舍飼條件下生長(zhǎng)牦牛瘤胃發(fā)酵參數(shù)時(shí)間變化研究

張玉瑩，張 博，劉書杰，楊得玉，崔占鴻

(青海大學(xué)畜牧獸醫(yī)科學(xué)院，西寧 810016)

瘤胃內(nèi)容物是指瘤胃(含網(wǎng)胃、瓣胃和皺胃)的內(nèi)容物及其生物代謝物質(zhì)，瘤胃中富含多種細(xì)菌和原蟲，內(nèi)容物營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，可作為一種飼料原料[1]。瘤胃內(nèi)容物的營(yíng)養(yǎng)成分相當(dāng)于優(yōu)質(zhì)的豆科牧草，約含粗蛋白質(zhì)15.62%、粗纖維29.8%、粗脂肪2.3%[2]。據(jù)了解，瘤胃內(nèi)容物在反芻動(dòng)物消化道中占75%-85%，每頭牛羊屠宰后分別產(chǎn)生2-5千克和0.5-1.5千克風(fēng)干瘤胃內(nèi)容物[3]。可見(jiàn)，在畜牧業(yè)大省中，瘤胃內(nèi)容物的產(chǎn)量頗豐。瘤胃內(nèi)容物在一個(gè)以牦牛業(yè)支撐當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的青海，簡(jiǎn)單易得但卻得不到妥善的處理，造成屠宰場(chǎng)周圍環(huán)境的污染，對(duì)于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展來(lái)說(shuō)也是一種損失。有研究指出，當(dāng)給新生犢牛飼喂新鮮成年牛的瘤胃液促進(jìn)了中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的消化，改善了犢牛機(jī)體的抗氧化能力[4]。新鮮的瘤胃液相比于滅菌的瘤胃液更有效的提高了山羊斷奶期間的平均日增重[5]，給犢牛灌注滅菌的瘤胃液會(huì)降低犢牛的腹瀉[6]。說(shuō)明瘤胃液在實(shí)際生產(chǎn)中也會(huì)帶來(lái)一定的益處，降低一些飼養(yǎng)成本。本試驗(yàn)以牦牛瘺管牛中的瘤胃內(nèi)容物和瘤胃液為研究材料，來(lái)分析內(nèi)容物和瘤胃液的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，使內(nèi)容物和瘤胃液實(shí)現(xiàn)利益最大化，解決飼料發(fā)酵問(wèn)題及環(huán)境污染問(wèn)題。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間和地點(diǎn)

本次試驗(yàn)在青海省西寧市湟中豐泰種養(yǎng)殖專業(yè)合作社，試驗(yàn)開(kāi)展時(shí)間為2020年8月18日至8月25日，樣品測(cè)定在青海省牦牛工程技術(shù)研究中心動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)選取體重接近(250±30kg)，體況接近的牦牛瘺管牛3頭，預(yù)飼期為5天，預(yù)飼期結(jié)束后早晨8點(diǎn)(AY1、AY2、AY3)、下午5點(diǎn)(PY1、PY2、PY3)開(kāi)始進(jìn)行從瘺管中取瘤胃內(nèi)容物和瘤胃液，采樣共計(jì)3天。

1.3 試驗(yàn)日糧

本次試驗(yàn)日糧精粗比為6∶4，其中精料由湟源縣河湟青牧飼料有限公司加工生產(chǎn)，粗料為粉碎后的燕麥青干草。日糧的營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。

表1 日糧的營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

2 樣品采集及測(cè)定

2.1 樣品采集

預(yù)飼期結(jié)束后，于晨飼前1h經(jīng)瘺管抽取瘤胃液，使用4層紗布進(jìn)行過(guò)濾裝于15mL離心管，并置于液氮罐中保存，帶回實(shí)驗(yàn)室置于-80℃?zhèn)溆?，用于NH3-N、揮發(fā)性脂肪酸和消化酶的測(cè)定。從瘺管牛采集的瘤胃內(nèi)容物裝于50mL離心管并置于4℃冰箱中保存，用于粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和淀粉含量的測(cè)定。

2.2 樣品測(cè)定指標(biāo)及方法

2.2.1瘤胃降解率

將采集的瘤胃內(nèi)容物一份中加入10%的硫酸用于測(cè)定粗蛋白質(zhì)，65℃中烘干。粗蛋白質(zhì)使用FOSS凱氏定氮儀測(cè)定；中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維使用ANKOM A200i半自動(dòng)纖維分析儀測(cè)定；粗脂肪使用ANKOM XT15脂肪分析儀測(cè)定。

2.2.2瘤胃發(fā)酵參數(shù)

采集瘤胃液后立即使用pH計(jì)測(cè)定pH；NH3-N濃度采用馮宗慈[7]改進(jìn)的比色法測(cè)定；揮發(fā)性脂肪酸含量參照王加啟[8]的試驗(yàn)方法測(cè)定；微生物蛋白使用蛋白定量測(cè)定試劑盒測(cè)定(試劑盒購(gòu)自南京建成生物研究所)。

2.2.3瘤胃消化酶活性

淀粉含量使用試劑盒測(cè)定(試劑盒購(gòu)自北京索萊寶科技有限公司)；消化酶活性使用ELISA試劑盒測(cè)定(試劑盒購(gòu)自江蘇酶標(biāo)生物科技有限公司)。

3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用Excel 2019進(jìn)行整理，采用SPSS 20.0進(jìn)行單因素方差分析進(jìn)行差異性分析，用Duncan法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較，以P<0.05作為顯著性差異的標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)果與分析

4.1 舍飼牦牛的瘤胃養(yǎng)分降解率

由圖1得知，舍飼牦牛瘤胃中粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維均無(wú)顯著性差異(P>0.05)。

圖1 舍飼牦牛瘤胃降解率

4.2 舍飼牦牛的瘤胃發(fā)酵參數(shù)

由圖2可知，舍飼牦牛的pH在兩組之間差異性顯著(P<0.05)；由圖3可知，舍飼牦牛的NH3-N在兩組之間差異性顯著(P<0.05)，MCP的兩組之間無(wú)顯著性差異(P>0.05)；由表2可知，舍飼牦牛的丙酸PY組顯著高于AY組(P<0.05)，其它揮發(fā)性脂肪酸無(wú)顯著性差異(P>0.05)。

圖2

圖3

表2 舍飼牦牛瘤胃揮發(fā)性脂肪酸

4.3 舍飼牦牛的瘤胃消化酶活性

由表3可知，瘺管牛的淀粉含量、脂肪酶、淀粉酶和胃蛋白酶之間無(wú)顯著性差異，PY組的纖維素酶顯著高于AY組(P<0.05)。

表3 舍飼牦牛瘤胃消化酶活性

5 討論

5.1 舍飼牦牛瘤胃降解率的分析

從牦牛日糧和瘤胃內(nèi)容物成分分析得知，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維在瘤胃內(nèi)容物中含量較高，可能在瘤胃發(fā)酵過(guò)程中，內(nèi)容物的成分大多為未發(fā)酵完全的粗料，導(dǎo)致在經(jīng)過(guò)發(fā)酵后纖維含量升高，AY組與PY組也無(wú)差異性顯著，由此分析得知，時(shí)間可能不是影響瘤胃發(fā)酵的唯一因素。

5.2 舍飼牦牛瘤胃發(fā)酵參數(shù)分析

反芻動(dòng)物瘤胃的健康程度影響著動(dòng)物的生產(chǎn)性能、飼料利用率和健康狀態(tài)，是一個(gè)大型的發(fā)酵罐[9]，pH是最能直觀反應(yīng)瘤胃發(fā)酵參數(shù)的指標(biāo)[10]，有研究發(fā)現(xiàn)，在瘤胃可承受pH范圍內(nèi)，瘤胃內(nèi)低pH (4.97.0)會(huì)抑制VFA的吸收[11]。瘤胃中NH3-N是微生物菌體蛋白(MCP)合成的原料，濃度為10-50mg/dL最適宜瘤胃微生物生長(zhǎng)[12]。本試驗(yàn)中AY組NH3-N濃度顯著高于PY組，但MCP無(wú)顯著性差異，說(shuō)明隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，NH3-N濃度會(huì)降低。揮發(fā)性脂肪酸包括乙酸、丙酸、異丁酸、丁酸、異戊酸、戊酸等，主要由乙酸、丙酸和丁酸組成，約占總揮發(fā)性脂肪酸的95%以上[13]。乙酸是反芻動(dòng)物合成脂肪的前體，也是合成乳脂的主要成分；丙酸是進(jìn)行糖異生的主要前體，通過(guò)肝臟生產(chǎn)葡萄糖[14]。有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)飼喂低精料飼糧的時(shí)候，瘤胃主要以乙酸發(fā)酵模式為主，飼喂高精料飼糧時(shí)，其主要以丙酸發(fā)酵為主[15]。而在本試驗(yàn)中，PY組的丙酸顯著高于AY組，說(shuō)明發(fā)酵時(shí)間的長(zhǎng)短會(huì)改變瘤胃內(nèi)的發(fā)酵模式。瘤胃內(nèi)產(chǎn)乙酸濃度高于丙酸，在不同的GI組合中，乙酸濃度高于丙酸[16]，這與本次試驗(yàn)結(jié)果相符，說(shuō)明無(wú)論動(dòng)物處于哪種生活狀態(tài)下，瘤胃內(nèi)的揮發(fā)性脂肪酸的發(fā)酵模式是穩(wěn)定的。淀粉在瘤胃內(nèi)為微生物蛋白合成提供能量[17]，瘤胃淀粉降解量受日糧淀粉降解率的影響[18]，在本次試驗(yàn)研究中，瘤胃內(nèi)容物的淀粉含量無(wú)顯著性差異，說(shuō)明在這兩個(gè)時(shí)間段里飼料中的淀粉降解率已達(dá)到穩(wěn)定。

5.3 舍飼牦牛瘤胃消化酶活性分析

瘤胃內(nèi)各種酶均是由微生物分泌并且參與了消化過(guò)程，消化酶的活性由微生物數(shù)量及活力決定[19]；胃蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶、脂肪酶可以表現(xiàn)出瘤胃中胃蛋白分解菌、淀粉分解菌、纖維分解菌和脂肪分解菌的數(shù)量及活力[20]。有研究表明，對(duì)照組的小尾寒羊公羊的瘤胃液中胃蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶在不同的時(shí)間點(diǎn)下，活性均呈先升后降的趨勢(shì)[21,22]。楊寶鈺[23]研究了奶牛瘤胃pH、消化酶活性及原蟲數(shù)量的日動(dòng)態(tài)變化并發(fā)現(xiàn)，早上九點(diǎn)和下午六點(diǎn)的蛋白酶、淀粉酶和纖維素酶無(wú)顯著性差異，這和本次試驗(yàn)結(jié)果一致。纖維素酶的主要功能是降解非淀粉多糖[24]，飼料中的淀粉作為一種動(dòng)物獲取能量的主要方式，因此淀粉酶的活性大小會(huì)影響動(dòng)物對(duì)能量的利用效率[25]，瘤胃液中的脂肪酶能夠參與脂類物質(zhì)的消化和代謝[26]，胃蛋白酶能夠作用芳香族氨基酸或酸性氨基酸氨基的肽鍵，從而消化蛋白質(zhì)[27]。在本次試驗(yàn)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，PY組的纖維素酶顯著高于AY組，說(shuō)明采食時(shí)間會(huì)對(duì)纖維素酶有一定的影響，而且牛的反芻活動(dòng)一般在夜間進(jìn)行，所以早上采食前的纖維素酶低于下午的纖維素酶。

6 結(jié)論

通過(guò)本次試驗(yàn)得知，牦牛每次采食前，隨時(shí)間變化，日糧中的脂肪隨著瘤胃內(nèi)的消化時(shí)間長(zhǎng)短而有差異，對(duì)于其它表觀消化率無(wú)影響；對(duì)于瘤胃液的發(fā)酵參數(shù)來(lái)說(shuō)，發(fā)酵時(shí)間會(huì)影響瘤胃液的發(fā)酵；對(duì)于瘤胃液的消化酶和淀粉含量來(lái)說(shuō)，只有纖維素酶發(fā)生了變化。