瘤胃的消化特點(diǎn)及對(duì)飼料能量的利用分析

鄒 妍，畢曉華，趙 雪

國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心，北京 100083

1 瘤胃消化的生理特點(diǎn)

瘤胃微生物可以將宿主動(dòng)物不能直接利用的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能被宿主利用的高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。如其分泌的β-糖苷酶可消化纖維、半纖維，將其分解為乙酸、丙酸等斷鏈脂肪酸，為機(jī)體提供能量和合成其它營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的成分，極大的提高了飼料的能量轉(zhuǎn)化效率。瘤胃可以將非蛋白氮轉(zhuǎn)化為瘤胃微生物菌體蛋白和氨基酸，供給反芻動(dòng)物利用，滿足反芻動(dòng)物的維持需要和一定的生產(chǎn)水平，節(jié)約蛋白質(zhì)。在飼喂無(wú)蛋白日糧時(shí)，反芻動(dòng)物仍能利用瘤胃微生物合成的微生物蛋白供機(jī)體消化利用。因此在添加非蛋白氮的基礎(chǔ)上，反芻動(dòng)物可以充分的消化利用劣質(zhì)蛋白質(zhì)，將非必需氨基酸轉(zhuǎn)化為必需氨基酸，提高飼料蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，甚至可以達(dá)到優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的利用效果。瘤胃微生物還可以合成必需脂肪酸、B族維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供機(jī)體利用。

但是由于瘤胃其特殊的消化生理特點(diǎn)，在使反芻動(dòng)物能大量利用粗飼料的基礎(chǔ)上也存在著一些缺點(diǎn)。如瘤胃在發(fā)酵碳水化合物的時(shí)候，可以產(chǎn)生大量的溫室氣體甲烷和二氧化碳，不僅對(duì)大氣環(huán)境造成不利的影響還能降低碳水化合物的利用效率。當(dāng)飼喂優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)或大量蛋白質(zhì)時(shí)，會(huì)被瘤胃微生物過度的降解，而降解產(chǎn)生的非蛋白氮超過微生物合成菌體蛋白的需要量，以氨的形式被瘤胃吸收合成尿素，大部分將被排出體外，造成蛋白質(zhì)資源的浪費(fèi)。在產(chǎn)奶高峰期，為了滿足動(dòng)物的維持及生產(chǎn)需要，需要大量蛋白質(zhì)供給的時(shí)候，瘤胃微生物的消化特點(diǎn)將限制蛋白質(zhì)的供給，因此優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)需要過瘤胃處理，如甲醛化處理、包被等。

瘤胃微生物可以將飼料中的不飽和脂肪酸氫化為飽和脂肪酸，飼料中添加的不飽和脂肪酸等必需脂肪酸被瘤胃微生物氫化，難以直接被真胃及小腸消化吸收，不能滿足反芻動(dòng)物在產(chǎn)奶高峰期對(duì)高能量及必需脂肪酸的需要。而添加油脂會(huì)對(duì)瘤胃菌群造成一定的影響，抑制瘤胃微生物的活力，長(zhǎng)期添加會(huì)對(duì)瘤胃的菌群平衡造成不利的影響，造成難以預(yù)測(cè)的損失。因此為了提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能，又要能添加適量的油脂，必須將油脂經(jīng)過加工處理，如甲醛化、包被、氫化、皂化等。

2 碳水化合物的消化特點(diǎn)及對(duì)能量沉積的影響

反芻動(dòng)物的能量來(lái)源主要為瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸，由于瘤胃微生物的發(fā)酵作用，由真胃和小腸吸收的葡萄糖微乎其微。碳水化合物在瘤胃內(nèi)的發(fā)酵產(chǎn)物主要為乙酸、丙酸、丁酸等揮發(fā)性脂肪酸，丙酸經(jīng)糖異生后形成葡萄糖作為供能物質(zhì)在體內(nèi)利用，乙酸、丁酸等可以轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)鏈脂肪酸，合成甘油三酯作為供能物質(zhì)。因此反芻動(dòng)物的能量沉積主要靠碳水化合物來(lái)提供。碳水化合物的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)直接影響能量的利用效率和動(dòng)物的生產(chǎn)性能。

2.1 糖異生途徑及對(duì)能量沉積的影響

雖然反芻動(dòng)物不能從消化道吸收葡萄糖，但是葡萄糖對(duì)反芻動(dòng)物來(lái)說(shuō)仍有重要的作用。葡萄糖經(jīng)磷酸戊糖途徑生成NADPH，促進(jìn)長(zhǎng)鏈脂肪酸的形成，而合成甘油三酯所需的另一個(gè)重要原料甘油磷酸也需要葡萄糖來(lái)提供。而糖異生所需的主要原料是丙酸，因此飼料中必須保證有充足的可發(fā)酵為丙酸的碳水化合物。反芻動(dòng)物日糧中精料的比例高時(shí)，瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生的丙酸的比例較高，但為了防止酸中毒和保證瘤胃壁及瘤胃微生物的健康發(fā)育，精料的比例必須保持在一定水平之內(nèi)。若精料不足，在糖異生的原料丙酸的產(chǎn)量不足的情況下，機(jī)體為了獲得足夠的葡萄糖滿足肌糖原、肝糖原及大腦的需要，機(jī)體會(huì)增加體內(nèi)蛋白質(zhì)的代謝，利用生糖氨基酸來(lái)異生葡萄糖。造成機(jī)體蛋白質(zhì)代謝惡化，體內(nèi)蛋白質(zhì)沉積下降，氮代謝出于負(fù)平衡，血液中生酮氨基酸的濃度升高，造成代謝性疾病。

2.2 揮發(fā)性脂肪酸的氧化供能

反芻動(dòng)物碳水化合物的消化產(chǎn)物主要為揮發(fā)性脂肪酸，揮發(fā)性脂肪酸可以直接由瘤胃壁吸收入血液，然后運(yùn)送至各組織器官氧化供能。反芻動(dòng)物利用揮發(fā)性脂肪酸供應(yīng)的能量可占所吸收的所有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的2/3。除氧化供能外，其中乙酸可以用于體脂和乳脂的合成，丁酸也可以合成脂肪，丙酸可合成葡萄糖和乳糖。

3 影響飼料的能量利用效率因素

碳水化合物分為結(jié)構(gòu)性碳水化合物和非結(jié)構(gòu)性碳水化合物，前者主要含有纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等，又稱為細(xì)胞壁碳水化合物。是飼料中不易消化的成分，主要由瘤胃微生物發(fā)酵利用。后者主要含有糖、淀粉、果膠等成分，一般易消化吸收。影響飼料的能量利用效率的因素主要是結(jié)構(gòu)性碳水化合物的比例及組成成分。飼料中的中性洗滌纖維（NDF）的含量一般與飼料的能量效率和干物質(zhì)采食量成負(fù)相關(guān)，而NDF中纖維素和半纖維素的組成差異也影響飼料的能量效率。一般情況下NDF含量高的飼料的能量效率低于含量低的飼料原料，若纖維素和半纖維素的組成合理木質(zhì)素含量低，其消化性高，同樣會(huì)有高的能量效率。

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