1、1,反刍营养与生理,农学博士 朴 德 燮,第一页，共九十三页。,2,反刍动物是?,牛、绵羊、山羊、鹿、骆驼、长颈鹿 等,第二页，共九十三页。,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。,第三页，共九十三页。,4,反刍动物的消化器,第四页，共九十三页。,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,第五页，共九十三页。,6,唾 液 腺,唾液量:100 180/天 与咀嚼时间成正比 碱性(PH值
2、8.3)功 能:维持第一胃的酸浓度,第六页，共九十三页。,7,食 道,从嘴到胃的局部 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,第七页，共九十三页。,8,反刍胃消化器官,第一胃(反刍胃)第二胃 第三胃 第四胃,第八页，共九十三页。,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,第九页，共九十三页。,10,瘤胃的微生物,厌氧性 反刍
3、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,第十页，共九十三页。,11,Composition(g/100gDM)of rumen microbes(van Soest,1994),True protein:47.5RNA:24.2DNA:3.4Peptidoglycan:2.0Polysaccharides:11.5Lipid:7.0Other:4.4,第十一页，共九十三页。,12,瘤胃内 pH值,pH值:5.0 7.5(平均 6.2)乙 酸:丙 酸:丁 酸
4、60:30:10 唾液(pH 8.3)的中和作用,第十二页，共九十三页。,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,第十三页，共九十三页。,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),第十四页，共九十三页。,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
5、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,第十五页，共九十三页。,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,第十六页，共九十三页。,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(exoc
6、rine gland)分泌胰脏液(酸性消化物 中和),第十七页，共九十三页。,18,胰脏(Pancreas),Trypsin Inhibitor Trypsinogen trypsin(小肠)enterokinase arginine Peptide bond 切断 lysine,第十八页，共九十三页。,19,胰脏(Pancreas),glycerol Lypase triglycerides fatty acids dextrin Amylase starch maltose,第十九页，共九十三页。,20,胆囊(Gall bladder),储存在肝脏中合成的胆汁 胆汁酸盐(bile salt
7、)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,第二十页，共九十三页。,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，与蛋白质别离吸收 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 blad
8、der),氧化,肠内微生物,第二十一页，共九十三页。,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，一局部起消化作用，是各种消化液分泌处 回 肠:吸收养分,第二十二页，共九十三页。,23,大肠(Large intestine),阑尾、结肠、直肠 直径 512,长度 约12m 吸收水分,第二十三页，共九十三页。,24,一般反刍营养,能 量 蛋 白 质 无 机 物 维 生 素 水,第二十四页，共九十三页。,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(
9、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,第二十五页，共九十三页。,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
10、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,第二十六页，共九十三页。,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AmylopectinAmylose2)谷类加工方法:糊化GelatinizationSteam flaking、extrusion、popping、pelleting3)制造方法:青贮饲料Silage4)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,第二十七页，共九十三页。,28,反刍家畜的碳水化合物消化
11、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,第二十八页，共九十三页。,29,挥发性脂肪酸的利用,第二十九页，共九十三页。,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glyce
12、rol+乙酸及酮体 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,第三十页，共九十三页。,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,第三十一页，共九十三页。,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
13、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,第三十二页，共九十三页。,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,第三十三页，共九十三页。,34,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.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,第三十四页，共九十三页。,35,粗饲料值(RV),牛摄取粗饲
14、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 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,第三十五页，共九十三页。,36,不同饲料的唾液分泌量,干 草,唾液分泌量()干物质摄取量(kg),第三十六页，共九十三页。,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
15、产 繁殖 机体维持,反刍动物的能量移动途径,第三十七页，共九十三页。,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,第三十八页，共九十三页。,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phosph
16、ate 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,第三十九页，共九十三页。,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,第四十页，共九十三页。,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，大局部游离脂肪酸与血糖来源的甘油结合，形成中性脂肪,第四十一页，共九十三页。,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-l
