反刍动物的营养和生理--韩国060614).ppt

1 反刍营养与生理 农学博士 朴 德 燮 2 反刍动物是?牛、绵羊、山羊、鹿、骆驼、长颈鹿 等 3 反刍是什么?通过嘴进入的粗饲料以未咀嚼状态经过食道 进入第一胃内，与胃内容物混淆，因为胃内的大块需再咀嚼，所以经过反刍再回到嘴里。4 反刍动物的消化器 5 牙 齿 门 牙 8个 上颚 前边 板 牙 12个 上颚 后边 板 牙 12个 下颚 后边 咀 嚼=41,000 回/天 采 食 6小时 反复咀嚼 8小时 6 唾 液 腺 唾液量:100 180/天 与咀嚼时间成正比 碱性(PH值 8.3)功 能:维持第一胃的酸浓度 7 食 道 从嘴到胃的部分 食道区(约 18cm)-犊 牛:牛奶直接进入第四胃 -成 畜:饲料分类作用 左侧 进入第二胃 后侧 进入第一胃 8 反刍胃消化器官 第一胃(反刍胃)第二胃 第三胃 第四胃 9 瘤胃的神秘 反刍胃功能 *组成微生物栖居环境与供给营养物质 反刍胃的环境 *容 积:150 200 *温 度:39 41 *酸 浓 度:pH 5.5 7.0 *水 分 胃的收缩作用:微生物及内容物的移动 微生物的发酵产物 *胃壁的吸收与下部消化道的流出 10 瘤胃的微生物 厌氧性 反刍胃微生物和原生动物（Protozoa)*在100万多种中，主要的是50 60多种 微生物的种类 *消化纤维素、淀粉，利用蛋白质 *生成氨，消化脂肪 一定的温度和 pH值 微生物的寿命 11 Composition(g/100gDM)of rumen microbes(van Soest,1994)True protein :47.5 RNA :24.2 DNA :3.4 Peptidoglycan :2.0 Polysaccharides:11.5 Lipid :7.0 Other :4.4 12 瘤胃内 pH值 pH值:5.0 7.5(平均 6.2)乙 酸:丙 酸:丁 酸 60 :30 :10 唾液(pH 8.3)的中和作用 13 pH值降低的话 减少消化纤维质的微生物的数目 *降低纤维素的消化率及减少饲料摄取量 增加消化淀粉质的微生物的数目 减少乙酸形成，增加丙酸(降低乳脂率)增加乳酸生产 增加酸毒症或胃炎的发生 14 解 决 方 案 增加饲料喂给次数 高纤维素/高能饲料 粗饲料的长度 *特别是青贮饲料(最少 2cm 以上)使用缓冲剂(Buffer)15 第二胃(Reticulum:蜂巢胃)-与第一胃功能相似 -消化物的搅拌 第三胃(Omasum:双层皱胃 -吸收水分 -吸收VFA -吸收碳酸氢钠 -增加干物质量 -消化物从第二胃移送到第四胃 第四胃(Abomasum:真胃)-与单胃动物胃相似 -分泌胃酸、蛋白酶（Pepsin）、凝乳酶 （Rennin）等消化酶 16 共 生(SYMBIOSIS)反刍微生物的功能 1.消化纤维素 -生成 VFA 2.合成维生素 B群及必需氨基酸 3.利用非蛋白态氮化合物 4.形成二氧化碳及甲烷-预防鼓胀症 17 胰脏(Pancreas)与肝脏相邻的小叶腺(lobulated gland)分泌胰脏液到十二指肠内 2.24.8/天 内分泌腺(endocrine gland)分泌胰岛素（insulin）、glucagon 外分泌腺(exocrine gland)分泌胰脏液(酸性消化物 中和)18 胰脏(Pancreas)Trypsin Inhibitor Trypsinogen trypsin(小肠)enterokinase arginine Peptide bond 切断 lysine 19 胰脏(Pancreas)glycerol Lypase triglycerides fatty acids dextrin Amylase starch maltose 20 胆囊(Gall bladder)储存在肝脏中合成的胆汁 胆汁酸盐(bile salt)即脂肪乳化剂，促进脂肪吸收及脂肪酸的溶解 再吸收分泌到十二指肠的胆汁酸盐的 95%以上 储存在肝脏中(enterohepatic circulation)小肠 肝脏 循环 45回/天 21 胆汁色素(bilirubin)是血红蛋白(hemoglobin)分解的最终产物，在血浆中游离 游离的 bilirubin与血浆白蛋白（Albumin)连结 移动到肝细胞膜，与蛋白质分离吸收 在肝细胞中，与 glucuronic acid结合，分泌在胆汁管中 肠内的 bilirubin:再吸收(95%)尿 (约 5%)未吸收 stercobilin 粪便颜色特征 胆囊(Gall bladder)氧化 肠内微生物 22 小肠(Small intestine)成牛:72(直径 5,长度 4.24.5m左右)由十二指肠、空肠、回肠构成 十二指肠:胆汁流入，一部分起消化作用，是各种消化液分泌处 回 肠:吸收养分 23 大肠(Large intestine)阑尾、结肠、直肠 直径 512,长度 约12m 吸收水分 24 一般反刍营养 能 量 蛋 白 质 无 机 物 维 生 素 水 25 能量代谢 单胃动物:以葡萄糖(Glucose)形态在小肠中被吸收 反刍动物:以挥发性脂肪酸(VFA)形态在第一胃壁中被吸 (乙酸、丙酸、丁酸)反刍动物的能量来源 -浓 厚 饲 料:谷类(玉米、小麦、大麦、黑麦、高粱)-粗 饲 料:干草、青贮饲料、苜蓿草、甜菜粕（Beetpulp）26 碳水化合物代谢 碳水化合物的形态 最重要的能量供给来源 是乳糖（lactose）和牛奶脂肪（milk fat）的前体物质 非纤维性碳水化合物 (NFC:Non Fiber Carbohydrate)反刍胃内急速发酵 能量浓度高 增加微生物蛋白质的利用 不影响反刍作用及唾液的生产 纤维性碳水化合物（Structural Carbohydrate）在反刍胃内发酵速度缓慢 纤维素、半纤维素、木质素、硅酸盐（silica）、木质化蛋白质（lignified protein）促进反刍作用及唾液生成 饱满感 促进乙酸生成 增加乳脂率 27 碳水化合物代谢 影响非纤维性碳水化合物消化的因素 1)谷种类 燕麦 小麦 大麦 玉米 高粱 AmylopectinAmylose 2)谷类加工方法:糊化（Gelatinization）Steam flaking、extrusion、popping、pelleting 3)制造方法:青贮饲料（Silage）4)流入小肠的淀粉量 过多会降低消化吸收 *淀粉消化率 85%，反刍胃内分解率 5075%以上为宜 28 反刍家畜的碳水化合物消化及利用 碳水化合物 碳水化合物 挥发性脂肪酸 非发酵碳水化合物 塘 非消化 碳水化合物 气体排出 所发生的 损 失 体 组 织 代 谢 饲 料 反刍胃 第四胃+小 肠 粪 血 液 体组织 牛 奶 甲烷气体 二氧化碳 发酵 乙酸 丙酸 丁酸 29 挥发性脂肪酸的利用 挥发性脂肪酸 正常发生比率 能量利用效率 乙酸 丙酸 丁酸 60%30%10%57 100 71 30 肝脏中葡萄糖生成与乳房中合成乳糖和乳脂肪 大多数丙酸在肝脏中合成为葡萄糖 (这时需要氨基酸)其他消化道内不能吸收葡萄糖 -牛奶 20Kg:需要900g的葡萄糖 为了形成乳糖（lactose）需要较多的葡萄糖 产乳量:受到在反刍胃内生成的来源于丙酸的葡萄糖的影响 葡萄糖合成为牛奶时转换为甘油（glycerol）+乙酸及酮体 乳脂肪乳脂肪 葡萄糖在乳腺上与含 C4C14的脂肪酸合成 :总乳脂肪的一半 -剩余一半来源于含 C16 以上的饲料脂肪 31 观察粗饲料来源纤维素的功能 1)填满牛的消化器给予饱满感 2)对反刍胃给予物理刺激，促进反刍作用及唾液分泌 3)分泌出来的唾液稳定地维持反刍胃内Ph值 (pH 6.2左右)4)保持瘤胃内微生物的均衡来维持反刍功能 5)保持挥发性脂肪酸的均衡的生成比率来维持乳脂率(3.6%以上)粗饲料与纤维素的最低喂食基准 32 1)降低反刍胃的功能，导致饲料摄取量的减少 2)减少牛奶的乳脂肪含量 3)大幅度降低纤维素的消化率 4)长期供给这种饲料就会发生各种代谢性疾病 (如尿石症、第四胃转位、Ketosis 等)，将会 缩短奶牛的寿命 33 1)饲料中的能量降低，导致产乳量的减少 （生产性下降）2)纤维素填满消化道，导致饲料摄取量的减少 34 为了维持反刍胃功能，饲料中必要的最低纤维素含量为了维持反刍胃功能，饲料中必要的最低纤维素含量 .ADF:1920%以上(干物质为基准).NDF:2530%以上(干物质为基准)另一方面，饲料中的纤维素一定量以上必须从粗饲料中供给另一方面，饲料中的纤维素一定量以上必须从粗饲料中供给 .使用玉米青贮饲料时 ADF:2123%以上 .使用预干牧草青贮饲料时 ADF:1921%以上 35 粗饲料值(RV)牛摄取粗饲料以后发生的反刍胃活动程度牛摄取粗饲料以后发生的反刍胃活动程度的显示指数称的显示指数称粗饲料值粗饲料值 粗饲料 大小 咀嚼时间 （分/kg干质量）长的 61.5 苜蓿草 短的 44.3 颗粒（Pellet)36.9 长的 44.5 禾本科 牧草 颗粒（Pellet)15.2 玉米 粗的 66.1 青贮饲料 中间 59.6 细的 40.0 36 不同饲料的唾液分泌量 0.940.941.131.133.253.253.533.530.680.680 00.50.51 11.51.52 22.52.53 33.53.54 4干干 草草 唾液分泌量唾液分泌量()()干物质摄取量干物质摄取量(kg)(kg)37 饲料内总能量（GE)100%粪便中排泄 （30%）能量(GE)可消化能量(DE)70%甲烷和尿中损失 （8%10%）能量 代谢能(ME)60%62%热中损失的能量 （15%）净能（NE)45%47%生长 乳生产 繁殖 机体维持 反刍动物的能量移动途径 38 脂肪代谢 脂质的形态 占饲料干物质总量的 25%占乳脂肪生成量的 50%(植物油:7080%不饱和；动物油:4050%饱和)1.中性脂肪(triglyceride triacylglycerol)3 Fatty acids+1 glycerol 谷物及动物的脂肪中存在 39 脂肪代谢 2.糖脂(glycolipid)3个脂肪酸中，由半乳糖（galactose）代替 其中一个脂肪酸 在化学结构上，与中性脂肪结构相似 粗饲料中含量较多 3.磷脂类(phospholipid)3个脂肪酸中，由phosphate 代替，形成酯（ester)结合 在化学结构上，与中性脂肪结构相似 饲料中少量含有，反刍微生物中大量含有 40 脂肪代谢 反刍胃内脂质分析 1).反刍胃内脂肪 甘油（Glycerol）VFA fatty acids 微生物 合成 Phospholipid 2).不饱和脂肪酸 饱和脂肪酸 3).微生物的磷脂类利用状态:反刍胃微生物脂质的 1015%4).通过反刍胃的8590%的脂质 :以Palmitic和 stearic acid 等饱和游离脂肪酸的形式，附着存在于饲料和微生物粒子上 -利用在纤维性碳水化合物的消化过程中 +H 41 脂肪代谢 小肠内脂质的吸收 1).微生物磷脂类:在小肠内消化，经过小肠壁吸收的 游离脂肪酸的形态储存 2).游离脂肪酸:与胆汁、胰脏液、唾液中的碳酸氢钠一起，与小肠内容物混合 3).在小肠内，大部分游离脂肪酸与血糖来源的甘油结合，形成中性脂肪 42 脂肪代谢 小肠内脂质的吸收 4).中性脂肪、某些脂肪酸、胆固醇及其他脂肪+蛋白质 形成许多中性脂肪中的脂蛋白 :triglycerides-rich-lipoprotein=LDL(low density lipoprotein)5).LDL:通过淋巴管和胸管，运送到血管组织 6).通过胃壁吸收的大多数脂质 不经过消化过程，只通过一般的循环过程，在体内组织中 以脂质形式储藏后，再使用 43 脂肪代谢 乳房内脂质的利用 合成乳脂肪的脂质 约50%:来源于乳腺组织的脂肪酸吸收 (来源于LDL）长链脂肪酸