反刍动物蛋白质小肠消化的研究进展
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(一)消化吸收反刍动物真胃和小肠中蛋白质的消化、吸收与非反刍动物类似。
但由于瘤胃微生物的作用,使反刍动物对蛋白质和其它含氮化合物的消化、利用与非反刍动物又有很大的差异。
1.饲料蛋白质在瘤胃中的降解进入瘤胃的饲料蛋白质,经微生物的作用降解成肽和氨基酸,其中多数氨基酸又进一步降解为有机酸、氨和二氧化碳。
瘤胃液中的各种支链酸,大多是由支链氨基酸衍生而来,如缬氨酸转变为异丁酸和氨。
微生物降解所产生的氨与一些简单的肽类和游离氨基酸,又被用于合成微生物蛋白质。
瘤胃液中的氨是蛋白质在微生物降解和合成过程中的重要中间产物。
饲粮蛋白质不足或当饲粮蛋白质难以降解时,瘤胃内氨浓度很低(<50mg/L)。
瘤胃微生物生长缓慢,碳水化合物的分解利用也受阻。
反之,如果蛋白质降解比合成速度快,则氨就会在瘤胃内积聚并超过微生物所能利用的最大氨浓度。
此时,多余的氨就会被瘤胃壁吸收,经血液输送到肝脏,并在肝中转变成尿素。
虽然所生成的尿素一部分可经唾液和血液返回瘤胃,但大部分却随尿排出而浪费掉。
这种氨和尿素的生成和不断循环,称为瘤胃中的氮素循环。
瘤胃液中氨的最适浓度范围较宽(85mg/L-300mg/L),其变异主要与瘤胃内微生物群能量及碳架供给有关。
因此,用氨与发酵有机物质间的关系来表示瘤胃内环境比用最适氨浓度表示更切合实际,瘤胃内每公斤有机物质发酵,微生物可利用近30克以上蛋白质或核酸形式存在的氮。
饲料供给的蛋白质少,瘤胃液中氨的浓度就低,经血液和唾液以尿素形式返回瘤胃的氮的数量可能超过以氨的形式从瘤胃吸收的氮量。
这种进入瘤胃的“再循环氮” 转变为微生物蛋白质,就意味着转移到后段胃肠道的蛋白质数量可能比饲料蛋白质多。
这样,瘤胃微生物对反刍动物蛋白质的供给具有一种“调节”作用,能使劣质蛋白质品质改善,优质蛋白质生物学价值降低。
因此,通过给反刍动物饲粮添加尿素,以提高瘤胃细菌蛋白质合成量已成为一项实用措施;对优质饲料蛋白质进行适当的处理(甲醛处理、包被等),以降低其溶解度,使其在瘤胃中的降解率降低,也是必要的办法。
反刍动物的消化吸收特点一、蛋白质的消化吸收反刍动物真胃和小肠中蛋白质的消化和吸收与单胃动物无差异。
但由于反刍动物瘤胃中微生物的作用,使反刍动物对蛋白质和含氮化合物的消化利用与单胃动物有很大的不同。
1.饲料蛋白质在瘤胃中的降解饲料蛋白质进入瘤胃后,一部分被微生物降解生成氨,生成的氨除用于微生物合成菌体蛋白外,其余的氨经瘤胃吸收,入门静脉,随血液进入肝脏合成尿素。
合成的尿素一部分经唾液和血液返回瘤胃再利用,另一部分从肾排出,这种氨和尿素的合成和不断循环,称为瘤胃中的氮素循环。
它在反刍动物蛋白质代谢过程中具有重要意义。
它可减少食入饲料蛋白质的浪费,并可使食入蛋白质被细菌充分利用合成菌体蛋白,以供畜体利用 (图1)。
图1 反刍家畜体内蛋白质的消化代谢饲料蛋白质经瘤胃微生物分解的那一部分称瘤胃降解蛋白质 (RDP),不被分解的部分叫做非降解蛋白质(UDP)或过瘤胃蛋白。
饲料蛋白质被瘤胃降解的那部分的百分含量称降解率。
各种饲料蛋白质在瘤胃中的降解率和降解速度不一样,蛋白质溶解性愈高,降解愈快,降解程度也愈高。
例如,尿素的降解率为 100 %,降解速度也最快;酪蛋白降解率 90%,降解速度稍慢。
植物饲料蛋白质的降解率变化较大,玉米为 40%,大多可达80%。
常见几种饲料蛋白质的降解率见表1。
表1 几种饲料蛋白的降解率饲料降解率(%) 饲料降解率(%)尿素酪蛋白大麦棉仁粕花生粕10090807065大豆粕苜蓿干草玉米鱼粉606040302.微生物蛋白质的产量和品质瘤胃中80%的微生物能利用氨,其中 26%可全部利用氨, 55%可以利用氨和氨基酸,少数的微生物能利用肽。
瘤胃微生物能在氮源和能量充足的情况下,合成足以维持正常生长和一定产奶量的蛋白质。
用近于无氮的日粮加尿素,羔羊能合成维持正常生长所需的10种必需氨基酸,其粪、尿中排出的氨基酸是摄入日粮氨基酸的3~1 0倍,其瘤胃中氨基酸是食入氨基酸的9~20倍。
用无氮日粮添加尿素喂奶牛12个月,产奶4271 kg;当日粮中20%的氮来自饲料蛋白时,产奶量提高。
2008-2009年反刍动物营养研究进展Ⅲ.蛋白质营养张养东;王加启;赵圣国;卜登攀【摘要】蛋白质营养是生命活动的最基本营养源.反刍动物具有自身特有的消化生理特点,如何合理搭配日粮,优化瘤胃内氮素环境,提高氮素的利用效率,进而提高胃肠道和组织器官的吸收,增加乳产量、乳蛋白产量和改善乳蛋白组分和含量,降低氮素排放对环境的污染等已成为当前反刍动物氮素代谢的热点和重点问题.同时,由于蛋白质资源的日益短缺,精细化饲养模式迫在眉睫.分子生物学技术、血捕管技术和各种组学技术的进步,为深入研究乳蛋白合成底物的转运、利用机制及其机理提供了可能.作者主要从蛋白质如何在消化道内代谢、影响乳蛋白合成的因素等方面对2009年蛋白质营养研究新进展进行综述.【期刊名称】《中国畜牧兽医》【年(卷),期】2010(037)003【总页数】6页(P5-10)【关键词】反刍动物;微生物蛋白;非降解蛋白;降解蛋白;粪尿氮;乳蛋白【作者】张养东;王加启;赵圣国;卜登攀【作者单位】中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京,100193;东北农业大学动物科学与技术学院,哈尔滨,150030;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京,100193;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京,100193;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京,100193【正文语种】中文【中图分类】S816.4蛋白质营养一直是营养研究者研究的重点和热点问题,特别是近年来蛋白质资源短缺和温室效应的加剧,研究者面临着既要生产出满足人类健康需要的畜产品,又要提高氮的利用效率,降低氮素排放对环境污染的双重任务。
因此也推动着蛋白质营养研究向精细化(氨基酸和肽等)、系统化(消化道层次和组织器官代谢层次等)和分子生物学等方向发展。
作者综述了2009年蛋白质营养研究新进展,内容主要涉及氮素循环和影响乳蛋白合成的因素两部分。
由于瘤胃微生物的作用,反刍动物蛋白质代谢显著不同于单胃动物,使得反刍动物蛋白质代谢研究明显滞后于单胃动物。
但随着营养研究方法和手段的不断改进,反刍动物蛋白质的研究取得了很大的进展。
1反刍动物瘤胃降解蛋白(RDP )和过瘤胃蛋白(RUP )由于用粗蛋白质和可消化蛋白质配制日粮,不能反映蛋白质在瘤胃和十二指肠的利用情况,所以提出了瘤胃降解蛋白和过瘤胃蛋白的概念。
一般认为,饲料蛋白质进入瘤胃后,一部分被微生物降解为寡肽、氨基酸和氨,瘤胃微生物再利用发酵生成的挥发性脂肪酸(VFA )作为碳架,并利用瘤胃发酵释放的能量(ATP ),将这部分寡肽、氨基酸和氨连同内源分泌的氨一起又合成微生物蛋白。
这些微生物蛋白连同饲料中非降解蛋白(包括过瘤胃完整蛋白和部分小肽)随食糜进入真胃和小肠,然后又被动物分泌的消化酶分解成小肽或游离氨基酸,供动物机体利用。
反刍动物小肠可吸收氨基酸来源于3个部分,即瘤胃微生物蛋白质、饲料非降解蛋白质(包括小肽)和内源分泌的蛋白质。
微生物蛋白质是小肠吸收氨基酸的主要来源,就多数日粮而言,瘤胃中合成的微生物蛋白约占进入小肠总氨基酸氮的60%-85%(冯仰廉,2004)[1]。
虽然,瘤胃微生物的氨基酸组成变异很小,而且品质优于植物蛋白,仅次于鱼粉和豆粕,在小肠中的降解率高达80%-85%。
但对高产奶牛,必须补充过瘤胃蛋白,以满足其对蛋白质的需要。
2反刍动物限制性氨基酸(LAA)的研究蛋白质营养说到底就是限制性氨基酸的数量和合理配比。
所谓限制性氨基酸是指一定饲料或日粮中的某一种或几种必需氨基酸的含量低于动物的需要量,而且由于他们的不足限制了动物对其它必需氨基酸和非必需氨基酸的利用。
限制性氨基酸及其组成模式是决定反刍动物体内含氮物质反刍动物蛋白质代谢研究进展张乐颖1,2,王加启1,卜登攀1,夏楠1,魏宏阳1,周凌云1(1中国农业科学院北京畜牧兽医研究所动物营养国家重点实验室,北京100094;2河北工程大学农学院)摘要:综述了近年来有关瘤胃降解蛋白(RDP )、过瘤胃蛋白(RUP )以及限制性氨基酸(L AA)、理想氨基酸模式(Ideal Amino Acid Pattern)、小肽(Small Peptide)的吸收机制和特点等在反刍动物营养中的研究应用,以及反刍动物蛋白质代谢与能量的关系。
提高反刍动物饲料蛋白质利用效率的技术途径反刍动物是指能够反刍的动物,例如牛、羊、鹿等。
这些动物的消化系统比较特殊,主要分为四个胃室。
这些胃室中含有大量的微生物,可以帮助反刍动物分解纤维素等难以消化的植物材料,提取能量和养分。
然而,反刍动物对蛋白质的利用效率并不高。
这是因为大部分蛋白质被微生物分解为氨基酸,再被吸收到血液中。
但是,在这个过程中,有很多氨基酸被氨化成氨气,排出体外。
因此,提高反刍动物饲料蛋白质利用效率,是一个值得研究的问题。
以下是几种提高反刍动物饲料蛋白质利用效率的技术途径:1. 给反刍动物补充结合氨基酸结合氨基酸是指将氨基酸化合物与糖类化合物结合起来,形成氨基酸酰基转移酶。
这种化合物可以在反刍动物的小肠中被吸收,提供给动物使用。
因此,给反刍动物饲料中添加结合氨基酸,可以增加动物对蛋白质的利用效率。
2. 使用植物蛋白酶植物蛋白酶是一种可以分解蛋白质的酶类,可以帮助反刍动物更好地利用饲料中的蛋白质。
因此,给反刍动物添加植物蛋白酶可以提高饲料的蛋白质利用效率,同时降低饲料成本。
3. 优化饲料组配对于不同种类的反刍动物,其对蛋白质的利用效率也不同。
因此,需要根据动物的需要和饲料的成分,进行合理的配比。
此外,饲料的陈化和发酵也会影响蛋白质的利用效率,因此需要注意饲料的处理方式。
4. 控制蛋白质摄入量虽然蛋白质是反刍动物的重要营养素,但是过量摄入蛋白质也会降低其利用效率。
因此,需要根据动物的需要和饲料的成分,合理控制蛋白质的摄入量,避免浪费和资源浪费。
总之,提高反刍动物饲料蛋白质利用效率,需要从多个方面入手,对饲料进行科学的组配和处理,同时根据动物的需要和饲料的成分,控制蛋白质的摄入量,以达到最佳的营养效果。