納米銅對綿羊瘤胃體外發(fā)酵揮發(fā)性脂肪酸的影響

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)動物科技學(xué)院，太谷 030801）

營養(yǎng)與飼料

納米銅對綿羊瘤胃體外發(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)動物科技學(xué)院，太谷 030801）

試驗采用體外發(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，對綿羊瘤胃體外發(fā)酵揮發(fā)性脂肪酸的影響。試驗共分10個處理組，每個處理組3個重復(fù)。結(jié)果表明:納米銅在添加量為100～400 μg/L時，乙酸濃度和總揮發(fā)性脂肪酸濃度都顯著高于對照組和其他試驗組（P<0.05）。說明在體外發(fā)酵條件下添加適量的納米銅對瘤胃微生物的發(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］。而反芻動物的日糧中如果缺乏銅，瘤胃微生物的正常生長和對纖維的降解作用都會受到影響［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［5］。本試驗以麥秸、白羊草為底物，研究納米銅對綿羊瘤胃體外發(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層紗布過濾于預(yù)先充有CO2氣體的瓶中，密封，39℃保溫箱送至實驗室備用。

1.3 體外發(fā)酵與試驗設(shè)計

體外發(fā)酵采用改進(jìn)的Menke法［6］，每個發(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個處理組，每個處理組有3個重復(fù)，0添加量組為對照組。

1.4 樣品測定方法

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

1.4.2 揮發(fā)性脂肪酸濃度的測定 在10 mL離心管中加入經(jīng)4層沙布過濾的瘤胃液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］。每個樣品取1 μL，采用GC102AF型氣相色譜儀測定揮發(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)計分析軟件的One-way-ANOVA進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗，試驗結(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，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。與其他試驗組相比，底物為麥秸時，添加量為100～400 μg/L的試驗組pH值顯著低于50 μg/L組（P＜0.05），也低于800～4 800 μg/L的各試驗組（P＞0.05）。底物為白羊草時，添加量為100～400 μg/L的試驗組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的試驗組和對照組（P＞0.05）。

表1 納米銅對綿羊瘤胃體外發(fā)酵pH值的影響

由表2可見，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，當(dāng)添加量為100～400 μg/L時，均顯著高于對照組和其他試驗組（P<0.05），其他各組間差異均不顯著（P>0.05）。

表2 納米銅對瘤胃體外發(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，對綿羊瘤胃丙酸濃度的影響均不顯著（P>0.05）。

表3 納米銅對瘤胃體外發(fā)酵丙酸的影響mmol/L

由表4可見，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，添加量為100～400 μg/L時，總揮發(fā)性脂肪酸濃度均顯著高于對照組和其他試驗組（P＜0.05），其他各組間差異均不顯著（P＞0.05）。

表4 納米銅對瘤胃體外發(fā)酵總揮發(fā)性脂肪酸的影響mmol/L

3 討論

銅不僅是反芻動物正常生長所需的微量元素，同時

也是瘤胃微生物生長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，而在反芻動物中，瘤胃液pH值是瘤胃發(fā)酵過程中的綜合反映，它能夠影響到瘤胃微生物的活性和區(qū)系。在瘤胃發(fā)酵過程中，底物的碳水化合物產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸，會使pH值下降，尤其在體外發(fā)酵中，沒有了瘤胃上皮等組織的影響，這是影響瘤胃液pH值變化的一個最重要因素［9］。根據(jù)冀一倫的研究，纖維降解菌對pH值很敏感，pH值較低時不利于對纖維物質(zhì)的降解［10］，而適宜的pH值會促進(jìn)纖維降解菌的活性，pH值的正常變動范圍一般為5.5～7.5［11］。在本試驗中各處理組的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)。在反芻動物瘤胃中發(fā)酵產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸約75%會通過瘤胃壁擴(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，可提供反芻動物所需能源的70%［13］。在20世紀(jì)70年代初，就有了銅對瘤胃中揮發(fā)性脂肪酸影響的報告，但其結(jié)果并不一致。Odenkirchen用體外法測定了CuSO4對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］用體外法測定了不同水平銅對揮發(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，對瘤胃微生物的發(fā)酵有促進(jìn)作用。

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過刊征訂

1.《中國草食動物》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、營養(yǎng)、市場等內(nèi)容），價格分別為31、34、26、58、38、28元，含掛號郵資，數(shù)量有限，欲購從速；

3.請您匯款時務(wù)必寫清楚通訊地址、郵政編碼等事宜，以便準(zhǔn)確投寄。

《中國草食動物科學(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)項目（20110311031）

李茂（1981-），男，畜牧師。

裴彩霞（1973-），女，教授，博士。