饲料蛋白质组分对反刍动物瘤胃发酵的影
响
蓝响,等:饲料蛋白质组分对反刍动物瘤胃发酵的影响一35一
饲料蛋白质组分对
反刍动物瘤胃发酵的影晌
蓝响栾和龙周正江
(烟台开发区古现兽医卫生监督检验站,264006)
瘤胃发酵产物的数量和质量依赖于瘤胃微
生物的种类和性能,但由于瘤胃微生物系统是一
个多变的,复杂的动态系统,各种微生物之间错
综复杂的相互关系导致许多营养学家长期以来
无法对其发酵过程进行定量的理解和描述.
Reichel和Raldwin(1976)提出了一个线性规划
模型并用于对8个组群的瘤胃微生物的性能进
行估测,在使用该模型的几个解决方案过程中,
他们发现该模型用于对复杂的瘤胃微生物区系
进行估测过于简单,这就是说,该模型中阐述的
数据,概念以及对微生物相对生长速度的假说,
并不能完全适用于多种微生物种类之间相互竞
争的情况,进一步对瘤胃微生物之间相互作用的
描述还需要更多的数据和概念.
1饲料在瘤胃中降解的速度和流通速率
传统上,反刍动物日粮是根据饲料中特定的
成分(粗纤维,粗脂肪,无氮浸出物和粗蛋白质)
来配合的.然而,现代研究表明,饲料在瘤胃中
的降解速度对瘤胃发酵和动物的生产性能有很
大的影响(Nocek和Russel,1988):1)如果蛋
白质降解的速度超过碳水化合物发酵的速度,那么大量的氮就会以氨的形式损失掉;2)如果碳
水化合物发酵的速度超过蛋白质降解的速度,则微生物蛋白质的产量会降低;3)如果饲料降解
的速度太慢,则瘤胃因充盈而减少采食量;4)如果饲料降解的速度缓慢,那么一些饲料会逃过瘤胃发酵而直接进人后段消化道.Goering和Van Soest(1970)提供了一些可利用纤维素的数据, 后又通过一些体外和半体内法研究获得了纤维素在瘤胃内消化速度的数据.蛋白质的降解速度可以通过酶解法进行估测(Krishnamoorthy 等,1982),而淀粉的降解速度却难于估测,因为
淀粉的发酵变异很大,并且其发酵速度受到饲料加工,保存方法和饲喂的谷物类型的影响.但目前,通过体内尼龙袋法已经能够对淀粉的降解速度进行准确的估测.Sniffen等(1992)已经对各
种饲料的成分及其降解速度进行了较为详尽的阐述,这为进一步更加精确地配合反刍动物日粮奠定了墓础.
许多进入瘤胃的饲料被发酵降解,但也有一
些饲料能够逃过瘤胃的降解.一种饲料在瘤胃内是否被降解或降解的程度如何,最终是由其被发酵和通过的相对速度决定的.发酵速度是饲料所固有的一种性质,在CNCPS中发酵速度被描述为一级反应模型.饲料通过瘤胃的速度则受到采食量,加工过程和饲料类型的影响,并且可以进行人为调控.
未降解的饲料从瘤胃流出会影响营养物质
的吸收利用.如果流出瘤胃的饲料在小肠中能
够被消化(如蛋白质和淀粉),也许会减少发酵
的损失(氨和甲烷)而增加营养物质的沉积.然
而,如果流出瘤胃的饲料在小肠中很少被消化,
那么饲料的消化率则降低,但消化率的降低并不
总是坏事,如果采食量的增加抵消了消化率的降低,那么营养物质被吸收的速度可能会增加.理
想的饲喂方法和流通速度取决于所消耗饲料的
价值和畜产品的价值.
流通速度对瘤胃发酵产物的平衡也有很大
的影响.如果碳水化合物在瘤胃内不被消化,那
么将会影响微生物的生长和氮的利用.尽管从
氮的积聚角度来看,蛋白质通过瘤胃也许是有利的,但是,瘤胃可降解蛋白质的减少会导致微生
一
36一中国饲料添加剂2007年第lO期(总第64期) 物蛋白质合成效率的降低.很明显,瘤胃微生物
只能利用瘤胃可降解的饲料,因此用总可消化养
分(TDN)或总消化率来估测瘤胃微生物的产量
在许多情况下将会导致错误的结果(Russell等, 1992).
2影响瘤胃微生物生长的营养因素
瘤胃微生物从碳水化合物(CHO)发酵过程
中获得了所需要的绝大部分能量,而且瘤胃细菌
通常可以根据他们所发酵的碳水化合物的类型
而进行分类(Russell1984).在CNCPS中,瘤胃
微生物就被分为发酵非结构性碳水化合物(NSC)的微生物和发酵结构性碳水化合物(sc)
的微生物两类.发酵SC(纤维素和半纤维素)的
微生物生长缓慢,而且仅利用氨作为氮源进行微
生物蛋白质的合成;发酵NSC(淀粉,果胶和糖) 的微生物生长则较为迅速,并且能够利用氨,也能够利用肽和氨基酸作为氮源.CNGPS认为, 只要有足够的可利用氮源,这两类微生物的生长速度与它们所发酵的碳水化合物的消化速度直接成比例(Hungate,1966;Bryant,1973;Hespell
和Bryant,1979;Russell和Baldwin,1981).
瘤胃微生物生长的经验模型通常假设瘤胃
微生物的产量是干物质采食量(DMI)或可消化有机物(OM)的固定函数(Nocek和Russell, 1988),而且NRC(1985,1989)就曾使用了一个
静态的产量一26.12g微生物氮/kgTDN来描述. 用TDN来确定微生物的产量忽视了一个事实, 就是绝大多数细菌不能利用蛋白质,脂肪,油脂或灰分作为能量来源,而碳水化合物才是其生长的主要能量来源(Nocek和Ruasell,1988).一
个新的独立的可产生氨的菌群能够利用肽和氨基酸作为能量来源(Russell等,1988;Chen和Russell,1989),这些细菌虽然对氨的产生有很大的影响,但由于它们在体内存在的数量很少,故而在微生物蛋白质产量中只占很小的比例.另外,用静态的产量来描述还忽视了一个事实一瘤胃微生物还有维持能量需求.当细菌生长较慢时,一大部分能量用于维持需求,这种维持能量可以看作一种类似商业上的固定日常开支,只有满足了一般管理费用开支(维持能量)之后,才
能获得收益(生长).如果现金流转量大(能量
利用速度较快),那么一般管理费用开支(维持
能量)就变成了整个预算中的一小部分.因为
