反刍动物新的蛋白质系统之应用

lyaodong

反刍动物瘤胃中微生物发酵产生很多蛋白质，一些维生素B群，和其他营养分。所以在反刍营养方面，大家都认为，即然反刍兽的瘤胃发酵可解决所有问题，我们只要补充反刍兽瘤胃里的微生物营养分也就够了。以往产量低的时候，这种观念未发生问题，而产量一高，饲养管理的改善，问题就发生了，发现以往观念不见得正确，有纰漏。以往，在蛋白质方面，我们认为用粗蛋白质作饲养标准就可以，反正摄取了蛋白质进入瘤胃，经过发酵後可合成菌体蛋白，而菌体蛋白可供非常多的必需胺基酸，在配制饲料时就不需考虑任何必需胺基酸；我们尝试用粗蛋白标准之饲粮饲喂高产乳牛，粗蛋白含量由13％逐渐增加至15、16，甚至18％，发现多加的部份并没有产生预期的效果。後来改用可消化蛋白质，发生的问题更严重，我们认为它在粪中不存在的是吸收进去的，实际上，在粪中找不到的，不见得是变成营养分被吸收。因为反刍兽较特殊，它可能在瘤胃中被分解成为氨跑掉了，显然可消化粗蛋白系统是不行的。用Van Soest细胞壁、细胞内容物以及中性洗剂纤维分析方法，发觉中性洗剂纤维(Neutral detergent fiber, NDF)中所含的氮，完全无法被消化利用。如果粗蛋白质再减掉酸洗不溶性氮(Acid detergent insoluble nitrogen, ADIN)，这个方法或许可行，於是让这个方法延续了一、二十年。最近十年，有许多新的蛋白质系统研究出来，由新的系统来改善饲养效果。

在过去一、二十年里，新的系统在欧洲有英国的ARC，法国的PDI系统及德国、瑞典、丹麦等各自的系统。美国也有其系统。在早期，美国有位Burroughs教授，他提倡可代谢蛋白质或可代谢胺基系统；这些系统非常多，所作的报告也不少，让人有不知所措的感觉，所以几年前，NRC把所有系统整理出来，成为美国官方的系统。在此大概介绍这个系统，让大家了解它的来龙去脉。

动物摄食进入消化道的蛋白质，无论是非蛋白氮类(NPN)，或是饲粮中之蛋白质，都须经过三个途径。

第一个途径是它在瘤胃，或在胃部不被分解又不被消化的，迳至粪中排出。

第二个部份是蛋白质在瘤胃被分解成胺基酸及氨态氮类，然後被微生物所消化利用，形成菌体蛋白质，以供反刍兽利用。

第三类是不被瘤胃微生物分解，但可供反刍兽利用。

饲粮中不管是天然蛋白质，或者是非蛋白氮类，都必需经过这几个步骤。因此，我们在设计饲料需要量或者设计蛋白质系统时，就必须考虑每一种饲粮到瘤胃中被分解的有多少？不被分解的有多少？微生物究竟能合成多少蛋白质？而我们又知道，微生物在瘤胃合成菌体时，并不只依据瘤胃中所含的氮浓度来决定，也必须依据瘤胃中能够利用之能量来源，换句话说，瘤胃内合成的蛋白质是由可消化有机物的量多少来决定。

动物吃进的蛋白质，也就是饲料中的蛋白质，即是Intake protein (IP)。把IP分成三大类，一类是完全不被消化的，称之Indigestible intake protein (IIP)，一类是不被降解的蛋白质，称之Undegraded intake protein (UIP)，另一类为可被降解而为微生物利用之蛋白质(Degraded Intake protein, DIP)。完全不被消化的，不管至任何部位，最後都到粪中排出去。而不被降解的蛋白质，进入小肠部位时，有一部份会被消化吸收，有一部份则不被消化吸收，此类的饲料蛋白质来源，其胺基酸组成不受微生物组成的影响，而受饲料中胺基酸组成的影响。第三类会被降解的饲料蛋白质，它会被微生物利用，合成菌体蛋白质(Bacterial protein)，此蛋白质只有一部份是微生物的真蛋白质，另一部份则是非蛋白氮类，如核酸类，而这部份究竟有多少？有人认为微生物菌体蛋白质的非蛋白氮类，完全不被消化吸收，但有人认为可被消化吸收。在小肠不被消化吸收的菌体蛋白，跑到粪中被排出去；另一部份是可消化的菌体蛋白质，该部份反应出瘤胃内菌体所含胺基酸组成数目的不同。在瘤胃中，因发酵的不同，所给予的饲料不同，及其他情况的差异，而导致菌体蛋白质组成的不同。一般说，原 类与细菌类蛋白质在整个组成、生物价、消化率……各方面都不同。所给的环境不同，其可消化的菌体蛋白质组成也不同。菌体中的非蛋白质氮，因为有人认为它完全不能被利用，我们不予考虑，所以实际上，只有两部份，即IBP (Indigestable bacterial protein)与DBP (Digestable bacterial protein)。

到小肠的蛋白质，有一部份被吸收，有一部份未被吸收。被吸收的蛋白质有一部份因为摄取量、食物经过肠道，使肠道黏膜细胞脱落，和分泌物未被重新吸收，跑到粪中，即为内源性代谢粪氮，这些是被吸收蛋白质被利用的一部份。另外被吸收的蛋白质用作维持、表皮的维护、生长或泌乳，以及胎儿胎盘的生长，而被吸收进去的蛋白质，变成这几部份的各种利用效率也就不同。

新的观念究竟如何应用？目前将饲料来源的蛋白质分成三部份，一是快速被降解的，一个是缓慢降解但可利用的，一个是不可降解又不可利用的。在美国利用加热方法使可被利用而缓慢降解的量增加，但结果也增加了不被降解也不被利用的量，也就浪费了。因为在瘤胃中不被降解的，在小肠也不被利用吸收。所以，我们必须知道反刍兽能够利用的可降解氮的来源究竟有多少？

谈到再循环氮(Recycled nitrogen)，这一部份也是很重要的。瘤胃微生物合成菌体蛋白时，必须给予足够的瘤胃蛋白质，而此蛋白质来源有二：一是摄取的饲料可降解蛋白质，另外一种是唾液中所含的蛋白质。如果饲粮中含蛋白质高时，分解所得之氨多而无法全部被微生物吸收利用，氨即被瘤胃壁吸收入到血液，再到肝脏合成尿素，一部份被排出体外，一部份经由唾液再循环回来。这部份再循环氮在低蛋白质浓度饲养时，非常有用，尤其是在饲养肉牛，其喂饲的蛋白质在6～8％左右，因此，由唾液再循环的氮增加了；反之，如以高蛋白质饲粮饲喂乳牛时，这个值就为负值了。再循环氮亦即为再循环的尿素量，若以摄取量表示，它是随着摄取的日粮蛋白质百分比而改变的。公式如下：

Y＝121.7－12.01x＋0.3235x2

其中Y为再循环尿素氮量(％，Nintake)，x为乾物的粗蛋白百分率(Intake protein ％ of dry matter，IPDM，％DM)。以粗蛋白质百分率代入x，可发觉低CP时，Y值就高；高CP时，Y值就低。因此，在肉牛的再循环氮含量高，而乳牛的再循环氮含量就低。

微生物能够合成菌体蛋白质的效率如何？我们知道菌体粗蛋白质含量是依据动物摄取的能量来决定。假如以能量；TDN及NEL决定时，其公式如下：

BCP＝6.25(－31.86＋26.12 TDN)，或

BCP＝6.25(－30.93＋11.45 NEL).

NEL＝0.12－0.0245 TDN

(NEL＝Nelenergy of lactation)

这个公式是用在泌乳牛饲喂粗料40％以上；若粗料饲喂量在40％以下时，除考虑TDN外，还考虑粗料摄食量(Forage Intake，FI)及精料摄食量(Concentrate Inta-ke，CI)，另一个公式表示：

BCP＝6.25 TDN(8.63＋14.60 FI－5.18 FI2＋0.58 CI)

其中，TDN以公斤计，FI以体重百分率计，CI也以体重百分率计。

小肠可吸收的氮量如何？蛋白质来源不同，流到小肠的蛋白质被消化吸收的量也不同。非胺基酸氮的表面吸收率及真吸收率分别为65％及75％；而胺基酸氮的表面及真吸收率则为70％及80％。表面吸收率与真吸收率两者相差10％，这个差异是由於肠道内的分泌物未被再吸收所致。蛋白质到达小肠，被小肠吸收的量，就以这些数字代表。

粪中非日粮来源的内源性氮，也就是代谢粪氮(FRN)的量，是依据日粮中不可消化的乾物质(IDM)来决定，其公式如下：

FRN(g)＝90 IDM，kg

IDM＝1－ATDN；

ATDN＝Adjusted TDN

ATDN＝0.92 BTDN；

BTDN＝Baselined TDN

不被消化的乾物质可由TDN加以计算，而我们知道，一般乳牛的TDN摄取量通常为其维持的三倍量，而摄取的量会影响到消化率，但是TDN是由消化率计算而来的，而一般的消化率是在维持状况下测定，所以它的消化率会较实际上生产时所测定的为高。因此用ATDN来调整TDN。泌乳牛摄取量为三倍维持量时要降低8％BTDN，也就是TDN摄取每增加一倍，它的消化率即降低4％，所以在公式中ATDN等於0.92的维持TDN。我们在计算粪中之代谢氮时，其乾物量是用TDN来预估的，TDN是1减未被消化的部份，这部份的TDN，我们是用ATDN，而不是用BTDN，这点与另外估计微生物粗蛋白所用之TDN不同。

以上得知，总蛋白质需要量等於维持用、代谢粪氮用及生产用之蛋白质需要量之总和。个别而言，维持用的则包括有皮屑蛋白质(SPN)及尿中蛋白氮(UPN)；而生产用则包括体内滞留的蛋白质(RPN)，怀孕时胎儿胎盘的蛋白质及泌乳用蛋白质(YPN及LPN)。这里的N为净的氮，表示吸收一克蛋白质所能利用形成组织蛋白质的效率。

Total protein requirement＝Maintenance protein (SPN＋UPN)＋Metabolic fecal protein (FPN)＋Production (RPN＋YPN＋LPN)。

由上面这些叙述，可导出动物消化吸收的蛋白质需要量。

(1)维持蛋白质＝(SPN＋UPN)÷0.67

＝(0.2 w 0.6＋2.75 w 0.5)÷0.67

其中w为体重，0.67为在维持时之蛋白质利用效率，即从1克吸收的蛋白质产生组织蛋白质的量。

(2)代谢粪蛋白质＝90 IDM

＝90 (1－0.92 BTDN)

(3)生产用蛋白质＝生长＋生殖＋泌乳

3 a. 生长需要量＝RPN／0.5

RPN (g／day)＝LWG (268－29.4 RE／kg EBWG)

LWG＝活体增重(kg)

RE／kg EBWG单位：Mcal／kg

EBWG为空体增重＝0.956 LWG

EBW＝0.891 LW (活体重)

RE (体内蓄积之能量)：

阉公牛：RE (Mcal／day)＝0.0635 EBW 0.75 * EBWG 1.097

女 牛：RE (Mcal／day)＝0.0783 EBW 0.75 * EBWG 1.119

上面两者均为中体型，并且体内埋植激素的。没埋植激素的体组成，精肉较少脂肪较多，每单位能量值较高，因

不以激素处理的牛，RE×1.05

中体型公牛×0.85＝中体型阉公牛

大体型牛×0.85＝中体型同性别牛

3 b. 繁殖需要量＝YPN (g／day)／0.50

YPN (g／day)＝34.375〔e 8.5357－13.1201 e (－0.00262 x)－0.00262 x〕

X为介於141至281之间的怀孕天数。

3 c. 泌乳需要量(g／day)＝LPN／0.65

(4)蛋白质损失(g／day)＝160 EBWL

160为代谢1公斤的体组织时，所产生相当於吸收蛋白质的量(g)。

EBWL＝空体重损失(kg／day)；这部份是考虑到泌乳牛产乳时，体重的损失。

需要吸收的真蛋白质总量＝(1)＋(2)＋(3a＋3b＋3c)＋(4)。

我们计算得到动物每日需要吸收的真蛋白质总量，但是蛋白质流至小肠的量，并非完全被吸收，所以计算的总量必须再除以0.80，才是小肠中每天需要吸收的真蛋白质量，即Protein to small intestine＝Absorbed true protein need／0.80。

流至小肠的真蛋白质量，一部份是微生物真蛋白质，另一部份是避过瘤胃降解的饲料蛋白质。其量计算如下：

微生物粗蛋白质(BCP)：

大於40％粗料摄取：BCP＝6.25(－31.86＋26.12 TDN)

或＝6.25(－30.93－11.45 NEL)

小於40％粗料摄取：BCP＝6.25 TDN (8.63＋14.60 FI－5.18 FI2＋0.59 CI)。

微生物真蛋白质(BTP) (g／day)＝0.80 BCP

避过瘤胃降解的蛋白质(g／day)＝IP〔B×KpB／(KdB＋KpB)＋C〕

其中，B＝日粮中缓慢降解的蛋白质

KpB＝B部份通过瘤胃速率

KdB＝瘤胃降解的B部份

C＝完全不被降解利用的日粮蛋白质。

瘤胃中做为微生物合成的可利用氮量，包括两部份：即再循环氮(RP)及瘤胃中被降解的日粮蛋白质。其量计算如下：

RP＝121.7－12.01 IPDM＋0.3235 IPDM2，或

RP＝0.15 IP

瘤胃中降解的蛋白质(DIP，g／day)＝IP〔A＋B×KdB／(KpB＋KdB)

其中，A＝日粮中快速降解的部份

B，KdB， KpB，同前面说明。

瘤胃中可利用的氮量(RAP) (g／day)＝(PR×IP)＋DIP

兹举一实例，来计算蛋白质的需要量。泌乳牛体重600公斤，乳产量每日30公斤，乳脂3.5％，蛋白质3.3％，怀孕150天，每天体重增加0.10 kg。

兹举一实例，来计算蛋白质的需要

I.需要量

(1)维持量＝〔SPN＋UPN〕／0.67

＝〔0.2 BW 0.6＋2.75 BW 0.5〕／0.67

＝〔9.3＋67.4〕／0.67

＝115 (g)

(2)代谢粪氮＝90〔1－ATDN／DM〕×DM

＝90〔1－0.92 BTDN／DM〕×DM

＝90〔1－0.92(BTDNM＋BTDNL)／DM〕×DM

＝90〔1－0.92〔0.0352 BW 0.75＋(30) (0.302)〕／DM〕×DM

＝90〔1－0.92 (4.27 kg＋9.06 kg)／DM〕DM

＝90〔1－(0.92×13.33)／(BTDN／NRC BTDN DM)〕DM

＝90〔1－12.26／17.77〕×17.77

＝90×5.51

＝496 (g)

由此式中亦得乾物摄取量是17.77公斤，而BTDN是13.33公斤。

(3)生产＝(RPN÷0.50)＋(YPN÷0.50)＋(LPN÷0.65)

RPN：

a.用於大体型，无激素处理。

b.体型调整＝600×(1－0.15)＝510 (kg)

c.EBW＝0.891 (510)＝454 (kg)

d.E BWG＝0.956 (0.10)＝0.096 (kg／d)

e.RE (Mcal／day)＝0.0783 (454) 0.75×(0.096) 1.119＝0.56

f.无激素处理的调整RE＝RE×1.05＝0.59 (Mcal／day)

g.RE／EBWG＝0.59／0.096＝6.12 Mcal

h.RPN＝LWG(268－29.4 RE／kg E BWG)

＝0.10 (268－29.4×0.59／0.096)

＝8.8 (g)

YPN＝(34.375)〔e8.5357－13.1201 e0.0026 (150)－0.00262 (150)〕

＝(34.375) (0.4895)

＝16.8 (g)

LPN＝(30) (0.033) (1000)＝990 (g)

生产＝8.8／0.50＋16.8／0.50＋990／0.65＝1572.2 (g)

需要吸收的蛋白质(AP)总需要量＝维持＋代谢粪氮＋生产

AP＝(115)＋(496)＋(1572.2)＝2185.2 (g)

Ⅱ.菌体蛋白质(BCP)生产量，假使粗料摄食＞40％

BCP(g)＝〔6.25 (－31.86＋26.12 (13.33)〕＝1977 (g)

Ⅲ.菌体真蛋白质(BTP)：

BTP＝0.80 BCP＝0.80 (1977)＝1581 (g)

Ⅳ.瘤胃中可利用的蛋白质(RAP)：

RAP (g)＞BCP／0.90＞1977／0.90＞2196 (g)

Ⅴ.被消化的菌体真蛋白质(Digested BTP，DBP)：

DBP＝0.80 BTP＝0.80 (1581)＝1265 (g)

Ⅵ.可消化而未被降解的日粮蛋白质(UIP)：

UIP＝AP－DBP＝2185.2－1265＝920.2 (g)

Ⅶ.未被降解之日粮蛋白质(UIP)：

UIP＝DUP／0.80＝(920.2)／0.80＝1150 (g)

Ⅷ.流至小肠的真蛋白质流量(STP)：

STP＝BTP＋UIP＝(1581)＋(1150)＝2731 (g)

Ⅸ.摄取的日粮蛋白质(IP)： (RP＝0.15 IP)

IP＝(RAP＋UIP)／1.15＝2196＋1150／1.15＝2910 (g)

Ⅹ.摄取的日粮蛋白质乾物量(IPDM)：

IPDM＝(IP)／(1000 DM)＝2910／17770＝0.163＝16.38％

XI.未被降解的蛋白质在日粮中之需要量(UIPIP)：

UIPIP＝UIP／IP＝1150／2910＝0.395＝39.5％

XII.被降解的蛋白质在日粮中之需要量(DIPIP)：

DIPIP＝DIP／IP＝(2910－1150)／2910＝0.605＝60.5％

ztjun518

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billy.yu

这个文章很有读的价值，只是专业语太多，读起来有些费劲

yuekui001

请教，“小肽 ”奶牛是怎样吸收、利用的，有详细的资料吗？

村民

奶牛属反刍动物，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菌群，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、 肽类及氨基酸及氨等成份，同时瘤胃微生物可以利用这些氮源、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。 近几十年的研究表明， 当动物采食按理想氨基酸模式配制的纯化日粮或氨基酸平衡的低蛋白日粮时，并不能获得最佳生产性能和饲料转化效率， 为达到相对较好的生产性能，肽营养研究成为瘤胃微生物氮源营养素研究的新热点。肽对瘤胃微生物生长的主效应是加快微生物的繁殖速度， 缩短细胞分裂周期 ， 特别是小肽能 刺激发酵糖和淀粉的微生物生长。 据报道， 以可溶性糖作为能源时，小肽促进可溶性糖分解菌的生长速度比氨基酸高 7 0 ％。肽能否对微生物生长有促进作用， 主要取决于碳水化合物的发酵速度。 对 发酵速度快的可溶性糖， 肽能够促进微生物生长，对发酵速度慢的纤维素类物质，肽不能促进微生物的生长。这是 目前已建立的瘤胃微生物肽营养 体系的核心。而用混合瘤胃微生物体外培养的方法研究了肽和氯化铵对不同结构碳水化合物发酵和微生物合成的影响， 结果表明： 肽能促进非结构性碳水化合物初期产气量、结构性碳水化合物后期发酵产气量及总挥发性脂肪酸的生成量，并能显著提高纤维素和农作物秸秆组 48 h微生物合成量， 即提高瘤胃微生物对粗饲料的利用程度。 肽的吸收是一个重要的生理过程且具有特殊的调控作用， 组成被吸收的氨基酸的主要来源。 已知一些细菌， 包括乳酸杆菌、 大肠杆菌和粪链球菌等具有吸收小肽的能力。瘤胃细菌能够有效利用至少由4个氨基酸组成的肽。许多以氨基酸和肽为添加剂进行的研究表明，混合瘤胃微生物区系优先利用肽，而不是氨基酸。当有快速降解的能量来源时， 氨基酸特别是肽， 能够刺激瘤胃微生物生长和增加微生物产量。 很多结果表明， 氨以外其他形式 的氮源( 肽和氨基酸) 不仅为瘤胃微生物最大生长所必需，而且还作为非蛋白氮来源来保证瘤胃内纤维物质的充分消化。另外， 研究也表明： 小肽也可直接为机体组织提供更加平衡的氨基酸营养，肽在瘤胃和瓣胃的上皮吸收，且是一种被动扩散的过程， 可提高机体蛋白质合成效率； 阉牛后肢组织和乳牛乳腺组织也能有效利用。
动物通过胃肠道吸收小肽和氨基酸，用于满足生长、 维持及生长需要。 在反刍动物氨基酸吸收
中， 小肽是一种比游离氨基酸更重要的吸收形式。而瘤胃和皱胃是小肽的主要吸收位点。瘤胃微生
物在肽的吸收中起着重要的作用。反刍动物对肽特殊吸收系统的存在，对理解蛋白质在反刍动物
蛋白质的消化吸收会有帮助， 而且， 对现行以小肽蛋白质( 包括瘤胃非降解蛋白和微生物蛋白) 为基
础评价反刍动物饲料蛋白质营养价值体系可能会是一个冲击。 进一步加强小肽营养的理论研究， 并
着手开发和研制小肽制品并应用于动物生产实践， 对于有效利用蛋白质， 节约蛋白质资源 、 提高
动物生产性能将大有裨益．本文试验结果与近几 年来对小肽的研究应用效果基本是一致的，在日粮中添加小肽可显著增加荷斯坦奶牛的产奶量。