王治國(guó)，王傳蓉

（上海光明荷斯坦牧業(yè)有限公司，上海 200443）

和單胃動(dòng)物相比，反芻動(dòng)物有特殊的消化道結(jié)構(gòu)及消化生理。其具有復(fù)胃結(jié)構(gòu)，即瘤胃、網(wǎng)胃、瓣胃和皺胃，其中造成和單胃動(dòng)物主要差別的是瘤胃。瘤胃沒有消化腺，是一個(gè)活體厭氧發(fā)酵罐，將飼料中的蛋白質(zhì)（CP）和能量轉(zhuǎn)化為微生物蛋白和揮發(fā)性脂肪酸。飼料CP進(jìn)入瘤胃后被分為瘤胃非降解飼料蛋白質(zhì)（UDP）和飼料降解蛋白（RDP）兩部分，瘤胃微生物可以利用RDP合成微生物蛋白（MCP），UDP、MCP和內(nèi)源蛋白3部分流入小腸，組成小腸代謝蛋白（MP）[1]。MP在小腸胰蛋白酶與糜蛋白酶的作用下被降解，為動(dòng)物機(jī)體提供的各種氨基酸是反芻動(dòng)物體組織和乳蛋白合成的原料。

反芻動(dòng)物優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料（豆餅、豆粕等）的瘤胃降解率相對(duì)于動(dòng)物性蛋白質(zhì)飼料而言較高，所以過瘤胃保護(hù)技術(shù)是目前蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)研究的熱點(diǎn)。過瘤胃保護(hù)技術(shù)是將蛋白質(zhì)、氨基酸或脂肪經(jīng)過技術(shù)處理將其保護(hù)起來(lái)，避免其在瘤胃內(nèi)被發(fā)酵、降解，使之直接進(jìn)入小腸被消化利用，從而達(dá)到提高飼料利用率的目的。通過各種保護(hù)技術(shù)可使優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)通過瘤胃時(shí)的降解率下降，使小腸消化吸收的必需氨基酸量增加。

1 蛋白質(zhì)飼料的瘤胃降解規(guī)律

飼料CP進(jìn)入瘤胃后被分為UDP和RDP兩部分。RDP的一部分為瘤胃微生物合成菌體蛋白，可提供反芻動(dòng)物50%的蛋白質(zhì)或氨基酸需要量，因此菌體蛋白是反芻動(dòng)物蛋白質(zhì)的主要來(lái)源之一[2]。微生物蛋白質(zhì)合成量相對(duì)穩(wěn)定，能夠滿足中、低產(chǎn)反芻動(dòng)物蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)需要，但對(duì)于高產(chǎn)反芻動(dòng)物來(lái)說(shuō)，僅依靠瘤胃菌體蛋白提供的氨基酸不能滿足其需要，必須增加過瘤胃蛋白的數(shù)量[3]。只有RDP才能通過瘤胃進(jìn)入小腸分解為肽及氨基酸，被反芻動(dòng)物充分吸收和利用[4]。所以只要確定各種蛋白質(zhì)飼料經(jīng)過瘤胃降解后的UDP在小腸的消化率，就可以明確蛋白質(zhì)飼料對(duì)反芻動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。以便通過一些物理或化學(xué)方法對(duì)蛋白質(zhì)飼料進(jìn)行適當(dāng)處理，提高其過瘤胃蛋白的量，從而提高優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

有研究報(bào)道，用瘺管牛瘤胃內(nèi)發(fā)酵法測(cè)定飼料粗蛋白的降解特點(diǎn)，餅粕類飼料蛋白瘤胃降解順序是：花生粕＞葵花粕＞大豆粕＞大豆餅＞棉籽粕＞菜籽粕＞胡麻粕[5]。大豆粕、花生粕和葵花粕進(jìn)入瘤胃后的降解速度很快，12 h的降解率達(dá)到60%以上，24 h即達(dá)到頂峰。菜籽粕含有的芥酸、惡唑烷硫酮、異硫氰酸鹽和鞣酸等，棉籽粕含有的游離棉酚，胡麻粕含有的亞麻苷和亞麻酵素等物質(zhì)，可以有效抑制微生物的分解作用，因此菜籽粕、棉籽粕、胡麻粕在相同的時(shí)間內(nèi)，瘤胃降解率較低[6]。大豆粕和花生粕均屬優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料，但其在瘤胃的降解速度快，易造成浪費(fèi)，應(yīng)對(duì)這類蛋白質(zhì)飼料進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)處理，以增加過瘤胃蛋白的比例，提高其在小腸的消化率。菜籽粕和棉籽粕在瘤胃的降解速度慢，可調(diào)整其在日糧中的組成，作為部分過瘤胃蛋白質(zhì)飼料。

2 提高反芻動(dòng)物蛋白質(zhì)飼料過瘤胃保護(hù)的措施

2.1 加熱處理

加熱處理包括干熱、焙炒、熱壓、蒸汽加熱及加熱與其他物理化學(xué)方法復(fù)合處理等。加熱可導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，使疏水基團(tuán)更多地暴露于蛋白質(zhì)分子表面，使蛋白質(zhì)溶解度降低，從而降低蛋白質(zhì)在瘤胃中的降解率。但熱處理蛋白質(zhì)使瘤胃內(nèi)氮的產(chǎn)量下降，降解率下降，并使糖醛基與游離的氨基酸基因發(fā)生不可逆反應(yīng)，因此用熱處理保護(hù)蛋白質(zhì)常伴隨著小腸內(nèi)消化率的降低，且熱處理常使一些氨基酸受到破壞，因此，這種方法還需要根據(jù)豆粕類飼料的品種和結(jié)構(gòu)而做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

2.2 物理包被法

利用血包被處理豆餅和菜籽餅等，可使飼料的降解率下降，而且牛的氮沉積增加。全血、乳清蛋白、卵清蛋白等富含白蛋白的物質(zhì)均可起到保護(hù)作用，這是因?yàn)榘椎鞍卓稍陲暳项w粒外形成一層保護(hù)膜。

2.3 化學(xué)方法

2.3.1 甲醛保護(hù)法

甲醛還原性強(qiáng)，使蛋白質(zhì)分子的氨基、羧基、硫氫基發(fā)生烷基化反應(yīng)，使其溶解度降低，并在酸性條件下甲醛與蛋白質(zhì)反應(yīng)可逆，從而使被保護(hù)蛋白質(zhì)在瘤胃降解率下降，在瘤胃后消化道中由于pH降低而與甲醛分開，被蛋白酶所消化。

2.3.2 氯化鋅

近年來(lái)又提出一種新的蛋白質(zhì)保護(hù)方法——鋅鹽保護(hù)。其機(jī)理是鋅鹽能聯(lián)結(jié)肽和蛋白質(zhì)，使可溶性蛋白質(zhì)沉淀，同時(shí)鋅鹽可抑制瘤胃中某些細(xì)菌的蛋白水解酶活性，因而使日糧蛋白質(zhì)在瘤胃的降解度降低，減少蛋白質(zhì)在瘤胃的降解。

2.3.3 單寧保護(hù)法

單寧在自然界中有水解單寧和縮合單寧兩種結(jié)構(gòu)類型，廣泛分布于飼料作物中。單寧可與膠體蛋白質(zhì)結(jié)合形成不溶性的復(fù)合物，使蛋白質(zhì)從分散體系中沉降出來(lái)[7]。不同的單寧對(duì)不同蛋白質(zhì)的親和力不同，即形成了單寧－蛋白質(zhì)特異性結(jié)合的模型。單寧與消化酶及飼料蛋白質(zhì)結(jié)合形成沉淀，大大降低了植物蛋白在瘤胃中的降解率和纖維素降解率，同時(shí)還能減少膨脹。當(dāng)此化合物流經(jīng)真胃和小腸時(shí)，蛋白質(zhì)與單寧立即分離，經(jīng)胃蛋白酶和胰蛋白酶分解，形成容易吸收的小分子物質(zhì)，在某種程度上起到了過瘤胃蛋白保護(hù)作用[8]。但是，單寧的適口性差而且有抗?fàn)I養(yǎng)作用。有研究表明，小羔羊的飼糧每kg干物質(zhì)中添加Prosopis單寧23和45 kg，在強(qiáng)飼情況下可以獲得最大的菌體蛋白含量，如果超過這個(gè)水平，Prosopis單寧將會(huì)有抗?fàn)I養(yǎng)效應(yīng)[9]。濃縮單寧是結(jié)合蛋白質(zhì)和抑制瘤胃降解的天然植物補(bǔ)充復(fù)合物。Deluyber等研究表明，給綿羊嫩葉和青貯豆莢補(bǔ)充料中添加單寧可顯著地降低尿氮、增加糞氮含量。瘤胃中適量的濃縮單寧可以保護(hù)飼料中的蛋白質(zhì)免受瘤胃微生物的降解，從而增加可被小腸吸收的蛋白質(zhì)量[10]。

2.3.4 氫氧化鈉

用氫氧化鈉（NaOH）處理豆餅飼喂公犢和泌乳母牛，結(jié)果豆餅含氮化合物的消化率提高，犢牛氮沉積增加，泌乳母牛的產(chǎn)奶量上升。當(dāng)NaOH用量占干物質(zhì)的2%時(shí)就對(duì)保護(hù)蛋白質(zhì)有效。最大的保護(hù)率為 3%，而 4%則有微效。但 Waltz等發(fā)現(xiàn)，用NaOH 5%保護(hù)豆餅，根本就不起作用，所以這種方法仍有待于進(jìn)一步驗(yàn)證[11]。

2.4 瘤胃外流速度的調(diào)控

瘤胃外流速度對(duì)降解率有一定的影響，一般瘤胃外流速度加快，日糧在瘤胃內(nèi)停留時(shí)間縮短，各營(yíng)養(yǎng)成分的降解率下降。瘤胃外流速度受日糧結(jié)構(gòu)和飼養(yǎng)水平影響較大，尤其是日糧的精粗比，隨著精粗比的升高，外流速度加快，蛋白質(zhì)的降解率也隨之下降。

2.5 生物學(xué)調(diào)控

利用生物學(xué)技術(shù)選擇性地調(diào)控瘤胃微生物的發(fā)酵，是改善反芻動(dòng)物生產(chǎn)性能的途徑之一。目前應(yīng)用較廣泛的是莫能菌素，是一種鏈霉菌產(chǎn)生的物質(zhì)，又稱瘤胃素，其通過改變瘤胃微生物群體組成和關(guān)鍵酶活性而影響瘤胃發(fā)酵過程，增加丙酸產(chǎn)量，減少甲烷生成量，抑制蛋白質(zhì)降解，從而改善飼料利用率[12]。

2.6 過瘤胃保護(hù)性氨基酸的應(yīng)用

調(diào)節(jié)小腸氨基酸的平衡，使其成為理想氨基酸，是調(diào)控反芻動(dòng)物飼料蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最重要的環(huán)節(jié)。研究表明，單靠增加過瘤胃蛋白的量并不能保證家畜生長(zhǎng)和生產(chǎn)性能的提高，因?yàn)橥ㄟ^各種保護(hù)處理的過瘤胃蛋白質(zhì)在小腸可能不易消化或過瘤胃蛋白質(zhì)的氨基酸平衡可能并不理想。因此人們把研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到過瘤胃氨基酸上。使用少量的瘤胃保護(hù)氨基酸（RPAA）不但可以代替數(shù)量可觀的瘤胃非降解蛋白（UIP），還能提高奶牛產(chǎn)奶量和乳脂率，降低日糧蛋白質(zhì)水平和飼料成本。蛋氨酸和賴氨酸是反芻動(dòng)物增重、產(chǎn)奶或產(chǎn)毛的的限制性氨基酸，因此過瘤胃氨基酸的研究主要是針對(duì)這兩種氨基酸。過瘤胃蛋氨酸和賴氨酸在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有所報(bào)道，但是隨著人們對(duì)反芻動(dòng)物限制性氨基酸和十二指腸可吸收氨基酸模式研究的不斷深入，蘇氨酸和色氨酸等其他保護(hù)性氨基酸也可能被研制開發(fā)。

3 小 結(jié)

反芻動(dòng)物對(duì)飼料蛋白質(zhì)的需要分為瘤胃微生物需要和宿主本身需要兩部分。前者要求供給動(dòng)物以足夠的瘤胃降解蛋白，后者要求供給動(dòng)物飼料過瘤胃蛋白。因此在反芻動(dòng)物日糧配合時(shí)應(yīng)將蛋白質(zhì)降解率高的飼料和降解率低的飼料搭配使用，或者采用過瘤胃保護(hù)措施以滿足降解蛋白和非降解蛋白的需要，提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能。過瘤胃技術(shù)的目的，是既要保護(hù)足夠比例的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不被瘤胃微生物降解而進(jìn)入小腸，同時(shí)又要保護(hù)過瘤胃后的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入小腸后，能在小腸內(nèi)被有效地消化和利用。

隨著人們對(duì)反芻動(dòng)物蛋白質(zhì)、能量及其他營(yíng)養(yǎng)素的不斷深入研究，過瘤胃技術(shù)在反芻家畜飼料生產(chǎn)中的應(yīng)用和需求已成為必然。研發(fā)和應(yīng)用瘤胃保護(hù)性產(chǎn)品將在今后的反芻動(dòng)物飼料業(yè)中扮演著重要角色，對(duì)反芻動(dòng)物飼料生產(chǎn)具有重要的理論指導(dǎo)和實(shí)際意義。

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