復(fù)合緩沖劑對(duì)奶山羊瘤胃、血液營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝及乳品質(zhì)的影響

黎佳穎++范程瑞++王保哲++王雨雨++劉強(qiáng)++莊蘇

摘要：為了研究長(zhǎng)期飼喂高精料日糧下添加復(fù)合緩沖劑（碳酸氫鈉、氧化鎂、丁酸鈉）對(duì)奶山羊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝與乳品質(zhì)的影響，選擇8頭安裝瘤胃瘺管處于泌乳中期的奶山羊，隨機(jī)分為2組，分別飼喂基礎(chǔ)日糧（高精料日糧組，HG）和基礎(chǔ)日糧+復(fù)合緩沖劑（高精料日糧+復(fù)合緩沖劑組，BG），試驗(yàn)期為4個(gè)月。結(jié)果顯示，與HG組相比，復(fù)合緩沖劑能顯著提高瘤胃液乙酸、丁酸、總揮發(fā)性脂肪酸的濃度，乙酸與丙酸比值（A/P），乙酸丁酸之和與丙酸比值[（A+B）/P]以及瘤胃液pH值（P<0.05）；同時(shí)，復(fù)合緩沖劑能提高頸靜脈血液中乙酸、丁酸、總揮發(fā)性脂肪酸的濃度（P>0.05）、顯著提高A/P、（A+B）/P比值（P<0.05）；添加復(fù)合緩沖劑能顯著降低血糖濃度以及His、Lys、Phe濃度（P<0.05），有降低Arg、Leu、Val、Orn濃度的趨勢(shì)（0.05

關(guān)鍵詞：復(fù)合緩沖劑；高精料日糧；奶山羊；瘤胃；血液；營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；乳品質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào)： S826.9+4文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2017）09-0130-05

乳脂肪、乳糖、乳蛋白是構(gòu)成乳的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的高低是衡量乳品質(zhì)的重要指標(biāo)。在我國(guó)奶業(yè)生產(chǎn)中，由于缺乏優(yōu)質(zhì)的粗飼料源，養(yǎng)殖者為了獲得高產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，通常給動(dòng)物飼喂高精料日糧。然而，當(dāng)反芻動(dòng)物飼喂高精料日糧后會(huì)造成動(dòng)物發(fā)生急性或亞急性瘤胃酸中毒，結(jié)果引起瘤胃代謝異常、肝臟處于氧化應(yīng)激狀態(tài)，最終導(dǎo)致生產(chǎn)能力下降、乳品質(zhì)下降[1]。

緩沖劑是一類(lèi)能增強(qiáng)溶液酸堿緩沖能力的化學(xué)物質(zhì)，這類(lèi)化合物能維護(hù)溶液pH值的相對(duì)穩(wěn)定。在畜牧業(yè)生產(chǎn)中，緩沖劑常被用于防止反芻動(dòng)物酸中毒或用于提高反芻動(dòng)物生產(chǎn)性能，國(guó)內(nèi)外已有不少利用緩沖劑的研究報(bào)道[2-4]。緩沖劑主要作用于瘤胃和腸道，調(diào)節(jié)瘤胃pH值，有效改變瘤胃液中乙酸、丙酸的比例；維持適宜的血清緩沖能力；促進(jìn)乳腺對(duì)乳成分前體物的吸收[5]。在谷物含量高、可發(fā)酵碳水化合物高或有效纖維含量低的日糧中，添加緩沖劑能減少消化紊亂、提高血液pH值和乳脂率[6]。目前常用的緩沖劑有碳酸氫鈉、乙酸鈉、碳酸鈣、碳酸鉀、碳酸氫鉀、氧化鎂、天然堿、碳酸氫鈉-氧化鎂、碳酸氫鈉-磷酸二氫鉀復(fù)合緩沖劑等。其中，碳酸氫鈉在瘤胃中緩沖作用效果較好，可使瘤胃pH值保持在中性附近，有利于微生物生長(zhǎng)及糖類(lèi)與纖維素的轉(zhuǎn)化[7]；可加強(qiáng)胃腸收縮、蠕動(dòng)，促進(jìn)胃內(nèi)容物向十二指腸運(yùn)送，提高飼料轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)奶量。碳酸氫鈉-氧化鎂復(fù)合緩沖劑除了能防止瘤胃液pH值下降，還能增加瘤胃液中乙酸比例，降低丙酸、丁酸比例，且能抑制瘤胃內(nèi)乳酸的產(chǎn)生[2]。丁酸鈉可改變瘤胃發(fā)酵類(lèi)型，提高丁酸的摩爾百分?jǐn)?shù)[8]。Snyder等發(fā)現(xiàn)在日糧中添加碳酸氫鈉及其復(fù)合緩沖劑能提高反芻動(dòng)物的產(chǎn)奶量和乳脂率[9-10]。

目前，研究緩沖劑對(duì)反芻動(dòng)物的作用主要集中于短期試驗(yàn)條件下對(duì)瘤胃發(fā)酵的影響，而對(duì)動(dòng)物長(zhǎng)期飼喂高精料日糧后瘤胃及血液中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)變化的研究相對(duì)較少。為此，本試驗(yàn)以薩能奶山羊?yàn)閷?duì)象，研究在長(zhǎng)期飼喂高精料日糧下添加復(fù)合緩沖劑（碳酸氫鈉、氫化鎂、丁酸鈉）對(duì)奶山羊瘤胃液相關(guān)參數(shù)、血液中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)變化、乳品質(zhì)的影響，以期為進(jìn)一步研究緩沖劑對(duì)長(zhǎng)期飼喂高精料日糧的作用效果提供參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)動(dòng)物與日糧

選擇8只安裝永久性瘤胃瘺管的泌乳奶山羊，體質(zhì)量（38±3） kg，隨機(jī)分為2組，每組4只，分別飼喂精粗比為 6 ∶4 的基礎(chǔ)日糧（高精料組，HG）（飼料配方及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1）與基礎(chǔ)日糧+復(fù)合緩沖劑（碳酸氫鈉、氧化鎂、丁酸鈉）（高精料+復(fù)合緩沖劑組，BG），緩沖劑分2次拌入飼料中飼喂動(dòng)物。所試動(dòng)物單欄飼養(yǎng)，每天于08：00與18：00分2次飼喂動(dòng)物并擠乳。整個(gè)試驗(yàn)周期為4個(gè)月，其中預(yù)試期為7 d，在試驗(yàn)結(jié)束前4 d給每只羊安裝頸靜脈血管瘺，用于血樣采集。

1.2樣品采集

從試驗(yàn)結(jié)束前4周起，每天統(tǒng)計(jì)產(chǎn)奶量，以此計(jì)算日均產(chǎn)奶量。在試驗(yàn)最后3 d，在采食前（0 h）與采食后1、2、4、6、8、10 h采集瘤胃液，所得瘤胃液用4層紗布過(guò)濾，所得濾液測(cè)定pH值后在-20 ℃下保存?zhèn)溆?。同時(shí)從頸靜脈中采集血液 5 mL，血樣用3.6 U/mL肝素鈉進(jìn)行抗凝處理后迅速轉(zhuǎn)移至實(shí)驗(yàn)室，在4 ℃下以4 000 r/min離心10 min制備血漿，血漿樣在-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3樣品測(cè)定

1.3.1瘤胃液pH值測(cè)定

瘤胃液pH值使用HANNA（型號(hào)HI8424）酸度計(jì)測(cè)定。

1.3.2揮發(fā)性脂肪酸測(cè)定

瘤胃液：取1 mL瘤胃液濾液，加入0.2 mL含巴豆酸（內(nèi)標(biāo)物）的25%偏磷酸混合溶液進(jìn)行渦旋混勻，于-20 ℃冰箱中保存過(guò)夜，然后在4 ℃下以 12 000 r/min 離心10 min，將其上清液經(jīng)0.22 μm針式濾器過(guò)濾后待測(cè)。

血液：取200 μL血漿，加入200 μL含巴豆酸（內(nèi)標(biāo)物）的5%磺基水楊酸混合液（沉淀蛋白）進(jìn)行渦旋混勻，于-20 ℃冰箱中保存過(guò)夜，然后在4 ℃下以20 000 r/min離心30 min，將上清液經(jīng)0.22 μm針式濾器過(guò)濾后待測(cè)。

總揮發(fā)性脂肪酸（簡(jiǎn)稱VFA）含量采用安捷倫7890A氣相色譜儀按秦為琳的方法[11]測(cè)定并略加改進(jìn)。

1.3.3血漿中葡萄糖含量的測(cè)定

血漿中葡萄糖含量采用生化試劑盒測(cè)定（南京建成生物工程研究所）。

1.3.4血漿中游離氨基酸含量的測(cè)定

取血漿樣品200 μL與50 g/L的磺基水楊酸按1 ∶1體積比混合，渦旋混勻后于 4 ℃ 冰箱中靜置15 min，然后在4 ℃條件下以20 000 r/min離心20 min，最后用1 mL一次性注射器吸取上清液，經(jīng)過(guò) 0.22 μm 針式濾器過(guò)濾到氨基酸加樣瓶中，并采用日立 L-8900 氨基酸分析儀（生理體液氨基酸測(cè)定法）測(cè)定血漿中游離氨基酸含量。

1.3.5乳成分含量測(cè)定

乳成分含量采用Julie Z9乳成分自動(dòng)分析儀測(cè)定。

1.4數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2007初步整理后，運(yùn)用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件中的one-way ANOVA方差分析。日糧為主要影響因素，數(shù)據(jù)為平均值，P<0.05判定為差異顯著。

2結(jié)果與分析

2.1復(fù)合緩沖劑對(duì)瘤胃液平均pH值及揮發(fā)性脂肪酸濃度的影響

由表2可知，與HG組相比，BG組瘤胃液乙酸、丁酸、總揮發(fā)性脂肪酸濃度、A/P值、（A+B）/P值分別升高了107%，23.0%，9.8%，15.8%、18.8%，差異顯著（P<005）。同時(shí)，添加復(fù)合緩沖劑能顯著提高瘤胃液的pH值（P<005），但對(duì)丙酸濃度沒(méi)有影響（P>0.05）。

2.2復(fù)合緩沖劑對(duì)血漿中揮發(fā)性脂肪酸濃度動(dòng)態(tài)變化的影響

由圖1可知，血漿中乙酸、丙酸、丁酸、總揮發(fā)性脂肪酸濃度采食后先逐漸上升，達(dá)到高峰后逐漸下降恢復(fù)至采食前水平。其中，HG組血漿中乙酸、總揮發(fā)性脂肪酸濃度在采食后4 h達(dá)到最大值，BG組則在采食后6 h達(dá)到最大值（圖1-a、圖1-d），說(shuō)明復(fù)合緩沖劑能延遲峰值到來(lái)時(shí)間；2組血漿中丙酸、丁酸濃度均在采食后4、2 h達(dá)到最大值，隨后逐漸降低（圖1-b、圖1-c）。采食后4 h，與HG組相比，BG組丙酸濃度顯著降低（P<0.05）；采食前（0 h），BG組的丁酸濃度顯著升高（P<005）。

由表3可知，與HG組相比，BG組血漿中乙酸與丙酸的比值（A/P）升高27.6%，差異顯著（P<0.05），乙酸丁酸之和與丙酸的比值[（A+B）/P]提高27.5%，差異達(dá)顯著水平（P<0.05）。雖然2組間乙酸、丙酸、丁酸、總揮發(fā)性脂肪酸平均濃度沒(méi)有達(dá)到顯著差異水平（P>0.05），但是，添加復(fù)合緩沖劑組乙酸、丁酸、總揮發(fā)性脂肪酸濃度分別比HG組提高9.6%、11.6%、8.7%，丙酸濃度降低11.6%。

2.3復(fù)合緩沖劑對(duì)血糖濃度的影響

由表4可知，采食后1、2、4 h BG組血糖濃度以及平均血糖濃度顯著低于HG組（P<0.05）。BG組和HG組分別在采食后8、4 h，血糖濃度達(dá)到最高。

2.4復(fù)合緩沖劑對(duì)血漿游離氨基酸濃度的影響

由表5可知，在必需氨基酸（EAA）中，與HG組相比，復(fù)合緩沖劑能極顯著降低頸靜脈中His、Lys濃度（P<0.01），能顯著降低Phe濃度（P<0.05），有降低Arg、Leu、Val濃度（P=0.07）的趨勢(shì)；在非必需氨基酸（NEAA）中，復(fù)合緩沖劑有降低Orn濃度（P=0.09）的趨勢(shì)，對(duì)其他NEAA濃度，2組間差異不顯著（P>0.05）。另外，血漿中支鏈氨基酸（BCAA）、總必需氨基酸（TEAA）、總非必需氨基酸（TNEAA）、總氨基酸（TAA）濃度在數(shù)值上BG組低于HG組，但無(wú)顯著差異（P>0.05）。

2.5復(fù)合緩沖劑對(duì)血漿非蛋白氨基酸濃度的影響

由表6可知，與HG組相比，BG組血漿中非蛋白氨基酸（代謝氨基酸）中 β-AiBA、1-Mehis、Ans、Car濃度顯著降低 （P<0.05）；其他非蛋白氨基酸2組間雖然差異不顯著（P>0.05），但數(shù)值上表現(xiàn)為復(fù)合緩沖劑添加組低于高精料日糧組。

2.6復(fù)合緩沖劑對(duì)奶產(chǎn)量、乳成分的影響

復(fù)合添加緩沖劑能顯著提高乳中非脂固形物的比率（P<005，表7），在數(shù)值上平均奶產(chǎn)量提高6.6%、乳脂量提高25.4%、乳蛋白量提高14.4%、乳糖量提高16.0%、非脂固形物量提高14.9%、乳脂率提高17.7%、乳蛋白率提高74%、乳糖率提高8.8%（P>0.05），改善了乳的質(zhì)量。

3結(jié)論與討論

瘤胃是反芻動(dòng)物最重要的消化器官，發(fā)酵產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸濃度及比例是評(píng)價(jià)瘤胃發(fā)酵特性的重要指標(biāo)之一。提高日糧精料比例會(huì)使瘤胃pH值降低，瘤胃微生物區(qū)系發(fā)生改變，從而影響瘤胃揮發(fā)性脂肪酸的產(chǎn)量與比例，其中乙酸、丙酸、丁酸占總揮發(fā)性脂肪酸的95%以上[12]。血液中的揮發(fā)性脂肪酸是由瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸經(jīng)吸收而來(lái)。乙酸、丁酸是反芻動(dòng)物合成乳脂中脂肪酸的重要原料，其中丁酸以β-羥丁酸形式進(jìn)行物質(zhì)代謝。乳脂中十四碳以下和一半十六碳的脂肪酸都是利用乙酸、β-羥丁酸合成的。Oba等研究發(fā)現(xiàn)日糧精料比例越高，瘤胃微生物發(fā)酵底物產(chǎn)生的乙酸比例降低，丙酸比例越高，瘤胃液中A/P比值則越低，血漿中A/P比值下降[13-16]。同時(shí)，A/P比值、（A+B）/P比值是衡量乳脂合成的重要指標(biāo)，其比值與乳脂含量成正比[17-18]。增加瘤胃灌注總揮發(fā)性脂肪酸混合液中丙酸摩爾比引起奶山羊乳脂率下降[19]。而在高精料日糧條件下，添加復(fù)合緩沖劑能防止瘤胃pH值快速下降，提高瘤胃pH值、A/P比值、乳脂率、產(chǎn)奶量[20-21]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在長(zhǎng)期飼喂高精料日糧條件下添加碳酸氫鈉等復(fù)合緩沖劑能顯著提高瘤胃液pH值、乙酸、丁酸、揮發(fā)性脂肪酸及A/P、（A+B）/P的比值，結(jié)果與前人研究結(jié)果一致。另一方面，本試驗(yàn)結(jié)果也進(jìn)一步說(shuō)明在長(zhǎng)期飼喂高精料日糧條件下，添加復(fù)合緩沖劑能夠有效防止瘤胃液酸度降低，為瘤胃微生物提供一個(gè)良好的發(fā)酵環(huán)境，有利于產(chǎn)生更多的揮發(fā)性脂肪酸，最終為反芻動(dòng)物產(chǎn)奶需要提供更多的前體物。同樣，添加復(fù)合緩沖劑能顯著提高血液中A/P、（A+B）/P的比值，在一定程度上提高乙酸、丁酸、揮發(fā)性脂肪酸濃度，最終結(jié)果是提高奶山羊的產(chǎn)奶量、改善乳成分。

葡萄糖是動(dòng)物機(jī)體重要的能量來(lái)源，血液中的葡萄糖更是生成乳糖的前體物。血糖來(lái)源于消化道吸收的葡萄糖、揮發(fā)性脂肪酸在肝臟中的糖異生及生糖氨基酸，其中糖異生途徑是反芻動(dòng)物葡萄糖的主要來(lái)源，其中30%～50%血糖則來(lái)自丙酸經(jīng)肝臟糖異生途徑產(chǎn)生[21-22]。董海波等研究表明，飼喂高精料日糧能提供更多的葡萄糖，使反芻動(dòng)物血糖濃度升高[23]。本研究發(fā)現(xiàn)，添加復(fù)合緩沖劑顯著降低了頸靜脈中血糖含量。這可能是由于在高精料中添加復(fù)合緩沖劑后瘤胃中微生物區(qū)系發(fā)生改變，從而導(dǎo)致瘤胃中丙酸產(chǎn)量下降，最終降低肝臟糖異生量。此外，奶產(chǎn)量高的反芻動(dòng)物合成乳糖耗用的葡萄糖約占全身葡萄糖量的60%～85%[24]。換言之，靜脈中血糖含量降低，也可能是合成乳糖所耗用的血糖量增加所致。

氨基酸是合成乳蛋白的重要前體物，90%以上乳蛋白均由氨基酸合成，10%以下乳蛋白直接來(lái)源于血液中的蛋白質(zhì)。合成乳蛋白的必需氨基酸全部來(lái)自血液，非必需氨基酸部分來(lái)自血液，部分在乳腺中由葡萄糖、乙酸、必需氨基酸合成。其中，Arg、Orn是合成其他氨基酸的主要氮源。葉平生等研究發(fā)現(xiàn)，飼喂高精料日糧使山羊肝靜脈和股動(dòng)脈中游離氨基酸含量降低，乳蛋白含量降低，由此可說(shuō)明高精料提供的乳蛋白前體物含量降低[25]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在高精料日糧中添加緩沖劑能使山羊頸靜脈中Lys等3種必需氨基酸顯著降低，Arg等3種必需氨基酸及非必需氨基酸Orn有降低的趨勢(shì)。筆者在另一個(gè)試驗(yàn)中（未發(fā)表的數(shù)據(jù)）發(fā)現(xiàn)，在高精料日糧中添加復(fù)合緩沖劑能增加山羊肝靜脈中游離氨基酸含量。王洪榮認(rèn)為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過(guò)陰外動(dòng)脈血流入乳腺，在乳腺中經(jīng)吸收利用和再合成后由乳靜脈血液流出[26]。由此可以推測(cè)在高精料日糧中添加復(fù)合緩沖劑后，經(jīng)肝臟代謝后氨基酸由肝靜脈進(jìn)入陰外動(dòng)脈后流入乳腺，在乳腺中更多地用于乳的合成，增加乳產(chǎn)量、乳蛋白含量，最終顯示頸靜脈中游離氨基酸含量低于對(duì)照組。此外，非蛋白氨基酸（代謝氨基酸）也是一種重要的氨基酸代謝產(chǎn)物，它們多以游離狀態(tài)或小肽的形式存在于各種組織或細(xì)胞中，在機(jī)體中的含量較少，但功能豐富?？勺鳛楹铣杉に亍⒖股?、生物堿等含氮物的前體物，可參與儲(chǔ)能，還可充當(dāng)神經(jīng)遞質(zhì)、參與跨膜離子通道的形成等[27]。其中，Ans、Car是天然存在于脊椎動(dòng)物體內(nèi)的一類(lèi)組氨酸二肽，具有顯著的抗氧化和抗衰老功能[28]。肌肽能夠通過(guò)特殊的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)被小腸絨毛的刷狀緣吸收，彌散入血液，運(yùn)送到腎臟、肝臟、肌肉中[29]。吸收的肌肽可被外圍的組織利用，也可以通過(guò)肌肽酶被水解成丙氨酸、組氨酸。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，添加復(fù)合緩沖劑使山羊頸靜脈中1-Mehis、Ans、Car、β-AiBA濃度顯著降低，其他非蛋白氨基酸含量在數(shù)值上也低于高精料對(duì)照組。結(jié)合乳產(chǎn)量與乳蛋白量結(jié)果可以推測(cè)，在本試驗(yàn)條件下，添加復(fù)合緩沖劑能增加乳腺細(xì)胞對(duì)氨基酸的利用并最大程度地用于合成乳蛋白，最終導(dǎo)致頸靜脈中氨基酸含量低于非添加組。

高精料日糧雖然在一定程度上提高了反芻動(dòng)物的奶產(chǎn)量，但會(huì)顯著降低乳的品質(zhì)，尤其是乳蛋白與乳脂肪含量[30]。研究發(fā)現(xiàn)添加復(fù)合緩沖劑能提高產(chǎn)奶量和乳脂率[31]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在日糧精料占60%條件下，添加復(fù)合緩沖劑能提高奶中非乳脂固形物的比率，雖然奶產(chǎn)量、乳脂量、乳蛋白量、乳糖量、非脂固形物量、乳脂率、乳蛋白率、乳糖率沒(méi)有顯著性差異，但是數(shù)值分別高于對(duì)照組（6.6%～17.7%不等），結(jié)果說(shuō)明添加復(fù)合緩沖劑有助于改善乳品質(zhì)。

在本試驗(yàn)條件下，添加復(fù)合緩沖劑能提高奶山羊瘤胃液pH值、增加瘤胃液及靜脈血液中總揮發(fā)性脂肪酸濃度、A/P比值、（A+B）/P比值，降低血液中血糖含量、游離氨基酸濃度，最終提高了乳產(chǎn)量、改善了乳的品質(zhì)。

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