■毛 浩 徐曉鋒 王維兵 張 燾 朱匆匆 郭媛媛

（寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏銀川 750021）

低聚糖又被稱為寡糖，一般由2～10個單糖組成，因聚合度較低，故被稱為低聚糖。其特性與糖相似，但又不會被人體吸收，在進(jìn)入人體后則有助于促進(jìn)體內(nèi)雙歧桿菌的增殖。低聚糖的主要品種有低聚異麥芽糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚甘露糖、大豆低聚糖、水蘇糖等，生產(chǎn)中也有一些低聚糖的復(fù)合物，如一些工業(yè)加工副產(chǎn)品（酵母糖蜜、菊粉和甜菜顆粒），它們大多數(shù)是由二糖和三糖以及其它一些低聚糖組成的復(fù)合物。研究發(fā)現(xiàn)，一些功能性寡糖添加能夠促進(jìn)反芻動物瘤胃發(fā)酵以及奶牛的產(chǎn)奶性能。但不同來源的低聚糖復(fù)合物在瘤胃中的發(fā)酵特性并不相同，這也導(dǎo)致了其添加對奶牛生產(chǎn)性能影響的不一致，因而有必要對不同來源低聚糖復(fù)合物的發(fā)酵特性進(jìn)行研究。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗選取菊粉、甜菜顆粒和酵母糖蜜三種低聚糖復(fù)合物作為研究對象，根據(jù)日糧中添加水平的不同，每種低聚糖復(fù)合物設(shè)3個處理組，添加水平分別為0.75%、1.50%、3.00%，另設(shè)1個對照組(即不添加低聚糖復(fù)合物)，每個處理3個重復(fù)，體外產(chǎn)氣試驗重復(fù)3～4批。

1.2 瘤胃液供體羊及其飼養(yǎng)管理

選3只體況良好，體重為(25±1.0)kg，安裝永久性瘤胃瘺管的灘羊供采集瘤胃液用。試驗羊日糧配制參照中國美利奴羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，即能量維持需要(M)為450 kJ/kg W0.75，蛋白質(zhì)維持需要為 350 mg N/kg W0.75。按1.2倍能量維持需要的飼養(yǎng)水平飼喂。試驗羊于試驗前驅(qū)蟲，單籠飼養(yǎng)，自由飲水，自由光照。

1.3 體外產(chǎn)氣方法

①緩沖液配制：每升緩沖液中含Na2HPO41.43 g、KH2PO41.55 g、NaHCO38.75 g、NH4HCO31.00 g、Mg-SO4·7H2O 0.15 g、CaCl2·2H2O 3.3 g、MnCl2·4H2O 2.5 g、FeCl2·6H2O 0.2 g、CoCl2·6H2O 0.25 g、Na2S·9H2O 0.37 g。

②混合培養(yǎng)液的配制：瘤胃液采集時間為早晨飼喂前0.5 h，采集的瘤胃液立即放入保溫瓶中帶回實驗室，用四層紗布過濾，持續(xù)充入CO2氣體5 min，與緩沖液的配比為1∶2，然后迅速轉(zhuǎn)移至已預(yù)熱好并通有CO2的培養(yǎng)瓶內(nèi)（1 000 ml），接注射器，記錄初始讀數(shù)，然后開始培養(yǎng)。

1.4 測定指標(biāo)

1.4.1 產(chǎn)氣量

從產(chǎn)氣開始后，分別于2、4、6、8、12、24、48、72 h各時間點通過玻璃注射器記錄一次產(chǎn)氣量。

1.4.2 產(chǎn)氣參數(shù)

根據(jù)Φrskov等(1979)[1]的產(chǎn)氣模型，應(yīng)用Neway curve-fitting程序（麥考利土地利用研究所，2004）計算產(chǎn)氣參數(shù)。

Gp=a+b(1-e-ct)。

式中：Gp——產(chǎn)氣量(ml)；

Gp24——24 h產(chǎn)氣量(ml)；

a——快速發(fā)酵部分的產(chǎn)氣參數(shù)；

b——慢速發(fā)酵部分的產(chǎn)氣參數(shù)；

c——產(chǎn)氣速率；

t——體外發(fā)酵時間。

1.4.3 發(fā)酵參數(shù)（pH值和VFA）

培養(yǎng)結(jié)束后取出玻璃注射器，將培養(yǎng)物無損失地轉(zhuǎn)移至50 ml離心管中，利用酸度計測定培養(yǎng)液pH值，然后以4 000 r/min離心15 min，去除原蟲和飼料大顆粒。上清液分析揮發(fā)性脂肪酸(VFA)，VFA測定用日本島津GC-7A氣相色譜儀以內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行測定，內(nèi)標(biāo)物為巴豆酸。

1.5 數(shù)據(jù)分析

飼料樣品的產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣參數(shù)、發(fā)酵參數(shù)運(yùn)用Excell 2007和SPSS 11.5分別進(jìn)行處理和Duncan's法多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加不同低聚糖復(fù)合物對苜蓿體外瘤胃發(fā)酵產(chǎn)氣量的影響（見圖1）

圖1 添加不同低聚糖復(fù)合物對苜蓿體外瘤胃發(fā)酵24 h產(chǎn)氣量的影響

由圖1可知，從體外瘤胃發(fā)酵24 h產(chǎn)氣量可以看出，各水平低聚糖復(fù)合物添加組產(chǎn)氣量均顯著高于未添加組；同一低聚糖復(fù)合物，不同添加水平比較，隨著添加水平的提高，產(chǎn)氣量呈增加趨勢；同一添加水平下，不同低聚糖復(fù)合物24 h時間點產(chǎn)氣量比較，其中0.75%添加水平下，與對照組相比，菊粉組、甜菜顆粒組以及酵母糖蜜組分別提高8.81%、2.81%和21.23%，差異顯著（P＜0.05）；1.5%添加水平下，與對照組相比，菊粉組、甜菜顆粒組以及酵母糖蜜組分別提高6.87%、9.71%和28.58%，差異顯著（P＜0.05）；3%添加水平下，與對照組相比，菊粉組、甜菜顆粒組以及酵母糖蜜組分別提高42.67%、50.60%和58.33%，差異顯著（P＜0.05）。三種添加水平下，均以酵母糖蜜添加組提高最明顯（P＜0.05）。

2.2 添加不同低聚糖復(fù)合物對苜蓿體外瘤胃發(fā)酵產(chǎn)氣參數(shù)的影響（見表1）

從表1可以看出，快速發(fā)酵部分的產(chǎn)氣參數(shù)（a）比較，各水平低聚糖復(fù)合物添加組產(chǎn)氣量均顯著高于未添加組（P＜0.05），其中0.75%添加水平下，與對照組相比，菊粉組、甜菜顆粒組以及酵母糖蜜組分別提高38.16%、44.44%和18.65%，差異顯著（P＜0.05）；1.5%添加水平下，與對照組相比，菊粉組、甜菜顆粒組以及酵母糖蜜組分別提高33.62%、44.44%和 22.00%，差異顯著（P＜0.05）；3%添加水平下，與對照組相比，菊粉組、甜菜顆粒組以及酵母糖蜜組分別提高44.06%、11.19% 和67.56%，差異顯著（P＜0.05），同一添加水平下，不同低聚糖復(fù)合物比較并未呈現(xiàn)出有規(guī)律的變化，同一低聚糖復(fù)合物，不同添加水平下比較也并未呈現(xiàn)出有規(guī)律的變化。慢速發(fā)酵部分的產(chǎn)氣參數(shù)（b）比較，各水平低聚糖復(fù)合物添加組產(chǎn)氣量均顯著高于未添加組（P＜0.05），其中0.75%添加水平下，與對照組相比，菊粉組、甜菜顆粒組以及酵母糖蜜組分別提高3.74%、6.50%和28.61%，差異顯著（P＜0.05），1.5%添加水平下，與對照組相比，菊粉組、甜菜顆粒組以及酵母糖蜜組分別提高11.26%、13.43%和54.52%，差異顯著（P＜0.05）；3%添加水平下，與對照組相比，菊粉組、甜菜顆粒組以及酵母糖蜜組分別提高36.22%、19.65% 和87.44%，差異顯著（P＜0.05）。同一添加水平下，不同低聚糖復(fù)合物比較并未呈現(xiàn)出有規(guī)律的變化。同一低聚糖復(fù)合物，不同添加水平比較，隨著添加水平的提高，慢速降解參數(shù)（b）呈增加趨勢。不同低聚糖復(fù)合物以及不同添加水平下，產(chǎn)氣參數(shù)（c）差異不顯著（P＞0.05）。

表1 添加不同低聚糖復(fù)合物對苜蓿體外產(chǎn)氣參數(shù)的影響

添加不同低聚糖復(fù)合物對苜蓿體外瘤胃發(fā)酵參數(shù)的影響見表2。從表2可以看出，與對照組比較，各水平低聚糖復(fù)合物添加組pH值變化差異不顯著（P＞0.05）；各水平低聚糖復(fù)合物添加組總揮發(fā)酸產(chǎn)量均顯著高于未添加組（P＜0.05），其中0.75%添加水平下，與對照組相比，菊粉組、甜菜顆粒組以及酵母糖蜜組分別提高1.71%、5.23%和9.09%，差異顯著（P＜0.05），1.5%添加水平下，與對照組相比，菊粉組、甜菜顆粒組以及酵母糖蜜組分別提高3.72%、8.26%和12.89%，差異顯著（P＜0.05）；3%添加水平下，與對照組相比，菊粉組、甜菜顆粒組以及酵母糖蜜組分別提高7.75%、15.05%和19.82%，差異顯著（P＜0.05）。同一添加水平下，不同低聚糖復(fù)合物比較，呈現(xiàn)出酵母糖蜜組＞甜菜顆粒組＞菊粉組；同一低聚糖復(fù)合物，不同添加水平下比較，隨著添加水平的提高，總揮發(fā)酸產(chǎn)量呈增加趨勢；不同低聚糖復(fù)合物以及不同添加水平下，乙酸與丙酸比例并未呈現(xiàn)出規(guī)律性變化（P＞0.05）。

表2 添加不同低聚糖復(fù)合物對苜蓿體外瘤胃發(fā)酵參數(shù)的影響

3 討論

3.1 添加不同低聚糖復(fù)合物對苜蓿體外發(fā)酵產(chǎn)氣量的影響

戈婷婷等研究表明，飼糧中添加果寡糖顯著提高了錦江黃牛瘤胃微生物生長效率[2]。鐘志勇研究表明，寡糖添加提高瘤胃液中纖維素酶、木聚糖酶和總脫氫酶活性[3]。本研究發(fā)現(xiàn)，不同來源以及不同添加水平的低聚糖復(fù)合物均提高了瘤胃發(fā)酵24 h產(chǎn)氣量，尤其以酵母糖蜜添加效果最顯著，說明不同添加水平的低聚糖復(fù)合物提高了微生物發(fā)酵活力。

3.2 添加不同低聚糖復(fù)合物對苜蓿體外產(chǎn)氣參數(shù)的影響

多數(shù)研究結(jié)果報道，二糖的添加提高了奶牛瘤胃pH值[4-5]，對于三糖以上的寡聚糖對瘤胃pH值的影響則報道不一。Penner等（2007）報道，綿羊日糧中添加低聚半乳糖提高了瘤胃pH值[6]。肖宇等（2012）報道，甘露寡糖、半乳甘露寡糖、果寡糖、寡木糖和異麥芽糖低聚糖添加均降低了綿羊瘤胃pH值[7]。黃雅莉等（2012）報道，果寡糖添加并未影響水牛瘤胃pH值[8]。本研究結(jié)果表明，不同來源以及不同添加水平的低聚糖復(fù)合物均未顯著影響瘤胃pH值。

DeFrain等研究認(rèn)為，寡糖是纖維降解菌的重要能源原料，刺激該菌增長，進(jìn)而產(chǎn)生大量丁酸和乙酸[9]。本研究表明，不同來源以及不同添加水平的低聚糖復(fù)合物均顯著影響瘤胃乙酸和丙酸的產(chǎn)量，對乙酸發(fā)酵影響程度更大，但也有研究觀點認(rèn)為，瘤胃細(xì)菌直接利用寡糖進(jìn)行增殖，不產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸，瘤胃pH值不受影響[4，10]。

4 小結(jié)

近幾年研究表明，寡聚糖對提高反芻動物的飼料能量利用率以及纖維降解有一定的潛力，但研究報道資料還較少，不同來源的低聚糖復(fù)合物在瘤胃中的發(fā)酵特性并不相同，這也導(dǎo)致了其添加對奶牛生產(chǎn)性能影響的不一致。本研究對不同來源低聚糖復(fù)合物菊粉、甜菜顆粒以及酵母糖蜜的發(fā)酵特性進(jìn)行了研究，為奶牛生產(chǎn)中應(yīng)用這些工業(yè)加工副產(chǎn)品等低聚糖的復(fù)合物提供有意義的參考。