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对于哺乳动物来说，奶是幼崽的主要营养来源，是保证它们快速成长的必要条件。因此，哺乳动物生产的奶量以及其营养成分特别适合幼崽的需要。不同种类动物乳汁成分见下表。
| ___________________________________________________________ |
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动物
种类 |
水
% |
脂肪
% |
干酪素% |
乳清蛋白% |
乳糖
% |
灰份
% |
能量
(千卡/100克) |
| ___________________________________________________________ |
| 人 |
87.1 |
4.5 |
0.4 |
0.5 |
7.1 |
0.2 |
72 |
| 大鼠 |
79.0 |
10.3 |
6.4 |
2.0 |
2.6 |
1.3 |
137 |
| 海豚 |
58.3 |
33.0 |
3.9 |
2.9 |
1.1 |
0.7 |
329 |
| 狗 |
76.4 |
10.7 |
5.1 |
2.3 |
3.3 |
1.2 |
139 |
| 马 |
88.8 |
1.9 |
1.3 |
1.2 |
6.2 |
0.5 |
52 |
| 奶牛 |
87.3 |
3.9 |
2.6 |
0.6 |
4.6 |
0.7 |
66 |
| 驯鹿 |
66.7 |
18.0 |
8.6 |
1.5 |
2.8 |
1.5 |
214 |
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___________________________________________________________ | 不同种类动物的乳汁成分
举个例子，驯鹿是一种生活在寒冷地区的动物，在它的皮肤下面有一层厚厚的脂肪组织，这样，母鹿的乳汁中就含有大量的脂肪，可以促进小鹿脂肪组织的生长。老鼠出生的时候身体上没有毛，而母鼠的奶中富含蛋白质，以促进小鼠皮毛的生长。
不同的动物有着不同的哺乳曲线图。象奶牛和山羊这样较大的动物有较长的哺乳期，而且在初期的时候就出现牛奶产量的最高峰，而象兔子和鼠等较小动物的哺乳曲线较短，呈锥形，如下图所示。
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图片说明：不同动物的哺乳曲线图（节选自哺乳的生物化学编辑 T.B. Mepham, 1983）
尽管不同动物乳汁的成分和产量不同，但是它们的产奶能力基本上是相同的。根据动物每天的产奶量和体重的关系我们可以看出，产奶能力一般为每天1.7 毫升/每克分泌组织，见下图。
现在奶牛的牛奶产量远大于小牛的需要量，这归功于基因繁殖技术的发展以及奶牛管理和饲喂方法的改进。奶牛的产奶能力并不能完全满足消费者对牛奶成分的需求，他们选择低脂，高蛋白的牛奶，当然这也是牛奶业的目标。因此，通过繁殖技术的改进和饲养方法的提高，人们已经向这一目标作出了努力。牛奶产量和成分的优化为当代乳业的发展提出了特殊的要求。
图片说明：每日乳汁分泌量和体重的关系（节选自哺乳的生物化学编辑 T.B. Mepham, 1983）
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奶牛有可能满足这些要求吗？让我们首先从生物学的角度来讨论一下动物在妊娠和哺乳期发生的生理活动。动物在这一时期生理活动出现异常情况。在妊娠期，胎儿需要足够的营养以进行发育和生长，直到出生。在哺乳期，母亲要产生大量的奶，以喂养幼兽。因此，母兽要加大进食量，改变新陈代谢和食物消化，积累脂肪，提高体重。在这个时期，消化道也在不断生长，功能变强。在哺乳期，母兽继续加大热量的摄入，食量增加得很快。在妊娠期增加的能量储备这个时候就派上用场了，新陈代谢转移到脂肪的分解上来，其产生的能量用来生产奶。
这一过程是怎样调节的呢？在妊娠期，许多用来调节新陈代谢和乳腺分泌功能的荷尔蒙被激活。分娩完成之后，哺乳仍然由荷尔蒙调节，这些荷尔蒙来源于大脑，胃和内分泌腺，也有的来源于乳腺。这时候，幼兽的吮吸动作对于乳腺来说是很重要的外部刺激，直接或者间接地影响荷尔蒙，控制哺乳，进食以及动物的行为。研究发现，乳腺是一个器官，不仅可以控制乳汁的分泌，而且后者还可以反过来影响它，这是在讨论挤奶技术时常听到的一个重要观点。事实上，最近已经发现，在幼兽吮吸或者挤奶的时候，奶头接收到身体不同来源的神经冲动，影响身体不同的器官，进而引起多种不同的生理活动。
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和古代那些没有挑选出来用于牛奶生产的母牛相比，现在的奶牛需要的营养要高得多。几百年以前，奶牛产的奶就足够喂小牛了，每天最多可以分泌2到10升。而现在，日产量达到60公斤的奶牛比比皆是，从进化的角度来讲，这个产量是非常大的。因此，要达到这么高的产量必然要摄入大量的营养。可以作个对比，在分娩之前，胎牛大约需要母牛吸收能量的10%，而用于牛奶合成的的能量则要接近80%。
在现代的牛奶生产中，大家都知道这样一个现象，奶牛哺乳期开始的时候伴随着新陈代谢的紊乱。在哺乳期的开始几个星期，高产的奶牛处于能量负平衡状态。奶牛在生产大量牛奶的同时，自己却没有足够的能量来支撑身体，这是因为奶牛的进食能力是有限的，见下图。
因此，为了生产大量的牛奶，它必须利用自己储备的能量。从进化的观点来讲，短期的能量负平衡并不奇怪，奶牛的新陈代谢从合成代谢（积累能量储备）转移到分解代谢（体内能量储备的分解）。由于现在的奶牛生产的奶量远比其祖先高，因此，如何在哺乳期内成功饲喂奶牛就成了一个实实在在的挑战。
图片说明：奶牛哺乳期牛奶产量，能量总吸收值和能量平衡（节选自：Bauman和Currie J.乳业科学 63:1514, 1980 ）
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当然，饲喂不仅仅在动物的哺乳期才显得那么重要。大家都知道，通过加速饲养可以促进动物早熟，但是通过这种方法养大的小母牛产量一般是不会高的。小牛早期的消化道结构在青春期之前就有了，之后分泌组织才在消化道上形成。如果快速饲养小母牛，分泌组织的生长就减慢了，而且乳腺中脂肪的含量要比那些饲养较慢的牛大得多。而且，这些小母牛的乳浆生长激素变少，这种激素对奶牛的
产奶能力影响很大。因此，以Holstein以及类似的乳牛为例，对于90到325公斤的小母牛，最好的生长速度是每天600克左右，325公斤以上到分娩前三个月的奶牛最佳的生长速度为800个左右，见下图。
在干奶期的饲喂也是至关重要的。这一时期，必须限制喂食，防止较肥的奶牛在哺乳初期发生代谢紊乱。而在干奶期快结束的时候，要给怀孕母牛逐渐增加浓缩饲料，直到生小牛的前几个礼拜，以防止奶牛在哺乳初期能量的负平衡。在这方面的研究工作还在进行之中，希望这方面会有新的进展。
A B
图片说明：不同年龄段奶牛生长速度（克/每天），在其第一个哺乳期的250天里的牛奶产量（公斤，FCM-以脂肪折算过的牛奶），（A）体重为90-325公斤的奶牛。（B）325公斤以上到还有3个月就要生产的奶牛（节选自 Foldager & Sejrsen 1989. In Mjölkkor, ed. Anderson et al. 1991, Stockholm.）
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作为反刍动物，奶牛能够消化含有大量纤维（如纤维素）的饲料，而一般来说，这种饲料对于单胃动物来说是很难消化的。因此，奶牛的饲料应该要有不同成分混合而成，其中大部分是粗饲料，精饲料占少数。现在，为了降低牛奶中脂肪的含量，农场一般用大量的精饲料，其中淀粉量比较高。高含量的淀粉以及低含量
的纤维会改变奶牛瘤胃中的发酵反应，最后影响到乳腺中脂肪的新陈代谢，产生低脂牛奶。如果精饲料量太高的话，会造成反刍动物的代谢紊乱，导致低奶脂综合症。
那么，反刍动物的消化道有什么特点呢？前面我们提到反刍动物的特别之处就是它们能够消化纤维，这个过程发生在瘤胃中，很多不同种类的细菌和微生物都参与其中。在发酵过程中，碳水化合物被消化成不稳定脂肪酸（VFA），如醋酸盐，丙酸盐，丁酸盐，这些物质大部分被瘤胃的黏膜吸收。在瘤胃中20%到80%蛋白质降解成细菌性蛋白，而剩下的80%到20 %则和这些细菌性蛋白则在皱胃和肠道中消化。奶牛的饮食中脂肪量通常相对较低，消化后形成甘油和脂肪酸。微生物的代谢产物进入其他胃中，不同的成分由肠道的不同部位吸收。奶牛的瘤胃，网胃和瓣胃相当于一个肠道前的发酵房。大家应该有这样的一个概念，其实当我们给奶牛喂食的时候，首先喂的是它们胃中的微生物，其产物再被奶牛利用，如下图。
图片说明：奶牛消化道示意图
一头高产的奶牛需要喂多少饲料呢？这由很多的因素决定，包括奶牛自身以及环境的因素。通常，奶牛的胃口是由激素和瘤胃发酵产生的酸来调控的，而且，已经有研究表明高脂的饲料会降低奶牛的进食量。另外，哺乳期所处阶段，牛奶产量，饲料成分以及喂料频率也是重要的因素。一般来说，日产奶量约为50公斤，体重为600公斤的奶牛每天需要消耗25公斤的干饲料，换句话说，一头高产的奶牛每天消耗的干饲料至少是其体重的4%。日饮水量在3.5到5.5升/每公斤干物质之间。
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