蛋白质溶解性与反刍动物瘤胃微生物对降解蛋白质的分析

夏兰

（河北省枣强县农业农村局 053100）

在单胃动物中，可以根据其消化率及能满足家畜特定氨基酸需要的能力对蛋白质价值进行评定。但在反刍动物中，如果希望获得蛋白质的最佳利用，由于在前胃发生微生物发酵，使蛋白质需要量的确定更为复杂。

1 瘤胃微生物对蛋白质降解的作用

在多数情况下，瘤胃微生物提供的蛋白质可以为处于中等生产力水平的家畜提供组织所需的足够蛋白质。但对于青年、快速生长家畜及高产奶牛来说，情况似乎并非如此，这两类反刍动物对某些氨基酸的需要量可能要高于微生物所能提供的数量。试验已经证明，通过向真胃和十二指肠灌注完整蛋白质或不同氨基酸，可使处于试验条件下的家畜产毛、产奶量或幼畜的生长都出现显著增加。

对于那些对某些限制性氨基酸需要量较高的家畜来说，可以通过给瘤胃微生物提供充足的氮（对瘤胃细菌主要是氨），并使过量的饲粮蛋白质在肠道中消化吸收，实现氮的高效利用。要实现这一点，饲料中的某些蛋白质必须能逃过微生物的降解，而在肠道中消化。未在瘤胃中降解的可消化蛋白质称为过瘤胃蛋白质（或瘤胃惰性蛋白质）。更确切地说，这一术语应只适用于经过食道沟且确实通过瘤胃的蛋白质。只有能快速通过瘤胃或不能被瘤胃微生物代谢的蛋白质才能逃脱瘤胃微生物的降解。未降解蛋白质、可降解蛋白质、过瘤胃蛋白质等这些概念通常用于肉牛和奶牛的饲粮配制。

到达胃肠道后段的蛋白质是瘤胃合成的微生物蛋白质和未经瘤胃降解的饲料蛋白质的总和。后者受很多因素的强烈影响，其中包括饲料中各组分氮的溶解性、采食饲料颗粒大小（小颗粒通过瘤胃的速度更快，因此在瘤胃中消化数量更少）、瘤胃消化速度（受颗粒大小及对消化抵抗力的影响），以及饲养水平（高饲养水平使得饲料以更快的速率通过瘤胃，从而减少潜在的消化程度） 等。

各种饲料或饲料间蛋白质各组分的溶解性和利用率存在很大变异。粗饲料和青贮饲料中有（31±15） %的氮为NPN，它们可以被瘤胃微生物迅速代谢。有（32±16） %的为不溶解的叶蛋白，其代谢速度较慢。来自植物其他部分的不溶蛋白质占（12±5） %，在瘤胃中的代谢较慢。还有（18±4） %的氮不能被微生物利用，它们大部分与木质素-纤维复合物相结合。一些动物产品中的蛋白质，如角蛋白，除非在湿热条件下经充分蒸煮使这些蛋白质部分地水解和打断二硫键，否则，几乎完全不能被消化。

2 降低蛋白质溶解的方法

有研究者已尝试了多种方法测定蛋白质的溶解度（包括用热水或冷水、瘤胃液、缓冲液、碱或酸溶液进行浸提，用胃蛋白酶消化，通过瘤胃瘘管动物将尼龙袋或涤纶袋在瘤胃中悬浮等），但从以往结果来看，首要考虑的是将非蛋白氮化合物从蛋白质中区别开来，分别定量测定，这是因为大多数营养学家们相信，所有可溶性非蛋白氮基本上都在瘤胃中代谢掉。大部分饲料原料含有快速降解蛋白质、慢速降解蛋白质、不可利用的蛋白质和其他含氮的非蛋白氮。此外，也有证据表明，一些在缓冲液中不溶的蛋白质可能会在瘤胃中迅速降解，而一些可溶性蛋白质的降解速度较慢。此外，在不同类型的溶液中，蛋白质的溶解度差异很大。因此，确定蛋白质溶解度，并将其与瘤胃利用程度相联系的方法有待进一步完善。

粗饲料中蛋白质溶解度通常是在繁茂的未成熟植物中最高，随着植物的成熟而逐渐降低。烘干处理，尤其是加热烘干，常常导致细胞质中蛋白质溶解度降低，这是由于蛋白质变性的缘故。有时也可能专门通过加热饲料使其某些成分聚合或变性，从而使蛋白质溶解度降低。这一方法通常用来增加大豆饼粕过瘤胃潜力。热处理能降低蛋白质的瘤胃降解率，部分原因是处理封闭了微生物酶的活性位点，另外的原因是处理降低了蛋白质溶解度。如果加热过度，还会引起棕色反应（或美拉德反应），造成蛋白质的氨基与碳水化合物间形成复合物，从而导致蛋白质溶解度降低。尽管这种产品未必不能溶解，但可能完全不被消化。这种产品可以根据其酸性洗涤纤维不溶氮（ADF 结合氮） 含量的增加而被检测出来。用甲酸、单宁、酸、碱或醇处理饲料也可以起到降低蛋白质溶解度的作用。如果添加不过量，这些化学药品可以抑制瘤胃降解程度，从而保证有足量的蛋白质在小肠内消化。随蛋白质溶解度的降低，ADF 结合氮的数量通常会增加。有研究人员曾用碳酸氢钠-磷酸盐缓冲液处理饲料蛋白质，结果表明，可溶性氮含量在4.1% （干啤酒糟） 到53.1% （燕麦） 之间变动。但除燕麦和花生饼粉外，大部分可溶性物质都被归到可溶性NPN 之中。

3 小结

讨论蛋白质溶解度这一问题的主要原因是帮助我们了解在什么条件下可溶性氮源（如尿素） 可以被动物最大限度地利用，以及在何时饲喂瘤胃未降解蛋白质对我们有益。有关文献很多，但目前对其并没有阐明清楚，因为各种具有不同蛋白质溶解度的饲粮之间的试验结果是互相矛盾的。通常，给家畜饲喂含低蛋白溶解度的饲粮时，家畜产奶量较高，或者增重速度或氮存留量都有改善。