| 奶牛過瘤胃氨基酸營養研究進展
來源：北京農業信息網-科技要聞-國內 網頁 發布日期：2009-03-26 06:41:05 點擊次數：84
奶牛從消化道中攝取的蛋白質來源于2個部分，一是在瘤胃中未被降解而在小腸中被消化的飼料蛋白質，其數量主要受日糧蛋白質瘤胃降解率的影響；二是奶牛瘤胃微生物利用日糧降解蛋白質在瘤胃中的降解產物—氨合成的微生物蛋白，其數量主要受日糧中瘤胃可發酵能的制約。研究表明，即使瘤胃微生物蛋白合成達到最大程度，進入小腸的蛋白質和氨基酸仍不能滿足高產反芻動物的營養需要，所以，要解決這一問題，必須設法增加進入小腸的真蛋白質和氨基酸的數量。
1
氨基酸過瘤胃保護原理和方法
過瘤胃氨基酸，就是通過物理和化學方法處理，將氨基酸以某種方式修飾或保護起來，盡可能減少該氨基酸在瘤胃中被微生物降解，而且這種產品又能在瘤胃的后消化道中被有效地吸收和利用。常見的保護方法有以下2種。
1.l
形成氨基酸的衍生物、類似物、金屬氨基酸螯合物
1.1.1
原理
將易被水解的氨基酸轉變成氨基酸的衍生物、類似物、聚合物、金屬螫合物，應用較多的有蛋氨酸羥基類似物(MHA或MHA鈣鹽)，在瘤胃內分解時，羥基變為氨基，完成從類似物到氨基酸的轉化，使其在瘤胃中不被瘤胃微生物所利用，從而避開了瘤胃內的轉氨基作用，而在真胃中被吸收利用，從而達到過瘤胃保護的目的
1.1.2
方法及應用
氨基酸螯合物是在螯合過程中將多個氫基酸分子與二價的金屬離子形成五元環螯合結構，在這種結構中氨基與金屬離子以配位鍵結合，羧基與金屬離子以離子鍵結合，從而形成較穩固的結構。氨基酸螯合物在螯合后使得氨基酸螯合物在通過瘤胃時不被瘤胃中的微生物所分解破壞，形成過瘤胃保護性氨基酸。微量元素(Fe，Cu，Mn，Zn等)在腸道的吸收與在血液中的轉運需要蛋白質作為載體，與氨基酸螯合后可提高這些微量元素的吸收效率。微量元素氨基酸螯合物作為奶牛的微量元素添加劑，不僅可以減少瘤胃對氨基酸的破壞作用，提高過瘤胃保護氨基酸的數量和質量，增加蛋白質的吸收和血液中氨基酸的含量，而且可以提高微量元素的吸收、利用效率。氨基酸螯合物的添加為奶牛生長與泌乳提供了更為豐富的原料基礎，對奶牛生產性能的發揮及鮮奶品質的提高具有重要的促進作用。其中應用較多的是蛋氨酸羥基類似物(MHA)，相當于蛋氨酸的70%左右。
1.2
對氨基酸進行包被(埋)處理
1.2.l
原理
選擇對pH敏感的包被材料(如脂肪、纖維素及其衍生物、聚合物等)對氨基酸進行包埋或微膠囊化處理，主要依據瘤胃液與皺胃液pH的差別，使其在瘤胃內穩定而在真胃(或十二指腸)內可被分解，從而使氨基酸游離出來，被小腸吸收，以達到保護氨基酸的目的。
1.2.2
方法及應用
l.2.2.l
脂肪包被法
脂肪和脂肪酸(多為C12～C22者)包被的過瘤胃保護氨基酸，其氨基酸量約占總重量的30%。使用脂肪或飽和脂肪酸及礦物質混合物包被氨基酸，飽和脂肪酸有一定的瘤胃保護特性，可保護氨基酸通過瘤胃，同時在小腸中釋放。德國Degussa公司生產的Mepron M85產品就是用脂肪包被DL-Met的。但使用脂肪或飽和脂肪酸包被氨基酸存在的潛在問題是氨基酸會發生過度保護，在瘤胃中具有很大惰性的復合物在小腸中也難于消化。用脂肪、飽和脂肪酸和礦物質包被氨基酸的效果低于用脂肪酸和pH敏感聚合體進行包被的氨基酸。
Ash等將DL-蛋氨酸、高熔點的牛脂(硬脂酸甘油酯)和高嶺土(膨潤土)按2：7：1(Sibbald等采用2：6：2)的比例在60℃下混合，然后將所得混合物放在冷凍機中凝固，在飼喂前用粉碎機將混合物粉碎，再在攪拌機中和糖蜜混合做成飼料飼喂動物，在人工唾液和瘤胃液中有較好的穩定性，在真胃液中有較好的可消化性。
1.2.2.2
RPAA微膠囊技術
微膠囊技術是指利用天然的或合成的高分子材料將固體或液體活性物質包裹成直徑1～500pm的微小膠囊，可保護和控制營養物質釋放，在食品工業中應用比較多，近年在飼料中開始應用。RPAA微膠囊制備過程中常用的壁材主要有天然高分子材料(瓊脂、白蛋白、甘油酯、硬脂酸、棕櫚酸、月桂酸、明膠、阿拉伯膠、淀粉、糊精和玉米朊等)，半合成高分子材料(B-CD、羧甲基纖維素、殼聚糖/甲殼素、甲基纖維素、乙基纖維素等)，全合成高分子材料(聚乙烯、聚酰胺、聚苯乙烯、2-甲基-5-乙烯基吡啶、聚氨酯、聚乙烯乙二醇、聚丁二烯、聚甲基丙烯酸甲酯、環氧樹脂、石蠟等)和無機材料(如硅酸鹽、碳酸鈣、高嶺土等)4大類。氨基酸的微膠囊制備技術常采用噴霧干燥法與噴霧冷卻法。
Yoshimaru等報道，用蟲膠或者玉米蛋白粉包被賴氨酸，經噴霧干燥制成微膠囊，能在瘤胃偏中性的環境(pH=6.5)中穩定存在，說明經包被處理的微膠囊不易被瘤胃微生物破壞，而在真胃(pH＝3.0)中能迅速釋放。閆征和過世東用DL-蛋氨酸(飼料級)、無水氯化鈣(化學純)、海藻酸鈉(化學純)作為試驗材料，通過擠壓工藝對蛋氨酸進行微膠囊包埋，擠壓工藝為：壁材→加入適量水→加熱溶解→冷卻→加入蛋氨酸→攪拌→擠入固化液中固化→干燥→破碎→微膠囊產品。試驗表明，利用擠壓法制得的微膠囊化蛋氨酸很大程度上改善了蛋氨酸的緩釋性能。
2
影響過瘤胃氨基酸飼用效果的因素
2.1
過瘤胃氨基酸的生產工藝
不同的生產加工工藝，可能對過瘤胃產品的使用效果造成影響。例如某些產品溶解度很低，在制粒、膨化、混合和其他常用的加工過程中包膜被破壞，使氨基酸在瘤胃內就被降解，從而影響了其飼用效果。當然，過瘤胃氨基酸也會出現過度保護問題。謝實勇用口糧包被的氨基酸產品，在人工唾液、瘤胃液及真胄液中的溶解度都越過了10%，分析可能和包被氨基酸產品粉碎粒度(2mm)過細有關。
因此，必須注意氨基酸包被材料及包被方法的選擇，同時兼顧氨基酸的生物利用率，在生產過瘤胃氨基酸時，應該注意選擇合適的加工工藝、合適的包被材料，盡可能地減少產品的損失。
2.2
日糧
在不同的基礎日糧下，可能會產生不同的RPAA飼用效果，這主要是因為不同日糧對不同氨基酸的缺乏程度有差異。Socha等報道，在日糧蛋白質水平為16%時，添加過瘸胃蛋氨酸對乳中蛋白和脂肪含量沒有影響；而當日糧蛋白質水平為18.5%時，添加過瘤胃蛋氨酸，乳中蛋白和脂肪可以分別提高0.2l%和0.14%。此外，在以青貯料為基礎的混合日糧中，青貯料的pH過低(<3.6)會使過瘤胃氨基酸的穩定性下降，而在瘤胃內就被降解，影響RPAA的實際飼用效果。因此，日糧的pH也是值得注意的因素。
2.3
添加量
過瘤胃氨基酸的添加量不僅由日糧中該種氨基酸缺乏程度和反芻動物十二指腸可吸收氨基酸模式中限制性氨基酸的相對限制程度和次序來確定，而且還要兼顧其成本和其他蛋白質資源的可利用性。值得注意的是，高水平的添加會降低飼料適口性，從而影響動物的采食，還會引起氨基酸中毒(尤其是Met)，造成氨基酸的浪費。試驗表明，在玉米蒸餾酒糟(CDG)日糧中添加20g賴氨酸和6g蛋氨酸，可以滿足奶牛對蛋氨酸的需要量，但是奶牛血液中的賴氨酸含量并沒有提高，這說明添加的賴氨酸水平不足，如果提高賴氨酸的水平，可能還會提高乳產量。
2.4
添加時期
奶牛在不同的生理階段添加過瘤胃氨基酸其效果也存在差異。Schwab研究發現，給泌乳初期奶牛添加過瘤胃氨基酸，要比中后期的效果明顯。可能是由于泌乳初期奶牛所需氨基酸的缺乏所造成的。研究結果證實，添加過瘤胃氨基酸的最好時期是從分娩前2～3周開始至泌乳后大約150d。
2.5
奶牛品種
Christensen等在泌乳荷斯坦奶牛日糧中添加過瘤胃氨基酸，可緩解因補充高脂肪飼料而引起的乳蛋白含量降低的問題，而Karunanandaa等在對娟姍奶牛的試驗中并未發現此情況。
3
過瘤胃氨基酸的使用效果
史清河等研究證實，以不同日糧飼喂奶牛時，賴氨酸和蛋氨酸是前2個限制性氨基酸，因此奶牛日糧中添加瘤胃保護性氨基酸的試驗研究主要集中在這2種氨基酸上，結果表明，可提高產奶量、乳蛋白量和乳脂率，而且還可以防止酮病的發生。
Overton等給泌乳奶牛添加過瘤胃蛋氨酸時，可以提高乳脂率和3.5%標準乳的產量。Misciateellit報道，以玉米青貯為基礎日糧的奶牛，在泌乳早期添加過瘤胃蛋氨酸，可以提高乳中脂肪和乳蛋白的含量，可能是由于過瘤胃蛋氨酸影響了體液代謝所引起的。孫海霞等報道，在以青貯料為主要粗飼料，以玉米、豆粕、玉米干酒糟(DDGS)和玉米酒精糟(DDG)為精飼料的營養條件下，添加過瘤胃蛋氨酸和賴氨酸可以使產奶20kg的奶牛生產性能有明顯提高。王永康等通過對比試驗、正反試驗和反正試驗，均證實在奶牛泌乳的前、中期補飼過瘤胃蛋氨酸，可以提高奶牛的生產性能，特別是增加產奶量。每天每頭奶牛補飼15g過瘤胃蛋氨酸，每天可增加產奶量1.3～2.7kg。
在以植物蛋白為主的奶牛日糧中添加包被賴氨酸，可以提高產奶量、乳總固形物含量和改善乳的品質。奶牛對氨基酸的需要量也受多種因素的影響，在添加過程中綜合考慮，在不過量的情況下，通過補充足夠的氨基酸，可提高蛋白質的利用效率，減少氮的排放量。
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小結
過瘤胃氨基酸的使用可以滿足反芻動物對限制性氨基酸的需要，增加小腸可利用氨基酸的供給，從而提高反芻動物的生產性能和飼料利用率。反芻動物日糧中添加過瘤胃氨基酸，可以提高動物的生產能力，提高飼料利用率，降低氮的排放量。在高產反芻動物日糧中添加過瘤胃保護氨基酸，不但可以提高其生產性能和經濟效益，而且對世界蛋白質飼料資源緊缺的現狀和環境保護具有極其重要的意義。但過瘤胃氨基酸在實際應用中還存在一些困難，也是需要盡快解決的問題。首先，需要對氨基酸的過瘤胃方法做進一步的研究，尋找到一種能夠大規模應用于生產的方法；其次，要確定過瘤胃氨基酸的添加量、添加時期以及不同氨基酸之間的比例問題，以便達到最佳的使用效果。
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