淀粉在反刍动物生产中的应用研究进展

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反刍动物瘤胃内普雷沃氏菌的研究进展

反刍动物瘤胃内普雷沃氏菌的研究进展

[摘要]普雷沃氏菌作为反刍动物瘤胃内重要的优势菌群,在淀粉、纤维素、蛋白质的消化过程中发挥着重要作用,还可以与其他细菌发挥互作协同效应,促进营养物质在瘤胃中的降解。

本文主要对普雷沃氏菌的分类、生长条件及其在瘤胃中的功能和丰度变化等进行综述,同时对普雷沃氏菌的后续研究进行了展望。

[关键词]瘤胃;普雷沃氏菌;研究进展[中图分类号]S811.6[文献标识码]A[文章编号]1004-3314(2020)07-0017-05反刍动物瘤胃内普雷沃氏菌的研究进展张洁,张力莉,徐晓锋*(宁夏大学农学院,宁夏银川750021)基金项目:国家自然基金项目(31660675)*通讯作者瘤胃是牛、羊等重要的消化代谢器官,其中所包含的瘤胃微生物则决定着营养物质被利用的效率,反刍动物将碳水化合物、蛋白质、脂质多以短链挥发性脂肪酸的形式进行吸收,并以这种方式供给机体所需能量的70%~80%。

瘤胃微生物还可通过将劣质的植物性蛋白转换为较优质的菌体蛋白,将优质的动物性蛋白转化为菌体蛋白,来调控其蛋白质的生物学效价。

转化后的微生物菌体蛋白随食糜进入到小肠后被吸收,为动物机体提供营养物质。

瘤胃内微生物主要由细菌、厌氧真菌、古细菌、原虫组成,其中以细菌丰度最高,从属水平上分析,基本上所有的反刍动物瘤胃细菌群落中的优势菌属均为拟杆菌门的普氏菌属(Bowen 等,2018;Wang 等,2017;Pitta 等,2014;Huo 等,2014;Jami 等,2013)。

普雷沃氏菌(Pre 鄄votella )是瘤胃中最具代表性的细菌属(Henderson等,2015),在瘤胃微生物中占据着重要的地位。

1普雷沃氏菌的分类及生长条件1.1普雷沃氏菌的分类普雷沃菌在分类水平上属于拟杆菌门、拟杆菌纲、拟杆菌目、普雷沃氏菌科,已从许多环境中分离出来,包括人类口腔(Downes 等,2010)、人类皮肤脓肿(Sakamoto 等,2007)和土壤(Ueki 等,2007)等。

提高反刍动物氮利用率的研究进展

提高反刍动物氮利用率的研究进展

提高反刍动物氮利用率的研究进展 反刍动物牧场是我国畜牧业的主要形式之一,反刍动物的氮利用率是影响其肉牛生产效益的重要因素之一。氮利用率低不仅浪费了饲料资源,还会造成环境污染。因此,提高反刍动物氮利用率已成为当前畜牧业发展所面临的重要问题。本文旨在总结提高反刍动物氮利用率的研究进展。 一、反刍动物氮利用率的影响因素 反刍动物对蛋白质的消化和吸收能力与多种因素有关。其中,饲料的氮含量、品质和消化特性是影响氮利用率的重要因素。因此,饲料中蛋白质含量的合理控制,对于提高反刍动物氮利用率非常关键。此外,微生物群落的活跃程度也会影响氮的利用率。激活微生物活性,增加反刍动物体内菌群数量和种类,同样有利于提高氮利用率。 二、提高反刍动物氮利用率的研究进展 1. 饲料组成的优化 饲料组成是影响反刍动物氮利用率的重要因素。合理设计饲料配方,优化蛋白质含量和形态的组成,能有效提高反刍动物氮利用率。一项调查表明,添加20% 大豆粕和10%菜籽粕组成的饲料,相较于一些其他的饲料添加物如发酵产品和盐酸赖氨酸,在体内氮利用率上均表现出更优异的效果。 2. 消化内源性蛋白的回收和利用 消化道内根据饲料的分解产物合成的内源蛋白质,被称为消化内源性蛋白(DIP)。在反刍动物的消化道内,DIP是肠道微生物的主要氮源。因此,利用和再循环DIP的技术,是提高反刍动物氮利用率的重要手段之一。一些有关研究表明,添加青贮作为饲料,在促进微生物活跃的同时,对于DIP的回收也具有重要作用。 3. 益生菌的使用 益生菌能够调整肠道内部菌落的数量和结构,从而降低反刍动物氮排放,提高反刍动物体内氮的利用率。营养价值相当的两种不同粗饲料饲喂滇池羊,结果发现肠道内草原菌群发生了显著改变,从而增加了草原菌群的数量,并且提高了肉羊的消化能力,使体内的氮利用率更高。 4. 酵素的应用 酵素的应用是提高反刍动物氮利用率的另外一种可行手段。酵素。酵素能够促进饲料内部蛋白质的分解和消化,提高饲料的氮利用率,同时增加反刍动物的体内蛋白质合成,提高养殖效益。因此,添加酶制剂的饲料技术,是目前迅速发展的技术之一。 三、结论 通过对提高反刍动物氮利用率的研究进展的综述,可以得出以下结论:合理的饲料组成和喂养管理是提高反刍动物氮利用率的重要手段之一;合理利用DIP,益生菌和酶制剂作为饲料添加剂,可以有效提升反刍动物体内氮利用率。未来研究应聚焦于加强饲料的优化配合、更高效的处理DIP、探索更加精细化的益生菌和酶制剂饲喂等更加有效的方式,以及通过基因工程方法,提高反刍动物氮利用率的天然基因审查。这些技术的生产实践应该得到积极的推广和应用。

反刍动物过瘤胃保护技术

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。

反刍动物饲用尿素缓(控)释技术研究进展

反刍动物饲用尿素缓(控)释技术研究进展
的需要 进行 控释 , 开发 经济 、 无毒 无 害并可 生物 降解的 包膜 材料是今 后研 究的 重点。 同生态区位瘤 胃 不 微 生物对氨 气的动 态营养需要模 式是进 一 步提 高饲 用尿 素缓 ( ) 效 果的理论基 础 。 控 释
关键 词 : 刍动物 ; 素 ; 反 尿 缓控 释
XiW ebi Zh n n g n i n, a g Yo g e
Ab ta t T i p p rw sd atw t h to st lw frc n rl d mmo i ee s ae o ue o sr c : hs a e a e l i te meh d oso o o t l )a h oe narla ert f rafr
r mi a t.T e me h d n l d d p y i a r a me t h mia d f a i n n i i o f u e s n u n n s h t o s i cu e h sc l t t n ,c e c l mo i c t ,i h b t n o r a e a d e i o i
素 法 。本 文对几十 年 来关于饲 用尿素缓 ( ) 方 法进行 了综述 , 出物理 方法 中以糊化 淀粉尿 素和糖 控 释 指
蜜尿 素舔砖 较为 可行 , 这 两种 方法 并没有提 高尿 素 氮的利用 率 ; 学缓释 法 中以羟 甲基脲最 为可行 ; 但 化 抑 制脲 酶 活性 法普 遍存在 瘤 胃微 生物 对之 产 生适 应性 的 问题 ; 包被 尿 素法可 以根 据瘤 胃微 生物 对氨 气
1 物 理 缓 释 方 法
11 大颗 粒尿素 .
大颗 粒尿 素 主 要通 过 控 制尿 素颗 粒 的 大小 和 强
Ke r s r mia t; ra so c nrle rla e y wo d :u n ns u e ;l类 社 会 面 临 的重 大 问 题 之一 , 刍动 物可 以利 用非 蛋 白氮 ( P 缓解 畜 牧 反 N N) 业 发展 与人 争粮 的 问题 ,因此 N N的开发 一直 是 国 P

酵母培养物在反刍动物中应用的研究进展

酵母培养物在反刍动物中应用的研究进展

题目:酵母培养物在反刍动物中应用的研究进展姓名:学科、专业:研究方向:指导教师:酵母培养物在反刍动物中应用的研究进展摘要:本文就酵母培养物在反刍动物日粮中使用对动物采食、瘤胃生态环境、反刍动物营养物质代谢、血液生化指标、泌乳及增重、免疫与应激的影响方面综述了其作用机理;对影响酵母培养物作用效果的各种因素进行了总结。

关键词:酵母培养物;反刍动物酵母培养物(yeast culture,简称YC),是指活体酵母细胞及其生产基质,是一种直接饲用微生物Direct-fed Microbials,DFM)。

属于一种微生态制剂,是在严格控制条件下的液体、固体二级发酵或直接在固体培养基发酵后连同培养基一起加工制得的产品。

酵母培养物在反刍动物生产中应用的研究起始于20世纪20年代(Carter等,1994),最早是用作反刍动物的蛋白质补充饲料(张宏福,1994)。

直到20世纪50年代,证实日粮中添加低剂量的酵母培养物能提高阉牛的增重(Beeson 等,1952)和奶牛的产奶量(Renz,1954)。

此后大量的研究表明,酵母培养物对改善反刍动物瘤胃的内环境、刺激某些有益细菌的生长、促进动物生长和提高奶牛产奶量的作用明显。

酵母培养物含有丰富的维生素、酶、其它营养物质及一些重要的辅助因子,是反刍动物瘤胃微生物生长的基本营养源。

在动物日粮中添加YC,不仅可以提高产奶量,改善产品质量,而且在维持和增加反刍动物免疫力方面亦有一定的功效。

酵母培养物还含有对侵入动物体内的微生物进行防御的葡聚糖和吸附病原菌,以及调节免疫机能的甘露寡糖(邵明丽,许梓荣,2002),是一种较为理想的促生长和免疫因子。

随着人们对抗生素负面作用的逐步深入,抗生素替代品的开发和研究日益增多。

YC作为一种安全有效饲料添加剂,对其的研究也就成为当今的热点。

在国外,关于YC的研究报道很多。

而在我国才刚刚开始,对其的研究和认识远远不够。

本文就国内外最近的研究进展,不仅从其对胃微生态的影响方面,而且从其对血液生化指标及营养物质代谢的影响方面对其的作用机理进行总结。

马铃薯渣在养殖业中的应用现状及前景

马铃薯渣在养殖业中的应用现状及前景

马铃薯渣在养殖业中的应用现状及前景作者:张效川高娟来源:《农家科技下旬刊》2017年第01期一、导论1.研究的背景(1)马铃薯及马铃薯渣。

马铃薯,是一种营养丰富、易于消化吸收,并且生长期短、适应性强、用途广、耐储藏的粮菜兼用的高产茄科多年生草本植物,是全球第四大重要的粮食作物,仅次于小麦、稻谷和玉米。

我国是世界上主要的马铃薯种产大国,据统计数据显示,2007年我国的马铃薯年产量已突破7000万吨;2010年马铃薯种植面积达507.75万h㎡,产量达7479.91万t,均占世界20%以上;2013年全球马铃薯种植面积994.5万h㎡,产量3.68亿t,而我国马铃薯种植面积577.48万h㎡,产量8898.7万t,我国马铃薯种植面积和产量均居全球第一位。

马铃薯淀粉和淀粉深度加工业是实现粮食增值的主要途径之一,日益受到地方政府的重视,马铃薯加工迅速进入产业化发展道路。

马铃薯渣是马铃薯深加工过程中产生的残渣。

经测定,马铃薯渣干物料中蛋白质含量为4.6%-5.5%左右,粗脂肪含量0.16%,粗纤维含量9.46%,糖分含量1.05%,湿料中粗蛋白含量为1.2%左右。

马铃薯渣营养含量比较低,适口性差,畜禽不爱吃,利用率也低,除少量被用作粗饲料直接饲喂外,绝大部分被遗弃,被遗弃的废渣发霉腐烂,严重污染环境。

随着马铃薯淀粉产业的迅速发展,副产物马铃薯渣的产量也在逐渐增大,对环境的污染加重,而且造成了资源的严重浪费。

(2)马铃薯加工企业面临的困境。

随着马铃薯加工企业的发展壮大,产品产量不断增加,在此过程中,大量的马铃薯渣排放使马铃薯淀粉生产企业成为污染大户。

这与近年来国际社会及我国大力倡导的改变传统经济发展模式新战略不相符的,也是企业周边居民不能接受的。

节能减排,保护环境,是实现经济和环境协调可持续发展的关键之路,也是我国建设环境友好型社会、建成全面小康社会、实现伟大中国梦的的战略要求。

同时,国家和地方在节能减排也出台了新政策,“将节能减排作为考核各级领导干部政绩的重要指标” 。

反刍动物瘤胃甲烷产生及调控的研究进展

反刍动物瘤胃甲烷产生及调控的研究进展

中 图分类 号 : 8 63 ¥ 1.
文献标 识 码 : A
文章编 号 :0 3 6 7 (0 00 — 0 0 0 10 - 3 72 1)2 0 4 — 4
20 0 9年 l 2月 7日, 自 12个 国 家 的环 境 部 长 和 来 9 其他 官员 在哥 本哈 根 召开联 合 国气候 会议 , 终将 控制 最
11 反 刍动 物 瘤 胃 内 甲烷 产 生 的 生 化 机 制 .
大气 温室 气体 浓度 确定 为 《 哥本 哈根协 议》 的最终 目标 。 可见 , 气温 室气 体使 全球 气候 变 暖 已经给 全世 界 带来 大
了 巨大危 害 。
在 反 刍动 物 瘤 胃内 甲烷 生 成 菌与 瘤 胃微生 物 共 同 作 用 , 饲 料 中的淀 粉 、 维素 和蛋 白质分 解产 生 乙酸 、 将 纤
h doab n HF s 、 全 氟 烃 yrcro , C ) ( ef oo h do ab n P r u r yrcro , l
初 阶段 及 旺盛 阶段 主要 以 C : z O 一H 还原 途径 为 主_ 7 】 。首 先 辅 酶 甲烷呋 喃 ( ta oua MF 活 化 C 2 其 还原 meh n frn, ) 0, 将
丙酸 、 丁酸 、 气 和二 氧化碳 等 , 生 的二 氧化 碳 、 氢 产 甲酸 、 乙 酸 、 胺 、 甲胺 、 甲 次 甲醇 等 又 在 甲 烷 生 成 菌 的 作 用 下 被 氢气 和 甲酸还 原生 成 甲烷 。
111 C z : 原 途 径 在 反 刍 动 物 瘤 胃 发 酵 的 最 .. 0 —H 还
P s、 HC )六氟 化硫 ( ufrhx n oie S 6六 种气 体_ 其 S l e a u r ,F ) u d 】 1 。 中, 甲烷 是 一 种非 常 重 要 的温 室 气 体 , 有 非 常 强 的吸 具 收 红外 线 的能力 ,能 够影 响大 气对 流层 中一 氧化碳 、 臭 氧 等气 体 的浓度 , 而 改变地 球 表面 的能量 平衡 。研 究 进 者 普 遍 认 为 单 位 体 积 甲烷 的 温 室 效 应 是 二 氧 化 碳 的 2  ̄3 0 0倍 ,其 对 全 球气 候 变 暖 的影 响作 用 占 到 1 %一 5 2 %P 0 J 。大气 中的 甲烷含 量 每年 以 1 %的递 增速 度 上升 , 使 全球 温室效 应 加剧[ 3 1 。 环 境 中 甲烷 主要 来 自三 方 面 : 自然 环境 排 放 、 源 能 燃 料排 放 、 业 活动 排放 。其 中农 业 活动 排放 的 甲烷 主 农 要 是 由 反 刍 动 物 产 生 。 每 年 排 放 到 大 气 中 的 总 甲 烷 量 为 04~0 . . t 6亿 ,其 中 ,反 刍 动物 的排 放量 就 达到 8 0 0 万 t 。反刍 动物 主要 通过 嗳气 的方 式排 出 甲烷 , 能量 损 失 占其 采食 饲 料总 能 的 2 %~1 %旧 造成 了严 重 的能 量 5 , 损失。 因此 , 少 甲烷 的产生 有 助于缓 解 全球气 候 变暖 , 减 同 时可 使 更 多 的能量 和 碳 源转 化 为可 供 动物 利 用 的 挥 发性 脂 肪 酸 , 而 降低 瘤 胃发 酵 的 能 量 损失 , 高 饲料 从 提

在反刍家畜营养中碳水化合物的研究进展

在反刍家畜营养中碳水化合物的研究进展

成。f 为糖 、淀粉和果胶的消化率高,通常可以替 代部分 中性洗涤纤维 ,以满足动物埘能量的需要
非结构性碳水化合物在瘤 胃中的发酵状况随着饲料 的利 类 、保存 H f 及加 T的方法的不 同而差异很 , ;a j3 "
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标 ,并 已得到美同 N C认可。N C可由公式计算 : R F
进一步提 出 r { l性洗涤纤维 ( D ) _ 】 N F 和酸 陛洗涤纤维 (i ) A) ,它们 能够更准确 地区别开影 响吸收 N F F D 和影响消化A l D' 1 的部分。
作者简介: 秋珏(9 9 ,女 。河南南 人 ,硕 I 17 一)


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包含果胶和有机酸 。此体系用 S i (9 1改进的 m t 18 ) h
( 铁氰化物作为 比色的指示剂 ) 酶学方法测定N C S,
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给 予 N C 同的 内涵 ,他们 用公 式 ( S =0 一 P S N C 10 C 一 ( D — D I )A h Ehret c)C M D i ) 】 N F N FP 一 s— te xr t( P a y[计 a r
【2 岳奇松。 l1 坨升波。 - 附荣, 微 , 态圳剂对 奶牛增 奶的试验研 等. 上 究 ….{ 日 _1 奶牛, 0 3 3 : 0 2 . 1 20 ( )2 — 1
饲料博览 20 06年攀 2 期

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淀粉在反刍动物生产中的应用研究进展淀粉一般占反刍动物日粮60%~80%,是机体和瘤胃微生物主要的能量来源,例如小麦中淀粉含量约为77%,玉米和高粱中淀粉含量约为72%,大麦和燕麦含有淀粉57%~58%。

特别是在高产反刍动物精饲料中淀粉占有比例更大。

反刍动物采食淀粉后,在瘤胃内逐步降解为丙酮酸,丙酮酸在瘤胃微生物作用下产生挥发性脂肪酸、甲烷、二氧化碳和少量乳酸。

由于反刍动物容易消化吸收淀粉,利用效率较高,且淀粉可以提高日粮能量浓度等特点,越来越受到研究者的广泛关注,近几年也成为了学术界研究的热点。

1 淀粉的特性1.1 淀粉的化学结构在植物生长过程中,淀粉以颗粒形式储存在细胞中。

由大量的D-葡萄糖基组成的一种高分子碳水化和物,根据淀粉颗粒中的分子α-葡聚糖类型的组成可分为直链淀粉和支链淀粉两种形式。

直链淀粉含有数百个葡萄糖单位,相对分子质量较小;而支链淀粉含几千个葡糖糖单元,相对分子质量比直连淀粉大得多。

在天然淀粉中支链淀粉含量的比例大于直链淀粉,直链淀粉主要由α-(1,4)糖苷键连成的线型大分子,几乎不含有分支结构,由于氢键的相互作用,使其长链分子卷曲成螺旋的空间构象;支链淀粉是由含有α-(1,4)糖苷键和α-(1,6)糖苷键连结的分支而成的葡萄糖多聚物,其分支点由α-(1,6)糖苷键连接。

由于结构不同,直链淀粉和支链淀粉存在较大的性质差异。

直链淀粉难溶于水,溶液不稳定,凝沉性强,由分子间的氢键形成双螺旋结构,对碘具有强烈的束缚能量,与碘能形成螺旋形络合物结构,呈深蓝色。

而支链淀粉易溶于水,溶液较稳定,疑沉性强,对碘具有较弱的束缚力与其形成紫色复合物,因此,碘液可以鉴定淀粉。

1.2 淀粉的溶解度淀粉相对密度大于水的密度,且淀粉在冷水中不溶解,是由于冷水中的氢键作用阻止了淀粉在冷水中溶解,表现为淀粉在冷水中搅拌成乳状悬浊液,静止一段时间后,上部分为澄清的冷水,下部分为淀粉颗粒。

直连淀粉由于分子之间容易相互靠拢重新排列,在冷水中具有很强的凝聚沉淀性能。

相反,支链淀粉分之间的作用力较弱,使得水分子进入支链淀粉的分子内,阻碍了支链淀粉的凝聚沉淀。

当直链淀粉加热到50~60℃时可溶于水,支链淀粉却不溶,因为直链淀粉受热时,分子螺旋结构散开与水形成氢键,而支链淀粉间的相互作用大于水分子对分子链的作用,阻碍了分子链进入水中。

当加热到100℃时,支链淀粉间的作用力减弱,水分子可以进入支链淀粉内,支链淀粉开始溶解于水。

2 淀粉在反刍动物上作用2.1 淀粉在反刍动物瘤胃内利用过程淀粉作为能量物质,在单胃动物和反刍动物体内的消化场所和方式有所不同,小肠是单胃动物消化淀粉的场所。

与单胃动物不同,反刍动物消化淀粉的场所是瘤胃,在瘤胃微生物作用下,淀粉降解产生挥发性脂肪酸供给宿主利用,并为瘤胃微生物的生长提供能量。

淀粉可以提高反刍动物血糖的含量,这也导致胰岛素和胰高血糖素的变化,推测淀粉的加入增加了葡萄糖的代谢,为蛋白质合成提供了必要的能量基础。

胰岛素含量增加的原因也可能是瘤胃挥发性脂肪酸中丙酸的含量由于在瘤胃中发酵淀粉而增加,从而促进胰岛素的分泌,增加胰岛素的含量。

淀粉也可以降低瘤胃液氨肽氮浓度,提高氮的利用效率。

有研究表明,在体外发酵培养液中添加碳水化合物能降低瘤胃氨氮浓度。

2.2 淀粉在反刍动物瘤胃内的降解在反刍动物瘤胃发酵作用下,淀粉被消化和利用,产生的挥发性脂肪酸为反刍动物提供机体能量需求的70%~80%,也为瘤胃微生物的生长提供了能量。

反刍动物对淀粉的消化是由瘤胃开始的,淀粉酶将淀粉转化为瘤胃中的麦芽糖和麦芽糖,然后用麦芽糖酶、麦芽糖磷酸化酶或1,6-葡萄糖苷酶催化生成葡萄糖或葡萄糖-1-磷酸。

分解产生的单糖被瘤胃微生物摄取,单糖在瘤胃微生物的作用下迅速地被降解为挥发性脂肪酸(VFA)、CH4和CO2,其中一部分为瘤胃微生物的合成提供碳,将其与微生物蛋白结合,提高瘤胃中氮的利用率,另一部分通过瘤胃被血液吸收,参与新陈代谢。

没有被瘤胃降解的淀粉直接进入皱胃和小肠消化,只有少数未被分解的淀粉在胰腺α-淀粉酶和黏膜寡糖酶的作用下水解为葡萄糖被小肠吸收。

小肠中未消化的淀粉和葡萄糖在进入大肠后由微生物发酵,部分吸收并从体内排出。

通过控制淀粉的比例,有效利用瘤胃中的氮源,可以提高瘤胃内微生物蛋白质合成的效率。

然而,过量淀粉在瘤胃中的发酵将导致瘤胃环境的变化,影响物质的利用,甚至代谢疾病。

3 影响淀粉在反刍动物瘤胃内降解的因素研究表明,瘤胃中淀粉降解的速度和程度以及淀粉在瘤胃内的代谢产物取决于各种复杂和相互关联的因素,包括日常食物来源、日常日粮的组成、发酵环境条件(如淀粉在瘤胃内的pH)、食物的加工方式、食物颗粒大小、食物的化学变化以及瘤胃微生物日常食物的适应性等。

3.1 不同来源淀粉的影响谷物种子饲料和根饲料中含有丰富的淀粉,大部分在瘤胃中被降解。

但由于籽粒和根饲来源不同,其淀粉粒密度和结构不同,在瘤胃中的降解率也有很大差异,淀粉颗粒的密度和结构影响淀粉的降解速率呈负相关。

目前已清楚的常用谷物饲料中淀粉在瘤胃的降解率顺序为小麦>大麦>玉米>高粱。

用瘤胃尼袋法对燕麦、小麦、大麦、玉米和高粱谷物淀粉进行瘤胃降解率测定,结果分别为98%、95%、90%、62%和49%。

测得小麦淀粉在瘤胃内降解速度比土豆淀粉的快得多。

同一来源,不同品种对瘤胃降解速率存在较大差异。

用α-淀粉酶处理不同玉米,测定其在瘤胃内的降解率,其中甜玉米的降解率为70%,高油玉米和蜡纸玉米的降解率相同,为50%,应玉米、凹玉米和富含直链淀粉的玉米的降解率最小,仅为40%,可以看出不同来源的玉米淀粉受α-淀粉酶的影响不同。

3.2 不同日粮组成的影响反刍动物与单位动物不同,日粮中要添加适量的粗饲料才能满足所需,还可以通过合理的配比来提高精饲料的利用率。

去壳玉米含量为100%的日粮与去壳玉米含量为60%+40%整粒小麦日粮相比,前者淀粉降解率显著高于后者且都>90%。

在日粮中添加蛋白质饲料,可以促进瘤胃微生物蛋白质合成,还可以提高淀粉在瘤胃内的降解率。

日粮淀粉在瘤胃中的降解排序为:牧草青贮日粮<玉米青贮+牧草青贮(1∶1)日粮<牧草青贮和玉米青贮+颗粒淀粉日粮。

3.3 不同加工方式的影响不同加工方法处理谷物,都可以改变瘤胃淀粉的降解率。

用不同浓度的甲醛处理玉米后饲喂绵羊,结果表明,不同程度降低了淀粉在瘤胃内降解率。

利用10%鲜血包被玉米面也降低了玉米淀粉的瘤胃降解率,用蒸汽压片处理后的玉米淀粉瘤胃降解率为83%,用干发碾压处理的玉米淀粉瘤胃降解率为78%,粉碎玉米淀粉降解率高于挤压玉米高于膨化玉米,水蒸压片玉米和粉碎玉米的淀粉降解率高于破碎玉米淀粉在瘤胃的降解率。

在瘤胃中的籽粒、木薯、大米和甘薯中生淀粉的降解率远低于造粒、粉碎和固化。

3.4 不同颗粒大小的影响不同日粮颗粒的大小程度直接影响反刍动物瘤胃的发酵强度、瘤胃反刍强度和淀粉的消化部位。

用瘤胃尼龙袋技术研究玉米淀粉发现,玉米颗粒增大时玉米淀粉的消化率降反而降低了。

在反刍动物的咀嚼和反刍发生时,没有被磨碎的整粒大麦籽粒是不能被瘤胃微生物消化的。

也有研究表明,添加颗粒状的粗饲料可以提高谷物在消化道的降解速度。

3.5 日常饲养管理的影响日粮淀粉的瘤胃降解程度也受日粮饲喂频率影响。

瘤胃原虫数量受饲喂频率的影响程度大于瘤胃细菌数量,当饲喂频率低时,原虫和细菌在瘤胃中的数量都减少。

饲喂频率不同会引起瘤胃pH不同。

日粮中大量淀粉被瘤胃细菌快速降解生成挥发性脂肪酸(VFA)和乙酸,两者大量沉积导致瘤胃内pH降低,进而使酸耐受能力低的微生物的生长受到抑制。

瘤胃的pH可以影响淀粉在瘤胃内的降解率,是通过改变微生物的数量和结构实现的。

此外,酶的活性受到瘤胃pH的影响也会改变淀粉的降解率。

3.6 直链淀粉和支链淀粉对反刍动物的影响由于直链淀粉和支链淀粉的结构不同,所以淀粉颗粒中支链、直链的比例直接影响淀粉的结构和性质。

淀粉的支直比是反映淀粉消化性的重要指标,尽管学者在淀粉结构和其他组分对淀粉消化性的影响问题上没有统一的认识,但是在支直比通过介导淀粉颗粒大小和结构有序性与淀粉消化率呈正相关的关系已经达成基本共识。

也可以说淀粉中直链淀粉含量和支链淀粉含量的比例与淀粉在消化道内的降解呈负相关。

小淀粉颗粒中含有更高的直链淀粉含量,但也可能与其构造有关。

研究表明,饲料中直链淀粉含量影响淀粉结晶程度,直链淀粉含量越高,与消化酶相互作用越困难。

同时,淀粉瘤胃降解率与谷类直链淀粉含量呈负相关。

3.7 其他条件的影响日常采食量和饲养水平的变化都影响饲料淀粉在瘤胃内发酵程度。

因为采食量和饲养水会影响瘤胃食糜外流速度,而饲料淀粉在瘤胃的发酵直接受胃食糜外流速度的影响。

研究表明,通过增加采食量,可以提高瘤胃稀释率,玉米淀粉的慢速降解部分的瘤胃消化率下降,而大麦淀粉的快速降解部分的消化率没有受到影响。

4 瘤胃内淀粉降解菌种类瘤胃内含有复杂多样的微生物,是反刍动物特有的一个稳定又持续的微生物发酵罐。

瘤胃内的很多非纤维素菌如栖瘤胃普雷沃氏菌、牛链球菌、溶淀粉唬拍酸单胞菌、嗜淀粉瘤胃杆菌以及反刍兽新月型单胞菌的很多菌株都能降解淀粉。

一些纤维降解菌,如溶纤维丁酸弧菌的大多数菌株和产琉拍酸丝状杆菌的一些菌株都能将淀粉降解。

瘤胃内的大型内毛虫和瘤胃厌氧真菌也可以将淀粉降解。

瘤胃中及可以产生α-淀粉酶又具有很强淀粉酶活性的细菌有牛链球菌、丁酸梭菌和嗜淀粉瘤胃杆菌。

瘤胃内的原虫以淀粉为发酵底物来利用纤维素,通过降低瘤胃内淀粉的浓度,达到瘤胃内稳定pH的作用。

此外,原虫还能吞食瘤胃内淀粉颗粒,将其转化为支链淀粉后分解为VFA。

5 小结淀粉作为反刍动物日粮中重要能量来源,对其研究也不断深入,人们发现淀粉的过瘤胃消化比在瘤胃消化更具有供能优势。

提高淀粉在反刍动物瘤胃内的利用率,可通过选择适宜的淀粉来源、加工方法、使用某些调控药物、利用日粮组合效应等措施。

目前,针对淀粉的研究,主要集中在不同来源碳水化合物对瘤胃的营养调控上,但有关直连淀粉和支链淀粉对瘤胃影响的研究数据非常有限。

因此,应深入研究淀粉对反刍动物营养供给,为淀粉合理利用提供理论支撑。

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