0   +71      +443     2.2/180 10   3.0  +118      +705    2.33/200 平均 1.5   +48      +344    2.37/154 11         +26       +37    2.97/110 12         +57     +74.2    2.97/139 13         +58     +47.5     3.1/112

从表中可看出当以菜籽蛋白质补充谷物配合饲料青贮饲料配方时，要 产生1克额外的乳蛋白，平均就需要31.4克的菜籽粉。当补充成分是组氨 酸时，增6.5克组氨酸可得到26克的乳蛋白，即要产生1克额外的乳蛋 白，只需0.25克的组氨酸。

本发明以下述实施例描述。 实施例1

混合下述成分得到一种饲料：

       重量百分数 燕麦           20.0 大麦           20.0 麦麸           18.0 小麦粗粉        7.7 甜菜废粕       20.0 小麦糖蜜        5.0 植物油          0.6 菜籽粉         5.65 矿物质和微生素  3.0 组氨酸         0.05

在所得饲料中，粗蛋白含量是120克/千克，组氨酸含量为粗蛋白重量 的3.0wt％。 实施例2

利用下述成分得到一种饲料：

       重量百分数 燕麦          10.0 大麦          20.0 小麦粗粉       7.0 麦麸          13.6 甜菜废粕      25.0 菜籽粉        15.7 小麦糖蜜       8.0 植物油         0.6 组氨酸        0.06

在所得饲料中，粗蛋白含量是140克/千克，粗蛋白含有其占其重量 3.0wt％的组氨酸。 实施例3

利用下述成分得到一种饲料

      重量百分数 燕麦         5.0 大麦         26.0 小麦粗粉     10.0 麦麸         19.3 甜菜废粕     25.0 菜籽粉       5.7 小麦糖蜜     8.0 植物油       0.6 组氨酸       0.06

在所得饲料中，粗蛋白含量为120克/千克，而且粗蛋白含有占其重量 3.0的组氨酸。