过瘤胃保护技术

过瘤胃蛋白质饲料保护技术研究进展

摘要过瘤胃蛋白[1]是反刍动物吸收氨基酸的重要来源，降低蛋白质在瘤胃内的降解率能提高动物的生产性能，改善氮的利用，增加氮的沉积，从而提高优质蛋白质饲料的利用率。国内外对过瘤胃蛋白做了大量的研究，包括各种化学方法、处理方法和物理包被，以及最有推广应用价值的戊糖加热复合保护处理法。

关键词过瘤胃蛋白、保护技术、奶牛养殖

随着养殖结构的不断调整，我国肉牛和奶牛的饲养规模逐渐由农户散养向工厂规模化养殖转轨。由于饲养管理水平和种质资源的限制，我国肉牛和奶牛的生理健康状况和生产性能普遍低于国外同期水平。其中，就饲养管理水平而言，日粮的蛋白质营养在很大程度上限制了肉牛和奶牛的最高生产性能的发挥。国内外的研究表明，生产性能较好的反刍动物和幼龄及青年反刍动物的生产性能受日粮中的过瘤胃蛋白含量水平限制最为明显。

1 过瘤胃蛋白的概述

过瘤胃蛋白的模糊概念在20世纪60年代就已提出，直到1989年NRC首次明确提出过瘤胃蛋白质的概念，将反刍动物对蛋白质的需要量分为可降解摄入蛋白（DIP，degraded intake protein）和非降解摄入蛋白（UIP，undegraded i ntake protein）。在英国的新蛋白质中将蛋白质分为降解蛋白质（RDP）和非降解蛋白质（RUP或UDP）。瘤胃降解蛋白质（RDP）和瘤胃非降解蛋白质（RUP）是饲料粗蛋白中两个功能截然不同的组分。饲料粗蛋白质在瘤胃中可降解部分即瘤胃降解蛋白质（RDP），为微生物的生长和微生物蛋白质的合成提供了所需的肽、游离氨基酸和氨。饲料粗蛋白中瘤胃非降解部分可直接进入小肠被吸收。1.1 过瘤胃蛋白的定义

所谓过瘤胃蛋白（Rumen escape protein）也称为瘤胃非降解蛋白质（RUP，Ruminally undegraded protein）是指蛋白质饲料中在瘤胃中未被微生物降解而直接进入肠道后消化道的部分。过瘤胃蛋白质调控的主要目的是减少蛋白质在瘤胃的降解，提高进入小肠的氨基酸数量和质量。

1.2 过瘤胃蛋白的作用

饲料粗蛋白（CP）在瘤胃中的降解是影响反刍动物瘤胃发酵和氨基酸供应的一个重要因素。反刍动物的氨基酸需要来源于饲料蛋白质中过瘤胃部分和在瘤胃

发酵过程中合成的微生物菌体蛋白以及少量的内源蛋白质，其中瘤胃非降解的蛋白质是动物吸收氨基酸的重要来源。此外，瘤胃中饲料蛋白质降解的动力学知识，是科学配置饲粮使瘤胃微生物获得充足RDP和宿主动物本身获得充足RUP的基础。

对于维持饲养和生产水平不高的反刍动物而言，日粮中蛋白质饲料在瘤胃中降解所合成的微生物菌体蛋白和非降解蛋白部分所提供的氨基酸就可以满足畜体生长和生产需要。但是，快速生长犊牛和高产奶牛（尤其是泌乳初期）对氨基酸需要量很大，当能量一定，氮源充足的情况时，微生物菌体蛋白的产量相对稳定，要满足畜体的氨基酸需要，达到理想生产性能，只能通过增加过瘤胃蛋白水平解决小肠氨基酸供应量不足的矛盾。

1.3 提高优质蛋白质饲料过瘤胃率的意义

许多研究表明，提高优质蛋白质饲料瘤胃通过率可以提高反刍动物的生产性能（Chen等，1993；Clark等，1992；Huber等，1992；Schwab，1994；A.Can，2002等）。他们的研究表明提高非降解蛋白的数量能够提高动物的生产性能，非降解蛋白所提供的氨基酸可以补充蛋白质保护后由于瘤胃发酵不足所损失的那部分微生物菌体蛋白的氨基酸。通过瘤胃灌注试验表明，在产奶过程中，产奶量和乳蛋白合成的第一、第二限制氨基酸分别为赖氨酸和蛋氨酸（King等，199 1；Schwab等，1992）。因此，豆粕作为过瘤胃蛋白的供应源在提高产奶量上更具优势。

大多数试验研究表明，饲喂过瘤胃保护蛋白含量高的日粮的瘤胃微生物蛋白的流出量明显降低，进入小肠的饲料蛋白量会明显增加，流出的总蛋白量即微生物菌体蛋白流量和饲料蛋白流量之和不受影响。

此外，通过合适的保护方法避免优质蛋白质饲料在瘤胃中降解速度过快，可增加过瘤胃蛋白的数量，改善氮的利用率，增加氮的沉积（赵国琦，2003），提高生产力，提高蛋白质饲料的利用率，减少环境污染。

2 常见的蛋白质过瘤胃保护技术及其效果评价

目前常用的保护过瘤胃蛋白质的方法有：甲醛保护、单宁保护、氢氧化钠保护、丙酸保护、乙醇保护等化学保护方法；干热、热压、膨化、培炒等热处理方

法；蛋白质包被、化合物包被、聚合物包被等物理方法，以及现今认为最环保、保护效果最好的糖加热复合保护处理，现分述如下。

2.1 化学方法

化学保护方法所采用的化学药品很广泛：甲醛、单宁、乙醇、戍二醛、乙二醛、氯化钠、氢氧化钠和苯甲叉四胺等。其作用原理是利用它们与蛋白质分子间的甲叉反应，在酸性环境是可逆的特性。目前常用的化学药品，主要有甲醛、氢氧化钠、锌盐和单宁，且主要用于蛋白质过瘤胃保护。

2.1.1 甲醛处理

甲醛保护蛋白质的理论基础是甲醛与蛋白质可发生化合反应，形成酸性溶液中可逆的桥键，使得处理后的蛋白质在瘤胃弱酸环境中处于不溶解状态，因而微生物难以对其降解利用。而在到达真胃酸性较强的环境时桥键断裂，在小肠中被水解、消化、吸收。

大多数研究表明利用甲醛处理蛋白质饲料能显著降低蛋白质在瘤胃内的降解率。Phillips研究认为，反刍家畜最大限度地利用氮的适宜甲醛用量为0.35～0.58ｇ/100ｇCP。任莉（1999）报道，甲醛处理降低了蛋白质的快速降解部分，减慢了蛋白质的降解速度，蛋白质的慢速降解部分呈现增加的趋势。甲醛保护效果最好的是豆粕、花生饼，棉籽饼和菜籽饼，甲醛处理对它们快速、慢速降解部分的影响也最明显。李琦华（1999）报道，用2g/kg DM甲醛处理可大幅度降低豆饼干物质和粗蛋白在瘤胃中的降解率，而基本上不影响其在真胃和小肠中的消化，如果甲醛用量超过2g/kg DM可能会造成过保护。

由于甲醛具有毒性，且容易在畜体内残留，对泌乳牛来讲还会提高奶中的甲醛浓度，影响乳的品质，目前在国内外基本已不再使用。

2.1.2 单宁处理

单宁是多羟基酚类化合物，有很强的极性，与蛋白质发生两种类型的反应，一类为水解反应，在真胃酸性条件下可逆，易为家畜消化利用；另一类为不可逆的缩合反应，降低了饲料的适口性，抑制酶和微生物活性，与蛋白质形成了不良复合物，消化率降低。张晓宁（2005）研究表明水解单宁可降低豆粕干物质和粗蛋白的降解率；单宁酸用量为5%时有明显作用，10～15%时变化幅度最大。饲粮中