瘤胃的消化特點及對飼料能量的利用分析

鄒 妍，畢曉華，趙 雪

國家知識產權局專利局專利審查協作北京中心，北京 100083

1 瘤胃消化的生理特點

瘤胃微生物可以將宿主動物不能直接利用的物質轉化為能被宿主利用的高營養物質。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，為機體提供能量和合成其它營養物質的成分，極大的提高了飼料的能量轉化效率。瘤胃可以將非蛋白氮轉化為瘤胃微生物菌體蛋白和氨基酸，供給反芻動物利用，滿足反芻動物的維持需要和一定的生產水平，節約蛋白質。在飼喂無蛋白日糧時，反芻動物仍能利用瘤胃微生物合成的微生物蛋白供機體消化利用。因此在添加非蛋白氮的基礎上，反芻動物可以充分的消化利用劣質蛋白質，將非必需氨基酸轉化為必需氨基酸，提高飼料蛋白質的營養價值，甚至可以達到優質蛋白質的利用效果。瘤胃微生物還可以合成必需脂肪酸、B族維生素等營養物質供機體利用。

但是由于瘤胃其特殊的消化生理特點，在使反芻動物能大量利用粗飼料的基礎上也存在著一些缺點。如瘤胃在發酵碳水化合物的時候，可以產生大量的溫室氣體甲烷和二氧化碳，不僅對大氣環境造成不利的影響還能降低碳水化合物的利用效率。當飼喂優質蛋白質或大量蛋白質時，會被瘤胃微生物過度的降解，而降解產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，造成蛋白質資源的浪費。在產奶高峰期，為了滿足動物的維持及生產需要，需要大量蛋白質供給的時候，瘤胃微生物的消化特點將限制蛋白質的供給，因此優質的蛋白質需要過瘤胃處理，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，不能滿足反芻動物在產奶高峰期對高能量及必需脂肪酸的需要。而添加油脂會對瘤胃菌群造成一定的影響，抑制瘤胃微生物的活力，長期添加會對瘤胃的菌群平衡造成不利的影響，造成難以預測的損失。因此為了提高動物的生產性能，又要能添加適量的油脂，必須將油脂經過加工處理，如甲醛化、包被、氫化、皂化等。

2 碳水化合物的消化特點及對能量沉積的影響

反芻動物的能量來源主要為瘤胃發酵產生的揮發性脂肪酸，由于瘤胃微生物的發酵作用，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的發酵產物主要為乙酸、丙酸、丁酸等揮發性脂肪酸，丙酸經糖異生后形成葡萄糖作為供能物質在體內利用，乙酸、丁酸等可以轉化為長鏈脂肪酸，合成甘油三酯作為供能物質。因此反芻動物的能量沉積主要靠碳水化合物來提供。碳水化合物的組成和結構特點直接影響能量的利用效率和動物的生產性能。

2.1 糖異生途徑及對能量沉積的影響

雖然反芻動物不能從消化道吸收葡萄糖，但是葡萄糖對反芻動物來說仍有重要的作用。葡萄糖經磷酸戊糖途徑生成NADPH，促進長鏈脂肪酸的形成，而合成甘油三酯所需的另一個重要原料甘油磷酸也需要葡萄糖來提供。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酵為丙酸的碳水化合物。反芻動物日糧中精料的比例高時，瘤胃發酵產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育，精料的比例必須保持在一定水平之內。若精料不足，在糖異生的原料丙酸的產量不足的情況下，機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，機體會增加體內蛋白質的代謝，利用生糖氨基酸來異生葡萄糖。造成機體蛋白質代謝惡化，體內蛋白質沉積下降，氮代謝出于負平衡，血液中生酮氨基酸的濃度升高，造成代謝性疾病。

2.2 揮發性脂肪酸的氧化供能

反芻動物碳水化合物的消化產物主要為揮發性脂肪酸，揮發性脂肪酸可以直接由瘤胃壁吸收入血液，然后運送至各組織器官氧化供能。反芻動物利用揮發性脂肪酸供應的能量可占所吸收的所有營養物質的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

碳水化合物分為結構性碳水化合物和非結構性碳水化合物，前者主要含有纖維素、半纖維素、木質素等，又稱為細胞壁碳水化合物。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構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采食量成負相關，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素含量低，其消化性高，同樣會有高的能量效率。

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