甘露寡糖對泌乳早期奶牛瘤胃發(fā)酵及生產性能影響的研究

■郭婷婷 胡丹丹 金亞東 徐曉鋒

（寧夏大學，寧夏銀川 750021）

目前，我國奶牛養(yǎng)殖業(yè)已經開始由數量的增長轉向質量的發(fā)展。面對日益激烈的國外優(yōu)質奶源對我國奶業(yè)的沖擊，通過規(guī)?；B(yǎng)殖，提高奶牛單產和原料奶質量已經成為我國奶牛養(yǎng)殖業(yè)必然的發(fā)展方向[1]。由于奶牛泌乳需要大量能量來維持，進而容易造成奶牛的能量負平衡。目前生產中的關注重點還是通過提高日糧的能量濃度來提高營養(yǎng)物質攝入量，進而提高奶產量，在產奶量得到增加的同時，也導致了奶牛瘤胃亞急性酸中毒現象的發(fā)生，日糧纖維消化率降低，乳脂下降綜合癥多發(fā)，飼料轉化效率降低以及飼養(yǎng)成本增加。近年來，人們發(fā)現甘露寡糖具有改善動物腸道菌群結構[2-3]，增強免疫力[4]，提高動物生產性能的功能[5]。甘露寡糖對反芻動物瘤胃發(fā)酵功能、機體免疫力、營養(yǎng)物質消化率以及反芻動物的生產性能也具有積極作用，但在反芻動物體內的作用機制了解還不夠深入。通過本試驗來簡單探究甘露寡糖對泌乳奶牛的瘤胃發(fā)酵及生產性能的影響,為甘露寡糖在奶牛健康養(yǎng)殖生產中的合理使用提供更多的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

選擇4頭泌乳天數為20 d，日產奶量30 kg左右，體重為550 kg左右的經產(二胎)中國荷斯坦泌乳奶牛作為試驗動物，日糧分為2組，分別為試驗組、對照組。試驗組每天添加甘露寡糖60 g/頭。采用2×2交叉試驗設計，每期21 d，其中預飼期14 d，正式采樣期7 d。

1.2 試驗日糧與飼養(yǎng)管理

根據NRC（2001）奶牛飼養(yǎng)標準配制日糧，日糧組成及營養(yǎng)水平見表1。采用TMR飼喂方式，全天自由飲水。每期的前7 d逐步替換下一期日糧，每天擠奶3次，分別為早上6:00、12：00和晚上18:00。

表1 試驗日糧組成及營養(yǎng)水平（風干基礎）

1.3 樣品采集與處理

1.3.1 瘤胃液采集

通過?？谇粚Ч懿杉鑫敢海瑴蕚渑１菉A把牛頭固定，在口腔放入硬管（木頭、硬塑膠均可，內徑要超過取樣軟管），插入深度不要超過咽部，外面露出20 cm左右，工作人員能夠用手把其固定，然后把軟管（2.5 m左右）通過口腔硬管內徑逐步送入瘤胃，將牛頭壓低，通過牛的咀嚼過程瘤胃液自然流出。

1.3.2 瘤胃液的處理

將采集的瘤胃液轉移至實驗室內，用四層紗布過濾。對用于測定瘤胃發(fā)酵指標的瘤胃液進行如下處理：

①測定pH值的瘤胃液：直接用pH計測定。

②測定揮發(fā)性脂肪酸的瘤胃液：用量筒量取約15 ml過濾后的瘤胃液，轉移至含有3 ml 25%的偏磷酸和0.6%的2-乙基丁酸的塑料采樣瓶內，于-20℃的冰箱內保存?zhèn)錅y（氣相色譜法測定）。

③測定氨態(tài)氮的瘤胃液：取約10 ml過濾后的瘤胃液于離心管中，4 000 g離心30 min，取上清液分析氨態(tài)氮，氨態(tài)氮當天進行測定（苯酚-次氯酸鈉比色法，Broderick等，1980）。

1.3.3 奶樣的采集及處理

每期正式采樣期為7 d，采樣期每天記錄奶牛產奶量，早晚各取奶樣兩份，按產奶量加權值將早晚奶樣進行混合，保存兩份，一份加重鉻酸鉀后用于乳成分測定（乳脂、乳蛋白、乳糖）；另一份-20℃冷凍保存，用于測定乳中尿素氮。

1.4 測定指標及方法

pH值采用Sartotius普及型pH計測定（PB-10）；NH3-N濃度的測定采用比色法；VFA濃度的測定采用氣相色譜法；微生物蛋白的測定采用差速離心法測瘤胃微生物蛋白-考馬斯亮藍比色法。乳成分的檢測在寧夏DHI測定中心檢測。

1.5 數據統(tǒng)計分析

數據采用Excel 2016進行初步處理，應用SAS 8.2兩階段交叉試驗設計進行方差分析。數據由“平均數±標準誤”表示。

2 結果

2.1 甘露寡糖對泌乳早期奶牛瘤胃發(fā)酵的影響

2.1.1 甘露寡糖對泌乳早期奶牛瘤胃中VFA含量的影響

表2 甘露寡糖對泌乳早期奶牛瘤胃VFA含量的影響(mmol/l)

由表2可見，試驗組奶牛瘤胃液中乙酸的含量比對照組提高了17.7%，差異極顯著（P＜0.01）；丙酸和丁酸的含量比對照組分別提高了7.9%和14.6%，差異均不顯著（P＞0.05）；乙酸/丙酸的含量比對照組提高了8.5%，差異不顯著（P＞0.05）；總的揮發(fā)酸含量比對照組提高了13.8%，差異顯著（P＜0.05）。結果表明甘露寡糖對乙酸的含量影響較大，對丙酸和丁酸的含量影響不大，但是丙酸和丁酸的含量都有一定的提高。

2.1.2 甘露寡糖對泌乳早期奶牛瘤胃氨態(tài)氮、微生物蛋白含量的影響（見表3）

表3 甘露寡糖對泌乳早期奶牛瘤胃中MCP和NH3-N的影響

由表3知，菌體蛋白的含量比對照組提高了3.6%，差異不顯著（P＞0.05）；氨態(tài)氮的含量比對照組顯著降低了13.3%（P＜0.05）。結果表明甘露寡糖對瘤胃液中氨態(tài)氮含量的影響較大，對菌體蛋白的影響較小，但添加甘露寡糖后瘤胃液中菌體蛋白的含量略有提高。

2.2 甘露寡糖對泌乳早期奶牛乳產量及乳成分的影響

2.2.1 甘露寡糖對泌乳早期奶牛產奶量的影響

表4 甘露寡糖對奶牛產奶量的影響(kg/d)

由表4可知，產奶量與對照組比較提高了0.35%，差異不顯著（P＞0.05）。說明甘露寡糖對奶牛產奶量的影響較小。

2.2.2 甘露寡糖對泌乳早期奶牛乳成分的影響

表5 甘露寡糖對乳成分的影響

由表5可知，乳脂率比對照組提高了3.4%，方差分析差異顯著（P＜0.05）；乳蛋白率比對照組提高了1.8%，差異不顯著（P＞0.05）；乳中體細胞數含量比對照組降低了47.5%，差異顯著（P＜0.05）；尿素氮含量比對照組降低了22.3%，差異不顯著（P＞0.05）。結果表明：甘露寡糖對乳脂含量的影響較大，對乳蛋白含量的影響較小；甘露寡糖對乳中體細胞數的影響較高，可以明顯降低乳中體細胞數，說明甘露寡糖可改善奶牛的健康狀況，提高牛奶品質。

3 討論

3.1 甘露寡糖對泌乳早期奶牛瘤胃發(fā)酵的影響

3.1.1 甘露寡糖對泌乳早期奶牛瘤胃VFA含量的影響

本試驗結果表明，添加甘露寡糖可以提高VFA產量，其中乙酸含量變化明顯，丙酸、丁酸的含量有增加的趨勢，但是變化不明顯，說明甘露寡糖顯著促進了瘤胃對纖維的降解率，提高了飼料中纖維的轉化利用效率。凌寶明等[6]通過在飼料中添加0.0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%濃度梯度的甘露寡糖，發(fā)現除0.6%濃度梯度下的VFA含量比對照組低，其余組的VFA的含量均比對照組高，且差異顯著（P＜0.05）。試驗結果發(fā)現，總的揮發(fā)酸的含量也顯著增加，總揮發(fā)酸含量增加可能原因是添加甘露寡糖后增加了瘤胃內的可發(fā)酵碳源，也可能是甘露寡糖作為益生元刺激了瘤胃內微生物的增殖，從而使瘤胃內的可發(fā)酵碳源更充分地降解為揮發(fā)酸。林英庭等[7]以6只安裝永久性瘤胃瘺管的成年嶗山奶山羊去勢公羊為試驗對象，采用尼龍袋法測定外源添加寡糖的日糧NDF、ADF瘤胃降解率，試驗結果表明，外源MOS可提高NDF和ADF的瘤胃降解率。趙臣[8]以6只安裝永久性瘤胃瘺管羯羊，進行尼龍袋半體內試驗，發(fā)現添加MOS可以顯著提高瘤胃ADF的降解率。本試驗結果與肖宇[9]的報道一致，外源添加寡糖可以增加奶山羊瘤胃中TVFA和乙酸的含量。所以甘露寡糖的添加可以提高瘤胃中揮發(fā)酸的含量，但是適宜的甘露寡糖濃度會使得VFA的含量達到最優(yōu)水平，因此甘露寡糖的最適量需要進一步的研究。

3.1.2 甘露寡糖對泌乳早期奶牛瘤胃氨態(tài)氮和微生物蛋白含量的影響

氨是瘤胃微生物蛋白合成的重要氮源。即使日糧中具有優(yōu)質蛋白質，仍然有40%的微生物蛋白利用氨代謝池[10]。但并不是氨濃度越高越好，當血液中氨濃度超過5 mg/100 ml時會引起反芻動物氨中毒。作為瘤胃微生物蛋白合成的氮源，Sarrer等[11]認為，5 mg/100 ml的氨是保證瘤胃微生物生長率最大時的最低濃度。Broudiscou等[12]提出瘤胃微生物蛋白合成的最優(yōu)氨濃度為8～9 mg/100 ml。本試驗發(fā)現，飼料中添加甘露寡糖可以顯著降低氨態(tài)氮的含量，對菌體蛋白的合成有促進作用。氨態(tài)氮降低的原因可能是由于加入甘露寡糖可以提高瘤胃微生物活性，增加微生物利用氨態(tài)氮合成菌體蛋白的能力，進而導致氨態(tài)氮含量的下降。潘珂等[13]研究發(fā)現，功能性寡糖可以顯著提高瘤胃中氨態(tài)氮和菌體蛋白的含量。凌寶明等[6]通過在飼料中添加0.0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%濃度梯度的甘露寡糖，發(fā)現0.6%濃度梯度下的菌體蛋白的含量與對照組相比差異極顯著，0.4%濃度梯度下菌體蛋白的含量差異不顯著，其余試驗組差異均顯著，只有0.8%和1.0%濃度下的氨態(tài)氮含量與對照組相比的差異達到顯著水平。對于不同的試驗結果可能是由于添加甘露寡糖的濃度不同引起的。在本試驗中氨態(tài)氮濃度大于上述最佳氨態(tài)氮濃度，飼料中加入甘露寡糖后氨態(tài)氮的含量有所下降，所以如何加入適量的甘露寡糖使得瘤胃中氮的含量更加趨近最優(yōu)氨濃度需要進一步的研究。

3.2 甘露寡糖對泌乳早期奶牛產奶量及乳成分的影響

3.2.1 甘露寡糖對泌乳早期奶牛產奶量的影響

產奶量能反映牛群的產奶水平，還可以評價牛場的管理水平，也可以為配合更加經濟的日糧提供依據。本試驗中試驗組和對照組產奶量無明顯提高，添加甘露寡糖使奶牛泌乳量有些許提高，相比對照組只提高了0.35%。鮑延安[14]報道了添加甘露寡糖后使奶牛的產奶量顯著增加，認為這可能是甘露寡糖抑制、清除腸道病原菌和提高奶牛免疫力的綜合表現。王定發(fā)[15]報道中可見添加甘露寡糖對奶牛的產奶量沒有顯著提高。出現不同的結果可能有以下兩點原因：一是不同的試驗項目在奶牛日糧中添加的甘露寡糖濃度不同，可能適宜的甘露寡糖含量才會顯著提高產奶量；二是不同的飼養(yǎng)管理水平和不同的日糧水平也可能導致試驗結果的差異。但是具體的原因還需要進一步做更深入的研究。

3.2.2 甘露寡糖對乳成分的影響

本試驗研究發(fā)現，飼料中添加甘露寡糖可以顯著提高乳脂率，乳蛋白的含量沒有顯著提高。乳脂率的顯著提高可能是由于添加甘露寡糖后增加了瘤胃中乙酸的含量，為乳脂的合成提供了更多的原料。鮑延安等[16]通過研究發(fā)現，飼料中添加甘露寡糖牛奶的乳脂率得到了明顯的提高，乳蛋白率沒有顯著性變化，提高的幅度不大，針對乳脂率的顯著提高提出了可能存在的原因：認為可能是因為甘露寡糖的添加起到了促進脂類合成和代謝，從而提高了飼料轉化率,使機體更能充分利用飼料。李衛(wèi)華等[17]研究發(fā)現，添加甘露寡糖不會顯著提高牛奶中乳脂和乳蛋白的含量（P＞0.05）。鐔雪瑩[18]研究發(fā)現，飼料中添加纖維素酶和甘露寡糖可以提高牛奶中乳脂率（P＜0.05）。研究結果不盡相同，甘露寡糖添加對瘤胃微生物代謝影響的深層次機制研究需要深入開展。

乳中體細胞數不僅可作為判斷乳質量高低的指標，還可用于判斷奶牛健康狀況。本試驗中添加甘露寡糖后乳中體細胞數下降。說明添加甘露寡糖后奶牛健康狀況明顯好轉，可能是因為甘露寡糖有增強免疫力的功能，抑制病原菌，提高了奶牛的健康水平和免疫力，所以使體細胞數明顯下降。甘露寡糖能加強免疫力，減少奶牛呼吸道疾病[19]。王定發(fā)等[20]在對犢牛的血液免疫球蛋白的研究中發(fā)現，甘露寡糖能顯著提高動物血清中的IgA和IgG水平。一些研究發(fā)現，甘露寡糖能有效提高動物血清中的IgA水平[21-22]。這些研究結果與本試驗相似，說明甘露寡糖可以改善奶牛的健康狀況，降低奶牛乳房炎的發(fā)病率，降低牛奶中體細胞數。

4 結論

甘露寡糖對于奶牛瘤胃發(fā)酵有益，可提高瘤胃乙酸發(fā)酵比例，瘤胃液中丙酸和丁酸的含量均有上升的趨勢，降低瘤胃液中氨態(tài)氮的含量，使得瘤胃液中氨的含量更加趨近瘤胃微生物蛋白合成的最優(yōu)濃度，進而提高牛奶的乳脂率。改善了奶牛乳腺健康水平（體細胞數明顯下降）。由于試驗條件的限制，甘露寡糖的最適用量以及添加甘露寡糖對瘤胃微生物發(fā)酵模式有何影響等都需要進一步的研究和探索。