日糧蛋白質(zhì)和淀粉水平對肉牛日糧淀粉瘤胃發(fā)酵和小腸消化的影響

日糧蛋白質(zhì)和淀粉水平對肉牛日糧淀粉瘤胃發(fā)酵和小腸消化的影響

食物中的淀粉和可溶性糖發(fā)酵的最終產(chǎn)物主要是刺激性脂肪酸（vf）、ch4和cod。然而，由于食物中碳化合物的不同性質(zhì)，即種子結(jié)構(gòu)，淀粉在腫瘤中的發(fā)酵率是不同的[1.3]。例如，anderson等人（1990）比較了不同來源的不同顆粒和日糧的不同品質(zhì)對腫瘤胃淀粉的轉(zhuǎn)化和養(yǎng)分的消化。結(jié)果表明，大麥粉的轉(zhuǎn)化率大于玉米粉，玉米-日糧小徑顆粒的消化量大于大麥日糧。有關(guān)日糧蛋白質(zhì)和淀粉水平對瘤胃發(fā)酵消化的影響,不同學者有不同的發(fā)酵率測定結(jié)果,但研究表明日糧蛋白質(zhì)水平對瘤胃淀粉發(fā)酵沒有顯著影響,瘤胃淀粉發(fā)酵量與進食量是正相關(guān)。Voelker和Allen(2003)指出當日糧淀粉進食減少時,瘤胃的表觀發(fā)酵減少,但淀粉在小腸的消化率增加,因而淀粉的全消化道消化率沒有改變;其他的研究者在乳牛日糧中有關(guān)淀粉進食、瘤胃發(fā)酵、小腸消化也有類似的關(guān)系。肉牛小腸淀粉消化率的研究結(jié)果差異很大,Huntington(1997)綜述了許多研究結(jié)果指出,進入十二指腸的淀粉有45%~85%在小腸中被消化,全消化道淀粉消化率不受日糧蛋白質(zhì)水平的影響,日糧進食過多的淀粉可能會降低小腸淀粉的消化率;李福昌等(2000)的試驗證實真胃灌注過多玉米淀粉明顯降低淀粉全消化道消化率。國外一些試驗多以玉米青貯(全株)為主要淀粉來源,且這些研究在日糧增加蛋白質(zhì)量時也改變了日糧的精粗比或試驗動物的采食量,為此筆者的目的是在不改變?nèi)占Z精粗比例和進食量的條件下研究日糧蛋白質(zhì)和淀粉水平變化對日糧淀粉消化規(guī)律的影響,為小腸過瘤胃淀粉技術(shù)應(yīng)用提供參考。1材料和方法1.1試驗設(shè)計及飼養(yǎng)制度4頭體況相近體重為650±20kg的中國荷斯坦成年公牛分別安裝瘤胃和真胃瘺管。試驗設(shè)計為4×4拉丁方試驗,通過調(diào)整日糧蛋白質(zhì)補充料比例設(shè)計4個不同蛋白質(zhì)水平(其中設(shè)2個淀粉水平)日糧,4個日糧的粗飼料進食量設(shè)計相同以避免日糧精粗比例對試驗結(jié)果的影響。4種日糧蛋白水平分別為10.89%、14.19%、15.88%和17.53%,見表1。試驗中羊草和苜蓿干草直接飼喂,其中羊草的粗蛋白質(zhì)(CP)、中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)分別為7.85%、68.94%和40.81%,相應(yīng)苜蓿草分別為14.94%、48.02%和37.34%。試驗動物拴系飼養(yǎng),每天分別在06:00和16:00等量飼喂,自由飲水。每期試驗預(yù)飼期15d,試驗期7d。以Cr2O3為真胃食糜流量指示劑,在收糞前3d與精料混合均勻后飼喂,喂量見表1。1.2真胃樣品的采集與測定采食量的確定,試驗前連續(xù)3d根據(jù)設(shè)定日糧精粗比例測定日糧的供給量和殘留量,根據(jù)測定采食量結(jié)果確定日糧飼喂為10kg風干物質(zhì)。收集飼喂飼料樣品,通過1mm篩孔粉碎保存以備分析。糞樣收集,瘺管牛根據(jù)確定日糧采食量飼喂。收集飼喂的飼料樣品,通過1mm篩孔粉碎保存以備分析。在每個試驗時期的最后7d收集糞樣和真胃食糜,糞樣采用全收集方法。混合每天所收集糞樣,稱重,取總重量4%,加入1/4糞重的10%酒石酸,65℃烘干回潮粉碎以備分析。真胃樣品的采集與處理,試驗期的第1天,早上5:00開始,每隔4h采集一次真胃食糜,每次采集150ml,一直采到凌晨1:00結(jié)束,然后在第2天的早上7:00繼續(xù)采集,還是每隔4h采集一次,直到凌晨3:00結(jié)束。第3、4天重復第1、2天的采樣工作。每次采集的真胃食糜馬上與上一次采集的混合在一起,注明采集日期和動物編號后,放在-20℃的冰箱中保存。采樣工作結(jié)束后,把真胃食糜取出,放在水中自行解凍。待樣品全部解凍以后,把同一個試驗期的樣品放在一起,充分的搖勻,取700ml的混合液,放在凍干機中進行凍干,然后把凍干的真胃食糜粉碎,裝入袋中,供實驗室分析用。樣品分析,飼料及糞樣的干物質(zhì)(DM)、CP、有機物(OM)、NDF、ADF根據(jù)楊勝(1993)描述的方法測定。Cr2O3采用酸消化后根據(jù)Stevenson和Langen(1960)的方法測定。淀粉的測定采用樣品經(jīng)處理除去脂肪及可溶性糖類后,加入淀粉酶將淀粉水解成雙糖,再用鹽酸水解雙糖為單糖,按還原糖測定并折算成淀粉的方法進行。1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析真胃食糜流量(g/d)=指示劑進食量(g/d)/食糜指示劑含量(g/gDM)淀粉瘤胃表觀消化量=淀粉進食量-真胃食糜淀粉流量真胃后段消化道(簡稱腸道,下同)淀粉流量=真胃食糜淀粉流量-糞中淀粉排出量淀粉腸道表觀消化率=(真胃淀粉流量-糞中淀粉排出量)/真胃淀粉流量×100%試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用Excel和SPSS10.1統(tǒng)計軟件,處理間的差異用Duncan氏多重比較。2結(jié)果2.1變化梯度及梯度試驗動物采用限制(固定)采食量,試驗動物不同日糧的DM,OM,CP,NDF,ADF的進食量見表1,日糧粗蛋白質(zhì)含量的變化范圍為10.9%至17.5%,變化梯度在1.5%以上;其中淀粉設(shè)計2個水平,梯度為3%,進食量相差300g/d。雖然表1中的NDF、ADF略有不同,但由于羊草和苜蓿進食量相同,日糧中有效物理NDF(或稱來源于長草的有效纖維)在4個日糧處理中是一致的,日糧中CP的百分比增減主要是改變了日糧中精料組成和日糧的能氮平衡,因此,試驗的結(jié)果反應(yīng)了蛋白質(zhì)水平和淀粉水平的影響。2.2日糧淀粉合成與淀粉流量的變化不同日糧處理間真胃淀粉流量(離開瘤胃淀粉或過瘤胃淀粉)和瘤胃淀粉表觀消化量有顯著差異(p<0.05),到達真胃淀粉量隨日糧淀粉進食減少而下降(p<0.05),相似淀粉進食量條件下日糧蛋白質(zhì)水平變化對真胃的淀粉流量無明顯影響(p>0.05);而淀粉在瘤胃的表觀發(fā)酵(消化)率不因日糧處理而變化(p>0.05),平均為83.5%,見表2。2.3日糧蛋白質(zhì)水平變化對小鼠淀粉消化的影響不同日糧處理間的小腸淀粉消化量有明顯差異(p<0.05),隨淀粉進食量減少而下降,見表3,相似淀粉進食量條件下日糧蛋白質(zhì)水平變化對小腸淀粉(過瘤胃)的消化量無影響。不同日糧蛋白和淀粉水平日糧間糞中淀粉排泄量沒有差異,而全消化道表觀淀粉消化量因淀粉進食量有明顯變化(p<0.05),并隨淀粉進食減少而降低(p<0.05),但不同蛋白質(zhì)和淀粉水平的日糧淀粉表觀消化率沒有顯著差異(p<0.05),全消化道測定淀粉表觀消化率平均為97.4%,見表3。3討論3.1瘤胃淀粉表觀消化數(shù)量和消化率在正常瘤胃功能范圍,瘤胃淀粉的消化量與進食是線性相關(guān),除了進食量外還有其他因素影響淀粉的瘤胃消化,如日糧的精粗比例、淀粉類型、飼料的加工、飼喂制度,同時瘤胃環(huán)境包括瘤胃運動變化,瘤胃液和飼料顆粒的比率,瘤胃液的pH,滲透壓,飼料顆粒流通速率和程度,瘤胃微生物及產(chǎn)物的外流等也影響淀粉的瘤胃發(fā)酵。試驗中當日糧的粗蛋白質(zhì)由低增加到高CP時,淀粉的進食相對減少,低蛋白質(zhì)日糧使肉牛采食更多的淀粉。日糧蛋白質(zhì)由低向高增加時,瘤胃淀粉的表觀消化數(shù)量降低(p<0.05),但瘤胃淀粉消化率不同日糧處理間沒有差異(p>0.05),見表2。Milton等(1997)研究以豆餅為蛋白來源的蛋白質(zhì)水平(日糧淀粉水平達52%~54%)對淀粉瘤胃消化影響時也指出,瘤胃淀粉消化沒有影響,消化率為78%~79%;Valkeners等(2006)在研究不同瘤胃能氮平衡對瘤胃代謝影響時也表明蛋白質(zhì)水平對淀粉瘤胃消化率沒有影響,消化率為50%~58%;Elizalde等(1999)也表明瘤胃淀粉的消化隨玉米進食水平線性增加,但不同處理間瘤胃的消化率(44%~50%)沒有差異;Milton等(1997)對比實驗肉牛自由采食與限制飼喂對瘤胃淀粉消化影響,也表明淀粉消化量有差異,而消化率沒有明顯不同,平均為77%。但Voelker和Allen(2003)用甜菜渣代替玉米使每天淀粉進食由8.2kg/d減低到6.4kg/d時,瘤胃淀粉表觀消化數(shù)量和消化率明顯下降;Ipharraguerre等(2005)指出,增加日糧蛋白質(zhì)的進食量,相應(yīng)減少了淀粉進食量,減少了表觀瘤胃表觀消化淀粉數(shù)量,并影響瘤胃淀粉消化率,引起淀粉消化率變異的原因是日糧進食量增加,食糜外流速度增加,瘤胃消化量減少。而該試驗日糧的進食量和粗料采食量相同,故食糜外流速度相似(馮仰廉,2004),使日糧蛋白質(zhì)和淀粉水平對瘤胃淀粉消化率沒有顯著影響。3.2日糧淀粉消化與腸道消化率的關(guān)系淀粉在小腸消化比在瘤胃發(fā)酵有更高的營養(yǎng)價值,增加瘤胃非降解養(yǎng)分(淀粉、蛋白質(zhì)),可顯著增加能量轉(zhuǎn)化率、可消化氮轉(zhuǎn)化為沉積氮的效率及氮的沉積量。淀粉在小腸中的消化可以增加小腸中可吸收葡萄糖的數(shù)量,從而使更多的葡萄糖進入磷酸戊糖途徑,氧化提供更多的NADPH,乙酸進入三羧循環(huán)氧化供能與在脂肪組織合成脂肪之間的持續(xù)分配流動向著后者進行,達到了提高VFA能轉(zhuǎn)化效率的目的,同時減少生糖氨基酸轉(zhuǎn)化為葡萄糖的代謝途徑,使進入真胃(小腸)的蛋白質(zhì)(氨基酸)更多地轉(zhuǎn)化為體蛋白。試驗表明,隨日糧CP含量的增加,淀粉數(shù)量減少,小腸消化比例相應(yīng)減少,但全消化道淀粉表觀消化率不受處理的影響,小腸淀粉消化數(shù)量與其進食量是正相關(guān),見表3。Voelker和Allen(2003)在用甜菜渣代替玉米使每天淀粉進食下降,雖然在小腸消化的進食淀粉占進食比例提高了16.9個百分點,但全消化道消化率仍然沒變。其他研究者在奶牛中也報道類似的淀粉進食、瘤胃消化、小腸消化的互相關(guān)系;Milton等(1997)指出以豆餅為蛋白來源的蛋白質(zhì)水平對全消化道淀粉消化沒有影響,消化率為98%,其中小腸消化占進入小腸的89%~90%;Theurer等(1999)在對玉米的加工蒸汽壓片對玉米淀粉的消化率影響時表明全消化道的淀粉消化率沒有差異;Elizalde等(1999)表明小腸淀粉的消化隨玉米進食水平線性增加,但不同處理間小腸及消化道(96%~98%)的消化率沒有差異;Ipharraguerre等(2005)指出,增加蛋白質(zhì)的進食量,減少了全消化道淀粉的消化量,日糧蛋白質(zhì)水平變化影響日糧淀粉進食量,而對全消化道淀粉消化率無影響。但Huntington(1997)的研究指出不同加工玉米可能增加淀粉離開瘤胃的數(shù)量,淀粉進食量超過一定量后消化率會下降;李福昌等(2000)的試驗也表明過瘤胃淀粉的過多攝入會降低淀粉的消化率,并認為全消化道淀粉消化與