数十年来，粗蛋白一直是营养学家用于评估豆粕的主要指标之一。但随着奶牛营养越来越精准，研究人员和营养学家开始深入探究饲料原料能为奶牛提供什么。
如今，讨论内容包括代谢蛋白、单种氨基酸、消化率、能量、蛋白质组分、原料差异性和加工工艺。这一转变反映了奶牛营养领域更广泛的目标：尽可能精准、稳定地为奶牛提供所需营养，同时减少不必要的饲料成本和营养损失。
美国大豆出口协会（USSEC）全球动物营养重点领域总监 Thomas D’Alfonso 博士，以及宾夕法尼亚州立大学精准奶牛营养临床助理教授 Leoni Martins 博士，近日与 The Cattle Site Podcast 的 Sarah Mikesell 交流了研究如何改变营养学家评估大豆产品和制定奶牛日粮的方式。
两人都认为，原料一致性是精准营养的重要组成部分，尤其是在研究人员逐步深入了解奶牛如何利用蛋白质和单种氨基酸的情况下。
粗蛋白只能说明部分情况
要理解为何不再以粗蛋白为依据，首先要了解这项测量所代表的含义。
粗蛋白分析并不直接测量某种原料所含的蛋白质或氨基酸。相反，传统实验室方法会测量氮含量，并使用一个系数来估算粗蛋白。
“粗蛋白一直是核心质量指标，已有 100 多年的历史，而我们使用的方法也已有大约 100 年的历史，”D’Alfonso 说。“真正重要的是测量必需氨基酸，以及动物用于维持生命和生产活动的可利用能量。”
对于现代奶牛营养而言，粗蛋白含量提供的信息有限，无法充分反映最终对奶牛真正重要的内容。
Martins 表示，营养学家需要了解蛋白质在整个消化过程中会发生什么。奶牛摄入蛋白质后，其中一部分会在瘤胃中降解并被瘤胃微生物利用，另一部分则逃过瘤胃降解并进入肠道。因此，营养学家开始从粗蛋白转向瘤胃可降解蛋白（RDP）和瘤胃不可降解蛋白（RUP）等指标。
科学研究不断向可代谢蛋白方向发展，这让我们更好地了解进入肠道、最终可供奶牛利用的蛋白质。近来，营养学家又进一步评估了单个可代谢氨基酸，并确定哪些氨基酸可能限制产量。
“从粗蛋白转向 RDP、RUP，再转向可代谢蛋白，有助于我们更清楚地了解哪些氨基酸会被吸收，以及动物可利用哪些氨基酸来完成其生理功能，例如产奶、维持生命和生长，”Martins 说。
大豆品质在配方制定之前就已开始
随着营养师对奶牛需求的了解日益精准，了解一种原料能够稳定提供什么也变得愈发重要。D’Alfonso 表示，对于豆粕而言，这始于了解大豆的产地以及大豆的处理和加工方式。
USSEC 监测了来自美国、巴西、阿根廷及其他大豆产区的大豆品质。D’Alfonso 表示，生长条件、收获时的水分含量和加工方式存在差异，可能会影响进入饲料供应链的大豆品质。
美国大豆在田间自然干燥，从而降低了高水分大豆需要更 intensive 干燥时可能造成热损伤的风险。对营养师而言，实际要点是评估奶牛真正能够利用的营养，而不是过度依赖单一的成分测量指标。
分析工具可以提供帮助。近红外光谱（NIR）正越来越多地应用于全球各地，用于测量与饲料原料相关的质量特性。
不过，D’Alfonso 表示，归根结底，奶牛养殖者也能从牛只身上看出原料质量。
“说到底，动物会告诉你，”他说。“如果它们没有摄取所需的营养，你就会看到表现不理想。”
精准营养本质上关乎差异
精准营养常与传感器、自动化、机器人技术及其他技术联系在一起，但 Martins 表示，其基本概念要简单得多。
精准管理关乎变异性和不确定性。在奶牛营养领域，不确定性的两个重要来源是奶牛和饲料。动物的需求会随着产量、遗传、环境及其他因素而变化。同时，饲料原料的营养成分和可利用性也可能存在差异。
目标是充分了解这两方面，从而更好地使营养素供给与营养需求相匹配。
Martins 说：“理想情况下，作为一名精准营养专家，我希望准确提供动物达到最佳表现所需的营养素。” “营养素过多会造成效率低下，并可能增加营养素排泄；营养素过少则可能限制动物的表现。因此，我们通过精准管理不确定性。”
D’Alfonso 也以类似的方式描述了精准营养，他表示，营养师需要了解动物的营养需求，以及饲料原料和饲喂系统是否确实提供了这些营养素。
因此，原料质量控制是精准饲喂不可或缺的一部分。
一致性使日粮中的一个变量得以消除
确定奶牛的营养需求并不总是简单明了。
研究人员已经对许多维护和生产需求做出了较好的估算，但 Martins 表示，仍有一些生物学功能更难量化。
免疫功能就是一个例子。研究人员尚未完全了解，个别氨基酸可能有多少会分配给免疫反应，而非用于产奶或其他功能。这使得精准营养方程中的动物这一侧本质上更为复杂。
然而，饲料质量是营养师能够更轻松地测量和管理的一个变量。
Martins 说：“确保我拥有稳定一致的产品，能够提供我配方中所需的营养素，这是迈向精准营养并满足动物需求的重要第一步。”
D’Alfonso 表示，配方制定长期以来都会通过设置安全裕度来考虑原料的差异性。当某种原料的差异性较大时，营养学家可能会降低其营养成分贡献的计算值，因为他们无法确信每批原料都能达到平均值。
例如，某种原料的赖氨酸平均含量为 3%，但在配方制定时，考虑到动物实际摄入原料的差异性，其赖氨酸含量可能只按 2.5% 或 2.7% 计入。不过，差异性较小的原料所需的折减幅度也较小。
D’Alfonso 表示，因此，由美国大豆制成的豆粕具有较低的变异性，可以转化为饲料成本节省，因为营养师能够更有把握地依据所用的营养成分值进行配方。
加工又增加了一层变异性
大豆品质不仅取决于豆子本身。大豆的加工方式会对最终用于喂养奶牛的原料产生重大影响。
Martins 表示，商业加工的豆粕就是一个例子，对于这类产品，营养学家通常可以预期其营养成分稳定。收获整粒大豆并在各个农场进行加工时，系统中的变异性可能会更大。
烘焙及其他农场内加工方法要求生产者作出决定，而这些决定会影响最终的营养成分构成。如果加工过程控制不当，产品差异可能会增大。这意味着，饲喂整粒大豆的生产者需要考虑大豆的来源、加工方式，以及最终产品将如何添加到日粮中。
Martins 说：“每次我们从一家已经掌握大豆加工方法、且加工过程始终如一的加工厂取出大豆，我们产品变得更不一致的可能性就会增加。”
D’Alfonso 表示，加工质量和原料质量必须相辅相成。
“你需要从高质量的原料开始，因为已经受损的东西无法修复，”他说。“先进的加工系统无法逆转豆类中已经发生的营养损失。”
研究需要走进农场
随着奶牛营养变得日益复杂，将研究成果转化为切实可行的建议变得越来越重要。
宾夕法尼亚州立大学关于大豆和饲料变异性的研究提供了一个例子。在宾夕法尼亚州立大学的一场营养研讨会上，超过 120 名营养师参加了一场实践环节，探讨农场中不受控制的大豆加工所带来的影响。讨论将加工差异与牛奶产量、盈利能力以及环境中的养分排放等结果联系起来。
“大学与行业之间的这些合作对于传播我们一直在积累的知识确实非常重要，”Martins 说。
D’Alfonso 表示，USSEC 在全球范围内通过其采用类似的方法，大豆卓越中心（Soy Excellence Centers）旨在向生产者、营养师和其他畜牧业专业人士提供信息和研究成果的研讨会及在线教育项目。
他说，基础研究和应用研究都很重要，因为生产者最终需要能够转化为饲喂决策的信息。
了解更多关于奶牛如何利用营养物质的信息
Martins 表示，尽管奶牛营养研究取得了重大进展，但研究人员仍需深入了解奶牛之间的差异，以及营养物质吸收后如何分配。
被吸收到血液中的氨基酸不会自动用于乳汁生产。多个组织同时运作，并争夺这些营养物质以满足不同的生物学功能。更精确地理解这一系统，是一项长期研究挑战。
与此同时，饲料加工和原料变异性为可更快应用于农场的研究提供了机会。
Martins 表示，使用完整的全脂大豆开展的研究已经在帮助生产者确定，他们当前的加工系统是否达到了预期效果，以及可能需要在哪些方面进行调整。
研究人员也开始关注蛋白质和能量等传统营养素以外的因素。大豆含有生物活性化合物，而大豆脂肪酸组成也可能对动物健康和生产性能产生影响。Martins 认为，在奶牛面临热应激、免疫挑战和高产带来的代谢需求时，这项研究具有发展潜力。
D’Alfonso 认同，行业仍在不断发现大豆的营养特性，而这些特性远不止粗蛋白含量。
“关键在于氨基酸及其对动物的可利用性。这不仅关乎热量，还关乎热量的来源，”他说。
脂肪质量、脂肪酸谱、纤维、异黄酮、生物活性肽及其他化合物，共同构成了更全面的营养组合。
“大豆中的营养成分组合能带来很多益处，”D’Alfonso 说。
控制可控因素
对于乳制品生产商而言，这项研究的价值最终归结为更有效地管理复杂的生物和生产系统。
农场每天都面临着生产者无法完全控制的各种变量。天气会变化，奶牛各不相同，健康问题时有发生，饲料质量也会波动。
“饲料原料不应该成为你还需要应对的另一个变量，”Martins 说。
“饲料原料的一致性，以及了解您所使用的饲料原料是什么，将为您的成功奠定基础，因为这样您就知道自己给奶牛喂了什么，”Martins 说。
这种理念体现了精准奶牛营养的发展方向。行业正不再只是询问某种原料含有多少粗蛋白，而是转向了解其中含有哪些营养素、加工如何影响这些营养素、供应的一致性如何，以及归根结底奶牛能够利用多少。