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第十章反刍动物营养实验技术-图文

第一节人工瘤胃技术

一.人工瘤胃技术概述

人工瘤胃技术是体外研究瘤胃微生物营养与代谢的一类技术方法，又

称瘤胃模拟培养法。由于人工瘤胃技术不受试验动物的限制，可以在常规

实验室条件下进行研究，因此得到了越来越广泛的应用。

早期的人工瘤胃技术主要应用于较简单的研究目的。如Woodman和

Evan(1938)，通过体外瘤胃发酵证实纤维素在瘤胃内降解的唯一中间产物

是葡萄糖，终产物是VFA和乳酸。Quin（1943）用体外法研究了不同碳水

化合物瘤胃发酵的产气量。Pearon和Smith（1943）用体外法研究了瘤胃

微生物对尿素的利用等。McDougall（1948）关于绵羊唾液矿物质组成的

研究在人工瘤胃技术发展史上具有重要意义，之后的各种人工瘤胃系统人

工唾液的配制均参照了McDougall的研究结果。早期的人工瘤胃发酵装置

比较简单，不少装置仅是在厌氧的条件下对瘤胃液进行简单的培养。由于

发酵产物在系统内的不断积累，这类系统不能用于要求长时间发酵的研究

工作，通常有效的发酵时间为12～24小时。Louw于1949年设计了一套

带有透析系统的人工瘤胃装置，将瘤胃液和底物放入渗析袋或半透膜中，

然后悬浮在缓冲液内。该装置在一定程度上将底物和发酵终产物分离开，

延长了有效发酵时间。

二十世纪五十年代至六十年代，人工瘤胃技术在牧草有机物和纤维素

瘤胃降解研究方面得到了大量应用。用人工瘤胃技术研究的内容包括不同

牧草以及牧草与纯纤维体外降解速度比较；牧草颗粒大小对体外降解速度

的影响；体外评定牧草营养价值；用体外牧草发酵测定结果预测体内发酵

等。这一阶段的人工瘤胃装置也趋于复杂，以更加接近瘤胃发酵的真实情

况。如Donfer使用的发酵装置由32个发酵瓶组成，每个发酵瓶的容积为

90ml，装入的发酵液容量为50ml。每个瓶均有进气口和出气口，以每分

钟160个气泡的速度向瓶内通入二氧化碳。

二十世纪七十年代，随着反刍动物蛋白质营养研究的深入，人工瘤胃

技术开始应用于饲料蛋白质的瘤胃降解率评定。1972年，BenBraver发现

体外培养法中的氨浓度与瘤胃内氨浓度有很好的相关，并用短期培养法对

饲料蛋白质的瘤胃降解率进

行了评定。Monhadeva（1979）、Broderik（1978，1979）用短期培

养法评定了饲料蛋白质的瘤胃降解率和微生物蛋白的产量。Road（1983）

根据瘤胃产气量与氨利用量之间的关系，用能量、微生物蛋白合成量计算

了饲料蛋白质的降解率。我国的吴毓群（1988），任鹏（1989）等分别用

短期发酵法和持续发酵法测定了饲料蛋白质与干物质的降解率。

二十世纪八十年代后期，人工瘤胃技术的应用范围扩展到研究营养物

质对瘤胃微生物合成量的影响及营养物质的匹配关系。这方面的研究因难

以控制瘤胃内环境而不能在体内进行，例如进行瘤胃NH3浓度与瘤胃微生

物合成量关系的研究由于瘤胃和动物本身对NH3浓度有调节作用，这样就

不能根据不同NPN在瘤胃内NH3浓度的差异和消失速度判断NPN的优劣。

人工瘤胃技术由于容易实现试验条件的控制而具有体内法不可比拟的优越

性。这一时期人工瘤胃装置以可控性持续动态发酵的模拟装置为主，中国

农业大学自行研制的RSⅠ—Ⅱ型瘤胃持续动态模拟装置即属此类型。二.

短期人工瘤胃发酵装置测定瘤胃产气量

短期人工瘤胃发酵装置可以根据研究目的进行不同的设计，其共同特

点是静态发酵，不对底物和产物进行分离，因而只能持续较短的时间。但

试验装置简单，在饲料营养价值评定等研究方面仍具有很大的价值。下面

介绍英国Rowett研究所用于测定瘤胃微生物产气量的人工瘤胃技术，其

主要用途是研究不同粗饲料及添加剂等对饲料瘤胃降解及甲烷气能损失的

影响。

人工唾液的制备：人工唾液由蒸馏水、矿物质元素溶液、微量元素溶

液、刃天青（reazurin）溶液混合而成。将混合溶液置于三角瓶中，水浴

加热至39℃之后加入还原液。将以上混合溶液置于39℃磁力搅拌器上不

断搅拌，同时通入CO2气泡，直至溶液颜色由蓝变至粉红最后变为无色透

明，表明人工唾液已呈还原状态。升高CO2通气管至液面以上，并连续通

入CO2，调整PH值至7.0～7.30。

矿物质溶液:

Na2HPO45.7gKH2PO46.2gMgSO40.6g加蒸馏水至1升微