棕櫚油和植物次生化合物對奶牛采食量、消化率及微生物種群的影響

王金合，孫彥婷，牛 暉，曹素芳，包文奇

（河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院 動(dòng)物醫(yī)藥學(xué)院，河南鄭州 450046）

在過去的幾十年里，為了優(yōu)化瘤胃發(fā)酵模式，提高采食量和效率，在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中使用抗生素等飼料添加劑。但由于抗生素的限用和禁用，以及人們越來越重視其對食品安全的影響，因此人們對植物和植物提取物（如含有具有抗菌特性的次生化合物，如單寧和皂苷）來控制瘤胃發(fā)酵，提高飼料效率更感興趣（Sallam等，2009）。雨樹豆莢粉含有濃縮單寧和皂苷，有可能通過抑制原生動(dòng)物和產(chǎn)甲烷菌來控制瘤胃發(fā)酵，從而減少體外產(chǎn)甲烷（Anantasook和 Wanapat，2012）。此外，日糧中的脂質(zhì)是瘤胃發(fā)酵的有效調(diào)節(jié)劑，可以減少原生動(dòng)物對蛋白質(zhì)的吸收，提高反芻動(dòng)物日糧中蛋白質(zhì)的利用效率，減少氮的損失。此外，用大豆油等植物油飼喂動(dòng)物有減少產(chǎn)甲烷細(xì)菌的潛力（Mao等，2010）。因此，本研究旨在探討雨樹豆莢和棕櫚油對奶牛采食量、消化率、微生物蛋白合成和微生物種群的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)選擇4頭泌乳早期、平均體重為（408±37）kg的奶牛，按照4×4拉丁方設(shè)計(jì)進(jìn)行分組。分別飼喂4種日糧，對照組為基礎(chǔ)日糧組，T1組為60 g/kg豆莢組，T2組為20 g/kg棕櫚油組，T3組為60 g/kg豆莢組+20 g/kg棕櫚油組?；A(chǔ)日糧組成及原料成分見表1。試驗(yàn)期間奶牛自由采食和飲水，本試驗(yàn)分4個(gè)階段進(jìn)行，每個(gè)階段持續(xù)21 d，前14 d為適應(yīng)期，后7 d為樣品收集期。

1.2 樣品采集與分析在收集期間每天采集飼料用于養(yǎng)分分析，在每個(gè)周期的最后7 d收集飼料、糞便和尿液樣本，所有樣品均合并為1份，用于測定干物質(zhì)、灰分、粗蛋白質(zhì)、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維。在每個(gè)周期結(jié)束時(shí)，分別在飼養(yǎng)后0和4 h收集瘤胃液和頸靜脈血液樣本。瘤胃液用于測定pH、氨氮濃度，血液樣品離心分離血清，血清用于測定尿素氮含量。參考Hungate（1996）的方法對纖維分解菌、蛋白水解菌和淀粉水解菌進(jìn)行識別和計(jì)數(shù)。

表1 精料組成及經(jīng)尿素處理的水稻秸稈和豆莢的化學(xué)成分 g/kg

1.3 統(tǒng)計(jì)分析所有數(shù)據(jù)均按4×4拉丁方陣設(shè)計(jì)采用SAS軟件單因素方差分析（One-way-ANOVA），采用Duncan's法進(jìn)行多重比較法，P＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 對采食量和養(yǎng)分消化率的影響由表2可知，日糧處理對奶牛尿素處理秸稈、濃縮料和干物質(zhì)采食量及干物質(zhì)、有機(jī)物和酸性洗滌纖維表觀消化率均無顯著影響（P＞0.05）。對照組和棕櫚油組粗蛋白質(zhì)表觀消化率較豆莢組顯著提高10.26%和9.11%（P＜0.05），棕櫚油+豆莢組中性洗滌纖維表觀消化率較其他組顯著提高3.29%、2.17% 和 2.97%（P＜0.05）。

表2 豆莢和棕櫚油對奶牛采食量和養(yǎng)分消化率的影響

2.2 對瘤胃發(fā)酵及嘌呤衍生物排泄的影響由表3可知，日糧處理對奶牛采食后0和4 h瘤胃pH和血清尿素氮含量無顯著影響（P＞0.05）。奶牛采食4 h后，對照組瘤胃氨氮濃度較豆莢組顯著提高35.11%（P＜0.05），而對照組和棕櫚油組氨氮濃度均值較其他兩組分別顯著提高12.64%、11.36%和12.07%、10.80%（P＜0.05）。各處理對尿囊素和尿肌酐排泄量無顯著影響（P＞0.05）。豆莢組尿囊素吸收量分別較其他組顯著提高19.22%、11.94%和10.27%（P＜0.05），同時(shí)微生物蛋白合成量最高（P＜0.05）。豆莢組和豆莢+棕櫚油組微生物氮供應(yīng)量顯著高于其他組（P ＜ 0.05）。

2.3 對瘤胃微生物菌群的影響由表4可知，奶牛采食后0 h，對照組瘤胃原生動(dòng)物數(shù)量顯著高于棕櫚油組和豆莢+棕櫚油組（P＜0.05），而采食4 h后，對照組瘤胃原生動(dòng)物數(shù)量最高（P＜0.05）。日糧處理對奶牛采食0和4 h后瘤胃細(xì)菌總數(shù)和淀粉水解菌數(shù)量無顯著影響（P＞0.05）。豆莢+棕櫚油組奶牛采食4 h后瘤胃纖維分解菌數(shù)量較其他組顯著提高6.76%、8.22%和6.76%（P＜0.05），而對照組和棕櫚油組瘤胃蛋白水解菌數(shù)量較豆莢組顯著提高21.87%和23.43%（P＜0.05）。

表3 豆莢和棕櫚油對奶牛瘤胃發(fā)酵及嘌呤衍生物的影響

表4 豆莢和棕櫚油對奶牛瘤胃微生物菌群的影響

3 討論

結(jié)果表明，日糧處理對干物質(zhì)采食量、尿素處理水稻秸稈及精料采食量、干物質(zhì)、有機(jī)物和酸性洗滌纖維表觀消化率均無影響，這與Pilajun和Wanapat（2011）的研究一致。但 Otaru等（2011）發(fā)現(xiàn)，當(dāng)日糧棕櫚油添加水平大于40 g/kg時(shí)，山羊的自由采食量降低。盡管日糧處理對采食量無顯著影響，但添加棕櫚油+豆莢可提高中性洗滌纖維表觀消化率，降低蛋白質(zhì)消化率。

瘤胃pH在各處理間無差異，范圍在6.6～6.7之間，這些值對正常瘤胃發(fā)酵、微生物生長和微生物活性最優(yōu)（Wanapat等，2010）。本研究中血清尿素氮濃度為12.4～13.5 mg/dL，日糧添加棕櫚油和豆莢后瘤胃氨氮濃度顯著降低。Kamra等（2006）發(fā)現(xiàn)，皂果乙醇提取物可降低氨氮濃度，這可能是由于濃縮單寧產(chǎn)生了蛋白-單寧絡(luò)合物，降低了瘤胃對飼料蛋白降解的有效性和氨氮的釋放。Mapato等（2010）指出，當(dāng)奶牛日糧添加60 g/kg葵花油時(shí)，氨氮濃度降低，這與蛋白質(zhì)消化率降低有關(guān)。尿囊素吸收引起的瘤胃微生物蛋白合成量為284.6～339.3 g/d，這可能是由于豆莢降低了原生動(dòng)物的數(shù)量，對微生物氮的瘤胃內(nèi)循環(huán)和微生物氮的供應(yīng)降低有重要作用（Wang等，2012）。

Anantasook和 Wanapat（2012）發(fā)現(xiàn)，添加含有濃縮單寧和皂苷的雨樹豆莢后，原生動(dòng)物種群數(shù)量減少，因?yàn)樵鷦?dòng)物對植物次生化合物的敏感性可以用細(xì)胞膜中甾醇的存在來解釋，而皂苷可能與甾醇在原生動(dòng)物細(xì)胞膜上形成復(fù)合物，破壞細(xì)胞膜。此外，植物次生化合物和油對原生動(dòng)物有特殊的毒性，這可能是本研究中纖維素分解菌數(shù)量增加的原因。單寧的抗菌作用是由于單寧與細(xì)菌細(xì)胞壁分泌的胞外酶相互作用改變了細(xì)胞壁形態(tài)，單寧會(huì)引起細(xì)胞膜破壞，直接作用于微生物的新陳代謝，并通過陽離子螯合降低其對微生物的可利用性，剝奪微生物生長底物（Smith等，2005）。

4 結(jié)論

在奶牛日糧中添加棕櫚油或豆莢對采食量無不良影響。此外，添加棕櫚油還能提高纖維的消化率和瘤胃纖維素分解菌的數(shù)量。日糧添加豆莢降低了粗蛋白質(zhì)消化率、瘤胃氨氮濃度、瘤胃蛋白水解菌和原生動(dòng)物數(shù)量，導(dǎo)致微生物蛋白合成量增加。