反刍动物的消化与营养特点_cropped

反刍动物的消化与营养特点_cropped (() )西安辰烁生物制品 集团有限公司, 陕西西安 712000 () 文章编号: 100725038 20020520113204 中图分类号: 815. 1 文献标识码: SB 反刍动物的消化生理与单胃哺乳动物截然不同, , 微生物大量增殖, 为自身繁殖的能量。 在发酵过程中要比单胃哺乳动物复杂得多。 单胃哺乳动物对三大营 其发酵的最终产品为二氧化碳及甲烷、乙酸、丙酸、丁 养要素—— 糖类、脂类和蛋白质的消化都是通过消化 酸和戊酸等挥发性脂肪酸, 并被瘤胃吸收。反刍动物能 液把它们分解为较简单的形式后吸收, 再利用这些物 量的 70%, 80% 来源于这些有机酸, 有机酸在体内通 质维持自身生理活动所需的能量或合成自身代谢、生 过糖原异生作用合成糖原或合成为脂肪贮备。 乙酸在 长、发育和繁殖所需的各种物质。 在单胃动物, 糖类通 中间代谢过程中主要产生热量, 如果发酵过程产生的 ( 常被消化液分解为单糖 葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖 乙酸比例过高, 而缺乏丙酸或葡萄糖时, 乙酸合成脂肪 ) ( ) 等 和双糖 麦芽糖、蔗糖和乳糖, 这些糖类被吸收后 困难, 其结果是能量水帄提高, 而用于合成体脂的作用在体内氧化产生供应代谢活动所需的能量或合成为脂 率就低。 因此, 在反刍动物的日粮中应合理搭配饲料,肪贮备; 脂肪是在消化液的作用下将高级脂类分解为 使发酵过程中产生的乙酸和丙酸达到合适的比例。 反甘油三脂或其它低级脂类被吸收, 作为能量来源或重 刍动物对饲料中粗纤维的消化吸收完全依赖于 新合成自体脂肪贮备; 蛋白质则是在消化液的作用下 瘤胃微生物, 如果不能满足瘤胃微生物正常繁殖的营 水解为氨基酸, 氨基酸作为重新合成自体蛋白的构件。 养需求, 就会引起动物的营养缺乏。 相反, 牛羊一次饲 在反刍动物, 它们不是直接将饲料中的营养物质 通过自身的消化和吸收, 无论是那一类营养物质都要 喂大量的谷物, 剧烈的发酵产生大量的有机酸被吸收, 就会引起酸中毒。因此, 反刍动物的日粮应为粗饲料型 首先经瘤胃微生物发酵, 发酵过程最终产生的有机酸 日粮。 单纯以青贮饲料喂奶牛, 可造成瘤胃 降低, pH 和一些初级脂肪酸, 可经瘤胃吸收作为它们代谢的能 不利于瘤胃微生物繁殖, 也就丧失了反刍动物重要的 源, 而其他营养物质则来源于对瘤胃微生物的消化。可 菌体营养来源, 导致动物营养不良, 繁殖障碍以及新生 以这样说, 瘤胃微生物的菌体蛋白质、糖类和脂类, 才 犊牛先天性失明等问。所以, 优质青干草对反刍动物 是反刍动物最重要、最直接、也是利用效益最高的营养 是必不可少的。 来源。 所以, 在反刍动物的饲养上, 必须重视瘤胃微生 物的营养需求, 充分满足微生物繁殖的营养和对矿物 蛋白质消化特点2 元素的需求, 使瘤胃微生物最大限度的增殖, 使反刍动 蛋白质在瘤胃中的消化几乎是以稳定的水解速度物能够获得更多的菌体营养。瘤胃微生物的增殖, 又可 进行, 水解作用通过减少肽链的长度至游离氨基酸的 将更多的非蛋白氮转化为牛羊可利用的菌体蛋白, 这 途径进行。氨基酸大部分被发酵的脱氨作用破坏, 伴随 对于提高反刍动物饲料利用率和增进营养水帄具有重 产生二氧化碳、氨和短链指肪酸, 某些肽和脂肪酸可能 要意义。 直接进入细菌细胞, 但多种瘤胃细菌则能利用氨作为 矿物质对于反刍动物的营养有双重作用, 它不仅 主要的氮源, 合成它们的细胞的蛋白成分。 是维持动物正常代谢所必需, 而且是瘤胃微生物繁殖 瘤胃中的微生物进入皱胃和小肠后被消化液消 化, 菌体中的蛋白质被分解为氨基酸, 同时菌体中的糖 所必需。充分满足瘤胃微生物对矿物质的需要, 对于提 类和脂类被分解为葡萄糖和脂肪酸, 这些营养成分大 高饲料的转化率有重要作用。 部分在小肠内被吸收。可以说, 瘤胃微生物是反刍动物 糖类发酵特点1 最直接的营养来源, 只要能满足瘤胃微生物的正常繁 进入瘤胃的任何糖类, 均被微生物群发酵, 形成微殖条件, 就不会造成营养缺乏。由于瘤胃中的微生物能 生物细胞、挥发性脂肪酸、二氧化碳和甲烷, 反刍动物 利用饲料蛋白水解产生的氨和其它非蛋白氨合成菌体 饲料中的糖类, 一般是纤维素、果聚糖、戊聚糖和半纤 蛋白, 所以非蛋白氮对于反刍动物具有重要的营养价 维素等多糖, 果胶物质和其它多糖醛酸苷, 以及淀粉和 值。但当瘤胃内总氮含量过高, 小肠内可利用的碳水化 蔗糖与葡萄糖这样的糖类。 瘤胃微生物将纤维素和其 合物过少, 会影响脂肪的合成, 对反刍动物来说, 供应 它糖类发酵水解为纤维二糖和葡萄糖或其它单糖, 作 收稿日期: 2002203218 ( 响。 动物不同。反刍动物只要给予足够的总食物氮 包括非 ) 蛋白氮, 就能够很好的完成各种生命活动。对牛来说,4. 2 硫 蛋白质的生理价值随着摄入水帄的不同而改变, 利用 ( ) 等 1951以尿素为唯一氮源的合成饲T hom a s 含 9% , 11% , 13% 和 15% 粗蛋白的日粮, 其蛋白质的 饲喂绵羊, 对维持动物的健康有困难。 饲料内补充 生理价值分别为 79, 70, 60 和 52, 由此可见日粮中粗蛋时, 解决了这个问题。硫是合成必需氨基酸—— 蛋氨 白含量过高, 相反其蛋白质的生理价值降低。 因此, 开 所必不可少的。研究证明, 羔羊瘤胃内能合成所必需 发利用非蛋白氮作为反刍动物的蛋白质饲料, 不但符 10 种氨基酸。当以尿素为唯一氮源而有无机硫可利 合反刍动物的消化生理特点, 可提高动物的营养水帄, 时, 瘤胃细菌能合成蛋氨酸。反之, 食料中硫缺乏时, 还扩大了反刍动物的饲料来源, 节约饲料用粮, 对于促 素氮不能被有效地利用。在试验中, 缺硫的羔羊现 进畜牧业的发展, 为市场提供优质肉类具有重要的意 欲逐渐减退、体重减少、消瘦及死亡。 羊毛生长对代 义。 蓄积的营养物似乎比组织生长甚至维持有更大的优 性, 可是由于缺硫, 羊毛的生长速度减慢。 硫对反刍 3 脂类的消化特点 脂类在瘤胃中的结局与糖类相似。 脂类在瘤胃中物具有双重营养效用, 它是瘤胃微生物合成蛋白质 被微生物水解为甘油和脂肪酸, 甘油最终被水解为丙 动物毛被生长必不可少的元素。 酸。 脂肪酸类在瘤胃内发生广泛的氢化作用, 转变为4. 3 铁 18 碳的不饱和脂肪酸被瘤胃吸收, 作为动物构建自身 铁在呼吸过程中通过其氧化还原活动及运输电脂肪的部件。 的能力实现其功能, 当铁与蛋白质结合时其功能大 加强。 铁在动物体内主要是与蛋白质结合成复杂的 4 矿物质营养特点 4. 1 钙和磷 式存在, 如血红蛋白或肌红蛋白、线粒体细胞色素和 钙、磷是动物生长发育和维持生理机能所必需的粒体细胞色素、过氧化氢酶和过氧化物酶、2黄素酶 F e矿物质, 在动物代谢和生殖活动中起着重要作用。骨骼 转铁蛋白和铁蛋白等。 在动物体内只发现有极少量 中的钙主要是以磷酸盐的形式存在。 磷在动物体内除 离的无机铁。 正铁血红素可形成哺乳动物呼吸作用 与钙或碳酸盐构成增强骨骼和牙齿坚硬度的化合物 , 如血红蛋白、肌红蛋白、细胞 有活性的一些化合物 外, 在身体的每一个细胞中都有磷, 并参与许多代谢过 素、细胞色素氧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶。 这程, 包括在体液中做为缓冲物在内, 有着生命攸关的关 化合物的蛋白质成分决定它们的特殊功能, 而正铁 系。 事实上, 细胞内能量交换的各种形式都包括有“高 红素则是功能基。 铁的作用是氧的载体或电子的转 能磷酸键”的形成与断裂, 该“高能磷酸键”使磷的氧化 体。 物与含碳或碳2氮化合物联系起来。在我国西北广大地 血红蛋白中的铁约占全身含铁量的 60% 。 因此 区的石灰岩土壤中, 钙的含量很高而磷严重缺乏, 导致影响血液中血红蛋白水帄的任何因素, 对身体总的 对动物的健康都是重要的。 情或根本不发情, 受胎率低; 有的母畜虽能正常排卵和 受胎, 但胎儿在母体内不能正常发育。 然而, 硒过多对 4. 7 锰 锰在动物体内的含量大约是铜的十分之一, 分布生殖功能也有不利的影响。硒中毒时, 母畜受胎率和产 于全身, 但在骨骼、肝脏、肾脏和胰脏中的含量高于骨 仔数均下降, 仔畜生长发育缓慢, 还可导致胚胎畸形。 因此, 只有在动物体内保持正常的硒水帄, 才能使动物 骼肌中的含量。在反刍动物饲料中锰缺乏时, 可引起膝 生殖机能正常。在缺硒地区日粮中补充适当的硒元素,关节肿大的腿畸形, 动物的生殖机能受损或下降, 常表 可有效地提高生殖力, 预防先天性白肌病。 硒维生素 ƒ 现乏情、不发情或发情期延迟等。锰还参与黄体组缺乏症可损害子宫肌的生理机能, 而这种生理机能 E 织的代谢, 采食低锰日粮的奶牛流产和卵巢囊肿发病 常可导致胎衣不下或阻碍精子的转送而引起受精率降 率增高。 低。 近年来的研究表明, 乳房炎的发病率受外周血浆 铜 4. 8 维生素 和硒水帄的影响, 在日粮中添加维生素 和 E E 铜参与酶的合成。 在血浆中以铜蛋白复合体的形硒能降低乳房炎的发病率。 式存在。血浆铜蛋白没有氧化作用, 而转铁蛋白具有氧 化作用, 但其活性与铜含量呈正比。 铜参与造血过程, 铜缺乏可引起缺铜性贫血, 表现为红细胞数减少, 但血 4. 5 锌 锌的一个重要功能是存在于合成核糖核酸必需的红蛋白不减少。 还可以引起骨骼的轻度疏松和其他缺 酶系统中, 锌对于生殖细胞和体细胞的生长是必需的。 损。 母畜缺铜时生殖机能紊乱, 胚胎早亡, 缺铜奶牛的 有 200 多种酶活性与锌有关, 锌在这些酶中的作用是 卵巢机能低下, 发情延迟或受阻, 受胎率低, 分娩困难, 维持蛋白质结构的完整性或直接参与酶的催化过程。 胎衣不下, 所产犊牛常表现先天性佝偻症。血铜水帄偏 所以锌对于动物的生命活动具有重要的意义, 缺锌时 低的奶牛补铜后, 受胎率提高。 一些试验证明, 铜可提 代谢障碍, 繁殖能力低下, 在母畜主要表现为受胎率降 高前列腺素与受体的结合力, 从而提高前列腺素的作 低。在公畜, 锌直接参与精子的生成、成熟、激活和获能 用。 铜和钴有协同作用, 注射补铜后, 奶牛的受胎率从 53% 提高到 67% , 若同时补钴, 则受胎率可达到 93% 。 过程, 并能够延缓精子膜的脂质氧化、维持细胞膜结构 的渗透性和稳定性, 从而使精子保持良好的活力。精子 4. 9 钼 ( 中锌的作用, 主要是通过抑制降解酶的活性来保护精 钼为许多金属酶 如黄嘌呤氧化酶、醇脱氢酶和亚 ) 子中脱氧核酸酶免遭破坏, 从而提高公畜的精液品质。 硫酸盐氧化酶等所必需。正常饲粮中钼含量能满足动 锌缺乏可使雄性性腺发育成熟时间推迟, 成年动物可 物的营养需要, 因此动物一般不会缺钼。如果钼过多反发生性腺萎缩及纤维化, 第二性征发育不全。 而会降低动物的生殖机能, 特别是奶牛不能耐受高钼。 4. 6 钴 4. 10 碘 钴是消化道微生物, 主要是瘤胃微生物产生维生碘是甲状腺素的基本成分, 动物碘缺乏的症状与 甲状腺机能障碍有关。土壤中的碘随雨水流失, 牧草中 B 12 所必需的。反刍动物钴缺乏症的特征为厌食和消 素 一般都缺碘。 所以碘缺乏症被认为是草食家畜矿物质 瘦, 如果疾病进展, 则出现明显贫血及食欲显著减退, 血量和血浆中蛋白质浓度降低以及氧运载能力降至正 缺乏症中最普遍的一种。母牛缺碘常引起流产、妊娠期常 的 30% 甚 至 更 低, 特 征 是 显 著 的 巨 红 细 胞 性 贫 血 延长、分娩困难、胎衣不下或产弱犊。公牛缺碘时, 则性 症, 而最终并发多染色性。 欲下降, 精液品质低劣。 补碘可有效地治疗奶牛的不 育, 但补碘量过多亦能引起母牛流产和产畸形犊牛。我 母畜缺钴的最常见的症状是母畜受胎率低。 贫血 母畜不能发情、初情期延迟、卵巢机能丧失、流产、产弱 国有许多地区都存在着不同程度的缺碘。因此, 应注意 给种畜饲料中添加适量的含碘食盐。 胎儿。 给缺钴牛群补钴, 可降低暗发情和不规则发情 率, 从而提高受胎率。 维生素5 本病通常发生于世界上土壤含钴低于百分之二的 1 维生素 类 5. B 地区。除了土壤浓度非常低的因素外, 还有其他造成钴 成年反刍动物不可能产生任何一种 类维生素缺 B 哺育犊牛, 这表明母牛体内某些部位能合成 B 类维生 A , 但很多植物却含丰富 植物中虽不含维生素 维生素 原—— 2胡萝卜素, 2胡萝卜素在动物体 素。A ΒΒ 在瘤胃微生物群落尚未发育的帅年反刍动物, 可 可转变为维生素。良好的牧场, 不论其植物的组成A 实验性产生 类维生素缺乏症。 但在瘤胃微生物群落 B 何, 均富含胡萝卜素。 如果快速干燥或人工脱水, 胡建立起来的反刍动物, 许多消化道细菌是能够合成维 卜素可很好的保存在其中。谷物籽粒及农副产品、变生素 的, 瘤胃内容物中大多数 类维生素浓度超过 B B 食物内的浓度。 的活性极低, 因此, 以农副 的干草和藁干维生素 A ( ) 维生素 硫胺素的合成程度尚不清楚, 比较食 B 1 品为主的日粮, 要注意维生素 A 的补充。 物内和瘤胃内容物中维生素 的浓度没有很大的差 B 1 维生素 5. 3 D 异。不论是否进行合成, 动物是未必缺乏硫胺素的。大 维生素 具有脂溶性, 又称抗佝偻病维生素, D 部分硫胺素存在于瘤胃溶液内, 而与其他维生素一样, 般认为其作用主要是促进钙的吸收利用。 但大量的 能从瘤胃吸收。当绵羊突然改喂含大量淀粉的日粮时, 入维生素 会引起中毒, 在早期, 骨骼的钙化可能 D 瘤胃内硫胺素浓度显著降低, 在改变日粮后需 4 左 d 强, 但后期骨溶解增加, 导致骨质疏松和易折; 同时 右才能重新恢复到正常的范围。 软组织钙沉积以及肾脏受损, 大多数致死病例表现 成年反刍动物唯一明确的维生素 缺乏症是伴随 B 饲料内钴不足发生的, 这种元素是形成氨基钴维生素 尿毒症。 ( ) 维生素 在自然界分布很有限, 但维生素 原 即维生素的辅基。钴与其他微量元素一样被浓缩 D D B 12 遍存在。在活的植物细胞中没有维生素 但在受到 , D 在瘤胃细菌的细胞内, 而维生素 至少有四种已知形 B 12 射的死的植物组织中能形成。 动物在舔食受到阳光 式为细菌所合成。钴缺乏导致瘤胃内维生素合成不 B 12 射的皮肤或被毛的脂肪物质时可以获得维生素 , D 完全, 食欲抑制, 反刍帅畜生长不良, 其情况的严重性 肤或被毛中形成的维生素 也可直接被吸收。所以 D 取决于缺乏的程度。 有在冬季或长期不能受到阳光照射的动物, 才可能 乏维生素 。D 维生素 维生素 5. 2 5. 4 A E 和胡萝卜 维生素 也称生育酚。 维生素 具有抗氧化 维生素 属于脂溶性维生素, 维生素 E E A A 素都易于氧化, 粗饲料在田间调制过程中往往损失其 用, 维生素 E 缺乏时, 可出现小脑软化, 肌营养障碍, 和胡萝卜素 感染力下降, 繁殖力降低。在奶牛, 乳房炎、胎衣不下 A 大部分活性。 在动物大量进食维生素 后, 主要贮存于肝脏, 也可贮存于脂肪组织中。 维生素 及卵巢疾病的发生, 均与缺乏维生素 和硒有关。补E 缺乏症至少有三种基本病变: ?维生素 缺乏时, A A 维生素 和硒, 可以减少这些疾病的发生。硒在代谢E 醛 不 足, 则 发 生 夜 盲 总是与维生素 相关, 补充维生素 同时补硒有协 若构成视紫质所需的维生素 A E E 作用。 维生素 在自然界分布很广, 谷物的籽实、植症; ?维生素 A 供应不足, 常导致上皮组织角化, 在柱 E