دن (میلیگرم در کیلوگرم) بیان شود. اگر بر اساس وزن بدن بیان شود، دفع نیتروژن با منشا داخلی ادرار با افزایش سن پایینتر نشان داده میشود و این امر به تولید حرارت در حالت گرسنگی شباهت دارد [129]. وقتی استاندارد بر اساس وزن متابولیکی بدن بیان میشود، دفع نیتروژن با منشا داخلی ادرار 168 تا 218 میلیگرم در کیلوگرم وزن متابولیکی در روز خواهد شد [21, 129]. علاوه بر احتیاجات نیتروژن دفعی متابولیکی و نیتروژن داخلی ادرار، مقدار کمی پروتئین نیز برای جایگزینی نیتروژن دفع شده از سطح بدن لازم است. این نوع دفع از طریق ریختن مو، کنده شدن سلولهای پوست به صورت شوره و ترشحات پوستی صورت میگیرد. عامل دیگری که بایستی در مورد پروتئین قابل هضم ظاهری مورد نیاز در نظر گرفته شود، ارزش بیولوژیکی پروتئین مصرف شده است. ارزش بیولوژیکی معیاری از توازن مناسب اسیدهای آمینه در پروتئین است که برای تامین احتیاجات اسیدهای آمینه‌ حیوان از آن استفاده می‌شود. برای به حداکثر رساندن سنتز پروتئین بافتی در دوره رشد، گوساله به پروتئین با کیفیت مناسب و انرژی کافی برای استفاده مطلوب از اسیدهای آمینه‌ جذب شده نیاز دارد. پروتئین‌های شیر نسبت به سایر پروتئینها ترکیب اسید آمینه‌ مطلوبی برای گوساله‌ در حال رشد دارند. هنگامی که گوساله با مقادیر زیاد پروتئین، انرژی و سایر مواد مغذی تغذیه میشود، حداکثر ارزش بیولوژیکی حاصل میشود [21, 129]. در شرایط مطلوب ارزش بیولوژیکی پروتئین‌های شیر 90 – 80 درصد است [129]. برخلاف انرژی، احتیاجات پروتئینی برای نگهداری کم است (در حدود 30 گرم برای یک گوساله‌ی 45 کیلوگرمی) و اعتقاد بر این است که با استرس گرمایی و سرمایی تغییر نمیکند. احتیاجات پروتئینی اکثراً با نرخ رشد تعیین میشوند [47] و سرعت رشد نیز (وزن بدن) عامل مهم و موثری در مقدار نیاز گوساله به پروتئین است. علاوه بر سرعت رشد، ترکیب رشد نیز در احتیاج پروتئینی گوساله موثر است [129]. به طور میانگین 188 گرم پروتئین با هر کیلوگرم افزایش وزن در گوساله‌ها ذخیره می‌شود، که به 280 – 250 گرم مصرف پروتئین خام (CP) از جایگزین شیر نیاز است [34]. در نتیجه ذخیره بدنی پروتئین با مصرف پروتئین جیره رابطه خطی دارد و محدوده پروتئین مصرفی در عمل قابل کنترل است. ذخیرهسازی پروتئین بدن به مصرف انرژی وابسته است، به طوری که باید برای استفاده از پروتئین اضافی در ذخیرهسازی پروتئین بدن انرژی کافی در دسترس باشد [43, 44, 17]. سیستم NRC 2001 نشان داد که احتیاجات برای انرژی قابل متابولیسم و پروتئین با وزن بدن و نرخ رشد رابطه دارد [34] (جدول 2-1). در جدول 2-1 چند اصل کلی را میتوان نشان داد: 1) گوساله‌هایی با رشد سریعتر به مصرف شیر یا جایگزین شیر بیش تر نیاز دارند، یا گوساله‌هایی با سن بیش تر باید جیره آغازین بیش تری مصرف کنند. پاسخ مشخص گوساله‌ها به مصرف بیش تر شیر یا جایگزین شیر، افزایش وزن بدن بیش تر میباشد [75, 125, 41, 77].2) احتیاجات CP در جیره گوساله‌ها به صورت درصدی از ماده‌ خشک (DM) میباشد و برای نگهداری کم است اما با نرخ افزایش وزن، افزایش مییابد، 3) مقدار پروتئین خام جیره برای نزدیک شدن به سطح 27 درصد ماده‌ی خشک است که به مقدار پروتئین خام مواد جامد شیر کامل (در حدود 26 درصد ماده خشک) شبیه است. در نهایت باید مصرف پروتئین و انرژی مطابقت داشته باشد تا عملکرد رشد مورد انتظار در گوساله را منجر شود. برای مثال تغذیه‌ 2 برابر از یک جایگزین شیر مرسوم با 20درصد پروتئین خام نمیتواند مقدار پروتئین کافی را برای رشد بافتهای ضعیف آماده کند و انرژی اضافی به چربی تبدیل میشود [43, 44, 78, 22, 17]. برعکس تغذیه جایگزین شیر با پروتئین زیاد (برای مثال 28% CP) برای تسریع رشد در نرخ رایج تغذیه (gr/d 568 – 454)، پروتئین اضافی را برای گوساله‌ها آماده میکند اما برای رشد اضافی استفاده نمیشود، چون انرژی محدود کننده است [17]، در این مورد پروتئین اضافی تخریب میشود و نیتروژن آن از طریق ادرار دفع میگردد [46].

جدول 2-1- انرژی قابل متابولیسم و پروتئین مورد نیاز گوساله 50 کیلوگرمی با نرخ مختلف افزایش وزن بدن تحت شرایط خنثی حرارتی [46]احتیاجات CP
(درصد ماده خشک)احتیاجات DMI
(کیلوگرم بر روز)پروتئین با قابلیت هضم ظاهری (گرم بر روز)انرژی قابل متابولیسم
(مگاکالری بر روز)نرخ افزایش
(کیلوگرم بر روز)3/840/03188/107/1845/07837/220/04/2163/012500/340/07/2378/017370/360/01/2594/022046/480/01/2610/126725/500/1
در بسیاری از مقالات پیشین که 20014 NRC از روی آن ها احتیاجات پروتئینی را مدل سازی کرده است، از حیوانات سنگین (اغلب گوساله‌های شیر پروار) که از شیر کامل یا شیر چربی گرفته شده تغذیه شده بودند، استفاده میشد [34]، بنابراین نرخ تخمین بالاتری را برای انرژی و تخمین پایینتری را برای احتیاجات پروتئینی نشان میدادند [41, 159]. به تازگی آزمایشات مربوط به رشد در دانشگاه ایلینویز و کرنل [41, 156, 22, 17] اطلاعات زیادی را در رابطه با گوساله‌های هلشتاین تغذیه شده از زمان کوتاهی پس از تولد تا پایان وزن بدن 100 – 63 کیلوگرم که با شیرهای جایگزین جدید حاوی پروتئین آب پنیر تغذیه شده بودند، آماده کردند. طبق نتایج معادلات اصلاح شده، مقادیر کمتر برای انرژی قابل متابولیسم و مقادیر بیش تر برای پروتئین خام نسبت به تخمینهای NRC دارند [34]. گوساله‌ها به پروتئین در جیره به عنوان منبع اسید آمینه‌ی ضروری نیاز دارند. مقادیر احتیاجات اسیدهای آمینه‌ ضروری در جدول 2-2 [46] نشان داده شده است. همان‌طور که انتظار میرود پروفایل احتیاجات پیشگویی شده شبیه به مقادیر موجود در شیر کامل گاو می‌باشد. ظاهراً آرژنین در شیر گاو دارای کمبود است ولی خوشبختانه به طور جزئی در گوساله‌های جوان سنتز میشود [166].
جدول 2-2- اسیدهای آمینه‌ ضروری مورد نیاز گوساله 50 کیلوگرمی با نرخ رشد 25/. کیلوگرم در روز در مقایسه با مقادیر موجود در شیر کامل گاو [46].مقدار موجود در شیر گاو
(% of lysine)مقدار موجود در شیر گاو
(g/ 100 g EAA)مقدار نیاز
(% of lysine)مقدار نیاز (گرم در روز)اسید آمینه‌ی ضروری7/316/49/261/2متیونین6/94/15/206/1سیستئین4/410/64/477/3متیونین و سیستئین1005/141008/7لیزین6/562/88/629/4ترئونین7/807/115/618/4والین7/714/106/434/3ایزولوسین3/1193/177/1074/8لوسین1/620/95/380/3تیروزین0/607/84/564/4فنیل آلانین1/1227/179/944/7فنیل و آلانین تیروزین1/338/45/380/3هیستیدین1/444/60/1095/8آرژنین2/175/28/120/1تریپتوفان
2-3-2- اثرات شرایط محیطی بر روی انرژی و پروتئین مورد نیاز گوساله
ناحیه حرارتی خنثی برای گوساله‌های کمتر از 21 روز سن، 25 – 15 درجه سانتیگراد است [135, 9]. در دمای کمتر یا بیش تر از این رنج گوساله‌ها باید مقدار انرژی بیش تری برای نگهداری دمای بدنشان مصرف کنند. برای گوساله‌های بیش تر از سن 21 روزگی، کمترین حد بحرانی دمایی تا حدود 5 درجه سانتیگراد افت میکند، به این معنی که آن ها در دماهای سردتر مقاومتر هستند، چون ترکیبات چربی و پوشش موی بدنشان افزایش مییابد [46]. جدول 2-3 اثرات وزن بدن و دمای محیطی بر روی احتیاجات انرژی قابل متابولیسم نگهداری در گوساله‌هایی با سن کمتر از 21 روز را نشان میدهد. وقتی دمای محیط کاهش مییابد، احتیاجات نگهداری برای انرژی قابل متابولیسم افزایش مییابد. یک گوساله‌ 45 کیلوگرمی در دمای 20- درجه سانتیگراد حدوداً به 725 گرم در روز پودر شیر جایگزین فقط برای رفع احتیاجات نگهداری و نگهداری دمای بدن نیاز دارد (در مقایسه با حدوداً 382 گرم در روز پودر شیر جایگزین تحت شرایط خنثی حرارتی). همین طور استرس حرارتی، انرژی مورد نیاز نگهداری را در گوساله‌ها افزایش میدهد. تخمینهای پایه از روی اطلاعات برای گاوهای مسنتر نشان میدهد که در طول استرس گرمایی احتیاجات نگهداری بین30 – 20 درصد افزایش مییابد [46].