过瘤胃技术(RPT)在反刍动物饲料业的应用前景
提高饲料过瘤胃蛋白率的技术措施

摘
要 :过瘤 胃蛋 白指饲料中未被瘤 胃微 生物降解而直接进入小肠的蛋 白质 ,是反 刍动物吸收氨基酸的重要 来
源。通过降低饲料蛋 白质在瘤 胃内的降解率,提高蛋 白质 的过瘤胃率,增加氮在体 内的沉积 ,可提高优质蛋白质饲料
的利用率 ,从而提 高反刍动物的生产性能。国内外对提 高饲料过瘤胃蛋 白进行 了大量的研究,包括各种热处理方法、
p e r r e v i e we d t h e t e c h n i c l a me a s u r e s t o i mp r o v e t h e i l d me n b y p a s s p r o t e i n a n d e f f e c t s i n p r o d u c t i o n a n d a p p l i c a t i o n .
Th e T e c h n i c al Me a s u r e s t o I mp r o v e t h e Ra t e o f
.
RU men By p a s s Pr o t ei n i n F e e d
W ANG L i n g , YANG Lu l i n g , L V Yo n g y a n , S UN Gu o q i a n g
s ma l l i n t e s t i n e d i r e c t l y , i s a n i mp o r t a n t s o u r c e o f a mi n o a c i d s a b s o r b e d b y r u mi n a n t a n i ma 1. T h r o u g h d e c r e a s i n g t h e d e g r a d a t i o n r a t e o f l u me n b y p a s s p r o t e i n i n f e e d , i n c r e a s i n g t h e r a t e o f p r o t e i n f r o m u me l n , a n d i n c r e a s i n g n i t r o g e n
过瘤胃技术的原理及其应用

过瘤胃技术的原理及其应用1. 什么是过瘤胃技术?过瘤胃技术是一种通过改变瘤胃中微生物群落的方法,来提高反刍动物对纤维素的消化能力的技术。
通过改善纤维素降解微生物的生存环境,过瘤胃技术可以显著提高反刍动物对纤维素的利用效率,从而增加动物的生产性能。
2. 过瘤胃技术的原理过瘤胃技术主要基于以下两个原理:2.1 纤维素降解微生物的生态系统瘤胃内存在着丰富多样的微生物群落,包括细菌、原虫和真菌等。
这些微生物能够降解纤维素,并将其转化为有机酸、气体和微生物蛋白等可被反刍动物利用的物质。
瘤胃内微生物群落中的竞争关系和协同作用对纤维素降解过程起着重要作用。
2.2 改善瘤胃微生物生存环境通过一系列的管理策略和饲喂方式,可以改变瘤胃内微生物群落的组成和功能,从而提高纤维素降解和利用的效率。
例如,通过合理配制饲料、控制饲喂频次和添加膳食添加剂等方式,可以改善瘤胃微生物生存环境,促进纤维素降解微生物的生长和活性。
3. 过瘤胃技术的应用过瘤胃技术已经在畜牧业中得到广泛应用,在提高反刍动物生产性能和减少环境污染等方面发挥着重要作用。
以下是过瘤胃技术的主要应用领域:3.1 提高反刍动物的生产性能过瘤胃技术可以改善反刍动物对纤维素的利用效率,增加饲料的消化吸收率,提高体重增长速度和肉、奶、鸡蛋等产品的产量。
通过优化瘤胃微生物群落的组成和功能,过瘤胃技术可以最大限度地发挥反刍动物的消化功能,实现高效的饲养管理。
3.2 减少环境污染纤维素降解过程中产生的气体、有机酸和微生物蛋白等物质通常会成为环境污染的来源。
过瘤胃技术可以提高纤维素的降解效率,减少有害物质的排放,降低对环境的污染。
通过实施过瘤胃技术,可以有效地解决畜牧业中存在的环境问题。
3.3 改善饲料资源利用效率纤维素是一种广泛存在于植物细胞壁中的多糖物质,是反刍动物饲料中的主要成分。
通过提高纤维素的降解效率,过瘤胃技术可以提高饲料的利用效率,减少对粮食等资源的需求,降低饲养成本。
营养物质过瘤胃技术研究进展

方 面 的影 响 , 碱 缺 乏 时 , 氨 酸 代替 胆 碱 , 氨酸 水 平 不 胆 蛋 蛋 足时, 胆碱 作为 甲基 供 给体 可节 省 蛋氨 酸 。因此 , 了达 到 为 和维 持更 高质 和量 的乳产 量 , 别是 在 泌乳初 期 , 碱 的添 特 胆 加就 成为 必需 。 防止 胆碱 在瘤 胃内被分 解 . 为 保证 在瘤 胃后 消化 道被 吸收 , 应使 用过 瘤 胃胆碱 。 故 1 . 过 瘤 胃氨 基 酸 5 将 氨基 酸 以某 种 方 式 修饰 或保 护 起
消化利 用率 。
1 过 瘤 胃 的 营 养 物 质
外 , 了防止 淀粉 在 后段 消化 道 的过 度发 酵 , 应该 限 制奶 为 也 牛 日粮 中过瘤 胃淀 粉 的最大 采食 量 。 依据 降解率 公式 , 淀粉 在瘤 胃的降解 率可 以被 准 确 的测定 ,而另 一部 分未 被瘤 胃 降解 的淀粉 会 在小肠 受 到消 化酶 的消化 。 因此 , 通过 选择 某
1 . 过 瘤 胃 蛋 白 进 入 反 刍 动 物 瘤 胃 的 蛋 白 质 约 有 6 % 2 0
果 部 位处 还 原或 释 放 出 来被 吸收 和 利用 的保 护性 氨 基 酸 ,
称 为 “ 瘤 胃氨基 酸 ” 过 。赖 氨 酸 和 蛋 氨 酸 是 泌 乳 奶 牛 以 玉 米
被分解 ,其余 未被 消 化 的部分 则 随前 胃食 糜 的运 动进 入 瘤
些 特殊 的饲 料或 ຫໍສະໝຸດ 加 工处 理 的饲料 ( 膨 化 、 汽压 片等 ) 如 蒸 可
以改变 淀粉 在瘤 胃中 的降解 率 ,使 淀粉 的消 化位 点 由瘤 胃
转 向肠 道 。
14 过 瘤 胃 胆 碱 . 奶 牛需 要胆 碱形 成体 内某些 磷脂 。胆碱
反刍动物过瘤胃保护技术

反刍动物过瘤胃保护技术作者:马晨来源:《新农业》2016年第06期由于反刍动物消化系统的特殊性,饲料中添加的一些营养物质(包括蛋白质、氨基酸、非蛋白氮、脂肪、淀粉、维生素类等)进入瘤胃后会被瘤胃微生物所降解,不能完全被小肠等后消化道所吸收和利用,降低其生物学效价,因此需要通过一定的物理、化学等工艺手段来处理这些营养物质,保护其有效组分活性,降低其在瘤胃内的降解效率,从而提高营养物质的消化利用率。
1 过瘤胃保护技术1.1 物理加压加热方法研究报道,通过加压或加热等物理手段对淀粉、蛋白质等常规饲料养分进行加工,以增加营养物质的稳定性,减少瘤胃微生物的降解程度。
一般淀粉饲料主要通过加压方式处理,降低淀粉在瘤胃中的降解率,提高小肠对淀粉的可消化利用率。
蛋白质饲料主要通过加热烘干方式处理,通过热处理后导致蛋白质变性,引起蛋白质的自由氨基与碳水化合物中的羰基相结合,以此抵抗酶的水解,使饲料蛋白质受到保护,更多的通过瘤胃进入后消化道被有效利用。
1.2 化学保护方法化学保护方法所采用的化学试剂主要有甲醛、单宁、乙醇、戊二醛、锌盐、氯化钠和氢氧化钠等。
这种方法主要用于蛋白质类营养物质,通过这些化学试剂与蛋白质分子间的交叉反应,以及酸性环境中可逆的特性,来达到保护瘤胃中蛋白质的目的。
例如甲醛能使蛋白质分子的氨基、羧基和硫氢基发生烷基化反应,并且在酸性条件下甲醛与蛋白质反应可逆,以此来降低蛋白质的溶解度,改变蛋白质的消化部位。
1.3 物理包被方法物理包被方法是用富含蛋白质的动物性原料(全血或脂肪酸)对营养物质进行包被,这些包被材料通常是C12~C22的脂肪酸,其特点是在瘤胃这样的中性环境中不易被降解,而在真胃等酸性环境中分解,并在真胃中消化利用。
而全血、血粉、干血浆、骨粉、鱼粉等血液制品及其他动物性饲料由于其易传播疾病等原因已禁止用于反刍动物饲料中。
1.4 微包被技术微包被技术是反刍动物营养中使用较为广泛、生产方式较为先进且过瘤胃保护效果较好的一类过瘤胃技术,这种方法常用于营养物质单体,如胆碱、维生素、氨基酸和尿素等。
过瘤胃蛋氨酸应用研究进展

FEED & FEEDING饲料饲养162019·8过瘤胃蛋氨酸应用研究进展李莉,凌浩,雷坤,李鑫垚,张佩华(湖南农业大学动物科学技术学院/湖南畜禽安全生产协同创新中心,长沙 410128)中图分类号:S823.4 文献标识码:A 文章编号:1004-4264(2019)08-0016-04DOI: 10.19305/ki.11-3009/s.2019.08.004摘 要:过瘤胃蛋氨酸对反刍动物营养调控、减缓蛋白质饲料资源紧张有着积极的作用,在实际生产中有着广阔应用的前景。
本文综述了蛋氨酸理化性质和功能、过瘤胃蛋氨酸的分类、国内外应用研究和有效性的检测与评定。
关键词:过瘤胃蛋氨酸;反刍动物;研究应用收稿日期:2019-01-14作者简介:李莉(1992-),女,广东惠州人,硕士生,研究方向为反刍动物营养学。
通讯作者:张佩华,副教授,博士,硕士生导师,研究方向为草食动物营养与饲料。
改革开放以来,我国养殖业得到迅速发展,但也面临饲料资源日趋紧张的问题,特别是蛋白质饲料缺乏已经成为限制我国养殖业发展的重要因素[1]。
在反刍动物养殖中,蛋白质类饲料的缺乏和利用率偏低成为制约反刍动物生产的主要因素[2],致使养殖经济效益大大降低。
而过瘤胃蛋氨酸作为一种蛋白质添加剂,对减缓蛋白质饲料紧张、促进反刍动物生产发展则起到了积极作用。
1 蛋氨酸理化性质和过瘤胃蛋氨酸的功能氨基酸营养是反刍动物蛋白质营养的实质和核心。
蛋氨酸因其分子中含有S-甲基,又称甲硫氨酸,是动物的必需氨基酸,同时也是反刍动物的限制性氨基酸,在动物体内可参与多种转甲基的反应,生成多种含甲基的生理活性物质[3]。
蛋氨酸(Met)与细胞信号转导、核酸和蛋白质合成等许多生理生化过程密切相关,是维持动物生长发育和各项生理活动的必需氨基酸,也是机体重要的甲基供体,在肝脏一碳单位循环及相关代谢过程中发挥重要作用[4]。
蛋氨酸可作为营养增补剂,改善氨基酸平衡,在肝脏保护、心肌保护、防霉袪毒等方面发挥重大功能。
反刍动物过瘤胃蛋白保护技术

反刍动物过瘤胃蛋白保护技术研究与综述名称的标记,37~C培养24小时为一代.每代培养后, 均用原抗菌药敏纸片作药敏试验,直至细菌对已耐药的中草药药物敏感性最大程度的恢复,即可停止继代培养,并记录试验结果.敏感性恢复结果见表5. 表5敏感性恢复结果注:判定标准.纸片抑菌直径小于1O毫米为低敏,纸片抑菌直径大于等于1O毫米而小于15毫米为中度敏感,纸片抑菌直径大于等于15毫米为高度敏感.3讨论试验结果表明,复方中草药方剂由于抗菌成份复杂,大肠杆菌很难对其适应,不产生耐药性,单味中草药抗菌成分少于复方,能产生一定的耐药性.中草药产生耐药性后,停药一段时间后能较快的恢复敏感性.在抑菌试验中可以看出,复方中草药比单剂中草药用量小,筛选出的大多数复方中草药药液抑菌浓度在l0原药液浓度,单味方药的抗菌浓度为l0. 原药液浓度,根据禽的消化生理特点,以口服吸收率 50%计,折算为复方制剂口服量至少为0.2/千克,单味方药口服量至少为2克/千克.中草药的副作用和残留作用小,来源丰富,价格低廉,抗菌效果稳定,能综合性调节动物机体内环境,适于在养禽中进一步广泛推广应用.反刍动物过瘤胃蛋白保护技术姜成赵小彦母立华迟玉东2(1.黑龙江省农垦总局齐齐哈尔分局161005,2.黑龙江省克山农场161621)摘要反刍动物所需营养中蛋白质来源有两个,一是通过微生物降解合成的茵体蛋白,一是过瘤胃蛋白,而日粮中绝大多数蛋白质在瘤胃内被降解浪费掉了,只有过瘤胃蛋白能够在小肠内被充分地消化吸收.因此,为了增加过瘤胃蛋白比例,提高饲料的利用率,就目前饲料蛋白的各种保护技术和效果进行了阐述.关键词反刍动物;饲料蛋白;瘤胃1加热处理保护饲料蛋白加热可导致蛋白质变性,使疏水基团更多的暴露于蛋白质分子表面,使蛋白质溶解度降低,从而降低蛋白质在瘤胃中的降解率.试验表明,大豆饼经过 144~C热处理后,其溶解度由70%降至40%,用以饲喂幼牛,增重提高达50%,其他饼粕亦有同样的效果.国外有人用全脂膨化大豆饲喂泌乳初期高产奶牛,发现饲喂处理组奶牛产奶量比不处理组的高,产奶高峰期出现却比不处理组迟,饲喂处理大豆奶牛的产奶量优势随试验进行而增加,并且处理组可明显提高乳脂率.有人干热处理豆饼发现,干热处理豆饼的瘤胃非降解氮量与处理温度呈直线相关(P< 0.05),处理温度越高其饲料蛋白质在瘤胃中降解越少.与不处理豆饼相比,当处理温度为ll5?,130? 和145?时,其蛋白质在瘤胃中非降解氮分别提高 14.7%,29.7%利47.3%.加热处理是保护饼j作者简介:姜成(1964一),男f面养殖技术顾问2007.10质过瘤胃很有高级兽医师,本科.效的方法,但随处理温度,湿度,时间,压力等的不同而产生不同效果,如果处理的温度,时间,压力控制不当常伴有副作用,如蛋白质在小肠内消化率下降, 一些氨基酸遭到破坏等.2化学处理保护饲料蛋白2.1甲醛保护饲料蛋白甲醛还原性强,可使蛋白质分子的氨基,羧基, 巯基发生烷基化反应,使其溶解度降低,并在酸性条件甲醛与蛋白质反应可逆,从而使被保护蛋白质在瘤胃降解率下降在瘤胃后消化道中由于pH值降低而与甲醛分开,被蛋白酶所消化.国外有人报道用甲醛处理酪蛋白能增加产毛量和氮沉积;用甲醛处理的含硫氨基酸能增加体重和产毛量;用甲醛处理大豆粉时发现,当甲醛用量为粗蛋白的0.4%,瘤胃蛋白质降解率明显降低,而用量从0.4%增加到0.8%时, 降解率下降不明显(P>0.05).研究表明,甲醛对生豆饼的处理具有明显的保护作用,当甲醛水平为研究与综述0.6%能提高进入十二指肠食糜非氨态氮,过瘤胃蛋白氮产量及氮的沉积率,而对微生物氮产量及氮在瘤胃的消化率无显着影响.研究结果表明,甲醛浓度越大对蛋白质在瘤胃中免于降解的保护性越高,但过高浓度的甲醛对蛋白质会产生过度保护以致影响蛋白质在后段消化道的消化.据报道,有人发现用2 克,千克DM甲醛处理可大幅度降低豆饼干物质和粗蛋白在瘤胃中的降解率,而基本上不影响其在真胃和小肠中的消化,如果甲醛用量超过2克,千克 DM可能会造成过保护.2.2单宁保护饲料蛋白国外有人研究认为,单宁与蛋白质的反应有两类,一类是水解反应,在真胃酸性条件下可逆,易被家畜消化利用;另一类是不可逆的缩合反应,其降低了饲料适口性,抑制酶和微生物的活性,与蛋白质形成不良的复合物,消化率降低.但对反刍动物无不良后果,反而有利于预防膨胀.有人发现,饲喂含单宁的日粮,蛋白质的消化率随日粮中单宁浓度的增加而减少.将单宁作为过瘤胃蛋白保护剂添加到不含单宁的饲料中时,加入剂量以3%为宜,单宁有酸涩味,过多的加入会降低饲草的适口性.2.3氢氧化钠保护饲料蛋白有人用氢氧化钠处理豆饼和菜籽饼,发现3%的处理水平效果最佳,使蛋白质的降解率减少了2.11, 2.37倍,并且对氨基酸的组成没有不利影响.还发现氢氧化钠处理的大豆饼使犊牛的氮沉积改善,奶牛泌乳初期产奶量显着增加,饲料效率和蛋白质利用率提高.用氢氧化钠处理豆饼饲喂公犊和泌乳母牛, 发现豆饼含氮化合物消化率提高,犊牛氮沉积增加, 泌乳母牛的产奶量,校正乳固形物产量及蛋白质利用率比喂未处理豆饼日粮的母牛高.2.4其他物质保护蛋白国外有人提出两种保护蛋白质方法:一是用锌处理豆饼,随着锌浓度的提高,处理效果也提高,但到1.5%时为最佳,继续增加锌浓度会产生副作用;另一种是非酶促褐化技术,有试验表明用此技术处理豆粕时,发现过瘤胃蛋白含量比对照组增加了2.5 倍.有人研究表明,用70%的乙醇处理豆饼,其蛋白质在瘤胃内的降解率显着低于未处理豆饼.70%的乙醇80?处理豆饼或70%乙醇热压处理豆饼比单一乙醇处理要降低6.6%.70%丙醇80?处理豆饼和70% 乙醇80?处理豆饼其蛋白质的溶解度比不处理豆饼,70%乙醇23?处理豆饼及80?热处理豆饼要低(P<0.05).结果表明,丙醇和乙醇类似,对蛋白质有一定的保护作用,且丙醇比乙醇处理效果好. 3物理包被保护饲料蛋白3.1白蛋白包被保护饲料蛋白全血,乳清蛋白,卵清蛋白等富含白蛋白的物质能对蛋白质起到保护作用,白蛋白在饲料颗粒外能形成一层保护壳,防止易溶蛋白在瘤胃内的扩散溶解,从而降低了被保护的蛋白质饲料在瘤胃内的降解.国外有人用全血撒到蛋白质补充料上在100?下干燥,发现其在瘤胃内氮的消失率显着下降,随着全血用量的增加氮的消失率显着降低.有人用全血处理豆饼发现其最佳处理为每千克干物质1.5升,氮进食量和氮沉积显着增加.据报道,简单鲜血处理对大豆粉瘤胃消失率无显着影响,但当与0.6%甲醛混合使用时,可明显提高甲醛的保护效果,其中30%的鲜血与0.6%甲醛复合处理是较理想的保护措施. 3.2化合物,聚合物包被保护饲料蛋白依据瘤胃与皱胃液pH值差别,把饲料用一些在中性或弱酸性条件下不溶解而在强酸条件下能溶解或崩解的材料包裹起来.最近据欧美等国试验,用蛋氨酸涂以牛脂硬化油并掺合分解剂脱乙酰甲壳质制剂,给奶牛每头每日在饲料中添加50克,可提高产奶量4.9%,并能诱发不发情的奶牛发情,提高繁殖力.4生物学调控保护饲料蛋白利用生物学技术选择性的控制瘤胃代谢,可使饲料蛋白得以保护.国外研究人员认为,抗生素能够降低微生物分解蛋白质的活性.瘤胃素可以改变瘤胃微生物群体组成和关键酶活性而影响瘤胃发酵过,减少甲烷产生,抑制蛋白质降解,改善程,增加丙酸饲料利用率.国外有人用瘤胃素添加剂饲喂小公牛表明,瘤胃素的添加显着降低细菌氮的流量,增加小肠饲料氮量,可能是瘤胃解朊作用降低而节省饲料蛋白质..5调控瘤胃外流速度保护饲料蛋白瘤胃外流速度影响着降解率,瘤胃外流速度加快,日粮在瘤胃内停留时间短,其蛋白质降解率下降.影响外流速度的因素很多,其中日粮结构和饲养水平影响较大,尤其是日粮的精粗比,随着精粗比的升高,外流速度加快,蛋白质的降解率下降.同时家畜生理因素如粒的大小和密J科削『,'搋述J曼,叫科也有影响.丽养殖技术顾问2007.10。
过瘤胃蛋氨酸在奶牛生产中的应用

过瘤胃蛋氨酸在奶牛生产中的应用王剑飞【摘要】文章通过对乳品质的提高途径、奶牛的限制性氨基酸方面进行分析,介绍了过瘤胃蛋氨酸的定义、分类以及过瘤胃蛋氨酸在奶牛生产中的应用效果.【期刊名称】《饲料博览》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】4页(P21-24)【关键词】过瘤胃蛋氨酸;乳蛋白率;奶牛生产【作者】王剑飞【作者单位】上海美农生物科技股份有限公司,上海201807【正文语种】中文【中图分类】S816.7;S823近年来,随着国家经济的发展,人民生活水平的提高,对乳产品的需求量日益增长,对乳品质量的要求也越来越高。
牛奶是目前最主要的乳产品,乳蛋白率和乳脂率是衡量牛奶品质的重要指标,决定了牛奶的价值。
不同国家生鲜乳标准中乳脂率和乳蛋白率的含量见附表。
我国目前乳品质低其中乳脂率、乳蛋白率和一个泌乳周期的产奶量均低于其他国家。
1.1 营养调控乳蛋白的合成需要氨基酸和能源[ 1 ]。
奶牛乳腺组织摄取的必需氨基酸与乳蛋白率有关,摄取的必需氨基酸越多,乳蛋白率就越高,但是氨基酸只有在充足且均衡的条件下才能被反刍动物有效地吸收和利用。
目前已经证实,某些氨基酸可以限制乳蛋白的合成。
氨基酸不平衡会限制奶牛乳蛋白的合成,从而降低奶牛的生产性能。
研究表明,乳蛋白基因的表达需要每种必需氨基酸都处在最适浓度,任何一种必需氨基酸浓度过低都会影响乳蛋白基因的表达,这是改善牛奶乳蛋白含量的有效手段[ 2 ]。
其原理是氨基酸营养的木桶效应,即蛋白质中各种氨基酸在动物中的营养作用,犹如由二十多块木板条围成的木桶,每块木板条代表一种氨基酸,蛋白质的生产效果犹如木桶里的容水量,见附图。
如果饲料缺乏某种氨基酸,即木桶上的某块木板短缺,其他木板条再长盛水量也不能增加,生产水平只停留在最短的一条木板的水平上,这种氨基酸限制了蛋白质的利用率,称为限制性氨基酸。
1.2 其他增加优质粗饲料的饲喂量、品种改良(周期漫长)、降低乳房炎的发生率、降低应激反应等方法都是在本质上改善乳蛋白。
过瘤胃保护技术

过瘤胃蛋白质饲料保护技术研究进展摘要过瘤胃蛋白[1]是反刍动物吸收氨基酸的重要来源,降低蛋白质在瘤胃内的降解率能提高动物的生产性能,改善氮的利用,增加氮的沉积,从而提高优质蛋白质饲料的利用率。
国内外对过瘤胃蛋白做了大量的研究,包括各种化学方法、处理方法和物理包被,以及最有推广应用价值的戊糖加热复合保护处理法。
关键词过瘤胃蛋白、保护技术、奶牛养殖随着养殖结构的不断调整,我国肉牛和奶牛的饲养规模逐渐由农户散养向工厂规模化养殖转轨。
由于饲养管理水平和种质资源的限制,我国肉牛和奶牛的生理健康状况和生产性能普遍低于国外同期水平。
其中,就饲养管理水平而言,日粮的蛋白质营养在很大程度上限制了肉牛和奶牛的最高生产性能的发挥。
国内外的研究表明,生产性能较好的反刍动物和幼龄及青年反刍动物的生产性能受日粮中的过瘤胃蛋白含量水平限制最为明显。
1 过瘤胃蛋白的概述过瘤胃蛋白的模糊概念在20世纪60年代就已提出,直到1989年NRC首次明确提出过瘤胃蛋白质的概念,将反刍动物对蛋白质的需要量分为可降解摄入蛋白(DIP,degraded intake protein)和非降解摄入蛋白(UIP,undegraded i ntake protein)。
在英国的新蛋白质中将蛋白质分为降解蛋白质(RDP)和非降解蛋白质(RUP或UDP)。
瘤胃降解蛋白质(RDP)和瘤胃非降解蛋白质(RUP)是饲料粗蛋白中两个功能截然不同的组分。
饲料粗蛋白质在瘤胃中可降解部分即瘤胃降解蛋白质(RDP),为微生物的生长和微生物蛋白质的合成提供了所需的肽、游离氨基酸和氨。
饲料粗蛋白中瘤胃非降解部分可直接进入小肠被吸收。
1.1 过瘤胃蛋白的定义所谓过瘤胃蛋白(Rumen escape protein)也称为瘤胃非降解蛋白质(RUP,Ruminally undegraded protein)是指蛋白质饲料中在瘤胃中未被微生物降解而直接进入肠道后消化道的部分。
过瘤胃蛋白质调控的主要目的是减少蛋白质在瘤胃的降解,提高进入小肠的氨基酸数量和质量。
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过瘤胃技术(RPT)在反刍动物饲料业的应用前景过瘤胃技术(RPT)在反刍动物饲料业的应用前景
过瘤胃技术(Rumen Protected Techniques)就是将一些营养物质(如蛋白质、氨基酸、脂肪和淀粉等)经过一些技术处理,使其保护起来,减少在反刍动物瘤胃内发酵、降解,而直接进入小肠后再被消化吸收,从而达到提高饲料利用率的目的。
使用过瘤胃技术降低了营养物质在瘤胃中的降解率,增加了其在小肠的消化和吸收,从而提高了这些营养物质的利用率。
1、过瘤胃技术的应用现状
过瘤胃技术的目的,是既要保护足够比例的营养物质,不被瘤胃微生物降解而进入小肠,同时又要保护过瘤胃后的营养物质进入小肠后,能在小肠内被有效地消化和利用。
1.1保护蛋白质过瘤胃
一般来说,进入瘤胃的蛋白质约有60%被分解,分解的产物是氨、挥发性脂肪酸、二氧化碳和其它含氮物质,其余未被消化的部分则随前胃食糜的运动进入瘤胃后消化,被皱胃和小肠的蛋白酶进一步消化,这部分未被瘤胃微生物分解的蛋白质,称为“过瘤胃蛋白质”。
2001年3月1日我国农业部下发了《禁止在反刍动物饲料中添加和使用动物性饲料的通知》,动物性饲料尤其是肉骨粉、鱼粉、血粉是反刍动物饲料中最常用的过瘤胃蛋白来源,因此肉骨粉、鱼粉、血粉等动物性饲料的禁用提高了反刍动物饲料配方技术的难度,于是动物营养和饲料加工研究者们设法寻求技术上的替代措施。
1.2 保护胆碱过瘤胃
奶牛需要胆碱形成体内某些磷脂,胆碱是乙酰胆碱的前体物质。
胆碱作为甲基的供给体在肝脏合成脂肪,然后又从肝脏输出用作能量源。
因而可减少形成脂肪肝的威胁。
在日粮中添加过瘤胃保护胆碱,能够促进奶牛泌乳,提高产奶量,并有可能提高乳脂率。
研究者们(Bonomi et a1,1996)已经证实:饲喂三个不同水平的RPC (Rumen-Protected Choline )(2克、6克、10克)或饲喂10克未进行保护处理的胆碱(氯化胆碱)能影响乳产量和其组成。
结果表明:乳产量分别提高6.75%,8.8%,10%,5%;乳脂率分别提高4%,4.3%,6%,3.1%;乳蛋白率也相应提高了4.7%,5.6%,7.5%,3.5%。
另一值得考虑的因素是:胆碱的添加效果与过瘤胃保护蛋氨酸的补充或者与日粮中高水平蛋白质含量有关,这些因素减少或限制了胆碱的需要,同时也会影响添加胆碱的效果(Erdman et a1,1984;Sharma & Erdman,1988b)。
有研究发现,低蛋白质水平强化了RPC对生产性能方面的影响(Erdman& Sharma,1991)。
胆碱缺乏时,蛋氨酸代替胆碱,蛋氨酸水平不足时,胆碱作为甲基供给体可节省蛋氨酸。
因此,为了达到和维持更高质和量的乳产量,特别是在泌乳初期,胆碱的添加就成为必需。
为防止胆碱在瘤胃内被分解,保证在瘤网胃后消化道被吸收,故应使用瘤胃保护性胆碱。
1.3 瘤胃保护性氨基酸(RPAA)
所谓RPAA(Rumen Protected Amino Acids),就是将氨基酸以
某种方式修饰或保护起来以免在瘤胃内被微生物降解,而在胃肠道中产生最佳效果部位处还原或释放出来被吸收和利用的保护性氨基酸。
这种RPAA产品应公认安全(GRAS)。
国内外大量的研究表明,赖氨酸(Lys)和蛋氨酸(Met)是泌乳奶牛饲喂玉米为基础日粮合成蛋白质时的第一或第二限制性氨基酸。
在制作日粮配方时,尤其对高产动物需要高的RUP日粮时,只能通过饲料蛋白质添加物来达到预期的MP中Lys和Met的含量。
而添加结晶型的Lys和Met没有效果,因为它们在瘤胃中迅速的发生脱氨基作用(Chalupa,1976;Onodera,1993)。
即使瘤胃微生物蛋白合成达到最大程度,但进入小肠的蛋白质和氨基酸仍难以满足现代高产家畜的营养需要,必需增加进入小肠的真蛋白质和氨基酸的数量。
因此,许多新的技术用来保护Lys和Met通过瘤胃而不被降解,同时又不影响氨基酸在小肠的消化。
据新版NRC研究报道,RPAA主要采用三种技术:1)用脂肪酸或pH敏感的多聚物包被于氨基酸的表面。
2)RPAA表面包膜涉及到油脂或饱和脂肪酸和矿物质3)液体来源的Met羟基类似物(HMB)。
使用少量的瘤胃保护氨基酸(RPAA)不但可以代替数量可观的瘤胃非降解蛋白(UIP),还能提高奶牛产奶量和乳脂率,降低日粮蛋白质水平和饲料成本。
给反刍动物饲喂瘤胃保护性氨基酸(RPAA)是调控进入小肠氨基酸数量和组成的最简便而又直接的方法(王洪荣,1998)。
2 过瘤胃技术(RPT)的优点及应用
2.1 RPT 的优点
2.1.1 平衡小肠营养素最简便而又直接的实用方法。
2.1.2 提高饲料的利用率,降低日粮成本。
2.1.3减少动物粪尿中有害物质向周围环境的排放量。
2.1.4 提高反刍家畜的生产性能和畜产品(奶、肉、毛等)的质量。
2.2 RPT的应用
瘤胃是反刍家畜一个大的发酵罐,它不但可消化单胃家畜难以消化的粗纤维,降低一些抗营养因子的活性,提高饲料中植酸磷等的利用率,而且对一些优质的蛋白,游离氨基酸,糖类等也具有一定的降解作用。
因此,对饲料进行一定的加工处理(膨化、蒸汽压片等),增加了饲料中UIP 和RBS的数量。
还可以应用包被技术对一些少量或微量的营养素(氨基酸,胆碱等)进行包被处理使其避免在瘤胃中降解。
2.2.1瘤胃保护性氨基酸(RPAA)
国外开发的RPAA主要是采用化学保护方法的产品,如N-羟甲基-DL-蛋氨酸钙(固体,商品名Mepron M85,德国), DL-蛋氨酸羟基类似物(MethionineHydroxyl Analogue,简称MHA)及其钙盐(MHA-Ca),,RuodimetTmAT88(液体,法国)以及氨基酸金属螯合物(蛋氨酸锌、蛋氨酸硒、蛋氨酸铜、蛋氨酸钙、赖氨酸锌等)。
由于蛋氨酸羟基类似物通过瘤胃时不需要“保护性”被膜,因而不会受到饲料加工的制约。
这意味着可以对蛋氨酸羟基类似物进行混合、高温蒸汽
调制、挤压、膨化或造粒而不破坏其活性。
氨基酸金属螯合物具有很好的过瘤胃性能,并可以达到“1+1>2”的效果,即蛋白质和微量元素的生物利用率都得到显著提高。
我国由于技术、资金等因素限制,目前仍集中于开发物理保护方法的RPAA产品,着重探索一种好的保护材料,这种物质既能不受瘤胃微生态内环境的降解,又能在小肠pH值、消化酶等的作用下被彻底分解。
RPAA物理保护方法同芯材和所选壁材有很重要的关系,不同的壁材所用的工艺路线可能完全不同。
菲迪公司同时采用了物理、化学的保护方法。
即对ph值敏感,同时又对皱胃酶制剂敏感的包材,采用特殊工艺,使包被后的AA在瘤胃有更好的保护,在皱胃和小肠更容易消化(原理图如下)。
该技术是国内首创,首家获得批准文号,生产许可证应用于生产的技术。
3 、RPT 在反刍动物饲料生产中的应用前景与意义
反刍动物日粮中添加过瘤胃氨基酸、脂肪、胆碱等产品,不仅可以提高反刍动物生产力,饲料利用率,还可以减少反刍动物脂肪肝、饲料中粗蛋白的供应量、奶牛热应激等问题。
过瘤胃氨基酸、脂肪和胆碱的研发以及对饲料原料进行特定的加工处理在一定程度上缓减了世界蛋白质饲料资源紧缺的加剧,减少了动物粪尿中氨氮排放以及反刍家畜常面临的能量负平衡、营养代谢病等难题,与此同时提高了畜产品质量,降低了日粮成本,改善了畜产品品质,迎合了人类对环境保护的要求。
RPT 今后的研究不光停留在理论上,随着人们对反刍动物蛋白能
量及其他营养素的不断深入研究,我国反刍家畜量和质的提高,对过瘤胃技术在反刍家畜饲料生产中的应用和需求也就成为必然。
研发和应用瘤胃保护性产品将在今后的反刍动物饲料业中扮演着重要的角色,对反刍动物饲料生产具有重要的理论指导和实际意义。