文/王國(guó)艮 葛旭升

〔內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司〕

關(guān)鍵字：過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)；反芻動(dòng)物；瘤胃降解率；保護(hù)技術(shù)

1 過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)簡(jiǎn)介

1.1 過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)定義及作用

早在20世紀(jì)70年代，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家就針對(duì)反芻動(dòng)物飼料蛋白質(zhì)的品質(zhì)和需要量，提出了新的概念體系。1989年美國(guó)國(guó)家科學(xué)研究委員會(huì)（NRC）首次明確提出過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)的概念，將反芻動(dòng)物對(duì)蛋白質(zhì)的需要量分為可降解攝入蛋白質(zhì)（DIP） 和非降解攝入蛋白質(zhì)（UIP）。而英國(guó)的新蛋白質(zhì)體系中（ARC，1980；AFRC修訂，1992），則將蛋白質(zhì)分為瘤胃降解蛋白質(zhì)（RDP）和瘤胃非降解蛋白質(zhì)（UDP）。瘤胃降解蛋白質(zhì)（RDP)是能被瘤胃微生物所降解的蛋白質(zhì)，80%～100%可合成菌體蛋白。瘤胃非降解蛋白質(zhì)（UDP）是不能被瘤胃微生物降解的蛋白質(zhì)，即過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)，可直接進(jìn)入腸道，被消化吸收[1]。

過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)調(diào)控的主要作用是降低飼料蛋白質(zhì)在瘤胃內(nèi)的降解率，保護(hù)部分優(yōu)質(zhì)飼料蛋白質(zhì)，避免其在瘤胃中被降解為低品質(zhì)的菌體蛋白質(zhì)，提高小腸內(nèi)各類(lèi)氨基酸質(zhì)量和數(shù)量，同時(shí)可滿足部分反芻動(dòng)物對(duì)蛋白質(zhì)的需要量，提高其生產(chǎn)性能。例如，快速生長(zhǎng)的犢牛和高產(chǎn)奶牛（尤其是泌乳初期）對(duì)氨基酸需要量很大，當(dāng)能量一定，氮源充足時(shí)，微生物菌體蛋白質(zhì)的產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定[2]。要滿足反芻動(dòng)物的氨基酸需要，達(dá)到理想生產(chǎn)性能，只能通過(guò)增加過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)水平來(lái)解決小腸氨基酸供應(yīng)量不足的矛盾。

1.2 提高過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)的意義

研究表明，利用有效的技術(shù)提高優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料，通過(guò)反芻動(dòng)物的瘤胃可以明顯提高反芻動(dòng)物的生產(chǎn)性能[3]。因?yàn)榉墙到獾鞍踪|(zhì)所提供的氨基酸，可以補(bǔ)充蛋白質(zhì)保護(hù)后由于瘤胃發(fā)酵不足所損失的部分微生物菌體蛋白質(zhì)的氨基酸[4]。左瑞華等[5]在試驗(yàn)中用過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)替代豆粕飼料飼喂奶牛，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其試驗(yàn)組的產(chǎn)奶量、乳蛋白比對(duì)照組均有顯著提高。黃虎平等[6]的試驗(yàn)結(jié)果也表明這一點(diǎn)。當(dāng)今社會(huì)，環(huán)境問(wèn)題受到越來(lái)越多的人關(guān)注，由于飼料中蛋白質(zhì)的瘤胃降解率過(guò)高，導(dǎo)致反芻動(dòng)物的氮排放不斷增加，易造成環(huán)境污染。趙國(guó)琦等[7]用過(guò)瘤胃技術(shù)處理的大豆粕飼喂薩?？司d羊，試驗(yàn)結(jié)果表明，提高過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)能使瘤胃內(nèi)氨濃度顯著下降（P＜0.05），從而提高氮利用率，減少環(huán)境污染。

2 過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)保護(hù)技術(shù)和效果評(píng)價(jià)

2.1 化學(xué)處理方法

2.1.1 甲醛處理

由于甲醛具有強(qiáng)還原性，與蛋白質(zhì)分子的氨基、羧基、巰基能發(fā)生烷基化反應(yīng)，使其溶解度降低，并在酸性條件下使甲醛與蛋白質(zhì)發(fā)生可逆性反應(yīng)，這樣飼料蛋白質(zhì)在瘤胃中的降解率就會(huì)降低，而當(dāng)飼料蛋白質(zhì)到達(dá)奶牛皺胃（真胃）后，由于真胃中的強(qiáng)酸性，環(huán)境pH值逐漸降低，蛋白質(zhì)與甲醛逐漸分離，并被消化道中蛋白酶等降解，供反芻動(dòng)物體內(nèi)所利用，進(jìn)而增加了優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的過(guò)瘤胃率[8]。雖然利用甲醛處理飼料可以降低蛋白質(zhì)在反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)的降解率，但是甲醛具有一定毒性，所以利用甲醛進(jìn)行化學(xué)處理時(shí)，使用量一定要非常慎重。徐淑倩等[9]用甲醛處理的生豆餅飼喂生長(zhǎng)羯羊，結(jié)果表明，甲醛水平為0.6% 時(shí)具有積極的保護(hù)效果，可提高進(jìn)入十二指腸食糜非氨態(tài)氮、過(guò)瘤胃蛋白氮產(chǎn)量及氮的沉積率，而對(duì)微生物氮產(chǎn)量及氮在瘤胃后的消化率均無(wú)顯著影響（P＞0.05）。當(dāng)使用1.2%的甲醛處理的生豆餅飼喂羯羊時(shí)，其微生物氮產(chǎn)量和日糧氮在瘤胃后消化率顯著降低（P＜0.05）。任莉等[10]研究了不同水平甲醛對(duì)豆粕和棉粕蛋白質(zhì)的保護(hù)效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)甲醛處理可以大幅度降低飼料蛋白質(zhì)在瘤胃中的降解率，其中0.7%甲醛處理可使豆粕和棉籽粕過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)分別提51.9%和26.3%，0.5%甲醛處理可使豆粕和棉籽粕過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)分別提高44.7%和10.4%。

2.1.2 單寧處理

單寧是多羥基酚類(lèi)化合物，有很強(qiáng)的極性，與蛋白質(zhì)發(fā)生兩種類(lèi)型的反應(yīng)，一類(lèi)為水解反應(yīng)，在真胃酸性條件下可逆，易被反芻動(dòng)物消化利用；另一類(lèi)為不可逆的縮合反應(yīng)，降低了飼料的適口性，抑制酶和微生物活性，與蛋白質(zhì)形成了不良復(fù)合物，降低消化率[11]。張曉慶等[12]將豆粕用不同濃度的水解單寧處理后飼喂羯羊，結(jié)果表明水解單寧可降低豆粕中干物質(zhì)和蛋白質(zhì)在反芻動(dòng)物瘤胃中的降解率，用量為5%時(shí)有明顯作用，10%～15%時(shí)變化幅度最大。濃縮單寧是結(jié)合蛋白質(zhì)和抑制瘤胃降解的天然植物補(bǔ)充復(fù)合物。Corté等[13]利用從朱櫻花、大葉千斤拔和銀合歡中提純的縮合單寧處理大豆粕，測(cè)定對(duì)瘤胃液中和過(guò)瘤胃后鹽酸胃蛋白酶溶液中降解的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加縮合單寧后瘤胃液中干物質(zhì)和粗蛋白降解率極顯著降低（P＜0.001）。DeyA等[14]將波葉榕中提取的縮合單寧處理蛋白質(zhì)補(bǔ)充劑，再飼喂雜交泌乳牛，發(fā)現(xiàn)奶牛的產(chǎn)奶量和牛奶中尿素氮濃度明顯增加（P＜0.05）。

2.2 熱處理

熱處理主要是利用蛋白質(zhì)高溫易變性的原理，在高溫條件下，蛋白質(zhì)分子的疏水基暴露在分子表面，降低了蛋白質(zhì)的溶解度，從而使蛋白質(zhì)在瘤胃中的降解率有所降低。蔣林樹(shù)等[15]利用尼龍袋法分別比較研究了大豆粕、膨化全脂大豆對(duì)瘤胃干物質(zhì)、蛋白質(zhì)降解率及瘤胃動(dòng)態(tài)降解參數(shù)的影響，與大豆粕相比，膨化全脂大豆干物質(zhì)及蛋白質(zhì)的快速降解組分比例顯著下降（P＜0.0001）。Kumar等[16]研究也發(fā)現(xiàn)，隨著烘焙溫度的不斷增加，大豆餅粕的有效蛋白質(zhì)降解率逐漸減低，并且將大豆餅粕在160 ℃條件下烘焙30 min，大豆餅粕蛋白質(zhì)在瘤胃中降解率達(dá)到最低。膨化能夠顯著降低大豆蛋白質(zhì)的瘤胃降解率，進(jìn)而提高蛋白質(zhì)的過(guò)瘤胃比例。但在用加熱方式處理餅粕類(lèi)飼料時(shí)要注意加熱時(shí)間和溫度等，根據(jù)飼料本身的特點(diǎn)做出相應(yīng)調(diào)整，盡量減少熱處理對(duì)飼料中氨基酸的破壞程度。

2.3 物理包被

用全血、白蛋白、乳清蛋白、蛋清對(duì)飼料蛋白質(zhì)進(jìn)行包被可以起到保護(hù)蛋白質(zhì)免受降解的作用[4]。李福昌[17]將全血撒到蛋白補(bǔ)充料上，然后在100 ℃下干燥，用尼龍袋法測(cè)得蛋白質(zhì)消失率顯著下降。Mir等[18]用全血處理豆餅時(shí)發(fā)現(xiàn)，氮進(jìn)食量和沉積率顯著增加。

2.4 美拉德反應(yīng)保護(hù)

美拉德反應(yīng)是利用飼料中羰基化合物（還原糖類(lèi)）和氨基化合物（氨基酸和蛋白質(zhì)）間的反應(yīng)。影響美拉德反應(yīng)的重要因素，除氨基酸種類(lèi)及還原糖的種類(lèi)外，還與溫度、時(shí)間、保護(hù)劑添加濃度、水分、pH值等有關(guān)[1]。如何控制美拉德反應(yīng)達(dá)到最適當(dāng)加熱程度，是成功保護(hù)大豆粕蛋白質(zhì)的關(guān)鍵。理想的保護(hù)效果應(yīng)該是降低保護(hù)豆粕蛋白質(zhì)的瘤胃降解率，而在小腸中的消化、吸收不受影響。國(guó)春艷[2]采用瘤胃尼龍袋法和兩步法分別評(píng)定經(jīng)不同加熱溫度、不同戊糖添加濃度復(fù)合處理后豆粕樣品的瘤胃蛋白質(zhì)降解率。結(jié)果表明：戊糖濃度、加熱溫度和加熱時(shí)間長(zhǎng)度都影響豆粕蛋白質(zhì)保護(hù)的效果，蛋白質(zhì)瘤胃降解率隨著戊糖濃度的增加、加熱時(shí)間的延長(zhǎng)、加熱溫度的升高而逐漸降低。楊威[4]采用瘤胃尼龍袋法和三步法分別評(píng)定經(jīng)戊糖加熱復(fù)合處理后豆粕樣品的瘤胃蛋白質(zhì)降解率和小腸消化率，研究表明：利用美拉德反應(yīng)在糖濃度3%、140 ℃加熱90 min的條件下大豆粕可以獲得最低的瘤胃蛋白質(zhì)降解率及較高的小腸可吸收蛋白質(zhì)，具有較好的保護(hù)作用。

3 小結(jié)

由于甲醛具有毒副作用，利用甲醛處理的化學(xué)方法，正被行業(yè)所逐漸地淘汰。單寧又具有抗?fàn)I養(yǎng)性，使用也受到限制。相比而言，熱處理是一個(gè)比較理想的處理方法，它既沒(méi)有毒性，也沒(méi)有抗?fàn)I養(yǎng)性，但是需要掌握好反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)壓力等各種因素，才能達(dá)到最好的過(guò)瘤胃效果。物理包被法目前使用較少，需要進(jìn)一步的研究論證。最后，美拉德反應(yīng)法是采用美拉德反應(yīng)原理對(duì)粕類(lèi)蛋白質(zhì)進(jìn)行保護(hù)的一種全新方法，糖類(lèi)是一種新型的綠色蛋白保護(hù)劑，無(wú)殘留、無(wú)污染，符合人們對(duì)綠色添加劑的需要，所以這是一個(gè)值得深入研究的技術(shù)。總之，隨著這些過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)保護(hù)技術(shù)的不斷發(fā)展，反芻動(dòng)物對(duì)蛋白質(zhì)的利用率也會(huì)越來(lái)越高，飼料的利用率也越來(lái)越高效。C