反刍动物蛋白质营养调控新技术
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第十章反刍动物营养实验技术第一节人工瘤胃技术一. 人工瘤胃技术概述人工瘤胃技术是体外研究瘤胃微生物营养与代谢的一类技术方法,又称瘤胃模拟培养法。
由于人工瘤胃技术不受试验动物的限制,可以在常规实验室条件下进行研究,因此得到了越来越广泛的应用。
早期的人工瘤胃技术主要应用于较简单的研究目的。
如Woodman和Evans(1938),通过体外瘤胃发酵证实纤维素在瘤胃内降解的唯一中间产物是葡萄糖,终产物是VFA 和乳酸。
Quin(1943)用体外法研究了不同碳水化合物瘤胃发酵的产气量。
Pearson 和Smith(1943)用体外法研究了瘤胃微生物对尿素的利用等。
McDougall(1948)关于绵羊唾液矿物质组成的研究在人工瘤胃技术发展史上具有重要意义,之后的各种人工瘤胃系统人工唾液的配制均参照了McDougall的研究结果。
早期的人工瘤胃发酵装置比较简单,不少装置仅是在厌氧的条件下对瘤胃液进行简单的培养。
由于发酵产物在系统内的不断积累,这类系统不能用于要求长时间发酵的研究工作,通常有效的发酵时间为12~24小时。
Louw于1949年设计了一套带有透析系统的人工瘤胃装置,将瘤胃液和底物放入渗析袋或半透膜中,然后悬浮在缓冲液内。
该装置在一定程度上将底物和发酵终产物分离开,延长了有效发酵时间。
二十世纪五十年代至六十年代,人工瘤胃技术在牧草有机物和纤维素瘤胃降解研究方面得到了大量应用。
用人工瘤胃技术研究的内容包括不同牧草以及牧草与纯纤维体外降解速度比较;牧草颗粒大小对体外降解速度的影响;体外评定牧草营养价值;用体外牧草发酵测定结果预测体内发酵等。
这一阶段的人工瘤胃装置也趋于复杂,以更加接近瘤胃发酵的真实情况。
如Donfer使用的发酵装置由32个发酵瓶组成,每个发酵瓶的容积为90ml,装入的发酵液容量为50ml。
每个瓶均有进气口和出气口,以每分钟160个气泡的速度向瓶内通入二氧化碳。
二十世纪七十年代,随着反刍动物蛋白质营养研究的深入,人工瘤胃技术开始应用于饲料蛋白质的瘤胃降解率评定。
过瘤胃技术(RPT)在反刍动物饲料业的应用前景过瘤胃技术(RPT)在反刍动物饲料业的应用前景过瘤胃技术(Rumen Protected Techniques)就是将一些营养物质(如蛋白质、氨基酸、脂肪和淀粉等)经过一些技术处理,使其保护起来,减少在反刍动物瘤胃内发酵、降解,而直接进入小肠后再被消化吸收,从而达到提高饲料利用率的目的。
使用过瘤胃技术降低了营养物质在瘤胃中的降解率,增加了其在小肠的消化和吸收,从而提高了这些营养物质的利用率。
1、过瘤胃技术的应用现状过瘤胃技术的目的,是既要保护足够比例的营养物质,不被瘤胃微生物降解而进入小肠,同时又要保护过瘤胃后的营养物质进入小肠后,能在小肠内被有效地消化和利用。
1.1保护蛋白质过瘤胃一般来说,进入瘤胃的蛋白质约有60%被分解,分解的产物是氨、挥发性脂肪酸、二氧化碳和其它含氮物质,其余未被消化的部分则随前胃食糜的运动进入瘤胃后消化,被皱胃和小肠的蛋白酶进一步消化,这部分未被瘤胃微生物分解的蛋白质,称为“过瘤胃蛋白质”。
2001年3月1日我国农业部下发了《禁止在反刍动物饲料中添加和使用动物性饲料的通知》,动物性饲料尤其是肉骨粉、鱼粉、血粉是反刍动物饲料中最常用的过瘤胃蛋白来源,因此肉骨粉、鱼粉、血粉等动物性饲料的禁用提高了反刍动物饲料配方技术的难度,于是动物营养和饲料加工研究者们设法寻求技术上的替代措施。
1.2 保护胆碱过瘤胃奶牛需要胆碱形成体内某些磷脂,胆碱是乙酰胆碱的前体物质。
胆碱作为甲基的供给体在肝脏合成脂肪,然后又从肝脏输出用作能量源。
因而可减少形成脂肪肝的威胁。
在日粮中添加过瘤胃保护胆碱,能够促进奶牛泌乳,提高产奶量,并有可能提高乳脂率。
研究者们(Bonomi et a1,1996)已经证实:饲喂三个不同水平的RPC (Rumen-Protected Choline )(2克、6克、10克)或饲喂10克未进行保护处理的胆碱(氯化胆碱)能影响乳产量和其组成。
反刍动物饲料间的组合效应及调控技术反刍动物的能量需要以及不同饲料满足这种需要的程度是动物营养学家们必须首先了解的,它有助于我们准确地进行日粮配合以及生产体系的优缺点,而在现行的饲养体系中,饲料中的能值是被看作具有可加性来使用的,它假设饲料营养成分之间无相互影响,加工与混合也不引起营养成分利用率的改变,各个饲料的能值是稳定的。
而越来越多的事实表明日粮采食水平、蛋白含量和饲养水平会改变单个饲料的消化率,当然也就改变了饲料的能量利用效率。
其实早在19世纪末,德国学者Forbes 1931就首次提出混合饲料的非加性效应或组合效应这一术语,他们发现一种饲料的净能在喂牛时随日粮的组成而变化,并于1933年进一步提出单个饲料的净能值,在很大程度上取决于与其配合的其它饲料。
当某日粮的表观消化率不等于组成该日粮的各饲料消化率的加权和时就意味着产生了组合效应,但是必须指出,尽管某些饲料配合后其营养价值提高了,如在粗料中补加一些蛋白饲料时,粗饲料的消化率和采食量提高的现象是缓解了营养素的缺乏而不是组合效应,Gill等1993认为衡量组合效应的指标应包括采食量的变化,这突破了组合效应仅仅限于非加性的传统界限,并提出日粮配合中的组合效应实质上应指来自不同饲料的营养物质间的整体效应,并应包括营养因素与非营养因素或措施之间的互作效应。
反刍动物饲料间存在组合效应是对已往饲养体系的挑战卢德勋,1993,康奈尔净碳水化合物和净蛋白体CNCPS充分考虑了饲料间的互作,是一种科学的动态和系统。
1.组合效应产生的原因:当在某一日粮中加入少量易降解的碳水化合物如淀粉或葡萄糖时,纤维消化率提高,但当易降解碳水化合物加入量增大时,日粮中粗料的消化率就会降低,这是最常见的组合效应Mould 1988,淀粉消化的下降也被看作为引起组合效应的一个重要因素,尤其是玉米用作精料时更明显。
为证实是否存在组合效应,科研人员研究了许多种饲料饲喂反刍动物。
这些日粮所提供的营养水平对组合效应的产生似乎有很大的影响,当日粮的营养水平高于维持能量需要时,才产生组合效应。
反刍动物过瘤胃蛋白保护技术研究与综述名称的标记,37~C培养24小时为一代.每代培养后, 均用原抗菌药敏纸片作药敏试验,直至细菌对已耐药的中草药药物敏感性最大程度的恢复,即可停止继代培养,并记录试验结果.敏感性恢复结果见表5. 表5敏感性恢复结果注:判定标准.纸片抑菌直径小于1O毫米为低敏,纸片抑菌直径大于等于1O毫米而小于15毫米为中度敏感,纸片抑菌直径大于等于15毫米为高度敏感.3讨论试验结果表明,复方中草药方剂由于抗菌成份复杂,大肠杆菌很难对其适应,不产生耐药性,单味中草药抗菌成分少于复方,能产生一定的耐药性.中草药产生耐药性后,停药一段时间后能较快的恢复敏感性.在抑菌试验中可以看出,复方中草药比单剂中草药用量小,筛选出的大多数复方中草药药液抑菌浓度在l0原药液浓度,单味方药的抗菌浓度为l0. 原药液浓度,根据禽的消化生理特点,以口服吸收率 50%计,折算为复方制剂口服量至少为0.2/千克,单味方药口服量至少为2克/千克.中草药的副作用和残留作用小,来源丰富,价格低廉,抗菌效果稳定,能综合性调节动物机体内环境,适于在养禽中进一步广泛推广应用.反刍动物过瘤胃蛋白保护技术姜成赵小彦母立华迟玉东2(1.黑龙江省农垦总局齐齐哈尔分局161005,2.黑龙江省克山农场161621)摘要反刍动物所需营养中蛋白质来源有两个,一是通过微生物降解合成的茵体蛋白,一是过瘤胃蛋白,而日粮中绝大多数蛋白质在瘤胃内被降解浪费掉了,只有过瘤胃蛋白能够在小肠内被充分地消化吸收.因此,为了增加过瘤胃蛋白比例,提高饲料的利用率,就目前饲料蛋白的各种保护技术和效果进行了阐述.关键词反刍动物;饲料蛋白;瘤胃1加热处理保护饲料蛋白加热可导致蛋白质变性,使疏水基团更多的暴露于蛋白质分子表面,使蛋白质溶解度降低,从而降低蛋白质在瘤胃中的降解率.试验表明,大豆饼经过 144~C热处理后,其溶解度由70%降至40%,用以饲喂幼牛,增重提高达50%,其他饼粕亦有同样的效果.国外有人用全脂膨化大豆饲喂泌乳初期高产奶牛,发现饲喂处理组奶牛产奶量比不处理组的高,产奶高峰期出现却比不处理组迟,饲喂处理大豆奶牛的产奶量优势随试验进行而增加,并且处理组可明显提高乳脂率.有人干热处理豆饼发现,干热处理豆饼的瘤胃非降解氮量与处理温度呈直线相关(P< 0.05),处理温度越高其饲料蛋白质在瘤胃中降解越少.与不处理豆饼相比,当处理温度为ll5?,130? 和145?时,其蛋白质在瘤胃中非降解氮分别提高 14.7%,29.7%利47.3%.加热处理是保护饼j作者简介:姜成(1964一),男f面养殖技术顾问2007.10质过瘤胃很有高级兽医师,本科.效的方法,但随处理温度,湿度,时间,压力等的不同而产生不同效果,如果处理的温度,时间,压力控制不当常伴有副作用,如蛋白质在小肠内消化率下降, 一些氨基酸遭到破坏等.2化学处理保护饲料蛋白2.1甲醛保护饲料蛋白甲醛还原性强,可使蛋白质分子的氨基,羧基, 巯基发生烷基化反应,使其溶解度降低,并在酸性条件甲醛与蛋白质反应可逆,从而使被保护蛋白质在瘤胃降解率下降在瘤胃后消化道中由于pH值降低而与甲醛分开,被蛋白酶所消化.国外有人报道用甲醛处理酪蛋白能增加产毛量和氮沉积;用甲醛处理的含硫氨基酸能增加体重和产毛量;用甲醛处理大豆粉时发现,当甲醛用量为粗蛋白的0.4%,瘤胃蛋白质降解率明显降低,而用量从0.4%增加到0.8%时, 降解率下降不明显(P>0.05).研究表明,甲醛对生豆饼的处理具有明显的保护作用,当甲醛水平为研究与综述0.6%能提高进入十二指肠食糜非氨态氮,过瘤胃蛋白氮产量及氮的沉积率,而对微生物氮产量及氮在瘤胃的消化率无显着影响.研究结果表明,甲醛浓度越大对蛋白质在瘤胃中免于降解的保护性越高,但过高浓度的甲醛对蛋白质会产生过度保护以致影响蛋白质在后段消化道的消化.据报道,有人发现用2 克,千克DM甲醛处理可大幅度降低豆饼干物质和粗蛋白在瘤胃中的降解率,而基本上不影响其在真胃和小肠中的消化,如果甲醛用量超过2克,千克 DM可能会造成过保护.2.2单宁保护饲料蛋白国外有人研究认为,单宁与蛋白质的反应有两类,一类是水解反应,在真胃酸性条件下可逆,易被家畜消化利用;另一类是不可逆的缩合反应,其降低了饲料适口性,抑制酶和微生物的活性,与蛋白质形成不良的复合物,消化率降低.但对反刍动物无不良后果,反而有利于预防膨胀.有人发现,饲喂含单宁的日粮,蛋白质的消化率随日粮中单宁浓度的增加而减少.将单宁作为过瘤胃蛋白保护剂添加到不含单宁的饲料中时,加入剂量以3%为宜,单宁有酸涩味,过多的加入会降低饲草的适口性.2.3氢氧化钠保护饲料蛋白有人用氢氧化钠处理豆饼和菜籽饼,发现3%的处理水平效果最佳,使蛋白质的降解率减少了2.11, 2.37倍,并且对氨基酸的组成没有不利影响.还发现氢氧化钠处理的大豆饼使犊牛的氮沉积改善,奶牛泌乳初期产奶量显着增加,饲料效率和蛋白质利用率提高.用氢氧化钠处理豆饼饲喂公犊和泌乳母牛, 发现豆饼含氮化合物消化率提高,犊牛氮沉积增加, 泌乳母牛的产奶量,校正乳固形物产量及蛋白质利用率比喂未处理豆饼日粮的母牛高.2.4其他物质保护蛋白国外有人提出两种保护蛋白质方法:一是用锌处理豆饼,随着锌浓度的提高,处理效果也提高,但到1.5%时为最佳,继续增加锌浓度会产生副作用;另一种是非酶促褐化技术,有试验表明用此技术处理豆粕时,发现过瘤胃蛋白含量比对照组增加了2.5 倍.有人研究表明,用70%的乙醇处理豆饼,其蛋白质在瘤胃内的降解率显着低于未处理豆饼.70%的乙醇80?处理豆饼或70%乙醇热压处理豆饼比单一乙醇处理要降低6.6%.70%丙醇80?处理豆饼和70% 乙醇80?处理豆饼其蛋白质的溶解度比不处理豆饼,70%乙醇23?处理豆饼及80?热处理豆饼要低(P<0.05).结果表明,丙醇和乙醇类似,对蛋白质有一定的保护作用,且丙醇比乙醇处理效果好. 3物理包被保护饲料蛋白3.1白蛋白包被保护饲料蛋白全血,乳清蛋白,卵清蛋白等富含白蛋白的物质能对蛋白质起到保护作用,白蛋白在饲料颗粒外能形成一层保护壳,防止易溶蛋白在瘤胃内的扩散溶解,从而降低了被保护的蛋白质饲料在瘤胃内的降解.国外有人用全血撒到蛋白质补充料上在100?下干燥,发现其在瘤胃内氮的消失率显着下降,随着全血用量的增加氮的消失率显着降低.有人用全血处理豆饼发现其最佳处理为每千克干物质1.5升,氮进食量和氮沉积显着增加.据报道,简单鲜血处理对大豆粉瘤胃消失率无显着影响,但当与0.6%甲醛混合使用时,可明显提高甲醛的保护效果,其中30%的鲜血与0.6%甲醛复合处理是较理想的保护措施. 3.2化合物,聚合物包被保护饲料蛋白依据瘤胃与皱胃液pH值差别,把饲料用一些在中性或弱酸性条件下不溶解而在强酸条件下能溶解或崩解的材料包裹起来.最近据欧美等国试验,用蛋氨酸涂以牛脂硬化油并掺合分解剂脱乙酰甲壳质制剂,给奶牛每头每日在饲料中添加50克,可提高产奶量4.9%,并能诱发不发情的奶牛发情,提高繁殖力.4生物学调控保护饲料蛋白利用生物学技术选择性的控制瘤胃代谢,可使饲料蛋白得以保护.国外研究人员认为,抗生素能够降低微生物分解蛋白质的活性.瘤胃素可以改变瘤胃微生物群体组成和关键酶活性而影响瘤胃发酵过,减少甲烷产生,抑制蛋白质降解,改善程,增加丙酸饲料利用率.国外有人用瘤胃素添加剂饲喂小公牛表明,瘤胃素的添加显着降低细菌氮的流量,增加小肠饲料氮量,可能是瘤胃解朊作用降低而节省饲料蛋白质..5调控瘤胃外流速度保护饲料蛋白瘤胃外流速度影响着降解率,瘤胃外流速度加快,日粮在瘤胃内停留时间短,其蛋白质降解率下降.影响外流速度的因素很多,其中日粮结构和饲养水平影响较大,尤其是日粮的精粗比,随着精粗比的升高,外流速度加快,蛋白质的降解率下降.同时家畜生理因素如粒的大小和密J科削『,'搋述J曼,叫科也有影响.丽养殖技术顾问2007.10。
蛋白质在反刍动物体内的消化代谢一、反刍动物对蛋白质的消化、吸收和代谢(一)消化1.瘤胃 微生物消化,约占摄入蛋白质的70%(40-80%),其余部分(30%)进入真胃和小肠消化。
CP----肽、AA----NH3、CO2、VFA(挥发性脂肪酸)MCP(微生物蛋白)2.真胃和小肠方式与产物:与单胃动物相同底物:与单胃动物不同。
主要是微生物蛋白(MCP)和瘤胃降解蛋白(RDP)。
3.大肠 与单胃动物相同(二)吸收1. 瘤胃 吸收NH 3---肝门静脉----肝脏(尿素)----肾脏---尿(三)代谢 与单胃动物相同2. 小肠 与单胃动物相同,氨基酸来自MCP和RDP 菌体蛋白口腔瘤胃NH 3肝脏尿素排出体外机体利用饲料Pr①③②意义:减少食入饲料Pr的浪费,使食入饲料Pr被细菌反复利用合成菌体Pr。
瘤胃氮素循环二、反刍动物对粗蛋白质的消化代谢特点1、蛋白质消化吸收的主要场所是瘤胃,靠微生物的降解,其次是在小肠,在酶的作用下进行。
2、反刍动物不仅能大量利用饲料中的蛋白质,而且也能很好地利用氨化物。
3、饲料蛋白质在瘤胃进行较大改组,通过微生物合成饲粮中不曾有的氨基酸。
4、反刍动物的小肠可消化蛋白质来源于瘤胃合成的微生物蛋白质和饲料过瘤胃蛋白质。
5、瘤胃微生物蛋白质品质好,仅次于优质动物蛋白质,与豆饼、苜蓿叶蛋白质相当,而优于大多数谷物蛋白质。
三、反刍动物对NPN的利用微生物(CH 2O )n VFA+酮酸+ATP 尿素 NH 3 + H 2O + CO 2 微生物NH 3+酮酸(碳架)+ATP (能源) MCP微生物四、反刍动物对必需氨基酸的需要五、过瘤胃蛋白的保护技术1、物理处理法青草干制、热处理2、化学处理法利用化学药品、甲醛处理法3、包理法用某些富含抗降解蛋白质的物质或某些脂肪酸包埋饲料蛋白质。
反刍家畜营养研究创新思路一、饲料配方优化优化饲料配方是反刍家畜营养研究的重要方向。
在饲料配方中,要考虑不同饲料原料的营养成分、消化率、成本等因素,通过合理的搭配,提高饲料的营养价值和适口性。
此外,应关注新型饲料资源的开发利用,如微生物蛋白、酶制剂等,以丰富饲料来源,降低饲养成本。
二、消化生理机制深入研究反刍家畜的消化生理机制有助于更好地了解其营养需求特点。
反刍家畜的消化过程复杂,包括物理咀嚼、胃酸消化、微生物发酵等多个阶段。
通过对消化生理机制的研究,可以更准确地掌握各阶段营养物质的消化吸收情况,为饲料配方的制定提供科学依据。
三、能量需求研究能量是反刍家畜生长、繁殖和维持生命活动所必需的。
在研究反刍家畜能量需求时,应考虑不同生长阶段、生理状态下的能量需求差异,以及环境温度、运动量等影响因素。
此外,应关注能量与其他营养物质之间的相互关系,如碳水化合物、脂肪和蛋白质对能量代谢的影响。
四、蛋白质利用效率提高蛋白质利用效率是反刍家畜营养研究的重要目标。
在饲料配方中,要合理搭配不同来源的蛋白质,以实现营养均衡。
此外,通过添加限制性氨基酸、酶制剂等手段,可以提高蛋白质的消化率和利用率。
同时,关注新型蛋白质资源的开发利用,如微生物蛋白、昆虫蛋白等。
五、矿物质与维生素营养矿物质和维生素是反刍家畜正常生长和繁殖所必需的。
在饲料配方中,应保证足够的矿物质和维生素供应。
同时,关注矿物质和维生素之间的相互作用关系,以及环境因素对它们的影响。
例如,高温环境下,维生素的损失率会增加,应采取措施降低这种影响。
此外,要合理使用矿物元素和维生素预混料,以提高反刍家畜的生产性能和健康水平。
反刍动物小肠氨基酸酸平衡与调控近年来反刍动物蛋白质新体系的研究向数量化、模型化发展,重点转向小肠吸收氨基酸的配比及其平衡关系的研究。
反刍动物小肠氨基酸供应量及其模式是影响氨基酸在动物体内吸收和利用效率的重要因素,也是氨基酸平衡调控的主要目标(王洪荣,1998)。
小肠内氨基酸充足的供应和平衡的模式,可降低粗蛋白质进食水平,提高氮利用率,减少向环境中排放的氮量。
反刍动物小肠可吸收氨基酸主要来源于3个部分:瘤胃微生物蛋白质、饲料非降解蛋白质(包括小肽)和内源分泌的调控也主要集中在这几方面,但要在氨基酸需要模式建立后才能进行有目标的调控。
1 氨基酸平衡模式近年来理想氨基酸平衡模式已在猪和家禽日粮配合中得到广泛的应用,降低了日粮中蛋白质的用量,提高了饲料的利用效率(Wang 和Fuller,1989;Baker等,1993)。
但由于反刍动物瘤胃微生物对日粮蛋白质的作用和很难把微生物合成蛋白从日粮蛋白质中分离开来,所以我们很难准确评定动物的营养需要量。
另外,我们不能用纯蛋白质或氨基酸日粮来做平衡饲养试验,加之反刍动物日粮的组成变化极大,很难评估其生物学价值。
致使饲养者无法在日粮原料中应用氨基酸模式直接进行反刍动物日粮配合。
随着瘘管技术、灌注技术、血插管技术和同位素示踪技术等反刍动物营养研究手段的发展,为反刍动物氨基平衡模式的研究,提供了有利的工具(D,Mell,1994)。
另外在把反刍动物理想氨基酸模式研究中也取得了相当的进展,为反刍动物氨基酸需要量确立提供了理论基础。
尤其是卢德勋(1997)提出了总代谢氨基酸的新概念,结合前胃和肠道吸收进入肝济门静脉血液的肽和氨基酸的总量,第一次将瘤胃和肠道吸收联系起来,能够更精确地反映整个机体的代谢蛋白质,可作为蛋白质和氨基酸营养整体比较理想的指标。
加之计算机技术和预测模型的发展,配方师通过日粮配合来控制小肠氨基酸供应以满足动物氨基酸需求将成为可能。
2 微生物蛋白的调控:微生物蛋白是通过胃区流入小肠的蛋白质主要来源。
反刍动物蛋白质的吸收一、反刍动物消化系统反刍动物消化系统包括口腔、食道、胃、肠等部位,以及与消化相关的酶和微生物。
口腔负责初步消化,通过咀嚼将食物与唾液混合,促进食物软化。
食道将食物送入胃部,胃部分泌胃酸和胃酶,对食物进行进一步消化。
食物经过胃的消化后进入肠道,肠道内的酶和微生物继续分解食物中的营养成分。
二、蛋白质在反刍动物体内的消化过程蛋白质在反刍动物体内的消化始于口腔,通过咀嚼将蛋白质分解成较小的肽链和氨基酸。
这些肽链和氨基酸在胃酸和胃酶的作用下进一步分解,形成更小的分子。
这些小分子透过胃壁进入小肠,在小肠中,胰蛋白酶和肠激酶等酶进一步分解蛋白质,使其成为能够被吸收的氨基酸。
三、蛋白质在反刍动物体内吸收的主要场所蛋白质在反刍动物体内的吸收主要发生在小肠中。
小肠绒毛上皮细胞负责将氨基酸吸收进入体内。
此外,肝脏和肾脏也会吸收一部分氨基酸。
四、影响反刍动物体内蛋白质吸收的因素1. 饲料种类:不同种类的饲料蛋白质消化率不同,直接影响蛋白质的吸收。
2. 饮水量:饮水不足会影响反刍动物的消化和吸收功能。
3. 肠道菌群:肠道菌群影响食物的消化和吸收,菌群失调会影响蛋白质的吸收。
4. 饲养环境:饲养环境对反刍动物的消化吸收也有影响,如温度、湿度等。
五、反刍动物体内蛋白质吸收的生理意义反刍动物体内蛋白质的吸收对于维持机体的正常生理功能和生长发育具有重要意义。
吸收的氨基酸用于合成机体组织、器官、激素等,同时也是机体能量代谢的重要来源。
六、蛋白质在反刍动物体内的利用效率蛋白质在反刍动物体内的利用效率取决于多种因素,包括饲料蛋白质质量、反刍动物的生理状态、饲养环境等。
一般来说,优质蛋白质的利用效率较高,而劣质蛋白质的利用效率较低。
此外,反刍动物的生理状态和饲养环境也会影响蛋白质的利用效率。
七、提高反刍动物体内蛋白质利用率的途径1. 优化饲料配方:通过合理搭配饲料,提高饲料中蛋白质的消化率和利用率。
2. 添加适宜的添加剂:如添加氨基酸、维生素、矿物质等,促进蛋白质的吸收和利用。
反刍动物蛋白质消化代谢特点反刍动物是一类特殊的哺乳动物,包括牛、羊、鹿等。
它们具有特殊的消化系统,能够有效地消化纤维素和蛋白质。
这种消化系统的特点主要体现在反刍动物的胃部结构和微生物共生关系上。
反刍动物的胃部结构非常特殊。
它们的胃分为四个部分:瘤胃、网胃、书胃和瓣胃。
其中,瘤胃和网胃是反刍动物消化系统的关键部分。
瘤胃是一个巨大的发酵室,容纳了大量的微生物。
这些微生物通过发酵作用将纤维素分解成可被动物吸收利用的简单碳水化合物。
网胃则起到了细化纤维素的作用,将纤维素颗粒分解为更小的颗粒,方便微生物对其进行发酵。
反刍动物依靠微生物共生关系来消化纤维素和蛋白质。
反刍动物的瘤胃中寄生着大量的微生物,包括细菌、真菌和原生动物等。
这些微生物能够分解纤维素和蛋白质,将其转化为有机酸、气体和微生物蛋白等物质。
微生物蛋白是反刍动物蛋白质来源的重要部分,它们能够被反刍动物吸收利用。
同时,微生物共生还能够合成维生素B群和维生素K等对反刍动物生长发育非常重要的营养物质。
由于反刍动物的胃部结构和微生物共生关系的特殊性,它们对蛋白质的消化代谢也具有一些特点。
首先,反刍动物的胃部环境酸碱度较低,有利于蛋白质的降解和消化。
其次,微生物能够分解蛋白质,将其转化为氨基酸和微生物蛋白。
这些氨基酸和微生物蛋白可以被反刍动物吸收利用,提供生长发育所需的营养。
反刍动物的蛋白质消化代谢具有以下特点:胃部结构特殊,包括瘤胃和网胃,为纤维素的消化提供了条件;微生物共生关系丰富,微生物能够分解纤维素和蛋白质,提供可被反刍动物吸收利用的物质;胃部酸碱度适宜,有利于蛋白质的降解和消化;肠道吸收能力强,能够充分吸收蛋白质产物。
这些特点使得反刍动物能够高效地消化纤维素和蛋白质,提供充足的营养物质,适应了以植物纤维为主食的生活方式。
反刍动物对蛋白质的吸收这些草在瘤胃里开始发酵,细菌和微生物在里面开派对,真是热闹!这些小家伙帮助反刍动物把难以消化的纤维素分解开。
想象一下,这就像一个厨房,厨师们正在忙着做一顿丰盛的晚餐。
经过一段时间,这些草被分解得差不多了,反刍动物就会把食物吐出来,再次咀嚼。
这个过程可真有趣,想想它们在“吃”自己吃过的东西,简直就像是在重新审视一份旧菜单,哈哈。
咀嚼完后,这些草又被吞下,进入下一个胃——叫做“网胃”。
这里的工作是更进一步地处理食物,把它变得更加细腻。
接着就到“瓣胃”,这里就像是个高效的过滤器,吸收营养成分。
食物到达“真胃”,在这里,它们彻底消化,最终吸收蛋白质等重要营养。
听起来复杂,但反刍动物却把这个过程玩得游刃有余。
我们再说说反刍动物对蛋白质的吸收吧!它们吃的草虽然看起来毫无营养,但经过细菌的帮助,草里的蛋白质被转化成了更容易吸收的形式。
就像是把硬币变成了纸币,方便多了。
这样一来,它们不仅能获取植物中的能量,还能吸收丰富的蛋白质。
这也就是为什么反刍动物能在草原上长得那么壮实,真的是让人羡慕。
说到这里,不禁让我想起了人类和反刍动物的差异。
我们吃得多元化,吃肉、吃菜、喝奶,什么都有,而它们却是一心一意对草情有独钟。
可怜的小草们被反刍动物翻来覆去,真是没什么脾气。
可是,正因为这些家伙的辛勤工作,草原才会生机勃勃。
想想如果没有反刍动物,草原上会不会变得枯黄、单调,真是不可想象啊!反刍动物的消化系统让它们成为生态系统的重要一环。
它们不仅是草原的“清道夫”,还帮助草原保持平衡。
细菌们可真是默默无闻的英雄,让这些动物能更好地吸收营养。
它们的存在让整个生态链条都充满活力,这种神奇的自然现象,真的是让人感叹不已。
所以,下次你看到一只悠闲的牛在草地上吃草时,别只盯着它的嘴,想想它那神奇的消化系统吧。
它们是如何把草变成能量和蛋白质的。
没准你会觉得它们比你想象中要聪明多了。
哎,反刍动物,真是一群不折不扣的“草食高手”!这背后是大自然的智慧,也是我们在饮食上值得学习的地方。
非蛋白氮(npn)在反刍家畜中的合理利用随着畜牧业的发展,反刍家畜对非蛋白氮的需求不断增加。
然而,在过去的一段时间里,农民们通常会采用过度提供蛋白质或其他燃料的方式来满足畜牧业的需求,却忽略了很多其他的因素。
非蛋白氮(NPN)是指在有机物中不含肽键的氮化合物,如尿素和氨化剂等。
与蛋白氮不同,它们不能满足反刍家畜需要的全部无机氮。
然而,在一定范围内,非蛋白氮可以代替蛋白质提供氨基酸,以满足反刍家畜的最低需求。
非蛋白氮在反刍家畜中的利用需要特别谨慎,主要包括以下几个方面:1、非蛋白氮的使用需要根据畜牧业的实际需求进行合理的计算。
过度的无机氮会对反刍动物的生长和健康产生不良影响。
因此,我们必须在适当的范围内提供必需的无机氮,避免过量灌注无机氮。
2、非蛋白氮主要被微生物使用,所以一定要注意反刍动物肠道中微生物的生长情况。
我们可以通过合理的氮素配比来控制肠道中微生物的生长,这样就可以减少反刍动物的损失。
3、尽管我们需要提供非蛋白氮,但我们必须记住蛋白质的重要性。
蛋白质在反刍动物的生长和发育中起着至关重要的作用,它们提供了许多必需的氨基酸,因此在使用非蛋白氮时要注意合理得到补充。
4、当我们使用非蛋白氮时,必须牢记反刍动物的特殊情况。
即使我们需要提供无机氮,我们仍然必须注意各个肠段之间的平衡。
例如,反刍动物无法将氧化脲完全转化成氨基酸,因此,我们必须通过合理的配比来保护他们切实的健康。
在使用非蛋白氮时,我们必须记住,任何一种饲料或营养补给并不能完全满足反刍动物的需求,因此我们需要谨慎地考虑到这些问题,将之应用到饲料配方中,从而实现对反刍动物健康成长的保护。
总之,我们需要合理而谨慎地利用非蛋白氮,符合反刍动物特殊的生理和营养需求。
通过科学的配方和合理的使用,我们可以提高反刍物畜牧产业的效益,促进农村的经济和社会发展。
反刍动物的营养物质代谢分析对反刍动物的三大营养物质的代谢机理进行了分析论述,探讨三大营养物质对反刍动物机体合成的重要性。
标签:反刍动物;营养物质反刍动物最大的特点就是借助瘤胃內栖居的厌氧微生物利用日粮蛋白降解产生的氨、肽和氨基酸作为氮源、利用日粮有机物发酵产生的挥发性脂肪酸(VFA)和ATP分别作为碳架和能量合成微生物蛋白(MCP)。
MCP是反刍动物最主要的氮源供应者,能提供蛋白需要量的40%-80%),MCP合成需要各种营养物质的供应,包括碳水化合物、维生素、微量及常量元素等,而维持微生物生长最主要的营养源是能量和蛋白质。
了解瘤胃MCP合成的因素对于进一研究动物营养调控技术有十分重要的意义。
1 反刍动物的定义反刍是指进食经过一段时间以后将半消化的食物返回嘴里再次咀嚼。
反刍动物就是有反刍现象的动物,通常是一些草食动物,因为植物的纤维是比较难消化的。
反刍动物的消化分两个阶段:首先咀嚼原料吞入胃中,经过一段时间以后将半消化的食物反刍再次咀嚼。
反刍动物在解剖学的共同特征是均为偶蹄类。
反刍动物的胃分为四个胃室,分别为瘤胃、网胃、重瓣胃和皱胃。
前两个胃室(瘤胃和网胃)将食物和胆汁混合,特别是使用共生细菌将纤维素分解为葡萄糖。
然后食物反刍,经缓慢咀嚼以充分混合,进一步分解纤维。
然后重新吞咽,经过瘤胃到重瓣胃,进行脱水。
然后送到皱胃。
最后送入小肠进行吸收。
2 三大营养素的代谢机理2.1 反刍动物对蛋白质的消化机理及研究热点反刍动物真胃和小肠中蛋白质的消化吸收与单胃动物类似。
但由于瘤胃微生物的作用,使反刍动物对蛋白质的消化、利用与单胃动物又有很大的差异。
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。
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。
如果饲喂的蛋白质含量过高,降解的氨会在瘤胃积聚并超过微生物所能利用的最大氨浓度,多余的氨会被瘤胃壁吸收,经血液输送到肝脏,并在肝中转变成尿素。
动物营养反刍动物蛋白质营养调控新技术中国科学院长沙农业现代化研究所 谭支良 黄瑞林 反刍动物蛋白质营养研究已有100多年的历史,随着反刍动物蛋白质营养领域应用研究方面的不断深入与发展,反刍动物日粮中蛋白质的营养调控技术也日趋成熟。
本文将从消化道和组织两个层次就反刍动物日粮中的蛋白质营养调控新技术进行阐述。
1 反刍动物蛋白质代谢特点反刍动物的蛋白质代谢,因受瘤胃发酵的影响,其蛋白质消化代谢与单胃动物明显不同。
一般认为,当饲料蛋白质被采食进入瘤胃后,一部分被微生物降解为寡肽、氨基酸和氨,瘤胃微生物可以利用发酵生成的挥发性脂肪酸作碳架,并利用发酵释放的能量(ATP),将部分寡肽、氨基酸和氨又重新合成微生物蛋白质;另一部分则未被瘤胃微生物降解(包括完整过瘤胃蛋白质和部分小肽)。
这两部分蛋白质可以随食糜流动进入真胃和小肠,然后被动物分泌的消化酶分解成小肽或游离氨基酸,供动物机体吸收和利用。
可见,进入反刍动物小肠的可吸收氨基酸来源于瘤胃微生物蛋白质(MCP)、饲料中非降解蛋白质和内源性蛋白质三部分。
由于瘤胃的存在,使得反刍动物蛋白质代谢变得非常复杂。
随着对反刍动物蛋白质营养研究的不断深入与发展,人们发现传统的粗蛋白质或可消化蛋白质体系,不能反映反刍动物蛋白质消化代谢的实质与特点。
世界各国动物营养学家亦普遍认识到了传统蛋白质体系存在的缺陷进入20世纪70年代,随着瘘管技术、食糜流通量测定技术和同位素示踪技术的应用与发展,为深入研究反刍动物蛋白质营养提供了重要手段。
经过各国动物营养学家的艰苦探索,七、八十年代,各国已经基本建立起本国的蛋白质新体系,如英国的降解与非降解体系、法国的小肠可消化蛋白质体系、北欧国家的小肠可吸收氨基酸与瘤胃蛋白质平衡体系、美国的吸收蛋白质体系、德国的十二脂肠粗蛋白质体系、澳大利亚的离开真胃的表观消化蛋白质体系、荷兰的小肠可消化蛋白质体系和中国的小肠可消化蛋白质体系。
随后美国康奈尔大学的科学家提出了净碳水化合物和蛋白质体系,他们将碳水化合物营养和蛋白质营养结合起来考虑,用动态模型来描述瘤胃发酵,并预测进入小肠氨基酸的数量。
这些新体系的建立,为对反刍动物蛋白质和能量营养实施优化组合调控奠定了良好的基础。
2 与反刍动物蛋白质代谢密切相关的因素影响反刍动物蛋白质代谢的因素主要有:1)瘤胃微生物发酵与微生物蛋白质的合成;2)过瘤胃饲料蛋白质的氨基酸组成;3)瘤胃微生物氨基酸的组成;4)进入小肠氨基酸的数量;5)微生物蛋白和过瘤胃饲料蛋白的消化与吸收;6)寡肽的吸收与利用。
3 反刍动物蛋白质代谢的营养调控技术3.1 基于粗蛋白质水平的营养调控技术 其本质是指建立在降解和非降解蛋白以及可吸收蛋白质新体系基础上的营养调控技术。
冯仰廉(1985)提出了瘤胃能氮平衡的概念和应用方法,即:瘤胃能氮平衡=用可利用能估测的MCP-用瘤胃降解蛋白估测的MCP。
如果瘤胃能氮平衡的结果为零,则表明平衡良好;如为正值,则说明能量多余,这时应增加瘤胃降解蛋白(RDP);如为负值,则说明应增加能量,使之达到日粮的能氮平衡。
谭支良等(1998)的研究结果表明,在绵羊1.2倍维持饲养水平条—12—中国饲料 2000年第9期DOI:10.15906/ 11-2975/s.2000.09.007件下,当日粮中的过瘤胃蛋白(UDP)与RDP的比例为0.5~0.7时,对绵羊瘤胃的发酵调控最为理想,有利于纤维物质的降解;研究还证明当日粮中的氮源,为降解率较高的蛋白质饲料(如豆饼)时,不利于粗饲料在瘤胃内的发酵降解。
由此可见,在反刍动物日粮设计时,必须考虑UDP与RDP的比例,在保证满足瘤胃微生物对可降解氮源需要的前提下,采取一些过瘤胃保护技术(如甲醛处理、血粉包被技术),使日粮中的蛋白质尽量安全通过瘤胃而进入真胃及后肠道,提高蛋白质饲料的利用效率。
3.2 基于氨基酸水平的营养调控技术 其实质是指建立在小肠可消化氨基酸新体系基础上的营养调控技术,前提是必须对瘤胃微生物氨基酸、饲料UDP中氨基酸的组成、数量及其在小肠的消化率,有一个准确的了解。
谭支良等(1998)的研究表明,绵羊日粮中添加鱼粉会提高瘤胃内丙酸的浓度,降低乙酸浓度,提高粗饲料在瘤胃内的动态降解率,其原因可能是鱼粉本身氨基酸平衡度较好而且含有活性肽所致,可见瘤胃和小肠内的氨基酸平衡对于反刍动物是多么重要。
目前比较理想的调控途径是,在业已确定了反刍动物不同氮源日粮条件下的瘤胃微生物蛋白产量、过瘤胃饲料蛋白质数量、进入十二指肠的总氨基酸组成模式以及它们各自的消化率的基础上,根据其小肠理想氨基酸平衡模式和不同日粮条件下的氨基酸限制性顺序,来设计反刍动物的实用日粮配方,使反刍动物的生产性能和饲料利用率达到最优。
在这其中同样必须考虑氨基酸的过瘤胃保护,使各种氨基酸能够逃脱瘤胃微生物的破坏,满足后肠道对氨基酸的需要。
例如韩春艳等(1998)的研究发现,通过控制瘤胃原虫种类与数量,不仅可以提高绵羊对低质粗饲料的利用效率,而且可以使进入后肠道的氨基酸接近理想氨基酸平衡模式。
卢德勋等(1997)提出了以限制性氨基酸指数(LAA index)为主要特征优化配合反刍动物蛋白质浓缩料的营养调控技术,该技术在氨基酸水平上评定单一蛋白质饲料、蛋白质浓缩料以至整个反刍动物蛋白质营养状况和优化配合蛋白质浓缩料等方面,均取得了极大的成功。
3.3 反刍动物日粮中非蛋白氮(NPN)的营养调控技术 反刍动物对NPN的利用,包括内源尿素氮和来自日粮的NPN。
进入瘤胃内的尿素,为瘤胃微生物生长提供了氮源,特别是当日粮中含氮量较低时,对动物的存活具有重要作用。
有研究表明,给绵羊和牛饲喂低质干草时,内源尿素氮可以提供瘤胃微生物所需可利用氮的25%,正是因为内源尿素氮的持续供给,即使是在日粮氮不足的情况下,亦能保持瘤胃微生物对纤维饲料的消化。
因此,内源尿氮对于反刍动物的营养具有重要意义。
同样,尿素等一些非蛋白质含氮化合物,虽然其本身不是蛋白质,但它们能给反刍动物提供合成瘤胃微生物蛋白所需的氮源,因此这些NPN化合物可以用来作为反刍动物日粮的蛋白质补充料,代替一部分蛋白质饲料。
反刍动物日粮中NPN的营养调控技术,主要是调控来自日粮的NPN,使之能够被有效利用。
另外,随着对瘤胃微生物所需能量和氮源研究的不断深入,对尿素用量的确定和计算依据有比按体重和替代日粮总氮量的计算更为合理的方法。
美国NRC(1985)提出了尿素潜力(Urea potential)的计算方法:尿素潜力(g/kg干饲料)=11.78NEm+6.85-0.0357CP%×DEG或尿素潜力(g/kg干饲料)=31.64-3.558CP %+(945NE m-887-179NEm2)0.5其中,NE m为维持净能(Mcal/d);CP为粗蛋白质(%);DE G为瘤胃蛋白质降解率(%)。
在国内冯仰廉等根据瘤胃能氮平衡原理提出了尿素有效用量(ESU)的计算公式:ESU(g)=瘤胃能氮平衡2.8×UE其中,2.8为尿素的蛋白质当量;UE为尿素氮转化为瘤胃微生物氮的效率(对常规尿素用0.65,对糊化淀粉缓释尿素用0.85);瘤胃能氮平衡的计算,依本文3.1中的计算公式进行。
根据近年来有关反刍动物对NPN利用的研究进展可知,提高反刍动物对NPN利用效率的营养调控技术,主要包括以下几个方面:1)分解尿素瘤胃细菌活性的调节。
尿素在瘤胃内很快被分解而释放出氨,致使瘤胃中氨浓度急剧升高,瘤胃微生物来不及利用这些氨氮而容易造成氮源的浪费,并会引起氨中毒,这是尿素利用上的主要弱点。
唯有通过调节瘤胃内尿素分解菌的活性,使尿素在瘤胃内缓慢分解,才有可能使反刍动物对—13—2000年第9期 中国饲料铬对动物内分泌代谢与免疫功能的影响东北农业大学动物科技学院 张 伟 韩友文 多年的研究表明,铬的作用机制,主要是增强组织对胰岛素的敏感性,从而提高胰岛素的作用效率,同时铬通过对胰岛素作用效率的调节,而对动物的内分泌代谢产生重要影响;另外铬还可以改善动物的免疫功能,从而提高其抗病能力,本文旨在对铬与动物内分泌代谢及免疫功能间的关系进行综述。
1 铬与内分泌代谢Sano等(1991、1993)研究表明,缺铬一周使牛出现胰岛素抗性,当以酵母铬的形式补充0.2、0.4 mg/kg的铬时,胰岛素的敏感性急剧增加,反应性增强。
Subigatno等(1996)指出,在奶牛妊娠晚期及泌乳早期,奶牛经历生理及代谢应激,增加了葡萄糖的代谢供产奶所需,铬缺乏就导致胰岛素抗性。
Wallach(1985)认为,这可能是由于妊娠期间尿铬排泄增加及铬向胚胎转移所致。
Anderson (1988)、Vernon(1988)在人及牛、猪等动物上证实,妊娠期间胰岛素抗性增加。
尽管这种胰岛素抗性导致了高血糖,但外周组织对胰岛素的抗性,却有助于确保葡萄糖运输进入胚胎及乳腺,而补充铬则减少了这种情况的发生。
另外Leonard等(1997)研究了胰岛素与葡萄糖对围产期奶牛激素的影响,结果表明,产后低浓度的胰岛素,限制了I GF-1(Insulin-Like Growth Fator)对重组生长激素(GH)的反应。
在泌乳早期,GH与IGF-1的偶合作用被打破,血浆胰岛素下降,干物质摄入减少,产奶量大,体组织的营养物质被高度动员。
虽然重组GH在整个泌乳期可增加产奶量,但是在泌乳早期的影响变异性很大,这可能与产后胰岛素水平低及其对GH-胰岛素—I GF轴产生的影响有关。
补充铬后降低了胰岛素抗性,通过增强I GF-1对GH的反应而提高产奶量,从而促进营养分配的调控,以保证泌乳期的产奶。
补充铬后,胰岛素的反应显著增加,是通过受体前还是受体后介导,这一点目前还不清楚。
Kahn(1978)指出,产生受体前胰岛素抗性的原因,包括降低胰岛素浓度的一些因素,这些因素可能减少胰岛素的生成,增加胰岛素的降解,或胰岛素结合到非胰岛素受体蛋白上如抗胰岛素受体。
产生受体水平胰岛素抗性的原因,可能与受体数目或受体亲和力的改变有关。
而产生受体后胰岛素抗性的原因,可能与细胞内信号传导有关,从而改变胰岛素的作用效率。
Kahn(1978)通过血糖夹钳试验(E uglycemiaClampTest)证实,产生胰岛素抗NPN的利用效率提高。
2)在日粮中添加脲酶活性增强剂。
尿素是脲酶的诱导物,当瘤胃中尿素含量较高时,能促使脲酶的活性增强;反之,当尿素含量很低时,则脲酶活性减弱。
因此,当日粮中蛋白质很低而又未添加尿素时,可以通过增强脲酶的活性,来提高瘤胃对尿素氮的再循环。
3)脲酶活性抑制剂。
当日粮中业已添加了尿素,为使尿素在瘤胃内被微生物缓慢分解,可以考虑适当添加脲酶活性抑制剂以避免瘤胃内氨氮浓度的急剧升高。
4)糊化淀粉缓释尿素。