反刍动物的营养和生理--韩国060614)

▶ 微生物的寿命
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Composition(g/100gDM) of rumen
microbes (van Soest,1994)
True protein RNA DNA Peptidoglycan Polysaccharides Lipid Other : : : : : : : 47.5 24.2 3.4 2.0 11.5 7.0 4.4
• 肠内的 bilirubin : 再吸收 (95%) 尿 未吸收 (约 5%) 氧化 肠内微生物 stercobilin
⇒ 粪便颜色特征
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小肠 (Small intestine)
♣ 成牛 : 72ℓ (直径 5㎝, 长度 4.2~4.5m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
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粗饲料与纤维素的最低喂食基准
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)
44.3 36.9 44.5 15.2 66.1 59.6 40.0
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不同饲料的唾液分泌量
唾液分泌量(ℓ) 干物质摄取量(kg)
4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 î ù ç ¿ ° · Æ· » Ê Ãà ç Ï ¹ ö » À· Á ¶¥® ¸ ¸ Ç 0.68 0.94 1.13 3.25
(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）
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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
• 小肠 ↔ 肝脏 循环 4~5回/天
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胆囊 (Gall bladder)
▶ 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
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胰脏(Pancreas)
Trypsin Inhibitor ▶ Trypsinogen trypsin(小肠)
enterokinase
arginine ⇒ Peptide bond 切断 lysine
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胰脏(Pancreas)
glycerol
▶ Lypase ⇒ triglycerides
♠ 咀 嚼 = 41,000 回/天 采 食 – 6小时 反复咀嚼 – 8小时
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唾液腺
◆ 唾液量 : 100 ~ 180 ℓ/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
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食
★ 从嘴到胃的部分
★ 食道区 (约 18cm)
道
-犊
-成
牛 : 牛奶直接进入第四胃
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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
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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
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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)
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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
fatty acids dextrin ▶ Amylase ⇒ starch
maltose
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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)
3.53
² ¤ º Â
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干 草
反刍动物的能量移动途径
饲料内总能量（GE) 粪便中排泄 能量(GE) 可消化能量 (DE) 甲烷和尿中损失 能量 代谢能(ME) 热中损失的能量 净能（NE) 生长 乳生产 繁殖 机体维持 100% （30%） 70% （8% ~ 10%） 60% ~ 62% （15%） 45% ~ 47%
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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
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
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☆ 为了维持反刍胃功能，饲料中必要的最低纤维素含量
. ADF : 19∼20% 以上(干物质为基准)
. NDF : 25∼30% 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 . 使用玉米青贮饲料时 ADF : 21∼23% 以上
▶ 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
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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
+ H
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 10~15%
4). 通过反刍胃的85~90%的脂质 : 以Palmitic和 stearic acid 等饱和游离脂肪酸的形式，
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脂肪代谢
◆ 脂质的形态
♣ 占饲料干物质总量的 2~5% ♣ 占乳脂肪生成量的 50%
(植物油 : 70~80% 不饱和；动物油 : 40~50% 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
体组织 代 谢
体组织 牛奶
第四胃 非发酵碳水化合物 + 小 肠 塘 粪
非消化 碳水化合物
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挥发性脂肪酸的利用
挥发性脂肪酸 乙酸 丙酸 丁酸 正常发生比率 60% 30% 10% 能量利用效率 57 100 71
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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 • 葡萄糖在乳腺上与含 C4~C14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
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
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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
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 50~75%以上为宜
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反刍家畜的碳水化合物消化及利用
饲 料
碳水化合物
碳水化合物
发酵
反刍胃
挥发性脂肪酸
甲烷气体 二氧化碳 乙酸 丙酸 丁酸
气体排出 所发生的 损 失
血 液
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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
Amylopectin>Amylose
2) 谷类加工方法 : 糊化（Gelatinization） Steam flaking、 extrusion、 popping、 pelleting
反刍营养与生理
农学博士 朴 德 燮
1
反刍动物是?
牛、绵羊、山羊、鹿、
骆驼、长颈鹿 等
2
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。
3
反刍动物的消化器
4
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
▶ 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
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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
♣ 回 肠 : 吸收养分
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大肠 (Large intestine)
♠ 阑尾、结肠、直肠
百度文库
♠ 直径 5~12㎝, 长度 约12m
♠ 吸收水分
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一般反刍营养
▶ ▶ ▶ 能 量 蛋 白 质 无 机 物
▶
▶
维 生 素
水
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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
. 使用预干牧草青贮饲料时 ADF : 19∼21% 以上
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粗饲料值(RV)
• 牛摄取粗饲料以后发生的反刍胃活动程度的显示指数称粗饲料值
粗饲料 大小 咀嚼时间 （分/ kg干质量）
长的
苜蓿草 短的 颗粒（Pellet) 长的 禾本科 牧草 玉米 青贮饲料 颗粒（Pellet) 粗的 中间 细的
61.5
畜 : 饲料分类作用
左侧 – 进入第二胃
后侧 – 进入第一胃
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反刍胃消化器官
▶ 第一胃 (反刍胃) ▶ 第二胃 ▶ 第三胃
▶ 第四胃
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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 ~ 200ℓ * 温 度 : 39 ~ 41℃ * 酸 浓 度 : pH 5.5 ~ 7.0 * 水 分
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<因粗饲料的喂食量少 ，导致饲料中 NDF含量下降到25%以下的情况下>
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
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< 纤维素过多的情况下>
15
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
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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 2.2~4.8 ℓ/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)