■孫燕勇 徐 明* 胡紅蓮

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010018；2.內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料研究所，內(nèi)蒙古呼和浩特 010018）

在我國(guó)，豆粕、棉籽粕和菜籽粕都是優(yōu)質(zhì)的植物蛋白飼料，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種反芻動(dòng)物日糧。其中，豆粕蛋白質(zhì)含量高、氨基酸平衡，是植物性蛋白的優(yōu)選，很適合動(dòng)物生產(chǎn)需求。但是，這些植物學(xué)蛋白質(zhì)的瘤胃降解率均高于60%，造成一定程度的浪費(fèi)。世界各國(guó)反芻動(dòng)物飼料中仍不能使用動(dòng)物性蛋白質(zhì)。

對(duì)植物學(xué)蛋白質(zhì)進(jìn)行一定的處理可提高過(guò)瘤胃率，提高蛋白質(zhì)的利用效率。過(guò)瘤胃豆粕是目前應(yīng)用最多的過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)飼料，它可以替代動(dòng)物性蛋白應(yīng)用于高產(chǎn)反芻動(dòng)物生產(chǎn)中[1-2]。本文主要綜述過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)的研究與應(yīng)用。

1 過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)

反芻動(dòng)物的瘤胃如同一個(gè)大的發(fā)酵罐，可以降解蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，產(chǎn)生小肽、氨基酸和氨，這些降解物被微生物合成微生物蛋白。

反芻動(dòng)物小腸可吸收的氨基酸分為3個(gè)來(lái)源部分，即瘤胃微生物、過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)和內(nèi)源蛋白質(zhì)。其中，微生物蛋白是小腸吸收氨基酸的重要來(lái)源。飼料中的真蛋白質(zhì)平均有35%通過(guò)瘤胃，剩下的65%則被瘤胃微生物降解，使得流入小腸內(nèi)的蛋白不能滿足高產(chǎn)反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)需要[3]。因此，蛋白質(zhì)的過(guò)瘤胃率是評(píng)定飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)。

過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)（RUP）是指日糧蛋白質(zhì)中未在瘤胃內(nèi)被發(fā)酵和降解，從而直接進(jìn)入小腸進(jìn)行消化、利用的那部分蛋白質(zhì)。過(guò)瘤胃蛋白技術(shù)是指將蛋白質(zhì)經(jīng)過(guò)多種方法的加工處理，減少蛋白質(zhì)在瘤胃內(nèi)被發(fā)酵和降解，增加在小腸中消化利用蛋白質(zhì)的綜合技術(shù)。因此，通過(guò)研究過(guò)瘤胃技術(shù)來(lái)提高飼料利用效率，能夠充分發(fā)揮高產(chǎn)奶牛的生產(chǎn)性能。

2 奶牛對(duì)過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)的需求量

高產(chǎn)奶牛需要大量的過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)，用以合成乳蛋白。NRC(2001)采用38項(xiàng)研究的206組數(shù)據(jù)，建立了奶產(chǎn)量與過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)含量間的回歸方程式。結(jié)果顯示，產(chǎn)奶量從25 kg/d提高到40 kg/d，日糧干物質(zhì)中過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)需要量從3%增加到10%。也就是說(shuō)，奶產(chǎn)量每增加1 kg/d，過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)需要量增加0.5%。

奶牛在圍產(chǎn)前期需要大量蛋白質(zhì)，用于初乳合成、分娩時(shí)子宮收縮等。尹福泉等[4]報(bào)道，增加圍產(chǎn)前期日糧蛋白質(zhì)含量可以縮短產(chǎn)后胎衣排出時(shí)間、增加泌乳期乳產(chǎn)量。在圍產(chǎn)前期，奶牛需要1 150～1 200 g/d代謝蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的過(guò)瘤胃率建議高于40%[5]。

熱應(yīng)激期間，奶牛采食量下降，應(yīng)適當(dāng)提高日糧營(yíng)養(yǎng)濃度。過(guò)量的瘤胃降解蛋白會(huì)增加腎臟排泄負(fù)荷，降低繁殖性能，造成浪費(fèi)、引起環(huán)境污染；過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)可滿足奶牛對(duì)蛋白質(zhì)的需求，提高產(chǎn)奶量、保證奶牛健康[6-7]。

3 飼料的過(guò)瘤胃處理方法

3.1 熱處理

蛋白質(zhì)在瘤胃里的降解速率差異主要來(lái)自：①分子內(nèi)和分子間的化學(xué)鍵差異；②蛋白質(zhì)本身的三維結(jié)構(gòu)差異；③細(xì)胞壁惰性屏障和抗?fàn)I養(yǎng)因子的存在。

加熱處理是利用了蛋白質(zhì)高溫變性且不還原的特性，通過(guò)對(duì)飼料進(jìn)行干熱、焙炒、高壓加熱、蒸汽加熱等處理，使蛋白質(zhì)分子的疏水基團(tuán)更充分的暴露于分子表面，降低蛋白質(zhì)的溶解度、增加蛋白質(zhì)的過(guò)瘤胃率。秦山[8]將豆粕進(jìn)行熱處理：75℃處理3 h、120℃處理2 h，隨著加熱溫度的增高，蛋白溶解度、瘤胃降解率顯著下降。充分說(shuō)明熱處理有效降低豆粕中蛋白在瘤胃的降解率，從而起到過(guò)瘤胃保護(hù)的效果。飼料在經(jīng)過(guò)瘤胃后未被降解的蛋白質(zhì)到達(dá)后段消化道，其蛋白質(zhì)與氨基酸的利用率與飼料的熱處理密切相關(guān)。

3.2 包被處理

脂肪是最常用的過(guò)瘤胃包被材料。徐明等[9]通過(guò)瘤胃尼龍袋法測(cè)定了普通豆粕和脂肪包被豆粕在山羊的干物質(zhì)和粗蛋白瘤胃降解特性，以及瘤胃降解殘?jiān)男∧c消化率。結(jié)果表明，包被處理可有效降低豆粕蛋白在瘤胃的降解率，提高了RUP的小腸消化率，這種方法是提高小腸消化蛋白供應(yīng)量的有效措施。

此外聚合物與化合物也可以用于包被，根據(jù)反芻動(dòng)物消化系統(tǒng)的特殊構(gòu)造，選擇對(duì)動(dòng)物本身無(wú)害但對(duì)強(qiáng)酸環(huán)境敏感的材料將蛋白質(zhì)包被起來(lái)，可以起到不錯(cuò)的效果[10]。

白蛋白能在飼料表面形成保護(hù)膜，以防蛋白在瘤胃內(nèi)降解，增加蛋白的過(guò)瘤胃率，生產(chǎn)中常用的如動(dòng)物血液。目前因?yàn)榉雌c動(dòng)物飼料中禁用動(dòng)物性飼料原料，此種處理方法也被廢止。

3.3 糖處理

糖加熱后與豆粕中的蛋白質(zhì)發(fā)生美拉德反應(yīng)，改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)的降解率降低。木糖與葡萄糖是比較常用的還原糖，其處理過(guò)后的豆粕RUP明顯增多。木糖發(fā)生褐化反應(yīng)時(shí)間短，處理效果優(yōu)于葡萄糖。但木糖價(jià)格高，經(jīng)濟(jì)效益欠佳。

王濰波等[11]利用正交試驗(yàn)研究了葡萄糖處理豆粕對(duì)奶牛RUP的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著加熱溫度、加熱時(shí)間和葡萄糖添加量的增加，大豆粕干物質(zhì)和蛋白質(zhì)的瘤胃降解率都下降,作用大小的順序?yàn)椋簻囟龋緯r(shí)間＞添加量＞含水量。水分含量為20%的葡萄糖加熱處理豆粕的保護(hù)效果最佳[12]?？梢?jiàn)葡萄糖處理豆粕為飼料蛋白質(zhì)保護(hù)劑的研究與開(kāi)發(fā)提供了參考。

木糖處理后的豆粕能夠有效降低微生物對(duì)豆粕蛋白的降解率[12]。龐清剛[13]設(shè)計(jì)了不同水平的木糖處理豆粕，添加12 g/kg木糖的保護(hù)效果為最佳,既沒(méi)有抑制微生物的活動(dòng),充分降解粗飼料，又防止豆粕的過(guò)度降解。Can等[14]用木糖處理大豆粕，加熱30和60 min均降低了蛋白質(zhì)的瘤胃降解率。

3.4 單寧處理

單寧作為多羥基化合物，有較強(qiáng)極性，能夠與蛋白發(fā)生水解和縮合反應(yīng)，形成不溶性化合物，進(jìn)而降低了植物性蛋白在瘤胃的降解率[15]。鄭琛[16]報(bào)道，添加0、300、600、900 mg/g粗蛋白質(zhì)的單寧到豆粕中，發(fā)現(xiàn)瘤胃蛋白質(zhì)降解率隨單寧添加量的提高而線性下降，下降率為25%～63%。由此可見(jiàn)，單寧處理后的飼料過(guò)瘤胃率升高，增加了飼料蛋白在小腸中的消化。

3.5 甲醛處理

甲醛處理保護(hù)飼料中蛋白質(zhì)的機(jī)理主要是甲醛能與AA或者酰胺基團(tuán)形成酸性環(huán)境中的可逆橋鍵，從而使處理的蛋白質(zhì)在瘤胃中處于不溶解的狀態(tài)，微生物難以對(duì)其進(jìn)行降解和利用，然而真胃的酸性比較強(qiáng)，可逆的橋鍵在強(qiáng)酸環(huán)境下斷裂，進(jìn)而在小腸中水解消化和吸收[17]。用甲醛處理飼料對(duì)蛋白質(zhì)過(guò)瘤胃保護(hù)的研究較多，它可以降低蛋白質(zhì)的瘤胃降解率，同時(shí)提高反芻動(dòng)物的生產(chǎn)性能。任莉等[18]用0.5%和0.7%的甲醛分別處理豆粕和棉籽粕，降低了飼料蛋白質(zhì)的瘤胃降解率，甲醛保護(hù)豆粕效果要優(yōu)于棉籽粕。但是，由于甲醛有毒，且容易在畜體內(nèi)蓄積，甚至影響奶牛乳品質(zhì)，目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)很少使用此方法。

4 RUP在小腸的吸收利用

飼料RUP的小腸消化率在衡量飼料小腸可吸收蛋白上具有十分重要的意義。到達(dá)腸道的飼料蛋白能夠作為必需和非必需氨基酸的來(lái)源。由于瘤胃微生物蛋白組成相對(duì)穩(wěn)定，內(nèi)源蛋白質(zhì)含量比較少，可吸收的小腸蛋白質(zhì)的氨基酸組成主要由瘤胃非降解蛋白差異引起。

RUP占小腸蛋白質(zhì)流量的30%～50%。小腸中RUP的質(zhì)與量，一方面取決于此種飼料過(guò)瘤胃蛋白的氨基酸組成，另一方面取決于RUP在小腸的消化率。小腸對(duì)RUP的消化率可以衡量RUP的保護(hù)效應(yīng)。李洋等[19]近期研究了不同產(chǎn)地全株玉米青貯的奶牛RUP小腸消化率。表明5種玉米青貯的干物質(zhì)和粗蛋白小腸消化率范圍分別為17%～22%和62%～64%。說(shuō)明不同玉米青貯的小腸消化率存在差異。趙天章等[20]試驗(yàn)表明，綿羊在1.2倍維持飼養(yǎng)條件下，當(dāng)日糧的RUP與RDP比例為0.5～0.7時(shí)，對(duì)綿羊瘤胃發(fā)酵調(diào)控最為理想，有利于瘤胃內(nèi)纖維素降解。張永根等[21]選用3頭安裝瘤胃瘺管和十二指腸瘺管的成年奶牛，測(cè)定瘤胃降解參數(shù)與小腸消化率，指出，不同種類飼料在小腸內(nèi)的消化能力不同，相比其他飼料，豆粕在小腸的消化率最高。

氨基酸是蛋白質(zhì)基本構(gòu)成單位，蛋白質(zhì)的功能主要通過(guò)氨基酸來(lái)體現(xiàn)[22]。過(guò)瘤胃氨基酸腸消化率（RUP-AA）決定小腸可吸收蛋白的含量，測(cè)定方法包括尼龍袋法、體外三步法和公雞法[23-24]。王燕等[25]利用已測(cè)定的飼料RUP和RUP-AA的小腸消化率，發(fā)現(xiàn)測(cè)定RUP的小腸消化率用體外三步法和公雞法能夠替代尼龍袋法。Boucher等[26]在研究了DDGS與魚(yú)粉中非降解蛋白的腸消化率后，同年又利用同樣的公雞法測(cè)定了大豆蛋白中瘤胃非降解蛋白中氨基酸的腸道消化率，為獲得RUP殘?jiān)?，先將樣本?只干奶期奶牛瘤胃內(nèi)孵化16 h之后把殘?jiān)湃?只公雞體內(nèi)，48 h后收集并分析得出標(biāo)準(zhǔn)的飼喂AA（氨基酸）比大豆粕中的RUP-AA消化率低，表明大豆粕飼料中不含有在瘤胃無(wú)法降解在小腸也不能降解的蛋白結(jié)構(gòu)。豆粕中的粗蛋白、必需氨基酸、非必需氨基酸、總氨基酸的小腸消化率高于其它飼料。并且大腸發(fā)酵對(duì)小腸消化率的影響非常小[27]。

5 小結(jié)

過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)是反芻動(dòng)物吸收氨基酸的重要來(lái)源。常規(guī)豆粕等蛋白質(zhì)飼料通過(guò)物理方法和化學(xué)方法等處理后可以降低瘤胃降解率、提高到達(dá)小腸的蛋白量，從而增加腸道對(duì)蛋白質(zhì)的吸收利用量。過(guò)瘤胃技術(shù)有效地提高了蛋白質(zhì)飼料的利用率，是目前高產(chǎn)反芻動(dòng)物蛋白質(zhì)處理的主要手段。