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Mo、Cu、S、N对反刍动物营养物质利用率影响的研究进展

  作者: 来源: 日期:2009-05-22  
    

    Mo、Cu、S、N是动物体内比较重要的四种元素,人们对它们在营养生化、营养生理和营养免疫学方面进行了深入的研究,证明它们在动物体内的作用十分广泛。如果一种元素不足或者过量都会导致动物生长发育受阻、生产性能下降,影响产品品质和饲料利用率,从而降低畜牧业的效益。我国目前大部分地区反刍动物的饲养只考虑到蛋白和能量等常规营养指标和部分的常量元素,而对微量元素的

    考虑不足,即使有关于微量元素在反刍动物饲养上的应用也是重点报道各种元素的生物学功能以及缺乏症,对微量元素在反刍动物瘤胃代谢及养分利用率方面影响的报道并不深入。本文重点叙述Mo、Cu、S、N四种元素对反刍动物瘤胃代谢和营养物质利用率的影响。

    1、Mo、Cu、S、N在反刍动物体内的生物学功能及代谢

    1.1、Mo的生物学功能及代谢过程

    钼是动物体内黄嘌呤氧化酶的组成成分,这种酶在嘌呤代谢中具有重要的作用。近年来的试验证明在纯化大豆粕蛋白质日粮中补充适量钼,可显著促进雏鸡的生长。此外,在低钼日粮中添加一定量的钼,对于提高羔羊增重,有着显著的效果。据认为钼之所以能够提高羔羊的增重是因瘤胃细菌分解纤维素的能力增强,改进了营养吸收所致。

    钼易被反刍动物吸收,但吸收力较低,而且钼在消化道内的吸收过程较为缓慢,这主要是因为钼作为反刍动物消化道微生物的生长因子,为微生物吸收而相对长时间地滞留在消化道中,吸收的钼少量到胆汁,而进入血液的钼则变成一种高度透析的阳离子,参与体循环,并进入其他组织器官中。反刍动物吸收的钼主要由粪便排出。

    1.2、Cu的生物学功能及代谢过程

    铜是人类和动物体内重要的微量元素之一,它不仅参与机体内蛋白质、氨基酸、核酸、脂肪、碳水化合物、维生素等营养物质代谢,而且还在骨骼发育、生殖、免疫、凝血、生物膜的稳定性等生理机能中起着重要作用。铜是动物体内细胞色素氧化酶、血浆铜兰蛋白酶、赖氨酰氧化酶、过氧化物歧化酶、酪氨酸酶等一系列酶的重要成分,以酶的辅助形式广泛参与氧化磷酸化、自由基解毒、黑色素形成、儿茶酚胺代谢、结缔组织交联、铁和胺类氧化、尿酸代谢、血液凝固和毛发形成等过程。

    铜的吸收主要在十二指肠前段。但绵羊前胃、小肠及大肠均可吸收铜,而大肠是主要吸收部位(刘敏雄等,1992)。

    1.3、S的生物学功能及代谢过程

    硫参与合成瘤胃微生物菌体蛋白。瘤胃微生物都能利用有机硫和无机硫合成含硫的氨基酸产生菌体蛋白,瘤胃细菌对硫源有选择性,通常硫酸盐(如硫酸钠)是瘤胃细菌的最主要的硫源。瘤胃微生物能有效地利用无机硫化合物(如硫酸钾、硫酸钠、硫酸钙)合成含硫氨基酸和维生素,硫化物中的硫被微生物利用合成含硫氨基酸并参与蛋白质合成,其途径见附表1。

    1.4、N的生物学功能及代谢过程

    N是所有的蛋白质的必需组成成分。蛋白质是复杂的高分子有机化合物,在动物体内发挥着及其重要的作用。蛋白质在动物体内是建造机体组织的主要原料,也是机体内功能组织的主要成分,另外蛋白质还可以转化为糖和脂肪。动物日粮中的N分为蛋白质N和非蛋白N两种类型,它们都可以被反刍动物利用。N元素在反刍动物的瘤胃中参与瘤胃N素循环,进入真胃和小肠之后,在各种酶的作用下蛋白质分解为多肽,进而分解为寡肽和氨基酸。非蛋白氮(NPN)在反刍动物的营养中也有重要的地位。瘤胃中大量的微生物可以利用NPN合成菌体蛋白,这种蛋白的品质与豆粕蛋白品质基本相当。然后菌体蛋白在真胃和小肠中被分解为氨基酸而被动物吸收利用。

    2、 Mo、Cu、S、N对反刍动物瘤胃代谢及营养物质利用率的影响

    2.1、 钼对反刍动物瘤胃代谢及营养物质利用率的影响

    钼可以提高反刍动物对粗纤维的消化利用率,此功能主要是通过各种钼酶来表现的。如:亚硫酸盐氧化酶(SO)对反刍动物瘤胃微生物的代谢起促进作用,它有还原型和氧化型两种。硝酸盐还原酶(NR)在反刍动物利用无机氮过程中起到很大作用,它可以使硝酸盐还原成为亚硝酸盐,从而提高反刍动物对无机氮的利用率。

    钼元素可以作为反刍动物瘤胃微生物硝酸盐氧化酶的组成成分,直接参与瘤胃中饲料硝酸盐的转化,这个还原过程是生物合成NH3的开端;另一方面,作为硫酸盐氧化酶的辅助因子对瘤胃微生物代谢有刺激作用,这有助于反刍动物对粗纤维类物质的消化,因此,钼元素在反刍动物营养代谢中具有特殊的作用,与禽类相比,钼对于反刍动物生长的影响更为明显。试验表明,当日粮中钼水平补充到2.4ppm时对反刍动物瘤胃微生物有刺激作用,可显著促进反刍动物的生长。

    2.2、Cu对反刍动物瘤胃代谢及营养物质利用率的影响铜对反刍动物纤维素的消化有弱的促进作用。低浓度铜(1×10-6~3×10-6)可以促进蛋白质降解、脱氨基和糖的利用,结果有利于合成菌体蛋白。适量铜也有助于机体蛋白的沉积。试验表明(黄应祥等,1998),给8月龄以上荷斯坦育成母牛添加“中等”剂量(国内外推荐的浓度范围的中间水平),经93天实验,平均日增重试验组比对照组高11.9%,每千克增重能量消耗低12.1%,而成本降低10.8%,差异显著。李文立等(1994)以两岁左右未去势小公牛做肥育试验,试验组添加含铜80×10-5的添加剂1%,结果表明,添加微量元素后牛只体况有较好改善,增重明显提高,体尺增长较快,试验组饲料消耗比对照组降低13.37%。这可能是因为铜增加消化酶活性,或调整肠道微生态及增加血液中的促有丝分裂因子(Radecjoetal,1976;Zhouetal,1994)引起的。

    近年来报到较多的赖氨酸铜是铜离子与赖氨酸的氨基以配位键结合,与羧基中的氧以离子键结合而形成的稳定络合物。有资料报道,日粮中添加较低剂量的赖氨酸铜可取得高剂量硫酸铜的促生长效果,可减少铜对环境的污染,因而引起人们的关注。

    2.3、S对反刍动物瘤胃代谢及营养物质利用率的影响

    不同形态的硫化物经过瘤胃的作用都可变成可利用的S2-。Pittman(1964)认为硫化物是合成菌体蛋白硫的主要来源,Gawthorne(1976)研究发现绵羊有53%~57%的菌体蛋白硫来源于硫化物贮备,其余则由植物和唾液蛋白的含硫氨基酸合成。添加硫后瘤胃内硫化物显著增加,有利于微生物蛋白合成,改善了反刍动物硫营养。Kennedy等(1978)用硫酸钠做绵羊试验研究发现,在喂给雀麦的绵羊体内,由细菌产生的有机硫52%~67%来自硫化物,而喂给苜蓿的羊约有45%的菌体有机硫来自硫化物,原生动物约有90%的有机硫来源于细菌。以上说明硫对反刍动物瘤胃内代谢具有非常重要的作用。

    卢忠民等(1998)应用装有永久性瘤胃瘘管的4头水牛研究了以稻草加精料和羟甲基尿素(Formaldehyde treated urea,FDU)为基础日粮,添加硫后瘤胃内纤维素消化率的变化。添加硫后瘤胃液内硫化物、总硫水平均极显著提高(P<0.01);瘤胃内pH下降(P<0.01);总挥发性脂肪酸(TVFA)含量增加(P<0.01),发酵类型发生改变;瘤胃尼龙袋法纤维素消失率提高9.19%(P<0.01)。结果表明添加硫后纤维素消化比对照组提高9.39%。体外试验还发砚,添加硫后干物质消化率从76.1%提高到80. 9%。

    Durand(1989)添加硫磷的体外试验研究发现,纤维素消化率提高123%,微生物蛋白增加了53%.体内试验的纤维素消化率提高了10.9%。这首先是由于硫、磷对微生物的直接作用,硫能促进瘤胃微生物活动,特别是添加硫后瘤胃真菌游离胞子显著增加,有助于纤维素消化,添加磷后微生物蛋白合成增加;其次,添加硫、磷后引起瘤胃环境变化,pH下降;再者,发现稀释率加大,排空加快,瘤胃液周转更新率提高,同样有助于纤维素消化。2.4、N对反刍动物瘤胃代谢及营养物质利用率的影响

    不同来源的N以及日粮中不同水平的N对于反刍动物瘤胃的代谢和营养物质的利用有着不同的影响。蛋白N主要是以各种各样的氨基酸的形式发挥作用的,而非蛋白N的作用则与瘤胃微生物有着密不可分的联系。柴沙驼等(1996)研究表明:日粮CP水平由4. 17%升至7. 31%后,生长耗牛瘤胃NH3 -N浓度由3. 63土0.38升至12. 66士1.84毫克/100毫升(P < 0. 01)。甄玉国等(2001)研究表明:以玉米酒精糟(CDDG)和尿素为主要N源的试验日粮随着RDP水平的增加其微生物蛋白产量和乙酸/丙酸比有所增加。而对照组豆粕型日粮的DM和OM的消化率高于试验组,微生物蛋白产量显著高于试验组(P <0.01),瘤胃固相食糜流通率显著高于其它各组(P < 0.05),各处理对TVFA和pH值无显著影响。最终结果表明日粮RDP的N来源显著影响微生物蛋白的合成(P < 0.01)。

    N源不同会导致营养物质在消化道不同部位流通量的差异(谭支良,1998)。Stokes等(1988)用奶牛做试验,结果表明随着日粮中豆饼水平的提高,瘤胃内固相食糜流通速率显著提高。柴沙驼试验证明:随着RDP含量的增高,牛瘤胃内总挥发性脂肪酸(TVFA)的浓度差异不显著,但是乙酸/丙酸比却逐渐趋于乙酸型发酵。

    3、总结

    Mo、Cu、S、N四种元素在反刍动物体内发挥着及其重要的生物学功能。它们的过量和不足都可以影响反刍动物的生产性能、瘤胃的代谢以及营养物质的利用。只有对Mo、Cu、S、N及其他的微量元素进行更加深入的研究才可以使其发挥更大的作用,从而提高养殖业的整体效益,加快我国畜牧业的发展。

 
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