3

瘤胃的功能

发布时间:2022-05-24 阅读次数:6

一、瘤胃微生物及功能简介


反刍动物的瘤胃里存在一个复杂的微生态系统,瘤胃内微生物由细菌,真菌原虫和古细菌(以甲烷菌为主)等组成;它们以不同丰度和多样性存在,其中细菌对反刍动物的生存能力至关重要。瘤胃内微生物生长繁殖速度以细菌最快、真菌次之、原虫最慢。

图片


多种细菌之间、细菌与纤毛虫之间彼此存在着相互共生,共同作用或竞争关系,例如原虫与细菌和古细菌存在捕食关系,乳酸利用菌与产甲烷菌存在竞争关系,(乳酸利用菌与产甲烷菌之间的相互作用,可能决定甲烷的排放量)从而组成关系复杂的瘤胃微生物区系。

图片


在各类微生物共同作用下,瘤胃完成饲料营养物的分解和利用。但在消化过程中以厌氧性细菌和纤毛虫为主,他们的种类和数量也最多。但就代谢活动的强度和其作用的重要性来说,则细菌远远超过纤毛虫。

瘤胃微生物的生存条件与体外细菌培养时的条件基本相同,营养要素(碳源、氮源、无机盐、能源、生长因子、水)和适宜的环境(温度、酸碱度、气体条件、渗透压等)同样重要;瘤胃内细菌主要有纤维素、半纤维素分解菌,果胶分解菌,淀粉分解菌,蛋白分解菌,脂肪分解菌,乳酸产生菌,酸利用菌等。但常因饲料的种类、饲喂时间、个体差异等因素而有所变化。

在日粮为粗饲料日粮时,瘤胃内细菌以最能有效分解饲料中纤维素的纤维分解菌为主,发酵产物以乙酸和丁酸占比高。在日粮为高精饲料日粮时,瘤胃内细菌以善于消化淀粉和有效代谢乳酸的菌为主(例如新月单胞菌、消化链球菌、乳酸杆菌、嗜淀粉瘤胃杆菌等),发酵产物丙酸、乳酸占比高。

虽然各种细菌的所占比例随日粮类型的变化而变化,但细菌对日粮的消化吸收起主导作用。在成年反刍动物的瘤胃中70%以上的细菌附着在饲料颗粒上,其余细菌游离在瘤胃液中或粘附在胃黏膜层上,从此看出饲料颗粒是细菌的主要栖息地;因此在反刍动物的日粮中需要强调对饲料的颗粒度要求。瘤胃纤毛虫种类繁多,但在瘤胃中对纤维有作用的主要为两腰虫它们通过物理性撕裂对纤维进行破坏对淀粉颗粒进行吞噬,降低瘤胃内淀粉浓度,延缓瘤胃酸中毒的发生

古细菌多为甲烷菌常常造成饲料能量的浪费,乳酸利用菌与甲烷菌存在竞争作用在做反刍动物日粮时可以通过提高瘤胃内乳酸利用菌的丰度,减少甲烷菌数量以减少饲料能量浪费真菌通过菌丝穿透作用对纤维和植物细胞壁进行破坏,加速瘤胃微生物的降解速度同时可以合成生长因子,促进瘤胃微生物稳定生长

二、瘤胃微生物的主要作用


1、纤维素的分解

反刍动物饲料中的纤维素,主要依靠瘤胃微生物来分解;在纤维素的分解消化中,细菌和真菌发挥主要作用,纤毛虫起平衡控制作用;在它们的协同作用下,纤维素逐段被分解,最终转变为挥发性脂肪酸,被反刍动物所吸收利用。

2、糖的分解和合成

瘤胃微生物分解淀粉、葡萄糖和其他糖类时,可产生低级脂肪酸、CO2和甲烷等,并且能利用单糖和双糖合成糖元,储存于微生物体内,进入小肠被消化吸收。


3、脂肪的利用

瘤胃中的微生物能够水解饲料中的脂肪,生成甘油和脂肪酸,其中甘油发酵生成丙酸,少量被转化为琥珀酸和乳酸;不饱和脂肪酸在体内可转化为饱和脂肪酸。


4、蛋白质的分解与合成

瘤胃微生物将饲料中的蛋白质分解为氨基酸、氨和酸类等再合成菌体蛋白,但这一过程常常造成蛋白质的浪费,为提高这饲料蛋白质的利用率;常将蛋白质饲料经甲醛等处理后,使其不易被瘤胃微生物分解,待进入小肠后直接被消化吸收,以提高饲料蛋白的利用率;这就是过瘤胃作用。


此外,瘤胃微生物能利用低质量的含氮物合成蛋白质;因此,在反刍动物中可以用尿素或铵盐来代替日粮中一部分蛋白质饲料。没有细菌的这一转化过程,氨和尿素对反刍动物将是无用的。


5、维生素的合成

瘤胃微生物能合成维生素B族和维生素K等,所以在做反刍日粮时常不强调添加此类维生素;常考虑脂溶性维生素的需要。


三、瘤胃微生物生存因素与健康管理


1、碳水化合物

对瘤胃菌群来说包括单糖、双糖、淀粉、脂肪都属于速效碳源(NSC),被利用和发酵的速度快,能为微生物提供碳源并促进微生物迅速增殖;纤维素则属于缓效和功能性碳源(SC),除提供碳源外,还能为微生物提供附着地和刺激瘤胃蠕动。饲粮中不同结构的碳水化合物的比例是否合理,对能量的利用效率、动物生产性能和消化道健康都有重要影响。


饲料中脂肪水平能够影响脂肪酸的合成。瘤胃微生物体内的脂肪酸主要以膜磷脂或游离脂肪酸的形式存在。如果添量过多,在瘤胃中大量释放,可能会对瘤胃微生物产生不利影响,降低饲料的纤维消化率,并产生乳脂抑制;因为瘤胃中的液体油会形成一层油膜,物理包裹纤维颗粒,阻碍瘤胃微生物消化,从而降低纤维消化率。 另外许多脂肪酸(特别是高不饱和脂肪酸)对瘤胃微生物有毒性,会杀死瘤胃微生物。如果瘤胃微生物数量减少,瘤胃功能也会受影响,纤维消化率也会降低,进而降低饲料利用率。


在做反刍动物日粮配方时常把脂肪含量控制在日粮干物质6%以下; 另外,不饱和脂肪酸会在瘤胃内被氢化成特定的反式脂肪酸,这些反式脂肪酸会显著降低泌乳反刍动物的乳脂率。此外,虽然瘤胃中的钙和镁等矿物质对瘤胃微生物生长和维持瘤胃功能(肌肉收缩)有重要作用,但脂肪酸会与这些矿物质结合,影响矿物质的利用率。为解决这一问题,可通过瘤胃保护(过瘤胃)的形式添加脂肪,从而将瘤胃非保护脂肪对瘤胃纤维消化的负面影响降到最低。

 

2、蛋白质

饲料粗蛋白质(CP)在瘤胃中的降解是影响奶牛瘤胃发酵和氨基酸供应的一个重要因素。瘤胃降解蛋白质(RDP)和瘤胃非降解蛋白质(RUP)是饲料粗蛋白质中两个功能截然不同的组分。饲料粗蛋白质在瘤胃中的降解为微生物的生长和微生物蛋白质的合成提供了所需的氮源。虽然瘤胃合成的微生物蛋白质提供了小肠氨基酸的大部分。但瘤胃非降解的蛋白质也是动物吸收氨基酸的重要来源。因此调整反刍动物日粮配方时需要了解饲料中降解蛋白质和非降解蛋白质的含量,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。


3、非蛋白氮

瘤胃内的微生物还能分解和利用饲料中的非蛋白含氮化合物,用来合成菌体蛋白,储存在微生物体内;非蛋白氮在被利用时,糖类的分解产物和挥发性脂肪酸可为蛋白质的合成提供碳源,并提供能量。因此饲料中需要有足够的糖类物质,非蛋白氮的利用效率才能提高。

在生产过程中,常用尿素替代日粮中的蛋白质,但尿素在瘤胃内脲酶的作用下迅速分解,产生氨的速度高于微生物的利用速度。为了有效利用尿素,必须降低尿素在瘤胃的分解速度,这样不仅可提高尿素的利用率,而且可以避免氨中毒和瘤胃鼓胀的发生。

 

4、能量蛋白比

现代营养研究发现饲粮或日粮中的能量和蛋白质应保持适宜的比例,比例选择不妥会影响营养物质利用效率,并导致营养障碍;现代研究发现微生物的发酵速度与发酵物质中碳氮比有关,在碳氮比为20-25:1时最佳;同样,反刍动物瘤胃中微生物发酵速度与反刍动物日粮中的能量和蛋白质的比例关系也密切相关,为了瘤胃健康在做反刍日粮时需要重视能蛋比。


5、无机盐

盐类除了构成菌体,调节菌体内外渗透压,促进酶的活性或作为某些辅酶组分外;某些元素与细菌的生长繁殖密切相关;例如钙、磷、镁、硫、锌、钴等元素的无机盐类对于瘤胃微生物生长有促进作用;因此在做反刍日粮配方时对日粮中的矿物盐类也需重视。


6、生长因子

有许多细菌虽供给它们以合适的碳氮来源和无机盐类,但仍不能生长,因在其生长过程中还必需一些自身不能合成的化合物质,称为生长因子。生长因子必须从外界得以补充,其中包括维生素、某些氨基酸、脂类等。这些因子通常可由酵母及其浸出物供给。


7、PH值

满足瘤胃微生物所需值6.0-6.8的要求。合适的PH值有利于所有微生物的生长、繁殖;能提高菌体蛋白的合成率和合成量及饲料转化率,有利于提高生产效率;在做反刍日粮配方时不同缓冲能力的缓冲剂在日粮中应优化应用。


8、瘤胃内的温度

应保持在39-41℃,这样有利于微生物的发酵活动。因此冬天应注意饮水温度,防止一次大量饮用低温水而影响发酵,夏季则注意防止水温过高。


9、相对稳定的日粮结构和饲料供给量

日粮中饲料的品种、比例应相对稳定。饲料变化应渐变,切忌突变和大幅度地变。日粮结构较大变化可引起瘤胃微生物区系的变化和瘤胃上皮组织结构的变化,影响对营养的消化和吸收。另外,要求饲料多样化以便及时且不间断地为微生物供给碳源、氮源等。


图片

总结:

瘤胃是否健康影响的最主要性能是生产性能,如果瘤胃功能良好,瘤胃内微生物活性高,可以提高饲料的利用效率,减少能量负平衡,在相同成本下提高日增重和泌乳量,提高繁殖性能和免疫力,如果瘤胃出现健康问题,可能会引起很多系统性疾病,如瘤胃酸中毒、蹄叶炎、肝脓肿等,因此做好瘤胃健康管理,能使反刍动物更健康,牧场的效益更高。


河南鸿卓实验室用品有限公司是一家专业从事畜牧标本、畜牧模型浸制标本腊叶标本研发、生产的现代化高新科技企业。生产基地位于河南省郑州市。公司主要生产畜牧浸制标本骨骼标本铸型标本塑化标本、模型、浸制标本腊叶标本等。

公司于2014年联合国内知名专家成功研制出《中国家畜地方品种查询系统》《家畜兽医解剖学互动教学系统》,自投放市场以来深受广大农业院校的好评。2014年8月我公司加入中国畜牧兽医学会动物解剖及组织胚胎学分会,成为学会常务理事单位。

公司历经10余年发展,在行业中树立了良好的品牌形象,同时也健全了企业管理结构,完善了企业文化体系,不断提高核心竞争力,保证企业长远发展。

在线客服 联系方式 二维码

电话

15188393276

扫一扫,关注我们