脲酶抑制剂在反刍动物生产中的应用

徐  明¹ 姚军虎¹ 扬  井²

（1．西北农林科技大学，陕西杨凌712100；2陕西省饲料厂，陕西杨凌712100）

     中图分类号：S816．l文献标识码： B文章编号： 1004－0084（2003）06－0031－02

尿素进入瘤胃后很快被脲酶分解为NH₃和CO₂，分解速度是微生物利用速度的4倍（Bloomfield，1960），这样就造成尿素氮利用率低，有时甚至引起动物氨中毒。脲酶抑制剂可抑制脲酶活性，提高尿素氮利用率。

1  利用机理

尿素进入瘤胃后9min即可分解（刘乾等，2001），0.5h时NH。浓度达到高峰，3h时可全部分解完（何武顺等，1999）。瘤胃NH₃浓度达到高峰就是NH₃释放速度大于利用速度，此时，过多的NH₃经瘤胃壁吸收入血，在肝脏合成尿素。一部分尿素经肾脏排出体外，造成氮的浪费，瘤胃NH₃浓度过高会引起动物氨应激甚至氨中毒。

脲酶抑制剂可使脲酶结构发生变化或与其活性中；已结合，从而抑制脲酶活性（孙得发等，2000）。周健民等（1998）体外试验表明，25mg／kg脲酶抑制剂可抑制脲酶活性56.8％，提高微生物蛋白质合成量16.7％。日粮中添加脲酶抑制剂可降低瘤胃NH₃浓度（左福元等，1995；周健民等，1999；Ludden等，2000），不影响干物质、有机物、蛋白及纤维素消化率(Mahher等，1981；左福元等，1995；张倩等，1997；Ludden等，2000)。Shimba－gashi（1988）报道，日粮中添加 5mg／kg辛酸氧肟酸不影响挥发性脂肪酸、氨基酸代谢。Ludden等（2000）经体内外试验发现，N一丁基硫代磷酸三胺降低乙酸产量及乙酸丙酸比例，降低体内及体外48h总挥发性脂肪酸产量，不影响体外6h总挥发性脂肪酸产量。脲酶抑制剂不影响瘤胃pH（左福元等，1996；Ludden等， 2000）。

2脲酶抑制剂种类

2．1  重金属盐类

重合属离子可改变脲酶结构，有效抑制其活性。这些离子包括Co²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Mn²⁺、Ag²⁺、Hg²⁺．其中Mn²⁺和Ba²⁺效果最好。但这些离子也同时抑制其它酶活性，限制其在反刍生产中的应用。

2．2氧肟酸类化合物

常用的氧肟酸类化合物有乙酸氧肟酸（Acetohydroxamic acid， AHA）和辛酸氧肟酸（Coprylohydroxamic acid， CHA）。 AHA可与脲酶牢固结合，使其失去活性（Makkar等，1981）。体外试验表明，AHA浓度为5x10^-5mol／L可使脲酶活性下降 50％（Cook，1976；  Makker等，1981），1×10^-3mol／L时下降74％（Makker等， 1981）， 1×10^-2mol／L时下降95％（徐志伟等，1996）。CHA也可有效抑制脲酶活性（Kahher等，1981；Shin－bnyashi，1988；王加启，1994）。国内外都已经有工业化合成AHA成熟技术，我国允许AHA应用于

反刍动物生产中。

2．3二胺、三胺类化合物

这类物质化学结构与尿素相似，可竞争性的抑制减酶活性，降低尿素水解速度（Mackie等，1988）。常用的有N一丁基硫代磷酸三胺（N一（n－batyl）thiophosphotic tiamide， NBPT），环己磷酸三胺（Cyto－hexylphosphorictyiamide，CHPT），苯基磷酰二胺（Phenyl phosphordiamidate，  PPDA）。 Ludden等（2000）在 50mL试管内加入 6.5mg、13mg、26mg、 52mg NBPT，发现豚酶活性与 NBPT用量呈高度线性负相关。其中，26mg组脲酶活性下降46.7％，52mg组下降64.4％。这些物质都已成功用于抑制土壤脲酶活性，用于反刍动物瘤胃脲酶抑制剂的研究正在进行中。

2．4  丝兰提取物

丝兰提取物（Yucca shidigero extract， YSE）也称为天然类固醇萨洒皂角青。YSE中富含皂角苷基（Sapomin fraction）和糖基（Glycofraction）（Wallac。等，1994）。皂角苷可抑制瘤胃纤毛虫和革兰氏阳性菌生长和繁殖，提高革兰阴性菌比例和活性（Wallace等，1994），降低蛋白瘤胃降解率（Valde。等，1986；Wallace等，1994； Hristor等， 1999）。YSE中的糖基可与NH₃结合（ Wallace等，1994），瘤胃NH₃浓度很高时，少量的YSE就可结合大量NH₃； NH浓度低时，又可缓慢释放出NH₃（Wilson等，1998）。饲料中添加 YSE可降低瘤胃 NH₃浓度，提高NH₃利用率和微生物蛋白合成量（Wallace等，1994；Hristor等， 1999）。 YSE非脲酶抑制剂并不直接抑制脲酶活性，但鉴于YSE可降低粗蛋白降解速度和稳定瘤胃NH₃浓度，所以将其与豚酶抑制剂一并讨论。我国已经允许此类物质作为反刍动物添加剂。

2.5   其它

脲酶分子中有7个或8个巯基对其活性具有重要意义(Mahadevan，1976)。氢醌可将腺酶中的巯基氧化，降低脲酶活性，但此过程是可逆的。2.5～5.0mg／kg氢醌可抑制脲酶活性40％～74％，脲酶活性与氢醌浓度呈负相关（赵晓燕，1991；汤树德等，1993）。张永根等（2002）报道，在绵羊瘤胃内每日灌注50mg氢醌使脲酶活性降低64 8％，纤维素酶活性提高28．3％，蛋白水解酶、总脱氢酶活性和瘤胃细菌总数不受影响。氢醌已成功用作土壤脲酶抑制剂。Cook（1976）体外试验发现，0.002％磺胺和 2.5×10^-5mol／L溴化乙锭（Ethidium Bromide）均能使脲酶完全失活，Makkar等（1980）报道，一种瓜类提取物（Cucumismel）可有效抑制脲酶活性，2.4×10^-5mol／L可抑制脲酶活性 50％，3.6×10^-5mol／L可抑制近75％。另有报道，苯醌（张永根，2000）、2，5－H氯硝基苯（马宝全等，1997）、甲醛（ Sechenko，1987）、多聚甲醛（孙得发等，2000）、腐植酸（张清等，1997）也可抑制脲酶活性。

3使用技术

饲料中添加 AHA可有效抑制脲酶活性，提高做生物蛋白合成量，提高动物生产性能6．7％～16．45％。AHA一般推荐量为：奶牛、育肥牛25mg／kg，肉羊30mg／kg（张倩，1998；周健民等，1999。AHA与四硼酸钠同时使用效果更好（王加启，1994）。国内已经有AHA产品应用于实际生产中。使用AHA产品可提高动物生产性能，并可抗热应激，也可促进幼龄反刍动物发育。

Ludden等（2000）在含尿素的育肥羔羊日粮中添加 0.125～4g／d NBPT，试验开始时，NBPT可有效抑制豚酶活性，随天数增加抑制作用减弱。表明NBPT在短期内有效，但长期使用瘤胃微生物可适应NBPT。实际生产中，NBPT的应用还需要进一步研究。

日粮中添加 YSE可降低蛋白降解率和瘤胃NH₃浓度，提高酸性洗涤纤维、有机物。淀粉的痛胃消化率（Goetsch等，1979，1985； Valdez等，1986；WU等，1994）和丙酸产量限等，1994），提高动物生产性能（Goodall等，1981，1982）。粗蛋白水平低时效果更好（Grobner等，1982）。牛日粮中YSE添加水平为20～60g／d（Wallace等，1994； Hrister等， 1999）。有些试验（Wu等，1994；Wilson等，1998）添加 YSE效果不明显，可能与添加量较小有关。

张永根（2000）报道，奶牛日粮中添加 20mg／kg苯酸可提高奶产量1．85kg／d。左福元等（1996）报道，等能等氮条件下，山羊尿素日粮中添加一种占尿素6％～7％的脲酶抑制剂，可取得与豆饼日粮组相同的生产性能。

高产动物日粮中也可添加脲酶抑制剂，抑制内源尿素分解，提高动物生产性能，其机理仍需进一步研究。幼龄反刍动物在补饲干草后几天，瘤胃内脲酶活性出现高峰，随后缓慢下降，断奶后基本维持不变（Cook 1976）。因此，幼龄反刍动物在饲喂含NPN高的饲料，如青绿饲料、青贮饲料时，使用脲酶抑制剂也有一定的效果。青年动物使用尿素加脲酶抑制剂效果优于老年动物。

4  研究展望

国内使用AHA较多，但AHA有许多负面作用刚ahher等，1980）。国外普遍使用YSE，我国也应针对性地进行此方面的实用性研究。今后需探寻和筛选一种能有效抑制脲酶活性，而又不影响其它有益酶活性，对动物无毒副作用的腥酶抑制剂。并研究特定脲酶抑制剂在各种动物和各种日粮情况下的最佳剂量。在不同蛋白降解率和降解速度的尿素日粮中，脲酶抑制剂的添加量以保证瘤胃NH₃处于最佳浓度为宜。