日糧添加甜高粱與苜?；熨A對卡拉庫爾羊消化道酶活性的影響

王 嬌，楊寶鈺，阿依古麗·艾買爾，張?zhí)K江*，郭雪峰，艾買爾江·吾斯曼

（1.新疆生產建設兵團塔里木畜牧科技重點實驗室，新疆阿拉爾 843300；2.塔里木大學動物科學學院，新疆阿拉爾 843300；3.塔里木大學植物科學學院，新疆阿拉爾 843300）

牛羊養(yǎng)殖是南疆少數(shù)民族的傳統(tǒng)優(yōu)勢產業(yè)，但受沙漠干旱氣候環(huán)境影響，南疆粗飼料資源極度匱乏，不能滿足南疆牛羊業(yè)對粗飼料的需求。選擇栽培抗逆性強、產量高、品質優(yōu)的飼草料作物是解決南疆粗飼料資源不足的重要措施，也是促進南疆畜牧業(yè)發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)。甜高粱（Sweet Sorghum，SS）具有光合效率高、生物產量高、糖分含量高、抗逆性強等特點，是制作青貯的優(yōu)良材料，但其蛋白質含量較低，不能滿足家畜需要。苜蓿（Alfalfa，AF）蛋白質含量豐富，但其可發(fā)酵碳水化合物含量偏低，單獨青貯不易成功[1]。將兩者混合青貯可以優(yōu)勢互補，提高飼草營養(yǎng)價值，保證動物機體對營養(yǎng)物質的需要。

化學消化是反芻動物對飼糧消化的重要方式，因此消化酶的分泌是衡量反芻動物對飼料消化能力的重要指標[2]。飼糧類型及其營養(yǎng)成分對動物消化酶的分泌存在顯著影響[3-4]?？ɡ瓗鞝栄蚴悄辖畠?yōu)良地方肉羊品種之一，具有耐干旱炎熱、適應性強、繁殖率高、耐粗飼等特性，主要分布于新疆南部塔里木盆地、天山南麓及帕米爾以東的平原地帶，目前新疆阿克蘇地區(qū)約有90 萬只卡拉庫爾羊。相關研究表明，適當比例的甜高粱與苜?；熨A可以提高青貯品質，改善瘤胃內環(huán)境[5]，然而不同比例甜高粱與苜?；熨A對肉羊消化道酶活性的影響尚未見報道。本試驗旨在研究不同比例甜高粱與苜?；熨A對卡拉庫爾羊消化道pH 及消化酶的影響，為甜高粱與苜?；熨A的利用提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 甜高粱（考利）種植于阿拉爾市10 團農場，于2018 年10 月22 日蠟熟期收割；紫花苜蓿（和田大葉）購于阿拉爾市5 團。利用粉碎機將收割的甜高粱和苜蓿粉碎至2～3 cm，粉碎后自然晾曬控制其水分約為70%。根據(jù)飼養(yǎng)試驗需要分別稱重，按甜高粱與苜蓿比為100:0（SS100）、80:20（SS80）、60:40（SS60）、40:60（SS40）、20:80（SS20）充分混勻壓實，裝入聚乙烯袋中制作成袋裝青貯儲存于青貯窖內。各青貯組營養(yǎng)成分見表1。

表1 不同比例甜高粱與苜?；熨A的營養(yǎng)成分（干物質基礎）

1.2 試驗動物和試驗設計 選用4 月齡、體重（25.95±1.37）kg 的健康無病卡拉庫爾羊30 只，隨機分為SS100、SS80、SS60、SS40、SS20 5 個青貯組，每組3 個重復，每個重復2 只羊。試驗飼糧的配制參照我國《肉羊飼養(yǎng)標準》（NY/T 816-2004），以體重25 kg、平均日增重（ADG）100 g/d 的綿羊營養(yǎng)需要量設置飼糧營養(yǎng)水平，飼糧組成及營養(yǎng)成分見表2。

表2 基礎飼糧組成及營養(yǎng)成分（風干基礎）

1.3 樣品采集與處理 于飼喂3 個月后從各組隨機選擇3 只試驗羊禁食24 h，不禁水，稱重后采用靜脈放血致死。屠宰后打開腹腔，按《畜禽解剖學》[6]所描述的解剖位置立即將各腸道結扎，迅速分離出瘤胃、網(wǎng)胃、瓣胃、皺胃、十二指腸、空腸、回腸、盲腸、結腸、直腸。瘤胃液和網(wǎng)胃液于4 層紗布過濾后，分裝于50 mL 離心管中，并采集其余胃腸道內容物至離心管內，此外分別取十二指腸、空腸和回腸中段組織各5 cm，用生理鹽水沖洗食糜后，載玻片刮取黏膜分裝于1.5 mL 離心管。所有樣品用紗布包裹后放置液氮罐內保存，之后轉入-80℃冰箱用于酶活性的測定。

1.4 測定指標及方法 pH：試驗羊屠宰后取出胃腸道，將樣品采集至50 mL 離心管，用校正后的酸度計插入離心管中進行pH 測定。

消化酶活性：從冰箱中取出冷凍的胃腸道內容物解凍，在未完全解凍前稱取適宜重量，瓣胃內容物按w/v為1:5，皺胃液及小腸內容物按w/v 約1:2.5，小腸黏膜按w/v 約1:10 的比例加入4℃的0.4 mol/L 氯化鉀溶液勻漿45 s，4℃離心10 min（13 000 r/min），取上清液用于酶活性的測定。

消化酶活性均采用相對應的酶聯(lián)免疫吸附測定（ELISA）試劑盒（上海邦奕生物科技有限公司）進行測定。孵育溫度37℃、孵育時間Ⅰ30 min、孵育時間Ⅱ30 min、比色波長450 nm，標準品濃度見表3，并用全功能酶標儀（美國伯騰儀器有限公司產SYNERGY H1）測量吸光度值（OD 值）。

表3 消化酶活性的測定標準品濃度

1.5 統(tǒng)計分析 試驗數(shù)據(jù)用Excel 2013 初步整理統(tǒng)計后，采用SPSS 17.0 進行ANOVA 模型方差分析，并用Duncan's 法進行多重比較，P＜0.05 表示差異顯著，結果用平均值和SEM 表示。同時對日糧添加不同比例混貯與胃腸道內容物及小腸黏膜上皮消化酶活性變化的關系進行線性（linear）和二次曲線（quadratic）回歸分析。

2 結果

2.1 不同比例混貯對卡拉庫爾羊消化道pH 的影響 由表4 可看出，卡拉庫爾羊消化道不同部位內容物pH 各不相同，在胃部隨著食物的流動，pH 逐漸下降，瘤胃內pH 在6.46～6.79。不同飼糧組成對復胃內容物pH 無顯著性影響，但隨著混貯中苜蓿比例的增加，pH 呈下降趨勢；SS20 組最低。

十二指腸段pH 小于7，呈弱酸性；回腸段內容物pH 大于7，弱堿性；從小腸近端至遠端，pH 逐漸上升。腸部pH 隨混貯中甜高粱比例減少，pH 逐漸降低，但均無顯著性差異。

表4 甜高粱與苜?；熨A對卡拉庫爾羊消化道pH 的影響

2.2 不同比例混貯對卡拉庫爾羊胃內容物消化酶活性的影響 由表5 可知，隨著混貯中甜高粱比例的減少，蛋白水解酶活性在瘤胃、網(wǎng)胃及皺胃內容物中呈線性升高趨勢（P＜0.05），SS40 組酶活性高于SS100、SS80、SS60組（P＜0.05），在網(wǎng)胃中無顯著性影響。SS40 組氨基肽酶活性在網(wǎng)胃和瓣胃內容物中高于其他組（P＜0.05），且隨著甜高粱比例的減少呈先升高后降低二次曲線趨勢（P＜0.05），在瘤胃與皺胃中呈線性升高趨勢（P＜0.05）。

內切葡聚糖酶活性在瓣胃和皺胃內容物中隨甜高粱比例的減少呈線性升高趨勢（P＜0.05），SS40 和SS20組高于SS100 組（P＜0.05），在瘤胃和網(wǎng)胃中無顯著影響。纖維素酶活性在網(wǎng)胃和皺胃內容物中隨甜高粱比例的減少呈線性升高趨勢（P＜0.05），SS60、SS40 和SS20 組高于前兩組（P＜0.05），在瓣胃中呈先升高后降低二次曲線趨勢（P＜0.05），在瘤胃中無顯著影響。木聚糖酶活性在網(wǎng)胃和瓣胃內容物中隨甜高粱比例的減少呈線性升高趨勢（P＜0.05），SS40 和SS20 組高于前3 組（P＜0.05）。在瘤胃和皺胃中呈先升高后降低二次曲線趨勢（P＜0.05）。

2.3 不同比例混貯對卡拉庫爾羊小腸消化酶活性的影響 由表6 可知，SS40 組小腸黏膜上糜蛋白酶、胰蛋白酶、α-淀粉酶及脂肪酶活性顯著增強。隨甜高粱比例的減少糜蛋白酶活性在十二指腸黏膜上呈先升高后降低二次曲線趨勢（P＜0.05），在空腸和回腸黏膜上呈線性升高趨勢（P＜0.05）。胰蛋白酶活性隨甜高粱比例的減少在十二指腸和回腸黏膜上呈先升高后降低二次曲線趨勢（P＜0.05），在空腸黏膜上呈線性升高趨勢（P＜0.05）。隨甜高粱比例的減少α-淀粉酶及脂肪酶活性在十二指腸和空腸黏膜上呈先升高后降低二次曲線趨勢（P＜0.05），在回腸黏膜上呈線性升高趨勢（P＜0.05）。

由表7 可見，SS40 組與SS20 組空腸和回腸內容物中糜蛋白酶活性增強（P＜0.05），SS40 組回腸內容物中胰蛋白酶活性增強（P＜0.05），SS40 組十二指腸和空腸內容物中α-淀粉酶活性增強（P＜0.05），且均隨甜高粱比例的減少呈線性升高趨勢（P＜0.05）。SS100組降低了回腸內容物中脂肪酶活性（P＜0.05），隨甜高粱比例的減少呈先升高后降低二次曲線趨勢（P＜0.05）。

3 討 論

3.1 不同比例混貯對卡拉庫爾羊消化道pH 的影響 pH是衡量反芻動物瘤胃發(fā)酵的一個重要指標。本研究結果表明，不同比例甜高粱與苜?；熨A對卡拉庫爾羊瘤胃pH 的影響不明顯，隨著苜蓿比例的增加，蛋白質含量隨之升高，pH 在消化道中呈現(xiàn)遞減趨勢，這與米浩等[7]的研究結果一致。趙麗艷等[8]研究也證明了飼喂高蛋白飼糧蛋雞的pH 低于低蛋白飼糧。胃腸道內的pH 一般受飼糧性質、唾液分泌及瘤胃中有機酸的代謝等影響，而主要影響因素是飼糧結構及飼糧中的營養(yǎng)水平[9]。苜蓿相對于甜高粱具有高蛋白、低纖維的特性，因此苜蓿比例增加會使反芻次數(shù)及時間減少，進入瘤胃液的唾液減少，瘤胃的緩沖能力下降，最終導致pH 降低。

當食糜進入腸道后，胰液中的HCO3-會使腸道pH升高，小腸自身分泌的酶、黏液和HCO3-能夠保護腸道內環(huán)境的緩沖能力，使之保持相對穩(wěn)定的生理狀態(tài)[10]，因此在不同飼糧組成下，腸道內pH 基本保持一致。本研究中，十二指腸內容物偏酸性（pH 小于7），回腸內容物偏堿性，大腸內容物pH 相應升高，這可能與腸道不同部位與皺胃的距離有關，受胃酸分泌的影響，造成pH 不同。刁小高等[11]研究也證明了這一點。

表5 甜高粱與苜?；熨A對卡拉庫爾羊胃內容物消化酶活性的影響

表6 甜高粱與苜蓿混貯對卡拉庫爾羊小腸黏膜消化酶活性的影響 IU/L

表7 甜高粱與苜?；熨A對卡拉庫爾羊小腸內容物消化酶活性的影響 IU/L

3.2 不同比例混貯對卡拉庫爾羊胃內容物消化酶活性的影響 消化酶活性能夠反映畜禽對營養(yǎng)物質的消化吸收程度，并影響著動物的生長性能和屠宰性能[12]。本試驗中，苜蓿比例較高的混合青貯提高了卡拉庫爾羊胃內消化酶活性，其中混貯中苜蓿占比為80%和60%時提升較為明顯。蛋白水解酶在瘤胃中由瘤胃微生物分泌合成，纖維素酶、木聚糖酶和內切葡聚糖酶等纖維素降解酶是由各種纖維素降解菌產生的，因此在瘤胃中消化酶活性受微生物種類和數(shù)量影響[13]，而飼糧結構及營養(yǎng)物質組成能夠影響瘤胃微生物的變化[14]，進而影響消化酶的活性。因為苜蓿比例較高的混貯為瘤胃微生物提供了更多的能量和蛋白質，隨著攝入氮的升高，合成瘤胃微生物的氮源增加，使瘤胃微生物蛋白合成增強，蛋白水解酶和纖維素降解酶作為由瘤胃微生物合成分泌的蛋白，其酶活性隨之增強。景小平等[15]研究也證明補飼提高了藏羊瘤胃對蛋白質、纖維素及淀粉的消化吸收。網(wǎng)胃、瓣胃及皺胃內容物中消化纖維素的酶活性變化趨勢與瘤胃內容物保持一致，可能是伴隨食糜的流動酶活性逐漸減弱但還未被完全抑制的結果。作為酶的底物，飼料中各養(yǎng)分含量往往引起消化酶的“適應性分泌”[16]。本研究中，苜蓿比例較高的青貯組引起了消化酶的“適應性分泌”，因此SS40 組和SS20 組的酶活性顯著高于苜蓿比例較低的3 個組，而SS20 組的混貯由于苜蓿比例過多，水溶性碳水化合物（WSC）含量偏低，沒有為青貯乳酸菌提供足夠的發(fā)酵底物，導致乳酸產量不足，而部分腐敗菌的繁殖不僅破壞了混貯的營養(yǎng)成分還使適口性變差，導致采食量降低；此外SS20 組產生的有害微生物也破壞了瘤胃微生物的穩(wěn)定，因此SS20 組略低于SS40 組。

蛋白水解酶是催化多肽或蛋白質水解的酶，在皺胃中分泌最多，不同飼糧營養(yǎng)水平下4 個胃內的蛋白水解酶均呈遞增趨勢。本研究結果表明，SS40 組的蛋白水解酶活性最高。已有研究證明，反芻動物飼糧中所需蛋白水平低于調節(jié)水平時采食量和消化率均會降低，但當飼糧蛋白質水平過高時，不會提高采食量和消化率，因為動物能夠利用氮循環(huán)滿足自身需要[17]。本試驗中，隨著飼糧中蛋白水平的增加，蛋白水解酶活性逐漸升高，并在SS40 組達到最高水平，說明SS40 組的蛋白水平是卡拉爾羊所需蛋白水平的最高值，超過此值蛋白水解酶活性不會持續(xù)增加。

氨基肽酶的活性取決于腸腔中小肽含量，反芻動物吸收小肽的主要部位是瓣胃，其次是瘤胃等其他非腸系膜和腸系膜系統(tǒng)[18]。本試驗中，皺胃中氨基肽酶活性最高，其次是瓣胃和瘤胃，不同飼糧水平下SS40 組的氨基肽酶活性均顯著高于前3 組，說明蛋白質含量增加使小肽含量隨之增加，因為蛋白質在動物消化道中水解的最終產物大部分是氨基酸殘基組成的小肽。甜高粱中適量的單寧可在反芻動物體內形成單寧蛋白復合物，作為動物的天然蛋白質保護劑，可以增加蛋白質的消化率以及體內氮的保留，從而做到最大限度的利用消化道中的氨基酸[19]。因此在甜高粱與苜蓿比為40:60 時消化酶活性最高。

3.3 不同比例混貯對卡拉庫爾羊小腸消化酶活性的影響家畜對營養(yǎng)物質的消化主要依靠小腸上皮細胞和胰腺分泌的消化酶[20]，這些酶會促進小腸對食糜的進一步消化吸收，酶活性越高，說明消化能力越強。曲星梅等[21]研究表明，小腸消化酶的分泌與飼糧營養(yǎng)水平息息相關，高營養(yǎng)水平飼糧可提高消化酶活性。劉月琴等[22]研究證明，小腸內消化酶的分泌及活性在一定范圍內會隨著飼糧中非結構性碳水化合物、蛋白質和脂肪的增加而增加。本試驗中，苜蓿作為適口性良好的高蛋白飼草，青貯時伴隨苜蓿比例的增加，卡拉庫爾羊采食量增加，使微生物蛋白及淀粉含量增加，從而刺激小腸消化酶的分泌。正常生理條件下，家畜體內的消化酶還受pH 影響。研究表明，α-淀粉酶最適pH 為6.5～8.0，胰蛋白酶和胰脂肪酶的最適pH 為7.0～7.5[23]。本研究中，除十二指腸外，空腸內各處理組的pH 均適合消化酶的分泌，回腸內SS20 組和SS40 組更適合消化酶發(fā)揮作用。

不同蛋白水平的飼糧對蛋白酶活性影響較大，飼糧蛋白含量的降低會使進入胰腺的蛋白質和氨基酸減少，從而限制了胰腺的生長和酶的合成，導致小腸段的蛋白酶活性降低[24]。飼糧中脂肪含量增加可使消化道黏度下降，從而增加干物質采食量[25]，飼糧中粗脂肪增加可以提高小腸中脂肪酶活性。調查研究表明甜高粱的粗脂肪含量為1.1%～1.5%[26]，紫花苜蓿約為3.0%[27]，但隨著粗脂肪的增加，脂肪酶活性并不完全呈線性關系增加。本試驗結果也顯示，不論是小腸黏膜中還是小腸內容物中，脂肪酶活性在苜蓿含量從0%至40%時增加較為明顯，但從40%到80%時增長速度減緩，說明飼糧中持續(xù)增高的脂肪含量并沒有讓脂肪酶活性持續(xù)增加。

動物獲取能量的主要來源是飼料中的淀粉，因此淀粉酶活性的大小直接影響動物對能量的利用效率。張英杰等[28]研究結果表明，羔羊空腸內容物的α-淀粉酶活性高于十二指腸和回腸內容物，十二指腸最低，證明淀粉酶活性的變化與其最適pH 的變化基本一致。本試驗中，回腸內容物α-淀粉酶活性均高于空腸和十二指腸內容物，空腸內容物中α-淀粉酶活性與前人[21,28]研究結果不完全一致，但都遵循α-淀粉酶最適pH 的變化規(guī)律。在十二指腸和空腸黏膜中α-淀粉酶活性高于回腸黏膜。Wang 等[29]研究也證明，α-淀粉酶活性在小腸黏膜上從近端至遠端逐漸降低。

4 結 論

本研究結果表明，甜高粱與苜蓿混合青貯時，苜蓿比例的增加使卡拉庫爾羊消化道pH 下降，甜高粱占比20%時，pH 最低；混貯中苜蓿比例的增加可顯著提高卡拉庫爾羊消化道消化酶活性，其中，復胃內消化蛋白質、纖維素的酶活性，以及小腸中消化蛋白質、脂肪和淀粉的酶活性均在甜高粱與苜?；熨A比為40:60 時最高，在甜高粱與苜蓿比為20:80 和60:40 時次之。