瘤胃功能调控
奶牛瘤胃生理及其发酵条件的调控
奶牛瘤胃生理及其发酵条件的调控关键词：奶牛瘤胃生理发酵调控1 前言在反刍动物的四个胃中，瘤胃是靠近食道的第一个胃，容积约有70—120公升。
瘤胃可以看作是一个供厌气性微生物繁殖的连续接种的活性发酵罐，从某种意义上来说，人们养牛实际是在养瘤胃内的微生物。
在瘤胃中居留、繁殖、生长着亿万个微生物（主要为细菌和纤毛虫）。
它们产生各种物质，将进食的物质进行发酵，微生物发酵的最终产物为挥发性脂肪酸、维生素B、K和微生物菌体蛋白。
了解瘤胃的消化生理和生化反应，掌握瘤胃发酵的过程及条件，能通过饲料配方及饲养措施对其进行调控，稳定较好的发酵条件，使奶牛的健康、生产水平和饲料效益会有很大的提高。
2 瘤胃消化生理瘤胃微生物包括细菌、纤毛虫和真菌。
每毫升瘤胃液中有160—400亿个细菌和20万个纤毛虫，它们相互协作饲料中可消化物质。
碳水化合物在瘤胃内的产物为乙酸、丙酸和丁酸等恽发性脂肪酸。
非结构性碳水化合物在细菌和真菌作用下，降解较快，产物中丙酸比例较高。
而结构性碳水化合物（主指粗纤维）降解较慢，以细菌和真菌消化为主。
细菌和真菌伏贴在纤维表面上，对粗纤维进行消化并逐渐地深化，纤毛虫对粗纤维的结构进行物理性破坏，更有利于细菌和真菌的伏贴，产物中乙酸比例高。
消化非结构性碳水化合物的细菌对PH的敏感度比纤维细菌低，PH5.5时仍不受影响，但是如果发酵过快（饲料颗粒较细），PH过低，那些能将中间产物乳酸转化生成丙酸的细菌被抑制，造成乳酸过量，出现“酸中毒”。
产生的丙酸在体内转化为葡萄糖，乙酸和丁酸被用于合成脂肪。
因此乙酸比例提高，奶脂率提高，而丙酸比例提高时，奶脂含量降低。
饲料中的蛋白质在瘤胃中微生物作用下，被降解为肽，最后产物是氨和有机酸。
细菌可利用氨作为N源来合成微生物菌体蛋白，但这个合成过程必须有能量和氨协调地供应，效率才高。
如果氨释放过快，能量不足，会造成大量氨从瘤胃中吸收入血液，最后经肝脏处理产生尿素由尿中排出，造成N源的浪费，甚至会造成氨中毒，因此须对蛋白质进行过瘤胃保护。
反刍动物瘤胃功能调控技术的研究进展
最佳的消化率 ， 胃中产生乳酸 瘤 瘤 胃。饲料在瘤 胃中经微生物发酵降解为挥发性脂 保证最高 的采食量 ， Ｈ ．， 肪酸 、 肽类 、 氨基酸及氨等成分 ， 同时利用氮源、 能源 的淀粉分解菌耐受 ｐ 值不得超过 ５ ５ 但纤维分
收稿 日期 ；０６ ５０ ２０ — —７ ０
供给瘤 胃微生物生长繁殖所需要 的碳源 和氮
维普资讯
２０ ０ ６年 第 ７
源。能量是瘤胃微生物维 持生命 的基础， 碳水化合 物高时， Ｈ值大幅度降低 ， Ｐ 纤维 分解菌减少 ， 酸 乳
某些情况下原虫消失 ， 粮不饱和 日 物在瘤 胃中发酵产生挥发性脂 肪酸和兰磷酸腺苷 ， 菌和丙酸菌增加 ， 微生物细胞 的活动取决于三磷 酸腺苷的产生量， 脂肪酸氢化作用下降， 每 流入肠的可溶性碳水化合物 克细菌生长需要 ０４ Ｔ 。瘤 胃微生物合成蛋白 增多。卢德勋等［ 用 ６ Ｓ Ｎ Ｃ比例 日粮对绵 ．ＭＡ Ｐ ］ 种 Ｃ： Ｓ
． 组成 比例作为 目前 研究瘤 胃发酵 的主要 内环境指 １３ 瘤 胃内的微生物区系 瘤 胃内的微生物区系可分为细菌和纤毛虫两大 标， 基本反应了瘤 胃的内环境状况及其 饲料在瘤 胃
其中细菌有 ６ 多种 ， ０ 纤毛虫有 ４ 多种， ０ 都为厌 内的发酵过程和模式。为了提高饲料营养物质的利 类 ， 氧型。反刍动物利用瘤 胃微生物将各种饲料转化为 用率 ， 有必要采取一定手段 ， 对瘤 胃的降解与合成过 宿主动物可利用的营养索 。瘤 胃微生物之间既存在 程进行人为的干预 。那么如何保持 良 好且稳定的瘤 着协 同关系又有竞争作用 ， 种微生物 的代谢产物 一 胃内环境 ， 保持瘤 胃微生物 的活性及其区系的相对 可以被其它微生物利用 ， 而不同微生物利用底物转 平衡 ， 是反刍动物饲养过程中非常重要的环节， 本文 化为发酵产物的代谢间相互依赖 ， 以， 所 它们适应环 针对瘤胃内环境的调控技术作一阐述 。 境的能力大大加强 ， 从而更好 的维持瘤 胃的内环境 ，
牛的胃有功能主治
牛的胃有功能主治1. 牛的胃结构特点牛的胃是由四个部分组成的，分别是瘤胃、网胃、皱胃和真胃。
每个部分都有不同的功能和主治。
1.1 瘤胃（Rumen）瘤胃是牛胃的最大部分，占据整个胃的70%容积。
瘤胃具有以下特点和功能：•发酵室：瘤胃内有大量益生菌，可以分解纤维素和其他植物纤维，提供给牛的能量和营养。
•生物转化：瘤胃内的益生菌可以将植物纤维转化为有机酸和维生素等营养物质。
•抗病功能：瘤胃内的益生菌还可以抵抗有害菌的侵袭，保证牛的消化系统的健康。
1.2 网胃（Reticulum）网胃是牛胃的第二部分，位于瘤胃的前部。
网胃具有以下特点和功能：•搅拌室：网胃内有着丰富的肌肉层，可以将食物充分搅拌和混合，促进食物的消化和吸收。
•液体分离：网胃与瘤胃相连，可以将液体分离出来，减轻真胃的负担。
•颗粒筛选：网胃内的筛板可以对食物进行筛选，确保只有细小颗粒能通过网胃再进入瘤胃。
1.3 皱胃（Omasum）皱胃是牛胃的第三部分，位于瘤胃和真胃之间。
皱胃具有以下特点和功能：•颗粒加压：皱胃内有着大量的皱襞和纹理，可以对食物进行加压，帮助牛体内的水分和营养物质的吸收。
•水分调节：皱胃可以调节体内的水分平衡，确保牛在食物摄入过程中不会出现腹泻或脱水等问题。
1.4 真胃（Abomasum）真胃是牛胃的最后一部分，也是类似于人类的胃。
真胃具有以下特点和功能：•酸性环境：真胃内有着高酸环境，可以分解蛋白质和其他营养物质。
•消化与吸收：真胃负责将食物中未被真菌和益生菌分解的部分进行消化和吸收。
2. 牛的胃的功能主治牛的胃具有多种功能和主治，对牛的健康和生长具有重要作用。
2.1 有效消化纤维素和植物纤维牛的瘤胃是一个发酵室，内部有大量的益生菌，可以有效分解纤维素和其他植物纤维，提供给牛的能量和营养。
这使得牛能够消化和吸收大量的植物纤维，利用起来。
2.2 提供充足的营养牛的胃能够将植物纤维转化为有机酸和维生素等营养物质。
这些营养物质对于牛的生长和发育至关重要，可以提供给牛充足的营养。
瘤胃能氮平衡
瘤胃能氮平衡
瘤胃是反刍动物的一个特殊的胃部结构，它在消化过程中起着重要的
作用。
瘤胃能够通过微生物发酵作用将植物纤维素等难以消化的物质
转化为易于吸收的营养物质，同时还能够维持动物体内的氮平衡。
瘤胃中存在着大量的微生物，这些微生物能够将植物纤维素等难以消
化的物质转化为易于吸收的营养物质，如短链脂肪酸、氨基酸等。
这
些营养物质能够被动物吸收利用，从而提供能量和营养物质，维持生
命活动。
此外，瘤胃还能够维持动物体内的氮平衡。
氮是生命活动中不可或缺
的元素，但是动物无法直接利用大部分的植物蛋白质。
瘤胃中的微生
物能够将植物蛋白质分解为氨基酸，再将氨基酸转化为尿素等化合物，从而维持动物体内的氮平衡。
瘤胃在反刍动物中具有重要的作用，但是在非反刍动物中并不存在瘤胃。
这也是为什么反刍动物能够利用植物纤维素等难以消化的物质，
而非反刍动物则无法利用这些物质的原因。
总之，瘤胃在反刍动物中起着重要的作用，能够将植物纤维素等难以
消化的物质转化为易于吸收的营养物质，同时还能够维持动物体内的氮平衡。
这些功能使得反刍动物能够适应各种环境，从而生存繁衍。
【微★技术】奶牛瘤胃功能的调控技术
【微★技术】奶牛瘤胃功能的调控技术奶牛属反刍动物（草食动物），最主要的消化特点是有四个胃，即能够利用纤维和非蛋白氮。
其中瘤胃中生活着大量的微生物，饲料中的营养成份在瘤胃中可被微生物降解发酵为挥发性脂肪酸、肽类、氨基酸及氨等成份，同时瘤胃微生物可以利用氮源、能源等发酵产物合成微生物蛋白质和B族维生素等营养物质。
在这些过程中，对于奶牛来说，有些是有利的，有些是不利的。
调控奶牛消化代谢过程的目标是，使奶牛发酵的有利方面到达最佳，而使发酵的损失最小。
为了提高饲料和营养物质的有效利用率或提高生奶质量，使用一定的手段对瘤胃中降解与合成过程进行调控是可能的，也是必要的。
人们养牛实际上是在养瘤胃微生物。
如何维护良好且稳定的瘤胃环境，保持微生物的活性及其菌系的相对平衡，是奶牛饲养技术中非常重要的环节。
本文对奶牛瘤胃功能的调控作了阐述，供同行们参考。
1.供给瘤胃微生物必要的、平衡的、稳定的营养素1.1 能源：能量是瘤胃微生物维持生命和生长繁殖的基础。
碳水化合物在瘤胃中发酵产生挥发性脂肪酸（VFA）和三磷酸腺苷(ATP),微生物细胞的活动取决于三磷酸腺苷的产生量，每克细菌生长所需0.4MATP。
1.2 氮源：瘤胃微生物合成蛋白质需要含氮化合物。
日粮蛋白质和非蛋白氮在瘤胃中发酵降解产生为肽类、氨基酸及氨，这些产物被瘤胃微生物用作合成微生物蛋白质的原料。
如果含氮化合物不足，则会影响微生物的生长，瘤胃液内氨氮浓度一般不应低于20mg/1OOml；如果氨的浓度过量，多余的氨可被吸收进入血液，在肝脏中被转化为尿素，一部分可以进行尿素循环流入瘤胃再利用，另一部分尿素从尿中排出，造成浪费。
1.3 瘤胃能量释放与含氮化合物释放的同步性（能氮平衡）：瘤胃内微生物蛋白质的合成主要取决于瘤胃内碳水化合物和氮的利用效率。
如果蛋白质的降解速度超过碳水化合物在瘤胃中的发酵速度，则氨过量，酮酸不足，大量的氮就以氨的形式丢失；如果碳水化合物在瘤胃中发酵速度超过蛋白质的降解速度，则酮酸过量，氨不足，微生物蛋白质合成也会下降，能量损失。
牛四个胃的功能
牛四个胃的功能
牛的消化系统是由四个胃组成的，分别是瘤胃、网胃、书胃和瘤疆胃。
每个胃都有不同的功能，共同完成对植物纤维素的消化。
下面我将详细介绍牛四个胃的功能。
首先是瘤胃，瘤胃是牛的主要发酵室，也是牛消化系统中最大的胃。
它的功能主要包括食物分解和发酵。
瘤胃内生活着大量的微生物，这些微生物能够分解纤维素，将其转化为可消化的物质，例如脂肪酸、维生素和蛋白质。
此外，瘤胃还能够吸收部分水分和电解质，为牛提供所需的营养物质。
接下来是网胃，网胃的主要功能是过滤食物颗粒，并将细小的颗粒重新分散到瘤胃中进行发酵。
网胃内有一层网状结构，这些网状结构可以帮助牛将食物进一步细化，提高瘤胃内微生物的工作效率。
然后是书胃，书胃的主要功能是帮助牛将食物再度细化。
书胃内生活着大量的细菌，这些细菌能够分解食物中剩余的纤维素，并将其转化为有营养的物质供牛消化吸收。
此外，书胃还能够吸收部分水分、电解质和营养物质。
最后是瘤疆胃，瘤疆胃主要起储存和排空的作用。
当食物通过瘤胃、网胃和书胃进行分解和发酵后，进入到瘤疆胃。
瘤疆胃可以储存大量的食物，在需要时逐渐排空，供牛继续消化和吸收。
总的来说，牛的四个胃相互配合，共同完成对植物纤维素的消
化。
通过发酵和分解食物，牛能够从植物纤维中提取出营养物质，并将其转化为可供消化吸收的物质。
此外，四个胃还能够帮助牛吸收水分、电解质和维生素等营养物质。
牛的消化系统的特殊构造保证了它们能够有效地消化植物纤维，并从中获取所需的营养物质。
瘤胃中蛋白能量代谢机制
瘤胃中蛋白能量代谢机制瘤胃是一种在草食动物消化系统中起着关键作用的特殊器官。
它主要存在于反刍动物的消化系统中，包括牛、羊和鹿等。
瘤胃的主要功能是分解和发酵纤维素，并为动物提供能量和营养物质。
瘤胃中的微生物群通过一系列复杂的代谢过程来实现这些功能。
其中，蛋白质能量代谢机制在瘤胃中起着重要的作用。
首先，蛋白质在瘤胃中被降解为氨基酸。
降解蛋白质的主要酶是瘤胃中的蛋白酶。
当动物摄入含有蛋白质的食物时，蛋白酶会将蛋白质分解为氨基酸。
这些氨基酸可以被瘤胃中的微生物使用，也可以直接通过胃肠道吸收进入血液循环系统，提供给动物的机体。
接下来，瘤胃中的微生物将氨基酸进行发酵。
这个过程被称为氨基酸发酵。
在氨基酸发酵中，微生物利用氨基酸作为能源，并将其转化为短链脂肪酸和氨。
短链脂肪酸进一步被瘤胃上皮细胞吸收供能，而氨则被其他微生物利用合成细菌蛋白质。
这些细菌蛋白质可以被再次降解为氨基酸，并供给其他微生物进行发酵。
总体来说，瘤胃中蛋白质的能量代谢过程可以概括为：蛋白质降解-氨基酸形成-氨基酸发酵-短链脂肪酸形成-短链脂肪酸吸收-细菌蛋白质形成-氨基酸形成-氨基酸发酵。
此外，瘤胃中蛋白质的能量代谢还受到其他因素的影响。
例如，瘤胃pH值的变化、微生物群的组成和数量、瘤胃内的缺氧程度等。
这些因素都会对蛋白质能量代谢机制产生一定的影响。
总结起来，瘤胃中蛋白质的能量代谢机制是一个复杂的过程。
它涉及了蛋白质的降解、氨基酸的发酵以及短链脂肪酸的产生和吸收等多个步骤。
这些过程紧密相互作用，共同为草食动物提供能量和营养物质。
然而，瘤胃中蛋白质能量代谢的详细机制仍有待进一步的研究和探索。
瘤胃微生物调控技术研究进展
草 食家 畜 （ 季刊 ）
瘤 胃微 生物调控 技术研究进展
柳现风 ， 潍波 ， 王 陈凤 春 ， 海珠 蒋 （ 江苏 省 徐 州 市 铜 山区农 业 局 ， 苏 江 徐州 ２ １１ ） ２ １ ６
摘
要 ： 刍动 物 的 瘤 胃就 像 一 个 庞 大 密 闭 的 发 酵 罐 ， 整 个 消化 过 程 中起 着 重要 的 作 用 。 瘤 胃功 能 的健 反 在
争 作用 ，一 种微 生 物 的代 谢产 物 可 以被 其 它微 生 物利 用 ， 不 同 微 生 物 利 用 底 物 转 化 为 发 酵 产 物 的 代 谢 间 相 而 互依赖 ， 以 ， 所 它们 适应 环境 的能力 大大 加强 ， 从而 更好 地 维 持 瘤 胃的 内 环 境 。 胃 中 的 原 虫 和 细 菌 存 在 着 竞 争 瘤 和 寄 生 的 双 重 关 系 。冯 仰 廉 、 艳 艳 的 研 究 都 表 明 原 虫 霍 和真 菌存 在着 负 协 同效应 ； 高巍 、 庆翔 的 研究 表 明 而 孟 它 们之 间有 正协 同效应 。
康 与 否 直接 决 定 反 刍动 物 的 健 康 ， 因此 使 用 一 定 的 手 段 对 瘤 胃 中 降 解 与 合 成 过 程 进 行 调 控 是 可 能 的 ， 也
是 必要 的 。 本 文 对 瘤 胃微 生 物 调 控 技 术 进 行 了综 述 。
关 键 词 ： 胃微 生 物 ； 控 技 术 瘤 调
的， 也得有 １ ￣ ５ ０ １ ｄ的过渡 期为好 ， 让瘤 胃微 生 物有 适应 期， 先培 养微 生物 ， 后瘤 胃微生 物才 可 消化 饲料 ， 而 而 进 转化 为供奶 牛所 需 的营养 物质 。
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Ò Ë á Acetate û Ë ± á Propionate é Ë È á Lactate
Kaufman, et al 1990
22
3、瘤胃的缓冲能力 当饲料或其它物质的pH值在6.8—7.8时，瘤胃 内容物可以进行很好的缓冲，超出这一范围， 瘤胃内容物的缓冲能力就显著降低。 瘤胃中的主要缓冲物有：碳酸盐、磷酸盐和挥 发性脂肪酸。
瘤胃功能调控
Rumen Function Regulation
1
2
内
• 概述 • 瘤胃及内容物的特性 • 瘤胃功能调控
容
3
一、概 述
1、保持正常的瘤胃功能，最大限度的发挥瘤 胃微生物的主体作用，是反刍动物营养技 术中的重点。 2、调控的总体目标： • 促进对动物有利的发酵活动，控制缩小对 动物不利的发酵活动。 • 包括：纤维物质的降解、乳酸发酵、NPN 转化成MCP；甲烷合成、蛋白质、肽和氨 基酸的降解等。
9
绵羊和牛采食不同日粮条件 下的唾液分泌量
唾液分泌量（ L/d ）
日 粮 各种日粮
收集唾液期间未饲喂
参考文献
Somers(1957) Hyden (1958) Kay（1960）
绵羊 3—6 6-12 6-16
牛 28 110 149 123 108 178
干草和其它饲料
收集唾液期间未饲喂
Chrzaszcz、Schechtlowna (1930)
23
4、氧化还原电位 瘤胃中很少有氧气存在。少量的氧可能来自于 饲料和饮水。瘤胃基本上是无氧环境。氧化还 原电位反映了氧的存在与否。瘤胃的氧化还原 电位一般在-250—-450mV之间，平均为350mV。 瘤胃中虽然需厌氧环境，但少量的氧不会造成 太大的影响
4
瘤胃健康、饲喂系统 与饲料效率
Rumen Health, Feed Delivery System
5
瘤胃 – ―发酵罐”
Rumen – Fermentation Vat
6
瘤胃功能调控
更多体重 More BW
更多牛奶 More milk
较少DMI，更高效率 Less DMI, more efficiency
Hour after feeding
17
18
Yield (Grams of cells/gram of substrate)
0.3
Starch Digester 不同 细菌 在不 同pH 环境 下的 生长 情况
0.2
淀粉分解菌
0.1
Fiber Digester
纤维分解菌
0.0
7.0 6.5
6.0 5.5 pH
6.8 6.6
6.4
6.2 0h 2h 4h 6h 8h
Hour after feeding
16
瘤胃液PH值随颗粒大小的变化
6.7 6.6 6.5 6.4
pellet ground unground
pH of rumen fluid
6.3 6.2 6.1 6.0 5.9 5.8 5.7 5.6 5.5 0h 1h 3h 5h 7h
8
不同反刍动物的采食与反刍时间
项目
采食，min/d 反刍时间， min/d 反刍，min/kg NDF
牛 330 465
绵羊 240 491
山羊 254 446
840
49912
850
35482
71
830
40094
78
咀嚼次数/d
咀嚼次数/每个 食团
52
Welch and Hooper (1988)
7
二、瘤胃及瘤胃内容物的特性
（一）、瘤胃的特点
1、体积：成年牛瘤胃100—150升。 2、采食时间：8小时左右/天。 3、反刍时间：8—11小时/天。 4、每个食团反刍40—50次。 5、唾液分泌量100升左右（成年牛/天）。 6、唾液呈弱碱性（绵羊的为8.4－8.7；牛，8.8） 7、瘤胃上皮对水分等成分不断吸收（VFA,75%;丁酸> 丙酸>乙酸）。 8、牛不断采食饲料、同时食糜不断从瘤胃中流出。 9、牛每天饮水30—100升左右。
Thorlacius and Lodge,1973 试验牛采食干草，向瘤胃中注入酸改变瘤胃的pH值。
瘤胃液PH下降，吸收速度提高，是瘤胃适应性的表现。
21
ö Î Á ¸ · ¢ ½ Í º Í pHÖ µ
Rumen Fermentation and pH
80 70 60
Molar %
50 40 30 20 10 0 7.2 7 6 pH 5.5 5 4
13
2、瘤胃的pH值 一般在6—7之间。pH值受很多因素的影响。 例如，饲料的组成、饲料的物理结构、饲料的 营养成分以及唾液的分泌等。 瘤胃PH随采食后时间的变化、精粗比、颗粒 大小的影响 PH变化对瘤胃消化代谢的影响（对微生物的 影响，对VFA吸收的影响）
14
6.4
Rumen pH
灌注营养研究、体外试验时。
11
12
（二）、瘤胃内容物的特性
1、瘤胃的温度 正常情况下，为38—41OC之间，平均39OC。与 体温相比，瘤胃温度变异较大。 进行体外人工瘤胃发酵，一般采用38或39OC作 为恒温水浴的目标控制温度。 受饲料种类（易发酵的升的高）和饮水温度（短 期温度下降）的影响。 低温的影响不大青贮饲料 干草
奶牛颗粒料和干草
玉米、块料和干草
Bailey (1961)
草
10
人工唾液配方
NaHCO3, 9.8 g/L Na2HPO4.12H2O, 9.3 g/L NaCl, 0.47 g/L KCl, 0.57 g/L CaCl2, 0.04 g/L MgCl2, 0.06 g/L McDougall, 1948
5.0
19
20
瘤胃pH值对VFA吸收速度的影响
吸收速度（ml/min） 瘤胃pH值 5.36 5.46 平均 6.51 6.57 平均 乙酸 52.6 68.5 60.6 44.7 52.2 48.5 丙酸 116.0 100.8 108.4 68.2 55.5 61.9 丁酸 202.7 160.5 181.6 96.4 60.4 78.4
6.2 6.0
5.8
5.6 0 2 4 6
对照 Control
1% NaHCO3 0.8% MgO
8
10
饲喂后时间（小时）
Time after feeding in hours
15
瘤胃液PH值随采食后时间的变化
7.4
A1B1 A1B2 A2B1 A2B2
7.2
pH of remen fluid
7.0