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學術園地

認識牛乳 (五)

『牛有四個胃的啃草動物』

臺灣大學動科所暨食科所名譽教授

行政院國科會傑出特約研究人員

乳協顧問/林慶文

  只啃草的牛為何會長大?又為何會生產多量牛乳?對此疑問非答覆不可。
  牛比其他動物如豬或雞,有絕對不同的體型構造,以不同的生理作用,備有消化飼料的機制,此為反芻胃之故。

何謂反芻?

  觀察牛隻在牧草地悠然自得啃草的情景時,牠等幾乎無休止地繼續啃食。牛隻白天大部分的時間都花費在採食,因其要維持體重500公斤,則每日非啃生草35公斤不可。此外,飲水與將述及的「反芻」工作,將花費6∼10小時,因此,牛隻在白天真正的休息時間僅僅2∼3小時。

  所謂「反芻」,即將啃進胃的食物,重返口中咀嚼,與唾液混合後再度吞下的一連串行動。因此,牛在草食動物中,亦特稱反芻動物。反芻動物的伙伴包括綿羊、山羊、鹿等,而若想到家畜中有角,就準不會錯。

  反芻動物的食道肌層,即所謂橫紋肌,是能隨意識而伸縮的肌肉(隨意肌)所組成。在胃入口的噴門部沒有括約肌,因此食物不會阻塞,胃內容物能返回口中。

  飽食的牛,每日約有1,000個食塊返回口中,而約有5萬次咀嚼,主要為因草中多含硬纖維質的東西,咀嚼細碎,助益消化。

  牛為齒數少的動物,上排缺少門齒與犬齒,下排前齒八顆接連排列,合計32顆,總數與人相同。從齒列而言,反芻動物說為「有角獸即無上齒」。牛的上面前齒的齒莖部分極為強健,那厚而長的舌頭將草捲入而引拉,在齒莖與下面門齒間細切,而牛的上下臼齒強大,在反芻時,如同臼齒回轉將飼料片壓碎。但其咀嚼過程,上下尖銳的前齒擦合,上面門齒長年累月可能因而退化。

● 牛的主食為草

  反芻動物在本質上,僅啃草亦會成長、繁殖,且會為其提供肉或乳,此為確確的事實。
  草中所含葉綠素,與某種蛋白質結合、集光,而能將光能變換為化學能,從大氣中的二氧化碳與水製作萄葡糖等碳水化合物(有機物)。

  在植物體內以這種萄葡糖為材料而合成為澱粉與纖維素而被儲蓄。這兩種物質中的葡萄糖在連結時,結構僅稍有異。但在外觀上、機能上、甚至消化性上,同為葡萄糖構成的兩種物質,卻有完全不同的表現。

  極普通的禾本科牧草充分成熟後,作成水分15%程度的乾草時,其中的纖維性物質含量將超過30%,這種物質於牛的消化率亦達60%。且說人則幾近於零。

  所謂「食物纖維」,對偏肉食的人,是必要的成分而倡導許久。此為「人的消化酵素無法消化植物的細胞壁成分」,那麼,作為以草為主食的反芻動物,分解這種纖維性物質的酵素在消化管肉直接分泌,是否會消化纖維?可惜得很彼等未持有這種酵素。然,究竟消化草纖維的物質為何?

● 究竟反芻獸是什麼?

  知曉牛能消化纖維性物質的祕密,非探索反芻動物的胃構造與其作用的機制不可。
  牛的胃,由第一胃(瘤胃),第二胃(蜂巢胃),第三胃(重辨胃)及第四胃(皺胃)所構成,牛即持有四個胃。

  成牛的第一胃最大,其容積為全消化管一半以上,佔胃全體近80%,亦有近200公升者。而第四胃則置於最後,因其作(功)用與人胃相同,故亦稱「真胃」。

  第一胃所發生的現象,與第二胃不易區別者甚多,將第一、二胃偶總稱反芻胃。第三及第四胃各分占全體的約5%與10%,第四胃與單胃動物進行相同之作用,即普通消化液的消化。

  然而,剛出生的仔牛,尤其是關於消化管,並非如成牛的小複製(minicopy)。第一、二胃僅占比例約30%,第四胃最大,與單胃動物的胃同樣過程消化著母乳的蛋白質。

  以通常的飼養方法,仔牛生後不久,母牛即始舐犢,而以輕微固形飼料、乾草或輕料等經2∼3個月,胃的形狀或機能次第趨近發達,俟四個月時,第一胃約占70%容積。

  此並非由草等的固形物之物理性刺激,而認為反芻胃內所發生的化學物質干擾。因此,牛在出生後即成為反芻動物,牛在生長中胃的形狀亦有所變化,一般約可分成胎兒、四週齡、三個月齡及成畜四個時間。

  那麼,牛只供草,能長大的理由,似近乎本題。

 【註】牛、綿羊、山羊等反芻動物,與人、豬、犬、老鼠等單胃動物不同,具有四個胃。這四個胃有如下的區別:第一胃(rumen, first
  stomach):細菌發酵產生低級脂肪酸,將食物由第一胃重返口咀嚼。第二胃(reticulum):進行進一步的細菌發酵產生低級脂肪酸。
  其次為第三胃(omasum)及第四胃(abomasum或true stomach)。細菌的發酵有助於反芻動物從草類飼料得到養分,單胃動物是無法
  消化草類飼料的。
  反芻動物英文名稱為ruminant,可作形容詞;動詞為ruminate。




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