一、动植物体中的非蛋白含氮化合物 (NPN)
动植物体中的 NPN 包括游离氨基酸、酰胺类、含氮的糖苷和脂肪、生物碱、铵盐、硝酸盐、甜菜碱、胆碱、嘧啶和嘌呤等。迅速生长的牧草、嫩干草的 NPN 含量约占总氮的 1/3 。青贮饲料 50% 的氮是 NPN 。因为青贮过程中,大量蛋白质被水解为氨基酸。如新鲜的饲用玉米只含 10-20% 的 NPN ,青贮后上升到 50% 。种子在成熟早期, NPN 的含量也很高,成熟后不到 5% 。干草、籽实及加工副产物含 NPN 都较少。块根、块茎含 NPN 可高达 50% 。由于肽、氨基酸与真蛋白质的营养意义一致,所以有时不把它包括在 NPN 中。除氨基酸外,酰胺类也有较大的营养意义,天冬酰胺和谷氨酰胺在动物的代谢中都能被利用。嘌呤和嘧啶是遗传物质 DNA 和 RNA 的重要组成成份。 NPN 能被反刍动物瘤胃微生物很好地利用。表1是几种饲料 NPN 和游离氨基酸的含量。
表1 饲料中的 NPN 化合物和游离氨基酸
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牧草
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苜蓿
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玉米 ( 籽粒 )
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总氮 mg/100gDM
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2998
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2842
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1390
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相对含氮量
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总氮
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100
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100
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100
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肽
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0.17
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游离氨基酸
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13.9
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18.5
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0.99
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氨
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1.0
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0.6
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0.07
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酰氨
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2.9
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2.6
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胆碱
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0.5
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0.1
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0.12
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甜菜碱
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0.6
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1.1
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0.01
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嘌呤等
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2.2
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1.3
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0.05
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硝酸盐
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2.4
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1.3
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其它 NPN 化合物
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6.4
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3.5
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0.59
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引自 Kirchgessner,M. ( 1987 ) p.67.
二、反刍动物对 NPN 的利用
NPN 在反刍动物营养中具有重要的意义。 NPN 中的尿素由于成本低、效果好,作为反刍动物饲粮氮源已有较长的历史,至今仍被广泛使用。有关尿素利用的研究也是反刍动物营养中的重要内容。尿素含有碳、氢、氧、氮,动物本身无法直接利用。尿素溶解度很高,在瘤胃中能迅速转化成氨,若大剂量饲喂,在瘤胃中可能积聚大量的氨而引起致命性的氨中毒;若饲喂恰当,则是反刍动物很好的氮源。
反刍动物饲粮中使用尿素应注意以下几点:①瘤胃微生物对尿素的利用有一个逐渐适应的过程 , 一般需 2- 4 周适应期;②用尿素提供氮源时,应补充硫、磷、铁、锰、钴等的不足,因尿素不含这些元素,且氮与硫之比以 10-14:1 为宜;③当日粮已满足瘤胃微生物正常生长对氮的需要时,添加尿素等 NPN 效果不佳。至于多高的日粮蛋白水平可满足微生物的正常生长并非定值 , 常随着日粮能量水平、采食量和日粮蛋白本身的降解率而变,一般高能或高采食量情况下,微生物生长旺盛 , 对 NPN 的利用能力较高。④反刍动物饲粮中添加尿素还需注意氨的中毒,当瘤胃氨水平上升到 800mg/L ,血氨浓度超过 50mg/L 就可能出现中毒。氨中毒一般多表现为神经症状及强直性痉挛, 0.5-2.5 小时可发生死亡。灌服冰醋酸中和氨或用冷水使瘤胃降温可以防止死亡。一般奶牛饲粮中尿素的用量不能超过饲粮干物质的 1% ,才能保证既安全,又有良好的效果。如果饲粮本身含 NPN 较高,如青贮料,尿素用量则应酌减。
按照反刍动物新的蛋白质营养体系,不足的可降解蛋白质需要量,也可用尿素补充,但需遵照上述使用原则及注意事项。
三、非反刍动物对 NPN 的利用能力
NPN 对猪、禽、等非反刍动物基本上没有利用价值。对于猪, NPN 基本无效, 仅成年公猪在饲喂低蛋白质饲粮时有一定作用。母鸡在饲予必需氨基酸平衡很好的饲粮基础上,能够用 NPN 合成一些非必需氨基酸,以补充非必需氨基酸的不足。微生物从肠道释放的氨,也是无价值的。
对后肠微生物比较发达的非反刍草食动物,如马属动物、兔等, NPN 的作用则介于反刍动物与猪禽之间,非反刍草食动物因其微生物的作用部位所限,尿素等 NPN 很难直接到达后肠(盲肠或结肠),通常是在小肠被降解成 NH 3 而吸收入血,在肝脏重新转化为尿素,少数经血液循环到达盲肠或结肠,而大部分则随尿排出体外,非反刍草食动物对 NPN 的利用还与其能否接触微生物合成物有关。免等具有食粪癖的非反刍草食动物,能有效地利用 NPN ,马接触粪便的机会不多,因而对 NPN 利用的可能性小,但在采食低蛋白日粮情况下,也可通过食粪而增加体内氮贮留。