李 茂，代振威，裴彩霞

（1.山西省晉中市畜牧獸醫(yī)局，晉中 030600；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，太谷 030801）

營(yíng)養(yǎng)與飼料

納米銅對(duì)綿羊瘤胃體外發(fā)酵揮發(fā)性脂肪酸的影響

李 茂1，代振威1，裴彩霞2

（1.山西省晉中市畜牧獸醫(yī)局，晉中 030600；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，太谷 030801）

試驗(yàn)采用體外發(fā)酵法，研究在人工瘤胃液中添加不同濃度（0、50、100、150、200、400、800、1 200、2 400、4 800 μg/L）的納米銅時(shí)，對(duì)綿羊瘤胃體外發(fā)酵揮發(fā)性脂肪酸的影響。試驗(yàn)共分10個(gè)處理組，每個(gè)處理組3個(gè)重復(fù)。結(jié)果表明:納米銅在添加量為100～400 μg/L時(shí)，乙酸濃度和總揮發(fā)性脂肪酸濃度都顯著高于對(duì)照組和其他試驗(yàn)組（P<0.05）。說(shuō)明在體外發(fā)酵條件下添加適量的納米銅對(duì)瘤胃微生物的發(fā)酵有促進(jìn)作用。

納米銅;綿羊；體外發(fā)酵；pH值；揮發(fā)性脂肪酸

銅元素對(duì)綿羊的內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、繁殖機(jī)能、酶活性、激素合成都有重要影響，銅在反芻動(dòng)物日糧中的含量還可以影響瘤胃微生物纖維素的降解作用［1］。正常情況下，反芻動(dòng)物瘤胃中微生物的含銅量是瘤胃液的2～3倍［2］，在日糧中添加銅能夠顯著提高瘤胃微生物的含銅量［3］。而反芻動(dòng)物的日糧中如果缺乏銅，瘤胃微生物的正常生長(zhǎng)和對(duì)纖維的降解作用都會(huì)受到影響［4］。納米銅作為新型銅添加劑，是采用納米技術(shù)制備微量元素銅的超微粉，具有與水有較強(qiáng)親和力，易于吸收等優(yōu)點(diǎn)［5］。本試驗(yàn)以麥秸、白羊草為底物，研究納米銅對(duì)綿羊瘤胃體外發(fā)酵揮發(fā)性脂肪酸的影響。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物飼養(yǎng)

瘤胃液取自6只裝有永久瘤胃瘺管的晉中綿羊（35.0 kg±3.5 kg）。綿羊在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院畜牧站單欄飼養(yǎng)，配置粗精料比例60:40的日糧，飼養(yǎng)水平為1.2倍基礎(chǔ)代謝，每天7：00和17：30飼喂2次，自由飲水。

1.2 瘤胃液收集

瘤胃液于晨飼前采集，在CO2環(huán)境中，用4層紗布過(guò)濾于預(yù)先充有CO2氣體的瓶中，密封，39℃保溫箱送至實(shí)驗(yàn)室備用。

1.3 體外發(fā)酵與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

體外發(fā)酵采用改進(jìn)的Menke法［6］，每個(gè)發(fā)酵瓶中底物樣品量為1.0 g，培養(yǎng)液100 mL，由10 mL混合瘤胃液與常量元素溶液、微量元素溶液、緩沖溶液、刃天青溶液、還原劑溶液等組成。先配制總量的人工瘤胃液，在分液

時(shí)添加納米銅。采用體外靜態(tài)恒溫培養(yǎng)法，置于39℃水浴培養(yǎng)箱。恒溫培養(yǎng)72 h。

本試驗(yàn)按照納米銅的添加量（0、50、100、150、200、400、800、1 200、2 400、4 800 μg/L）分成10個(gè)處理組，每個(gè)處理組有3個(gè)重復(fù)，0添加量組為對(duì)照組。

1.4 樣品測(cè)定方法

1.4.1 pH值的測(cè)定 于培養(yǎng)72 h測(cè)發(fā)酵產(chǎn)氣后，放氣至大氣壓，使用pH儀測(cè)定各培養(yǎng)瓶中上層液pH值，計(jì)算每組pH值的平均值。

1.4.2 揮發(fā)性脂肪酸濃度的測(cè)定 在10 mL離心管中加入經(jīng)4層沙布過(guò)濾的瘤胃液5 mL，再加入25%偏磷酸溶液1 mL，混合均勻后，冰水浴中放置30 min以上，10 000 r/min離心10 min，取上清液［7］。每個(gè)樣品取1 μL，采用GC102AF型氣相色譜儀測(cè)定揮發(fā)性脂肪酸。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用EXCEL軟件整理數(shù)據(jù)，再用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件的One-way-ANOVA進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。

2 結(jié)果與分析

由表1可見(jiàn)，以麥秸或白羊草為底物，隨著納米銅添加濃度的增加，綿羊瘤胃體外發(fā)酵pH值均呈先下降后上升的變化趨勢(shì)。與其他試驗(yàn)組相比，底物為麥秸時(shí)，添加量為100～400 μg/L的試驗(yàn)組pH值顯著低于50 μg/L組（P＜0.05），也低于800～4 800 μg/L的各試驗(yàn)組（P＞0.05）。底物為白羊草時(shí)，添加量為100～400 μg/L的試驗(yàn)組pH值顯著低于1 200 μg/L組和4 800 μg/L組（P＜0.05），也低于50、800、2 400 μg/L的試驗(yàn)組和對(duì)照組（P＞0.05）。

表1 納米銅對(duì)綿羊瘤胃體外發(fā)酵pH值的影響

由表2可見(jiàn)，以麥秸或白羊草為底物，隨著納米銅添加濃度的增加，瘤胃體外發(fā)酵乙酸的濃度均呈先升高后下降的變化趨勢(shì)，當(dāng)添加量為100～400 μg/L時(shí)，均顯著高于對(duì)照組和其他試驗(yàn)組（P<0.05），其他各組間差異均不顯著（P>0.05）。

表2 納米銅對(duì)瘤胃體外發(fā)酵乙酸的影響mmol/L

由表3可知，以麥秸、白羊草為底物，瘤胃液中添加不同濃度的納米銅，對(duì)綿羊瘤胃丙酸濃度的影響均不顯著（P>0.05）。

表3 納米銅對(duì)瘤胃體外發(fā)酵丙酸的影響mmol/L

由表4可見(jiàn)，以麥秸或白羊草為底物，隨著納米銅添加濃度的增加，瘤胃總揮發(fā)性脂肪酸濃度變化均呈先升高后下降的趨勢(shì)，添加量為100～400 μg/L時(shí)，總揮發(fā)性脂肪酸濃度均顯著高于對(duì)照組和其他試驗(yàn)組（P＜0.05），其他各組間差異均不顯著（P＞0.05）。

表4 納米銅對(duì)瘤胃體外發(fā)酵總揮發(fā)性脂肪酸的影響mmol/L

3 討論

銅不僅是反芻動(dòng)物正常生長(zhǎng)所需的微量元素，同時(shí)

也是瘤胃微生物生長(zhǎng)繁殖所必需的微量元素，其影響著瘤胃微生物的發(fā)酵作用［8］。本試驗(yàn)中100～400 μg/L納米銅的添加降低了瘤胃液的pH值，而在反芻動(dòng)物中，瘤胃液pH值是瘤胃發(fā)酵過(guò)程中的綜合反映，它能夠影響到瘤胃微生物的活性和區(qū)系。在瘤胃發(fā)酵過(guò)程中，底物的碳水化合物產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸，會(huì)使pH值下降，尤其在體外發(fā)酵中，沒(méi)有了瘤胃上皮等組織的影響，這是影響瘤胃液pH值變化的一個(gè)最重要因素［9］。根據(jù)冀一倫的研究，纖維降解菌對(duì)pH值很敏感，pH值較低時(shí)不利于對(duì)纖維物質(zhì)的降解［10］，而適宜的pH值會(huì)促進(jìn)纖維降解菌的活性，pH值的正常變動(dòng)范圍一般為5.5～7.5［11］。在本試驗(yàn)中各處理組的pH值均在這一范圍之內(nèi)。

適宜的瘤胃內(nèi)環(huán)境指標(biāo)是飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)正常發(fā)酵和提供能量的重要保證，而且有利于瘤胃內(nèi)微生物蛋白質(zhì)的合成。瘤胃中碳水化合物發(fā)酵的主要終產(chǎn)物是乙酸、丙酸等，這些揮發(fā)性脂肪酸的組成和含量是反映瘤胃內(nèi)環(huán)境的重要指標(biāo)。在反芻動(dòng)物瘤胃中發(fā)酵產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸約75%會(huì)通過(guò)瘤胃壁擴(kuò)散進(jìn)入血液，約20%經(jīng)皺胃和瓣胃壁吸收，約5%經(jīng)小腸吸收［12］。瘤胃揮發(fā)性脂肪酸是碳水化合物的終產(chǎn)物，可提供反芻動(dòng)物所需能源的70%［13］。在20世紀(jì)70年代初，就有了銅對(duì)瘤胃中揮發(fā)性脂肪酸影響的報(bào)告，但其結(jié)果并不一致。Odenkirchen用體外法測(cè)定了CuSO4對(duì)微生物利用淀粉的影響，結(jié)果顯示，CuSO4抑制了總揮發(fā)性脂肪酸的生成，降低了乙酸產(chǎn)量［14］。而王茂榮等［15］用體外法測(cè)定了不同水平銅對(duì)揮發(fā)性脂肪酸濃度的影響，結(jié)果表明，總揮發(fā)性脂肪酸濃度和乙酸濃度隨銅添加量的增加而升高。在本試驗(yàn)中，添加納米銅后，總揮發(fā)性脂肪酸和乙酸濃度均有所提高，對(duì)丙酸濃度的影響不顯著，與王茂榮等［15］的研究結(jié)果一致。這表明添加適量的納米銅可以增加瘤胃微生物的活性，進(jìn)而促進(jìn)揮發(fā)性脂肪酸的產(chǎn)生。

4 小結(jié)

本試驗(yàn)結(jié)果表明，在體外發(fā)酵條件下，添加適量的納米銅降低了pH值，提高了瘤胃液中乙酸和總揮發(fā)性脂肪酸的濃度，對(duì)瘤胃微生物的發(fā)酵有促進(jìn)作用。

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過(guò)刊征訂

1.《中國(guó)草食動(dòng)物》雜志1999年（1～6期）21元，2000～2002年（1～6期）27元，2003年（2～6期）33元，2004～2008年（1～6期）39元，2009、2010、2011、2012年（1～6期）48元（均含掛號(hào)郵資）；

2.有2002、2003、2004、2005、2006和2007年養(yǎng)羊?qū)］嫞òㄆ贩N、遺傳、繁育、營(yíng)養(yǎng)、市場(chǎng)等內(nèi)容），價(jià)格分別為31、34、26、58、38、28元，含掛號(hào)郵資，數(shù)量有限，欲購(gòu)從速；

3.請(qǐng)您匯款時(shí)務(wù)必寫(xiě)清楚通訊地址、郵政編碼等事宜，以便準(zhǔn)確投寄。

《中國(guó)草食動(dòng)物科學(xué)》雜志社

Effect of Nano-copper on Volatile Fatty Acid of in Vitro Rumen Fermentation in Sheep

Li Mao1，Dai Zhen-wei1，Pei Cai-xia2
（1.JinzhongCenter for Animal Husbandryand Veterinary，Jinzhong030600，Shanxi，China；2.College ofAnimal Science and Technology,Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

The in vitro rumen fermentation was used tostudythe effect ofdifferent nano-copper supplement levels（0，50，100，150，200，400，800，1 200，2 400，4 800 μg／L）on volatile fattyacid in sheep with 3 replications per level.The results showed that the acetic acid and total volatile fatty acid in culture fluid of the groups with the nano-copper at the levels of 100～400 μg／L were higher than those in all other groups（P<0.05）.It indicated that the proper amount of nano-copper could stimulate in vitro rumen fermentation.

nano-copper；sheep；in vitro rumen fermentation；volatile fattyacid

S826.5

A

2095-3887（2014）05-0029-03

2014-07-17

山西省科技攻關(guān)項(xiàng)目（20110311031）

李茂（1981-），男，畜牧師。

裴彩霞（1973-），女，教授，博士。