反芻動物瘤胃中微生物發酵產生很多蛋白質，一些維生素B群，和其他營養分。所以在反芻營養方面，大家都認為，即然反芻獸的瘤胃發酵可解決所有問題，我們只要補充反芻獸瘤胃裡的微生物營養分也就夠了。以往產量低的時候，這種觀念未發生問題，而產量一高，飼養管理的改善，問題就發生了，發現以往觀念不見得正確，有紕漏。以往，在蛋白質方面，我們認為用粗蛋白質作飼養標準就可以，反正攝取了蛋白質進入瘤胃，經過發酵後可合成菌體蛋白，而菌體蛋白可供非常多的必需胺基酸，在配製飼料時就不需考慮任何必需胺基酸；我們嘗試用粗蛋白標準之飼糧飼餵高產乳牛，粗蛋白含量由13％逐漸增加至15、16，甚至18％，發現多加的部份並沒有產生預期的效果。後來改用可消化蛋白質，發生的問題更嚴重，我們認為它在糞中不存在的是吸收進去的，實際上，在糞中找不到的，不見得是變成營養分被吸收。因為反芻獸較特殊，它可能在瘤胃中被分解成為氨跑掉了，顯然可消化粗蛋白系統是不行的。用Van Soest細胞壁、細胞內容物以及中性洗劑纖維分析方法，發覺中性洗劑纖維(Neutral detergent fiber, NDF)中所含的氮，完全無法被消化利用。如果粗蛋白質再減掉酸洗不溶性氮(Acid detergent insoluble nitrogen, ADIN)，這個方法或許可行，於是讓這個方法延續了一、二十年。最近十年，有許多新的蛋白質系統研究出來，由新的系統來改善飼養效果。

在過去一、二十年裡，新的系統在歐洲有英國的ARC，法國的PDI系統及德國、瑞典、丹麥等各自的系統。美國也有其系統。在早期，美國有位Burroughs教授，他提倡可代謝蛋白質或可代謝胺基系統；這些系統非常多，所作的報告也不少，讓人有不知所措的感覺，所以幾年前，NRC把所有系統整理出來，成為美國官方的系統。在此大概介紹這個系統，讓大家瞭解它的來龍去脈。

動物攝食進入消化道的蛋白質，無論是非蛋白氮類(NPN)，或是飼糧中之蛋白質，都須經過三個途徑。

第一個途徑是它在瘤胃，或在胃部不被分解又不被消化的，逕至糞中排出。

第二個部份是蛋白質在瘤胃被分解成胺基酸及氨態氮類，然後被微生物所消化利用，形成菌體蛋白質，以供反芻獸利用。

第三類是不被瘤胃微生物分解，但可供反芻獸利用。

飼糧中不管是天然蛋白質，或者是非蛋白氮類，都必需經過這幾個步驟。因此，我們在設計飼料需要量或者設計蛋白質系統時，就必須考慮每一種飼糧到瘤胃中被分解的有多少？不被分解的有多少？微生物究竟能合成多少蛋白質？而我們又知道，微生物在瘤胃合成菌體時，並不只依據瘤胃中所含的氮濃度來決定，也必須依據瘤胃中能夠利用之能量來源，換句話說，瘤胃內合成的蛋白質是由可消化有機物的量多少來決定。

動物吃進的蛋白質，也就是飼料中的蛋白質，即是Intake protein (IP)。把IP分成三大類，一類是完全不被消化的，稱之Indigestible intake protein (IIP)，一類是不被降解的蛋白質，稱之Undegraded intake protein (UIP)，另一類為可被降解而為微生物利用之蛋白質(Degraded Intake protein, DIP)。完全不被消化的，不管至任何部位，最後都到糞中排出去。而不被降解的蛋白質，進入小腸部位時，有一部份會被消化吸收，有一部份則不被消化吸收，此類的飼料蛋白質來源，其胺基酸組成不受微生物組成的影響，而受飼料中胺基酸組成的影響。第三類會被降解的飼料蛋白質，它會被微生物利用，合成菌體蛋白質(Bacterial protein)，此蛋白質只有一部份是微生物的真蛋白質，另一部份則是非蛋白氮類，如核酸類，而這部份究竟有多少？有人認為微生物菌體蛋白質的非蛋白氮類，完全不被消化吸收，但有人認為可被消化吸收。在小腸不被消化吸收的菌體蛋白，跑到糞中被排出去；另一部份是可消化的菌體蛋白質，該部份反應出瘤胃內菌體所含胺基酸組成數目的不同。在瘤胃中，因發酵的不同，所給予的飼料不同，及其他情況的差異，而導致菌體蛋白質組成的不同。一般說，原蟲類與細菌類蛋白質在整個組成、生物價、消化率……各方面都不同。所給的環境不同，其可消化的菌體蛋白質組成也不同。菌體中的非蛋白質氮，因為有人認為它完全不能被利用，我們不予考慮，所以實際上，只有兩部份，即IBP (Indigestable bacterial protein)與DBP (Digestable bacterial protein)。

到小腸的蛋白質，有一部份被吸收，有一部份未被吸收。被吸收的蛋白質有一部份因為攝取量、食物經過腸道，使腸道黏膜細胞脫落，和分泌物未被重新吸收，跑到糞中，即為內源性代謝糞氮，這些是被吸收蛋白質被利用的一部份。另外被吸收的蛋白質用作維持、表皮的維護、生長或泌乳，以及胎兒胎盤的生長，而被吸收進去的蛋白質，變成這幾部份的各種利用效率也就不同。

新的觀念究竟如何應用？目前將飼料來源的蛋白質分成三部份，一是快速被降解的，一個是緩慢降解但可利用的，一個是不可降解又不可利用的。在美國利用加熱方法使可被利用而緩慢降解的量增加，但結果也增加了不被降解也不被利用的量，也就浪費了。因為在瘤胃中不被降解的，在小腸也不被利用吸收。所以，我們必須知道反芻獸能夠利用的可降解氮的來源究竟有多少？

談到再循環氮(Recycled nitrogen)，這一部份也是很重要的。瘤胃微生物合成菌體蛋白時，必須給予足夠的瘤胃蛋白質，而此蛋白質來源有二：一是攝取的飼料可降解蛋白質，另外一種是唾液中所含的蛋白質。如果飼糧中含蛋白質高時，分解所得之氨多而無法全部被微生物吸收利用，氨即被瘤胃壁吸收入到血液，再到肝臟合成尿素，一部份被排出體外，一部份經由唾液再循環回來。這部份再循環氮在低蛋白質濃度飼養時，非常有用，尤其是在飼養肉牛，其餵飼的蛋白質在6∼8％左右，因此，由唾液再循環的氮增加了；反之，如以高蛋白質飼糧飼餵乳牛時，這個值就為負值了。再循環氮亦即為再循環的尿素量，若以攝取量表示，它是隨著攝取的日糧蛋白質百分比而改變的。公式如下：

Y＝121.7－12.01x＋0.3235x²

其中Y為再循環尿素氮量(％，Nintake)，x為乾物的粗蛋白百分率(Intake protein ％ of dry matter，IPDM，％DM)。以粗蛋白質百分率代入x，可發覺低CP時，Y值就高；高CP時，Y值就低。因此，在肉牛的再循環氮含量高，而乳牛的再循環氮含量就低。

微生物能夠合成菌體蛋白質的效率如何？我們知道菌體粗蛋白質含量是依據動物攝取的能量來決定。假如以能量；TDN及NEL決定時，其公式如下：

BCP＝6.25(－31.86＋26.12 TDN)，或

BCP＝6.25(－30.93＋11.45 NEL).

NEL＝0.12－0.0245 TDN

(NEL＝Nelenergy of lactation)

這個公式是用在泌乳牛飼餵粗料40％以上；若粗料飼餵量在40％以下時，除考慮TDN外，還考慮粗料攝食量(Forage Intake，FI)及精料攝食量(Concentrate Inta-ke，CI)，另一個公式表示：

BCP＝6.25 TDN(8.63＋14.60 FI－5.18 FI²＋0.58 CI)

其中，TDN以公斤計，FI以體重百分率計，CI也以體重百分率計。

小腸可吸收的氮量如何？蛋白質來源不同，流到小腸的蛋白質被消化吸收的量也不同。非胺基酸氮的表面吸收率及真吸收率分別為65％及75％；而胺基酸氮的表面及真吸收率則為70％及80％。表面吸收率與真吸收率兩者相差10％，這個差異是由於腸道內的分泌物未被再吸收所致。蛋白質到達小腸，被小腸吸收的量，就以這些數字代表。

糞中非日糧來源的內源性氮，也就是代謝糞氮(FRN)的量，是依據日糧中不可消化的乾物質(IDM)來決定，其公式如下：

FRN(g)＝90 IDM，kg

IDM＝1－ATDN；

ATDN＝Adjusted TDN

ATDN＝0.92 BTDN；

BTDN＝Baselined TDN

不被消化的乾物質可由TDN加以計算，而我們知道，一般乳牛的TDN攝取量通常為其維持的三倍量，而攝取的量會影響到消化率，但是TDN是由消化率計算而來的，而一般的消化率是在維持狀況下測定，所以它的消化率會較實際上生產時所測定的為高。因此用ATDN來調整TDN。泌乳牛攝取量為三倍維持量時要降低8％BTDN，也就是TDN攝取每增加一倍，它的消化率即降低4％，所以在公式中ATDN等於0.92的維持TDN。我們在計算糞中之代謝氮時，其乾物量是用TDN來預估的，TDN是1減未被消化的部份，這部份的TDN，我們是用ATDN，而不是用BTDN，這點與另外估計微生物粗蛋白所用之TDN不同。

以上得知，總蛋白質需要量等於維持用、代謝糞氮用及生產用之蛋白質需要量之總和。個別而言，維持用的則包括有皮屑蛋白質(SPN)及尿中蛋白氮(UPN)；而生產用則包括體內滯留的蛋白質(RPN)，懷孕時胎兒胎盤的蛋白質及泌乳用蛋白質(YPN及LPN)。這裡的N為淨的氮，表示吸收一克蛋白質所能利用形成組織蛋白質的效率。

Total protein requirement＝Maintenance protein (SPN＋UPN)＋Metabolic fecal protein (FPN)＋Production (RPN＋YPN＋LPN)。

由上面這些敘述，可導出動物消化吸收的蛋白質需要量。

(1)維持蛋白質＝(SPN＋UPN)÷0.67

＝(0.2 w ^0.6＋2.75 w ^0.5)÷0.67

其中w為體重，0.67為在維持時之蛋白質利用效率，即從1克吸收的蛋白質產生組織蛋白質的量。

(2)代謝糞蛋白質＝90 IDM

＝90 (1－0.92 BTDN)

(3)生產用蛋白質＝生長＋生殖＋泌乳

3 a. 生長需要量＝RPN／0.5

RPN (g／day)＝LWG (268－29.4 RE／kg EBWG)

LWG＝活體增重(kg)

RE／kg EBWG單位：Mcal／kg

EBWG為空體增重＝0.956 LWG

EBW＝0.891 LW (活體重)

RE (體內蓄積之能量)：

閹公牛：RE (Mcal／day)＝0.0635 EBW ^0.75 * EBWG ^1.097

女 牛：RE (Mcal／day)＝0.0783 EBW ^0.75 * EBWG ^1.119

上面兩者均為中體型，並且體內埋植激素的。沒埋植激素的體組成，精肉較少脂肪較多，每單位能量值較高，因

不以激素處理的牛，RE×1.05

中體型公牛×0.85＝中體型閹公牛

大體型牛×0.85＝中體型同性別牛

3 b. 繁殖需要量＝YPN (g／day)／0.50

YPN (g／day)＝34.375〔e ^{8.5357－13.1201} e ^{(－0.00262 x)}－0.00262 x〕

X為介於141至281之間的懷孕天數。

3 c. 泌乳需要量(g／day)＝LPN／0.65

(4)蛋白質損失(g／day)＝160 EBWL

160為代謝1公斤的體組織時，所產生相當於吸收蛋白質的量(g)。

EBWL＝空體重損失(kg／day)；這部份是考慮到泌乳牛產乳時，體重的損失。

需要吸收的真蛋白質總量＝(1)＋(2)＋(3a＋3b＋3c)＋(4)。

我們計算得到動物每日需要吸收的真蛋白質總量，但是蛋白質流至小腸的量，並非完全被吸收，所以計算的總量必須再除以0.80，才是小腸中每天需要吸收的真蛋白質量，即Protein to small intestine＝Absorbed true protein need／0.80。

流至小腸的真蛋白質量，一部份是微生物真蛋白質，另一部份是避過瘤胃降解的飼料蛋白質。其量計算如下：

微生物粗蛋白質(BCP)：

大於40％粗料攝取：BCP＝6.25(－31.86＋26.12 TDN)

或＝6.25(－30.93－11.45 NEL)

小於40％粗料攝取：BCP＝6.25 TDN (8.63＋14.60 FI－5.18 FI²＋0.59 CI)。

微生物真蛋白質(BTP) (g／day)＝0.80 BCP

避過瘤胃降解的蛋白質(g／day)＝IP〔B×KpB／(KdB＋KpB)＋C〕

其中，B＝日糧中緩慢降解的蛋白質

KpB＝B部份通過瘤胃速率

KdB＝瘤胃降解的B部份

C＝完全不被降解利用的日糧蛋白質。

瘤胃中做為微生物合成的可利用氮量，包括兩部份：即再循環氮(RP)及瘤胃中被降解的日糧蛋白質。其量計算如下：

RP＝121.7－12.01 IPDM＋0.3235 IPDM²，或

RP＝0.15 IP

瘤胃中降解的蛋白質(DIP，g／day)＝IP〔A＋B×KdB／(KpB＋KdB)

其中，A＝日糧中快速降解的部份

B，KdB， KpB，同前面說明。

瘤胃中可利用的氮量(RAP) (g／day)＝(PR×IP)＋DIP

茲舉一實例，來計算蛋白質的需要量。泌乳牛體重600公斤，乳產量每日30公斤，乳脂3.5％，蛋白質3.3％，懷孕150天，每天體重增加0.10 kg。

茲舉一實例，來計算蛋白質的需要

I.需要量

(1)維持量＝〔SPN＋UPN〕／0.67

＝〔0.2 BW ^0.6＋2.75 BW ^0.5〕／0.67

＝〔9.3＋67.4〕／0.67

＝115 (g)

(2)代謝糞氮＝90〔1－ATDN／DM〕×DM

＝90〔1－0.92 BTDN／DM〕×DM

＝90〔1－0.92(BTDNM＋BTDNL)／DM〕×DM

＝90〔1－0.92〔0.0352 BW ^0.75＋(30) (0.302)〕／DM〕×DM

＝90〔1－0.92 (4.27 kg＋9.06 kg)／DM〕DM

＝90〔1－(0.92×13.33)／(BTDN／NRC BTDN DM)〕DM

＝90〔1－12.26／17.77〕×17.77

＝90×5.51

＝496 (g)

由此式中亦得乾物攝取量是17.77公斤，而BTDN是13.33公斤。

(3)生產＝(RPN÷0.50)＋(YPN÷0.50)＋(LPN÷0.65)

RPN：

a.用於大體型，無激素處理。

b.體型調整＝600×(1－0.15)＝510 (kg)

c.EBW＝0.891 (510)＝454 (kg)

d.E BWG＝0.956 (0.10)＝0.096 (kg／d)

e.RE (Mcal／day)＝0.0783 (454) ^0.75×(0.096) ^1.119＝0.56

f.無激素處理的調整RE＝RE×1.05＝0.59 (Mcal／day)

g.RE／EBWG＝0.59／0.096＝6.12 Mcal

h.RPN＝LWG(268－29.4 RE／kg E BWG)

＝0.10 (268－29.4×0.59／0.096)

＝8.8 (g)

YPN＝(34.375)〔e^{8.5357－13.1201} e^{0.0026 (150)}－0.00262 (150)〕

＝(34.375) (0.4895)

＝16.8 (g)

LPN＝(30) (0.033) (1000)＝990 (g)

生產＝8.8／0.50＋16.8／0.50＋990／0.65＝1572.2 (g)

需要吸收的蛋白質(AP)總需要量＝維持＋代謝糞氮＋生產

AP＝(115)＋(496)＋(1572.2)＝2185.2 (g)

Ⅱ.菌體蛋白質(BCP)生產量，假使粗料攝食＞40％

BCP(g)＝〔6.25 (－31.86＋26.12 (13.33)〕＝1977 (g)

Ⅲ.菌體真蛋白質(BTP)：

BTP＝0.80 BCP＝0.80 (1977)＝1581 (g)

Ⅳ.瘤胃中可利用的蛋白質(RAP)：

RAP (g)＞BCP／0.90＞1977／0.90＞2196 (g)

Ⅴ.被消化的菌體真蛋白質(Digested BTP，DBP)：

DBP＝0.80 BTP＝0.80 (1581)＝1265 (g)

Ⅵ.可消化而未被降解的日糧蛋白質(UIP)：

UIP＝AP－DBP＝2185.2－1265＝920.2 (g)

Ⅶ.未被降解之日糧蛋白質(UIP)：

UIP＝DUP／0.80＝(920.2)／0.80＝1150 (g)

Ⅷ.流至小腸的真蛋白質流量(STP)：

STP＝BTP＋UIP＝(1581)＋(1150)＝2731 (g)

Ⅸ.攝取的日糧蛋白質(IP)： (RP＝0.15 IP)

IP＝(RAP＋UIP)／1.15＝2196＋1150／1.15＝2910 (g)

Ⅹ.攝取的日糧蛋白質乾物量(IPDM)：

IPDM＝(IP)／(1000 DM)＝2910／17770＝0.163＝16.38％

XI.未被降解的蛋白質在日糧中之需要量(UIPIP)：

UIPIP＝UIP／IP＝1150／2910＝0.395＝39.5％

XII.被降解的蛋白質在日糧中之需要量(DIPIP)：

DIPIP＝DIP／IP＝(2910－1150)／2910＝0.605＝60.5％

依據上面之實例所作的計算是複雜而乏味的，但實際上，在高產乳牛所給予的日糧蛋白質，是必須分成兩類給予，一類是可被降解的，一類是不可被降解的，其給與量則依據生產情況及日糧蛋白質來源而定(如附表)。如精料中給予的玉米，其不能被降解的蛋白質為0.65，是相當高的；而黃豆粉則為0.28，比例上偏低。在粗料方面，由表中可知，若採用苜蓿乾草(Alfalfa hay)，在值僅有0.28，在乳牛飼養上可能不足，而脫水的苜蓿的值是0.62，它的量就足夠。在高產乳牛日糧配方上的設計，必須依據前面所述來作決定。雖然它的計算是相當複雜，實際上，NRC已將其寫成電腦程式，如此，使用者可以方便的應用，只要將各種情況輸入到電腦，就可很快的計算出來未被降解及可被降解的蛋白質需要量是多少？蛋白質攝取量是多少？使用者可以利用這個，加上飼料來源的資料，以計算需要量。應用這個系統於高產乳泌乳牛之飼養上，就不會提高了蛋白質的飼養量，而仍舊沒有提高生產量了。

(77年度飼料製造技術研習會研討專題)

飼料營養雜誌(15~24)

88年．第7期─邱文石

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