不同壁材對過瘤胃脂肪釋控性能的影響

趙勝軍 祝愛俠 李建文 王春維

過瘤胃脂肪（The rumen protected fat，RPF）具有瘤胃保護(hù)特性，是一種不影響瘤胃發(fā)酵且易被反芻動物后消化道消化、吸收的能量來源，有效能值高[1]。過瘤胃脂肪在瘤胃液中不易分解，能通過瘤胃而不影響瘤胃微生物菌群，但在真胃和十二指腸中通過化學(xué)的以及酶的作用變成能被吸收的形式，最終在小腸中被吸收[2]。但在對脂肪進(jìn)行過瘤胃處理時(shí)，由于處理方法及過程不同，很容易造成脂肪的過度保護(hù)，或者出現(xiàn)脂肪保護(hù)不夠的情況[3]。因此在研究過瘤胃脂肪對反芻動物消化代謝的影響時(shí)，應(yīng)對其穩(wěn)定性進(jìn)行必要的檢驗(yàn)。本文采用瘤胃尼龍袋法和小腸液凍干粉法研究丙烯酸樹脂 IV（I型 RPF）、乙基纖維素（II型 RPF）和殼聚糖（III型RPF）分別作為主要壁材時(shí)對過瘤胃脂肪釋控性能的影響，為今后研究過瘤胃脂肪在反芻動物飼養(yǎng)中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動物

選擇3只健康、體重為25～30 kg的山羊，安裝永久性瘤胃瘺管，十二指腸近端瘺管和回腸末端瘺管，供試驗(yàn)使用。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 不同壁材對過瘤胃脂肪過瘤胃率的影響

本試驗(yàn)將試驗(yàn)動物分別標(biāo)號為羊1、羊2、羊3。采用3×3拉丁方設(shè)計(jì)，分3期完成。

表1 拉丁方設(shè)計(jì)

1.2.2 不同壁材對過瘤胃脂肪小腸消化率的影響

本試驗(yàn)選取3種產(chǎn)品的瘤胃非降解殘?jiān)谛∧c液凍干粉緩沖液中消化12 h后，測定其小腸消化率。

1.3 試驗(yàn)日糧

試驗(yàn)基礎(chǔ)日糧及預(yù)混料參照《中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》（2004）山羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)配制[4]。試驗(yàn)基礎(chǔ)日糧由混合精料和青干草組成，精粗料干物質(zhì)比約為40：60，基礎(chǔ)日糧組成及營養(yǎng)水平見表2。

表2 基礎(chǔ)日糧組成與營養(yǎng)水平

1.4 飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)羊單籠飼養(yǎng)，每日8:00和17:00兩次喂料，精粗料混合飼喂，自由飲水。預(yù)飼期14 d，試驗(yàn)期6 d。

1.5 試驗(yàn)方法

1.5.1 不同壁材對過瘤胃脂肪過瘤胃率的影響

1.5.1.1 尼龍袋的制作

選擇孔徑為35～50 μm的尼龍布，裁剪成15 cm×11 cm的長方塊，對折，用滌綸線進(jìn)行雙道縫合，制成長×寬為7 cm×10 cm的尼龍袋，袋底部兩角呈圓形，以免樣本殘留。邊緣用烙鐵熨燙，使其無散邊，密封，用油性筆標(biāo)號，再用自來水沖洗，浸泡50 min，然后低溫烘干至恒重，備用[5]。

1.5.1.2 樣品的采集和預(yù)處理

準(zhǔn)確稱取2.5 g RPF樣品放入每個(gè)尼龍袋內(nèi)，每個(gè)袋上系一條尼龍繩，用橡皮筋纏緊，于早飼后1 h將尼龍袋放入一個(gè)網(wǎng)兜內(nèi)投入瘺管羊瘤胃內(nèi)，尼龍繩的另一端掛在瘺管塞上。按不同時(shí)間點(diǎn)投入、1次取出的原則將尼龍袋分別進(jìn)行 3、6、9、12、24 h 瘤胃培養(yǎng)。將尼龍袋從瘺管羊瘤胃中取出，用自來水沖洗，將尼龍袋表面的瘤胃內(nèi)容物及殘?jiān)鼪_洗，停止微生物活動，直至沖洗干凈，將尼龍袋放入50℃的恒溫真空干燥箱內(nèi)烘干。然后測定不同時(shí)間點(diǎn)內(nèi)尼龍袋中殘留的脂肪含量，計(jì)算過瘤胃脂肪的釋放率[6]。

1.5.2 不同壁材對過瘤胃脂肪產(chǎn)品小腸消化率的影響

1.5.2.1 過瘤胃脂肪瘤胃非降解殘?jiān)闹苽?/p>

稱取2 g RPF于尼龍袋內(nèi)，飼喂后1～2 h將尼龍袋放入3只裝有永久性瘤胃瘺管山羊（飼喂水平為1.2倍維持需要）的瘤胃內(nèi)，每只羊放9個(gè)尼龍袋，待過瘤胃脂肪在瘤胃內(nèi)培養(yǎng)12 h，取出，沖洗后于50℃恒溫真空干燥箱內(nèi)烘干至恒重，然后將同一種RPF殘?jiān)旌希b入可封口塑料袋中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.5.2.2 山羊小腸液凍干粉的制備

本試驗(yàn)所用山羊小腸液均在武漢華南水產(chǎn)批發(fā)市場采集，羊屠宰后立即收集全小腸食糜（十二指腸到回腸末端），立即放在-50℃冷庫中速凍，回到實(shí)驗(yàn)室后經(jīng)冷水解凍，用雙層紗布過濾后，于4℃，4 000 r/min離心約15 min，用吸管吸去上層浮油，將上清液倒入鋪有塑料布的不銹鋼盤內(nèi)用臺式冷凍干燥機(jī)凍干，然后將凍干粉迅速分裝于可封口塑料袋內(nèi)，-20℃保存[7]。

1.5.2.3 小腸液凍干粉中脂肪酶活性的測定

用NaOH滴定法[8]測定小腸液凍干粉中脂肪酶的活性為109.2 IU/g。

1.5.2.4 緩沖溶液的配制

參照史清河等（2000）[7]對綿羊小腸液凍干粉所做的研究，本試驗(yàn)選用McDougall緩沖液。

MeDougall緩沖液(10L)：NaHCO398g、Na2HPO493 g、NaCl4.7g、KCl5.7g、MgSO4·7H2O1.2g、CaCl2·2H2O0.8 g。用0.2 mol/l鹽酸調(diào)至pH值7.0。

1.5.2.5 測定方法

分別稱取0.56 g 12 h瘤胃非降解過瘤胃脂肪于50 ml三角瓶中，加入提前預(yù)熱至39℃含0.4 g小腸液凍干粉的緩沖液30 ml，放入39℃恒溫水浴振蕩器內(nèi)中速振蕩12 h后，將三角瓶內(nèi)懸濁液無損地用尼龍袋過濾，殘?jiān)?0℃烘干，檢測殘?jiān)兄竞俊?/p>

1.6 檢測指標(biāo)

過瘤胃脂肪的過瘤胃率、小腸消化率和過瘤胃有效釋放率。

式中：M——RPF質(zhì)量（g）；

M1——抽提瓶質(zhì)量（g）；

M2——抽提瓶和脂肪重量；

M0——未包埋的游離脂肪。

1.7 數(shù)據(jù)處理

用EXCEL軟件處理原始數(shù)據(jù)，利用SAS8.1統(tǒng)計(jì)軟件對不同時(shí)間點(diǎn)的脂肪釋放率進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同壁材對過瘤胃脂肪過瘤胃率的影響

試驗(yàn)利用瘤胃尼龍袋法檢測不同壁材對過瘤胃脂肪產(chǎn)品的過瘤胃率的影響，結(jié)果見表3、圖1。

表3 不同壁材對過瘤胃脂肪過瘤胃率的影響（%）

由表3和圖1可知，乙基纖維素作壁材制得的過瘤胃脂肪在12 h的過瘤胃率為76.60%，比丙烯酸樹脂IV和殼聚糖為壁材制得的產(chǎn)品的過瘤胃率分別提高 11.40（P＜0.05）和 23.64（P＜0.05）個(gè)百分點(diǎn)。

采用體外模擬消化液法評價(jià)過瘤胃脂肪僅僅考慮了壁材pH值的敏感性，沒有考慮瘤胃生理或微生物對其降解的影響。同體外模擬消化液法相比，瘤胃尼龍袋法更能真實(shí)的反映瘤胃環(huán)境對RPF降解的影響，所測得的瘤胃釋放率要高于體外模擬消化液法所得瘤胃釋放率，但其變化趨勢相一致。但采用尼龍袋法也存在不足，一方面尼龍袋不能真實(shí)地模擬瘤胃食糜的流通情況，即瘤胃外流速率。另一方面，使被消化的物質(zhì)局限于尼龍袋內(nèi)，影響了瘤胃微生物的分解作用，同時(shí)對瘤胃真實(shí)的消化時(shí)間估計(jì)不足。

過瘤胃脂肪的過瘤胃率不僅與培養(yǎng)時(shí)間和條件有關(guān)，還與包衣材料有關(guān)。丙烯酸樹脂IV，對pH值的變化較敏感，理化性質(zhì)穩(wěn)定[9]。乙基纖維素在口服過程中不溶于口、胃，只溶于腸道[10]。殼聚糖可溶于稀酸，不溶于水和堿溶液，具有良好的生物適應(yīng)性、成膜性和黏稠性，對pH值比較敏感，在近中性的瘤胃環(huán)境中幾乎不降解，而在真胃酸性條件下溶脹或降解[11]。在本試驗(yàn)條件下，以殼聚糖為壁材制得的過瘤胃脂肪的瘤胃穩(wěn)定性不好，其原因可能與該種形式的產(chǎn)品在制備過程中的黏度最大、出品率最低有關(guān)。殼聚糖溶液的黏度大，導(dǎo)致進(jìn)料慢，烘干慢，產(chǎn)品有輕微結(jié)團(tuán)現(xiàn)象；出品率低，造成壁材浪費(fèi)嚴(yán)重導(dǎo)致包埋效果不佳，最終導(dǎo)致以殼聚糖為壁材的過瘤胃脂肪在瘤胃中的穩(wěn)定性較差，沒有起到很好的保護(hù)效果。

體外模擬消化液法和瘤胃尼龍袋法的結(jié)果相一致，乙基纖維素為壁材制得的過瘤胃脂肪的瘤胃穩(wěn)定性要優(yōu)于其它兩種壁材。這表明壁材的性質(zhì)在很大程度上決定著過瘤胃脂肪的穩(wěn)定性，同時(shí)選擇一種對壁材有良好溶解性的溶液顯得尤為重要，現(xiàn)階段大都選用有機(jī)溶劑95%乙醇。

2.2 不同壁材對過瘤胃脂肪小腸消化率的影響

本試驗(yàn)采用山羊小腸液凍干粉法比較不同壁材對過瘤胃脂肪小腸消化率的影響，結(jié)果見圖2。

從圖2可以看出，不同壁材的過瘤胃脂肪產(chǎn)品12 h的小腸消化率差異顯著（P＜0.05）。殼聚糖包衣的過瘤胃脂肪產(chǎn)品的釋放率最高，乙基纖維素的釋放率次之，丙烯酸樹脂IV包衣的過瘤胃脂肪產(chǎn)品的釋放率最低，分別為96.85%、94.86%和91.01%。三種產(chǎn)品在小腸液凍干粉緩沖液中的釋放率均高于在pH值2.4和pH值1.5緩沖液中的釋放率。

在體外模擬消化液法中，過瘤胃脂肪產(chǎn)品的降解主要是依靠pH值的變化，而在小腸液凍干粉緩沖液中，過瘤胃脂肪產(chǎn)品的降解主要是酶解作用，且酶解作用對壁材的破壞程度更大；另外，經(jīng)過瘤胃降解后，過瘤胃脂肪的包衣膜被破壞，小腸液凍干粉緩沖液的酶解作用加速殼聚糖的溶脹，所以殼聚糖包衣的過瘤胃脂肪產(chǎn)品的釋放率最高。

2.3 不同壁材對過瘤胃脂肪的過瘤胃有效釋放率的影響

本試驗(yàn)研究采用瘤胃尼龍袋法和小腸液凍干粉法比較了三種過瘤胃脂肪產(chǎn)品在12 h的脂肪過瘤胃有效釋放率，結(jié)果見圖3。

從圖3可以看出，乙基纖維素為壁材制得的過瘤胃脂肪產(chǎn)品的過瘤胃有效釋放率為72.66%，比丙烯酸樹脂IV和殼聚糖為壁材制得的產(chǎn)品的過瘤胃有效釋放率分別高 13.32（P＜0.05）和 21.37（P＜0.05）個(gè)百分點(diǎn)。

本試驗(yàn)所得過瘤胃脂肪的過瘤胃有效釋放率與實(shí)際值之間存在一定的偏差，這可能是在采用瘤胃尼龍袋法檢測RPF的過瘤胃率時(shí)，在操作時(shí)會擠壓產(chǎn)品使其釋放出一部分脂肪，測定值低于實(shí)際值；另外，由于過瘤胃脂肪釋放到瘤胃中的脂肪本身具有一定的瘤胃逃逸值，其測定值低于實(shí)際值。

綜上可知，與另外兩種產(chǎn)品相比，乙基纖維素為壁材制得過瘤胃脂肪具有較高的過瘤胃率、小腸消化率和過瘤胃有效釋放率。

3 小結(jié)

①乙基纖維素為壁材制得的過瘤胃脂肪12 h過瘤胃率為76.60%，比丙烯酸樹脂IV和殼聚糖為壁材制得產(chǎn)品的過瘤胃率分別提高11.40(P＜0.05)和23.64（P＜0.05）個(gè)百分點(diǎn)。

②不同壁材制得的過瘤胃脂肪12 h小腸消化率分別為96.85%、94.86%和91.01%。

③乙基纖維素為壁材制得的過瘤胃脂肪12 h過瘤胃有效釋放率為72.66%，比丙烯酸樹脂IV和殼聚糖為壁材制得的產(chǎn)品的過瘤胃有效釋放率分別高13.32（P＜0.05）和 21.37（P＜0.05）個(gè)百分點(diǎn)。

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