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瘤胃脲酶抑制剂氢醌对反刍动物作用的研究

张永根  
【摘要】: 本研究通过7个体内和体外试验,全面系统地研究了新型脲酶抑制剂氢醌对营养 物质表观消化率、瘤胃发酵、氮代谢和反刍动物生产性能的影响,明确了这种脲酶抑制 剂对反刍动物的作用及在全混合日粮中适宜的添加量。 在实验一,首先研究了氢醌对瘤胃脲酶活性的影响,结果表明,在体外条件下当 氢醌在瘤胃液中的浓度为0.01ppm、0.1ppm、1ppm和10ppm时,可以分别使脲酶的活 性比对照组(0)降低25%、34%、55%和64%。在瘤胃液中添加0.025%硫基乙醇的 情况下,可以从瘤胃液中直接提取脲酶。根据瘤胃脲酶溶液蛋白质的含量,直接计算出 该脲酶的比活性为104.28国际单位/毫克酶蛋白质。经计算,该脲酶的米氏常数Km是 2×10~(-3)mol/L,最大反应速度是319.44 μ mol/分,氢醌对脲酶抑制动力学试验研究表 明,该抑制剂对脲酶的抑制不能通过增加底物的浓度消除,这说明抑制的性质属于非竞 争性抑制,抑制常数经实测为1.2×10~(-5)mol/L。在相同脲酶抑制剂浓度的情况下,本试 验还同时比较了乙酰氧肟酸和氢醌对瘤胃脲酶的抑制效果,结果表明,乙酰氧肟酸在 1ppm和10ppm浓度条件下能分别降低脲酶的活性25%和62%(P<0.05)。在比这更低 的添加水平下比较,氢醌对脲酶的抑制效果要优于乙酰氧肟酸。上述试验结果表明,氢 醌在体外是瘤胃脲酶的高效抑制剂,能够延缓尿素的分解速度,在体内应用可能也具有 潜力。 在实验二,采用反转设计,用4头装有瘤胃瘘管的绵羊,分别测定了瘤胃液中脲 酶、纤维素酶、蛋白质水解酶和总脱氢酶以及瘤胃细菌总数。结果表明,在瘤胃内灌注 50mg氢醌可以使脲酶的活性降低65%(P<0.01),使纤维素酶的活性提高28%(P< 0.05),而对蛋白质水解酶、总脱氢酶和瘤胃细菌总数没有影响(P>0.05)。抑菌试验 表明,除了80mg/L氢醌对瘤胃微生物的生长有微弱的抑制作用外,氢醌在10、20和 40mg/L浓度时,对瘤胃微生物的生长没有影响。上述结果表明,氢醌在比较低的浓度 范围内对瘤胃微生物不产生杀灭作用,对瘤胃微生物和宿主是安全的,是一种专一性脲 酶抑制剂。 在实验三,选用12只瘘管公羊研究氢醌对瘤胃发酵特性的影响。以始重为区组, 随机将动物分成4个处理组,即在全混合日粮中分别添加0、20、40和80ppm氢醌(干 物质基础)。在采食后0、2、4、6和8小时采集瘤胃液样本立即测定瘤胃液的氨浓度和 pH值,随后测定挥发性脂肪酸和尿素氮含量。不同采样点的瘤胃液pH值不受添加氢 醌的影响。在采食后2小时,喂含有氢醌日粮的各试验组瘤胃氨的浓度比对照组低近一 半(P<0.05)。在0、6、8小时各处理组NH_3的浓度差异不显著(P>0.05)。在采食 后4小时,除80ppm组外,各试验组氨的浓度与对照组相比,差异不显著(P>0.05)。 随着氢醌添加水平的增加,对尿素水解的抑制作用增强,结果导致尿素在瘤胃中积累的 增加,这和氨的浓度在不同时间点随氢醌添加水平增加而相应减少的变化趋势是相对应 的。日粮中添加20ppm,40ppm和80ppm的各试验组总挥发性脂肪酸(TVFA)浓度分别 博士学位论文 扭胃限酶抑制剂氢醒对反刍动物作用的研究 东北农业大学 一 ti:Xil-ffiffiM$25%、40%$26%,Joikf0R&$4(Prto.05)。Medot(X,ppm) 和瘤胃液hFA浓度(Y,tool/L)进行相关分析,结果表明两者具有显著的相关关系, 回归方程为: Y=6.0072X2+-(.7498X+55.642 Rp.9854,nt RSpe21.16 综合氢醒对瘤胃内hFA和氢浓度这两个指标的影响,可以确定氢醒在含有尿素的 日粮中适宜的添加水平范围大致在30—6()ppff。 在实验四,从上个试验中选出9只瘦管羊,采用完全随机区组设计(以体重为区 组)研究日粮中分别添加30PP和6()PPff氢酪对干物质、中性洗涤纤维(NDF)和酸性 洗涤纤维(ADF)在瘤胃中降解率和降解参数的影响。结果表明,在全混合日粮中添加 30或60PP氢醒可以明显提高干物质、NDF和ADF的有效降解率(Prto.05)但田沾流 速度K没有显著影响(P>0.05)。应用该眠u剂可以显著提高NDF的48小时降解 率、ADP的24小时和48小时的降解率(P<0.05)。上述结果表明,在含尿素日粮中添 加适宜水平的氢醒有利于氨的释放与底物发酵同步,从而导致了纤维物质消化率的提 高。 在实验五,选择特克塞尔与东北半细毛羊杂种公羊16只,平均体重40土1.Zkg, 采用 2 X 2析因诌②动发计。豆饼日粮主要以豆饼为氮源,在州瞳孰犹上加(S;)与不加 30PPm 眼晒阂仰制剂(S。)共两个水平,尿素日粮主要以尿素为氨源,在火售颤Lh泵加30Ppo眠 酶抑制剂(U;)和不添力D仙)共2个水平。在消化试验和代谢试验中不同组动物分别 饲喂这4种日粮,以研究在不同氮源日粮中添加氢醒


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