碳水化合物和蛋白质在反刍动物瘤胃中经微生物发酵作用产生的一些短链(C2~C5)脂肪酸。在反刍动物和单胃动物之间,碳水化合物的消化和代谢途径,以及形成代谢终产物的类型有着根本的差异。在反刍动物饲料中碳水化合物的大部分是聚合体:纤维素、半纤维素、淀粉、果糖胶(果聚糖)和果胶。当这些碳水化合物经过反刍动物瘤胃时,被瘤胃微生物酶分解成为挥发性脂肪酸。
碳水化合物和蛋白质在反刍动物瘤胃中经微生物发酵作用产生的一些短链(C2~C5)脂肪酸。
在反刍动物和单胃动物之间,碳水化合物的消化和代谢途径,以及形成代谢终产物的类型有着根本的差异。在反刍动物饲料中碳水化合物的大部分是聚合体:纤维素、半纤维素、淀粉、果糖胶(果聚糖)和果胶。当这些碳水化合物经过反刍动物瘤胃时,被瘤胃微生物酶分解成为挥发性脂肪酸。存在于瘤胃胃液中的挥发性脂肪酸的混合物主要由乙酸、丙酸和丁酸组成,但也含有少量甲酸、异丁酸、戊酸、异戊酸和己酸。这些少量的支链脂肪酸来源于蛋白质的微生物分解。
挥发性脂肪酸
在瘤胃中碳水化合物代谢的主要终产物挥发性脂肪酸(乙酸、丙酸和丁酸)通过瘤胃壁吸收进入血液循环被输送至组织作为能源,并完成重要的生物合成功能。
高能化合物腺苷三磷酸(ATP)捕获的有效能,是经挥发性脂肪酸代谢的两个阶段而实现:①葡萄糖经微生物转变成挥发性脂肪酸;②吸收的挥发性脂肪酸在组织内的氧化。此外,吸收进入体内的挥发性脂肪酸参与完成一定的生物合成:乙酸和丁酸是合成体脂和乳脂的起始物质,而丙酸是葡萄糖的起始物质。挥发性脂肪酸在反刍动物实现单胃动物体内葡萄糖所完成的大部分功能,尤其是能量的释放。在瘤胃中产生的挥发性脂肪酸数量很大,在母牛瘤胃内24小时产生3~4千克,绵羊300~400克。在瘤胃中生成的挥发性脂肪酸总量和三种酸(乙酸、丙酸、丁酸)的相对比例变化很大,这种情况受许多日粮因素的影响,如日粮组成(精料与粗料比例),饲料物理性状(粉碎颗粒细度),进食水平以及饲喂频率。这些因素影响瘤胃的微生物区系,微生物区系不同则发酵类型不同。因而瘤胃中挥发性脂肪酸的数量和相对比例不同。饲喂淀粉丰富的谷类籽实比例高的日粮,导致分解淀粉的微生物数量增加,从而瘤胃内容物中丙酸对乙酸加丁酸的比例升高,结果使产肉的效率提高。富含粗饲料的高纤维日粮,乙酸对丙酸的比例提高,这种情况有利于泌乳牛乳脂的提高。
瘤胃中挥发性脂肪酸的浓度由其产生与吸收之间的平衡来调节。在进食之后,挥发性脂肪酸浓度升高,因而pH值降低。饲喂干草日粮后大约4小时达到发酵高峰。为保证微生物的正常生长,瘤胃中pH值由具有高缓冲能力的唾液以及吸收的挥发性脂肪酸维持在6.0~7.0之间。但瘤胃中缓冲pH值的机制,在饲喂大量易消化的碳水化合物(糖或淀粉)之后是不充分的。于是形成较大量的丙酸和丁酸以及相当数量的乳酸,pH值下降为4.5~5。pH值降低抑制纤维分解菌的繁殖,使粗饲料的消化率降低。酸的过量产生可能损害瘤胃粘膜,甚至发生酸中毒症。
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