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        過瘤胃脂肪對體外瘤胃飼糧養(yǎng)分降解率的影響

        2019-11-02 13:16:49楊致玲楊文強張拴林劉強郭剛
        江蘇農(nóng)業(yè)科學 2019年16期

        楊致玲 楊文強 張拴林 劉強 郭剛

        摘要:采用3×4兩因素設(shè)計,在飼糧中分別設(shè)置低、中、高3個蛋白質(zhì)水平和0%、3%、6%、9%的過瘤胃脂肪含量,共形成12組飼糧,蛋白質(zhì)水平/過瘤胃脂肪含量分別為:低/0%(第1組)、低/3%(第2組)、低/6%(第3組)、低/9%(第4組)、中/0%(第5組)、中/3%(第6組)、中/6%(第7組)、中/9%(第8組)、高/0%(第9組)、高/3%(第10組)、高/6%(第11組)、高/9%(第12組)。通過雙外流連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng),模擬人工瘤胃,對12組飼糧進行消化降解,測定過瘤胃脂肪對飼糧養(yǎng)分降解率的影響。試驗結(jié)果如下:第9組粗蛋白降解率極顯著高于第4、第5、第6、第7、第10、第11、第12組(P<0.01),顯著高于第1、第3、第8組(P<0.05);第4組粗脂肪降解率與第1、第2、第5、第9、第10、第11、第12組有極顯著差異(P<0.01),與第6組差異顯著(P<0.05),第3、第7、第8組粗脂肪降解率顯著高于第1、第2、第5、第9、第10、第11、第12組(P<0.05);第9組無氮浸出物降解率極顯著高于第4、第6組(P<0.01),顯著高于第1、第2、第3、第5、第7、第8、第10、第11、第12組(P<0.05),第1組顯著高于第4、第6組(P<0.05);有機物降解率第9組極顯著高于第3、第4、第5、第6、第8、第10、第11、第12組(P<0.01),顯著高于第2、第7組(P<0.05);中性洗滌纖維降解率第1、第9組極顯著高于第5、第6、第8、第10、第11、第12組(P<0.01),顯著高于第7組(P<0.05),第2、第3、第4組顯著高于第5、第6、第8、第10、第11、第12組(P<0.05);粗纖維降解率第1組極顯著高于第9、第10、第11、第12組(P<0.01),顯著高于第3、第5、第6、第8組,第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8組顯著高于第9、第10、第11、第12組(P<0.05);最佳添加量為中蛋白質(zhì)水平下的6%添加量。

        關(guān)鍵詞:過瘤胃脂肪;連續(xù)培養(yǎng);瘤胃降解率;養(yǎng)分表觀消化率

        中圖分類號: S823.5 ?文獻標志碼: A

        文章編號:1002-1302(2019)16-0167-04

        收稿日期:2019-04-24

        基金項目:山西省科技攻關(guān)項目(編號:20140311022-2);山西現(xiàn)代農(nóng)業(yè)牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(編號:17-05)。

        作者簡介:楊致玲(1965—),女,山西太谷人,高級實驗師,主要從事反芻動物營養(yǎng)與飼料研究。

        通信作者:張拴林,博士,教授,主要從事反芻動物營養(yǎng)研究。

        在飼糧中添加植物油可以滿足牛對能量濃度不斷提高的需求,不僅能避免泌乳前期體質(zhì)量快速下降對其健康造成的影響[1],而且能提高乳中多不飽和脂肪酸的濃度[2-3]。添加富含不飽和脂肪酸的亞麻籽,可提高牛肉內(nèi)脂肪含量和顯著改善肌肉及脂肪的色澤,提高牛肉的風味[4],使牛肉中ω-3脂肪酸增加[5],還可提高皮下和肌肉內(nèi)脂肪的抗氧化能力[6]。在基礎(chǔ)飼糧中添加3.05%、不同脂肪源的棕櫚油和玉米油,秸稈中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)的瘤胃降解率均有降低的趨勢,且玉米油組的NDF和ADF的瘤胃降解率均低于棕櫚油組[7]。添加4%亞麻油和豆油對瘤胃發(fā)酵及主要微生物有抑制作用[8];添加4.0%亞麻油、棕櫚油和相應數(shù)量的全脂大豆均降低了瘤胃原蟲數(shù)量,亞麻油組有機物和NDF的表觀消化率均顯著下降[9],植物油中某些脂肪酸對瘤胃微生物有一定的毒害作用,尤其是亞麻酸會降低原蟲和甲烷菌數(shù)量[10]。過瘤胃脂肪可以避免對瘤胃發(fā)酵及主要微生物的抑制作用,近年來達到廣泛的應用。但在國內(nèi)外得到廣泛應用的過瘤胃產(chǎn)品是飽和脂肪產(chǎn)品,這些飽和脂肪最終沉積于產(chǎn)品中并進入餐桌,影響著人們的健康,同時也影響著養(yǎng)牛業(yè)的經(jīng)濟效益和可持續(xù)發(fā)展,隨著人們保健意識的增強,生產(chǎn)具有多不飽和脂肪酸的牛奶和牛肉產(chǎn)品已經(jīng)成為一種趨勢。

        1 材料與方法

        1.1 試驗設(shè)計

        采用3×4兩因素設(shè)計,培養(yǎng)底物飼糧蛋白3個添加水平作為處理,每種飼糧添加4個不同梯度脂肪水平,共形成12組飼糧,蛋白質(zhì)水平/過瘤胃脂肪含量分別為:低/0%(第1組)、低/3%(第2組)、低/6%(第3組)、低/9%(第4組)、中/0%(第5組)、中/3%(第6組)、中/6%(第7組)、中/9%(第8組)、高/0%(第9組)、高/3%(第10組)、高/6%(第11組)、高/9%(第12組),詳見表1。每種飼糧3個發(fā)酵罐進行試驗,用12個發(fā)酵罐,分3批進行,并重復進行1次。試驗于2015年3—5月在山西農(nóng)業(yè)大學動物科技學院動物營養(yǎng)代謝調(diào)控實驗室進行。

        1.2 瘤胃液提供動物

        選擇2頭裝有永久性瘤胃瘺管的純種晉南黃牛閹牛作為瘤胃液提供動物。根據(jù)《肉牛營養(yǎng)需要與飼養(yǎng)標準》[11]及相關(guān)資料[12]配制精粗比50 ∶50、粗蛋白含量9.5%的供體牛日糧(表2)。粗飼料為青貯玉米秸稈。每日飼喂2次(08:00、16:00),自由飲水。預飼7 d后開始采集瘤胃液。于晨飼前直接通過瘺管采集瘤胃內(nèi)容物,4層紗布過濾后收集于密封充滿CO2的錐形瓶內(nèi),在39 ℃恒溫和厭氧條件轉(zhuǎn)移至發(fā)酵罐進行連續(xù)培養(yǎng),轉(zhuǎn)移時注意要不斷振蕩以保證發(fā)酵罐內(nèi)的瘤胃液均勻同質(zhì)。

        1.3 連續(xù)培養(yǎng)日糧制備

        將飼料原料粉碎并過10 mm篩,按表2中的3種飼料配方混合,加入少量水充分混勻,使用平模顆粒機(型號TKL-5,購自上海嘉樂飼料機械廠)制成長1.0~3.0 cm、直徑 4 mm 顆粒飼料。待飼料水分下降到13%以下,將其密封保存?zhèn)溆谩?/p>

        1.4 緩沖液配方

        采用Slyter的緩沖液配方[13],使用60%的濃縮緩沖液和40%的蒸餾水配制而成,并加入半胱氨酸鹽和尿素(表3)。緩沖液制備方法:取A標準緩沖濃縮液2 400 mL加入到容器中,加蒸餾水17 435 mL,B礦物鹽濃縮液120 mL,C尿素溶液40 mL 以及5 g結(jié)晶半胱氨酸鹽酸鹽,充分混勻后通入高純CO2飽和。每20 L緩沖液中Na2HPO4含量為44.4 g、NaHCO3含量為117.6 g、KCl含量為6.8 g、NaCl含量為 5.6 g、CaCl2·2H2O含量為0.6 g、MgCl2·6H2O含量為 ?1.5 g、10 g尿素以及5.0 g半胱氨酸鹽酸鹽。

        1.5 連續(xù)培養(yǎng)裝置設(shè)置

        每日投料量(以干物質(zhì)計)按發(fā)酵罐有效容積的5%來計算,投料量為每次12 g,投料間隔為6 h,每天的喂料量為 48 g,每種日糧設(shè)3個發(fā)酵罐作為重復。保持發(fā)酵罐處于厭氧狀態(tài),緩沖液流入量為1.56 mL/min,固相和液相食糜外流速度分別為4%/h、8%/h。試驗設(shè)定的稀釋率為12%/h,連續(xù)培養(yǎng)期為6 d,第4、第5、第6天為采樣期。

        1.6 樣品采集、制備

        第4、第5、第6天第1次投料后3 h,將攪拌系統(tǒng)關(guān)閉,用注射器采集瘤胃液,并且測定發(fā)酵罐的pH值。記錄每天的固、液相食糜體積,按2.5%比例加入35%甲醛溶液,充分混勻。將同一發(fā)酵罐的食糜保存于質(zhì)量已知的收集瓶中,密封于4 ℃下保存。培養(yǎng)結(jié)束后,將3 d收集的各發(fā)酵罐固、液相食糜進行充分振蕩混勻后迅速取出約2 500 mL的發(fā)酵液 4 ℃、22 000 r/min離心10 min,棄去上清液,用蒸餾水洗滌殘渣,重復3次后,以14 000 r/min再次離心保留飼糧殘渣。將全部飼糧殘渣冷凍干燥,處理3 d后,記錄各發(fā)酵罐樣本總質(zhì)量。

        1.7 樣品分析與結(jié)果計算

        飼料及食糜常規(guī)成分測定采用國標法測定飼料和發(fā)酵食糜的干物質(zhì)(DM)、粗灰分(ASH)、粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、粗纖維(CF)、中性洗滌纖維(NDF)含量,水分含量用恒溫(105 ℃)干燥法(GB 5009.3—2010《食品安全國家標準 食品中水分的測定》)測定,粗灰分含量用馬福高溫(550 ℃)灼燒法(GB 5009.4—2010《食品安全國家標準 食品中灰分的測定》)測定,粗蛋白含量用凱氏定氮法(GB 5009.5—2010 《食品安全國家標準 食品中蛋白質(zhì)的測定》)測定,粗脂肪含量用索氏抽提法(GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》)測定,中性洗滌纖維含量采用van Soest等的方法測定[14]。并計算養(yǎng)分的表觀消化率。

        養(yǎng)分表觀消化率=(飼糧原樣某養(yǎng)分量-食糜中該養(yǎng)分排出量)/飼糧原樣某養(yǎng)分量×100%。

        1.8 數(shù)據(jù)處理與分析

        使用Excel 2010軟件整理原始數(shù)據(jù),然后采用SAS 9.1統(tǒng)計軟件進行2×3因子方差分析,采用Duncans法進行平均數(shù)比較。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同蛋白質(zhì)水平下脂肪添加水平對飼糧粗蛋白降解率的影響

        由表4可以看出,第9組粗蛋白降解率極顯著高于第4、第5、第6、第7、第10、第11、第12組(P<0.01),顯著高于第1、第3、第8組(P<0.05),與第2組差異不顯著。

        2.2 不同蛋白質(zhì)水平下脂肪添加水平對飼糧脂肪降解率的影響

        由表4可以看出,第4組與第1、第2、第5、第9、第10、第11、第12組有極顯著差異(P<0.01),與第6組差異顯著(P<0.05),與第3、第7、第8組差異不顯著;第3、第7、第8組顯著高于第1、第2、第5、第9、第10、第11、第12組(P<0.05),與第6組差異不明顯。

        2.3 不同蛋白質(zhì)水平下脂肪添加水平對體外瘤胃無氮浸出物降解率的影響

        由表4可以看出,第9組無氮浸出物降解率極顯著高于第4、第6組(P<0.01),顯著高于第1、第2、第3、第5、第7、第8、第10、第11、第12組(P<0.05)。第1組顯著高于第4、第6組(P<0.05)。

        2.4 不同蛋白質(zhì)水平下脂肪添加水平對飼糧有機物降解率的影響

        由表5可以看出,第9組有機物降解率極顯著高于第3、第4、第5、第6、第8、第10、第11、第12組(P<0.01),顯著高于第2、第7組(P<0.05),與第1組差異不顯著。

        2.5 不同蛋白質(zhì)水平下脂肪添加水平對NDF降解率的影響

        由表5可以看出,第1、第9組極顯著高于第5、第6、第8、第10、第11、第12組(P<0.01),顯著高于第7組(P<0.05),與第2、第3、第4組之間差異不顯著;第2、第3、第4組顯著高于第5、第6、第8、第10、第11、第12組(P<0.05),與第7組差異不顯著。

        2.6 不同蛋白質(zhì)水平下脂肪添加水平對體外瘤胃粗纖維的影響

        由表5可以看出,第1組極顯著高于第9、第10、第11、第12組(P<0.01),顯著高于第3、第5、第6、第8組(P<005),與第2、第4、第7組差異不顯著。第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8組顯著高于第9、第10、第11、第12組(P<0.05)。

        3 討論

        3.1 日糧添加過瘤胃脂肪對粗蛋白降解率的影響

        隨著蛋白質(zhì)水平的提高,粗蛋白的降解率逐漸下降,這顯然是因為隨著粗蛋白質(zhì)水平提高,氮在瘤胃中的釋放速率也隨著提高,但在一定的揮發(fā)性脂肪酸(VFA)水平下,降解NDF的瘤胃微生物的繁殖與活力受到影響,如果由此推斷的話,高蛋白質(zhì)組應該比中蛋白質(zhì)組低,但本試驗結(jié)果為高蛋白質(zhì)組比中蛋白質(zhì)組高,其原因可能是隨機誤差引起的。

        3.2 日糧添加過瘤胃脂肪對粗纖維降解率的影響

        在3種粗蛋白質(zhì)水平下,隨著過瘤胃脂肪添加水平的提高,粗纖維的降解率幾乎沒有受到影響,但隨著飼糧粗蛋白質(zhì)水平的提高,粗纖維的降解率逐步降低,以低粗蛋白質(zhì)水平下最高,而在高粗蛋白質(zhì)水平下則最低。

        3.3 日糧添加過瘤胃脂肪對粗脂肪降解率的影響

        以前資料反復證明,飼糧粗脂肪水平超過6%會顯著降低粗纖維的瘤胃降解率和表觀消化率。由于本試驗添加的為筆者所在課題組自己加工的過瘤胃脂肪,對降解粗纖維瘤胃微生物影響很小。而隨著粗蛋白質(zhì)水平的提高,粗纖維的降解率下降的原因,可能是隨著粗蛋白質(zhì)水平提高,氮在瘤胃中的釋放速率也隨著提高,但在一定的VFA水平下,降解粗纖維的瘤胃微生物的繁殖與活力受到影響。

        本試驗結(jié)果表明,飼糧粗脂肪的降解率明顯大于其他養(yǎng)分的降解率,也大于消化道全收糞法的數(shù)值;在同一蛋白質(zhì)水平下,隨著過瘤胃脂肪添加量增加,粗脂肪降解率呈二項分布;在不同粗蛋白質(zhì)水平下,以中蛋白質(zhì)組脂肪降解率最高,其次為低蛋白質(zhì)組,而高蛋白質(zhì)組的最低。

        其原因可能是:一,飼糧養(yǎng)分中粗脂肪的含量較低;二,瘤胃微生物可能有脂肪的內(nèi)源合成;三,是過瘤胃脂肪的作用,因為過瘤胃脂肪一般是在瘤胃中降解率很低。至于為什么在粗蛋白質(zhì)水平較高情況下,粗脂肪降解率下降的原因還有待進一步探索。

        3.4 日糧添加過瘤胃脂肪對中性洗滌纖維降解率的影響

        本試驗中高蛋白組(第9組至第12組)、中蛋白組(第5組至第8組)和低蛋白組(第1組至第4組)的NDF降解率分別為37.25%、35.82%、48.36%,提高飼糧粗蛋白質(zhì)水平降低了NDF降解率,這可能是隨著粗蛋白質(zhì)水平提高,氮在瘤胃中的釋放速率也隨著提高,但在一定的VFA水平下,降解NDF的瘤胃微生物的繁殖與活力受到影響。

        3.5 日糧添加過瘤胃脂肪對無氮浸出物降解率的影響

        無氮浸出物的主要成分是可溶性的糖類、淀粉等,是瘤胃可發(fā)酵有機物的主要成分,只有瘤胃可發(fā)酵有機物和降解的蛋白質(zhì)相匹配,才能合成瘤胃菌體蛋白和維持瘤胃微生物生長和繁殖。本試驗中高蛋白質(zhì)組的瘤胃pH值最低,和無氮浸出物較高的降解率(58.69%)相呼應。

        3.6 日糧添加過瘤胃脂肪對有機物降解率的影響

        隨著蛋白質(zhì)和過瘤胃脂肪水平的提高,本試驗中有機物的降解率逐漸下降。這是因為隨著蛋白質(zhì)水平的提高,粗纖維、粗蛋白和中性洗滌纖維的降解率顯著下降,雖然高蛋白水平下無氮浸出物的降解率顯著提高,但不足以彌補前3種養(yǎng)分降解率的下降。

        4 結(jié)論

        試驗結(jié)果表明,不同的飼糧蛋白質(zhì)和過瘤胃脂肪添加水平對瘤胃發(fā)酵、粗蛋白、粗脂肪、無氮浸出物、粗纖維、中性洗滌纖維和有機物降解率的影響顯著;在不同蛋白質(zhì)和不同過瘤胃脂肪添加水平下,綜合對體外瘤胃發(fā)酵、無氮浸出物和粗纖維降解率的影響,在中等蛋白質(zhì)水平(9.5%)和添加6%過瘤胃脂肪水平下的降解率最高。

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