日糧添加甜菜堿對錦江黃牛瘤胃體外發(fā)酵特性的影響

■李美發(fā) 辛均平 丁鵬舉 王世輝 王江北 汪彎彎 瞿明仁 許蘭嬌

（江西農業(yè)大學 江西省動物營養(yǎng)重點實驗室/飼料工程研究中心，江西南昌330045）

甜菜堿最早在歐洲被發(fā)現，主要存在于甜菜的糖蜜中，普遍存在于動植物體內，其化學結構與氨基酸相似，又被稱作三甲基甘氨酸，屬于季胺堿類物質[1]。微生物中有許多種甜菜堿的代謝分解途徑，最常見的代謝途徑是將甜菜堿轉化為甘氨酸，并且甜菜堿可以作為應激保護劑或細胞中的酶穩(wěn)定劑，用以抵抗外界的不良影響[2-3]。有報道稱，甜菜堿可以提升畜禽動物對熱應激的潛力，從而提高畜禽動物的生產力及免疫力[4-5]。甜菜堿還可以作為甲基供體、能夠促進動物脂肪代謝、改善機體蛋白質的利用率，在物質代謝中起著重要的作用，添加適量的甜菜堿對生物以及環(huán)境不會產生危害[1，6]。研究表明，在豬及禽類日糧中添加甜菜堿改善了酮體的質量，并且顯著提高了其生長速率及對飼料的利用效率[7-10]。但是，由于瘤胃動物生理上獨特的性質，導致甜菜堿在反芻動物中的應用區(qū)別于豬和禽類動物[11]。甜菜堿對于瘤胃微生物及其發(fā)酵功能的影響相關報道較少，因此，本試驗的目的在于探究甜菜堿對錦江黃牛瘤胃體外各發(fā)酵參數的影響，為甜菜堿在錦江黃牛的飼養(yǎng)方面的應用提供基礎理論依據。

1 材料與方法

1.1 甜菜堿

甜菜堿購買于山東某公司，純度≥99%。

1.2 緩沖液

參照Menke等(1988)[12]瘤胃體外發(fā)酵技術，0.1 ml微量元素（A），208.1 ml 緩沖液（B），205.1 ml 常量元素溶液（C），1.0 ml 刃天青溶液（D），520.2 ml 蒸餾水中通入CO2氣體使其達到飽和狀態(tài)，維持溫度在39 ℃穩(wěn)定，加入62.4 ml 還原液（E，現配現用），持續(xù)通入CO2氣體至溶液由淡藍色轉為無色。

A、B、C、D、E各溶液按照表1進行配制。

表1 緩沖液組成

1.3 試驗動物及其飼養(yǎng)管理

錦江黃牛3 頭（體重大約為350 kg），都裝有瘤胃瘺管。采用單欄飼養(yǎng)，日飼喂兩次（8:00和18:00），自由飲水，基礎日糧配方及營養(yǎng)水平見表2。

1.4 試驗設計

1.4.1 試驗方法

試驗采用單因素設計，共5組，每組3個重復。甜菜堿在日糧中的添加水平為0(對照組)、4、8、12、16 mg/g。

1.4.2 瘤胃液的采集

在晨飼前，將瘤胃液采集裝置放入瘤胃瘺管，在瘤胃上下前后4個部位分別采集等量的瘤胃液，混合均勻。將剛采集的瘤胃液快速裝入已預熱至39 ℃、充滿CO2、且經過滅菌處理的保溫瓶中，裝滿采集液后立即蓋上保溫瓶蓋，迅速帶回實驗室。將剛采集的瘤胃液在使用4層紗布過濾后，持續(xù)通入二氧化碳5 min，即刻分裝到已經預熱至39 ℃，并且裝有培養(yǎng)物底物（基礎日糧0.5 g）和緩沖液（40 ml）的培養(yǎng)瓶中，每個培養(yǎng)瓶中加20 ml瘤胃液，打開振蕩開關，進行培養(yǎng)。

表2 基礎日糧配方及營養(yǎng)水平

1.4.3 樣品預處理

培養(yǎng)24 h 后，用冰塊停止發(fā)酵0.5 h，隨后測定瘤胃液pH 值，接著將培養(yǎng)物用尼龍布進行過濾，濾液-20 ℃保存，用于瘤胃發(fā)酵參數：揮發(fā)性脂肪酸（VFA）和微生物蛋白（MCP）及氨態(tài)氮（NH3-N）的測定。將濾渣和尼龍布置于65℃烘箱中，烘干至恒重，測定干物質消化率。

1.5 測定指標及方法

1.5.1 發(fā)酵pH值的測定

瘤胃液pH 值采用上海雷磁PHS—3C 型pH 計進行測定，在測定之前要使用pH 值4.01 和pH 值6.8 的標準緩沖液進行校正。

1.5.2 揮發(fā)性脂肪酸（VFA）

采用GC-1690氣相色譜儀(杭州科曉化工儀器設備有限公司)FID檢驗器測定VFA，色譜柱：Nukol毛細管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm)；進樣口溫度220 ℃；檢測器250 ℃；柱溫升溫程序：起始溫度60 ℃，然后以20 ℃/min的升溫速率升至190 ℃，保持3 min，進樣口壓力：100 kPa；SPL分流比：20∶1；氣體流速：載氣氮氣（N2）75 ml/min；氫氣（H2）70 ml/min；空氣50 ml/min；進樣量：1 μl。

1.5.3 氨態(tài)氮（NH3-N）

氨態(tài)氮的含量按照馮宗慈等（1993）[13]的改進方法，采用752紫外可見分光光度計測定。

1.5.4 微生物蛋白（MCP）

微生物蛋白采用考馬斯亮藍法，用752紫外可見分光光度計來測定培養(yǎng)液中微生物蛋白的含量。

1.5.5 干物質消化率（IVDMD）

干物質消化率（%）=（m1-m2）/m1×100

式中：m1——樣品的重量；

m2——體外消化后殘渣的重量。

1.6 數據統(tǒng)計與分析

試驗數據用Excel 2003軟件進行初步的處理，統(tǒng)計分析采用SPSS 17.0 程序進行分析，多重比較采用Duncan's法。

2 試驗結果

2.1 甜菜堿對發(fā)酵液VFA的影響（見表3）

表3 甜菜堿對發(fā)酵液VFA的影響

由表3 可知，8、12、16 mg/g 添加組總揮發(fā)性脂肪酸、丙酸含量較對照組有所提高，但差異不顯著（P＞0.05）。添加量為8、12、16 mg/g 組的乙酸含量顯著高于對照組（P＜0.05），各試驗組的丁酸含量與對照組相比，均有提高，而乙酸/丙酸比例隨著添加水平的增加，有降低的趨勢，但差異不顯著（P＞0.05）。

2.2 甜菜堿對發(fā)酵液NH3-N、MCP、IVDMD、pH 值的影響（見表4）

從表4可以知道，各試驗組中NH3-N和MCP的含量相比于對照組有所提高，但是差異不顯著（P＞0.05）。添加量為8、12、16 mg/g 組的干物質消化率均高于對照組，而各組的pH值無顯著差異（P＞0.05）。

表4 甜菜堿對發(fā)酵液NH3-N、MCP、IVDMD、pH值的影響

3 討論

3.1 甜菜堿對發(fā)酵液VFA的影響

揮發(fā)性脂肪酸（VFA）能促進反芻動物腸胃運動，抑制腸胃中病原微生物的生長，在反芻動物中常作為能源供體[14-15]，提高VFA 的含量有利于反芻動物的生產。在本試驗中，添加8、12、16 mg/g 的甜菜堿，其總揮發(fā)性脂肪酸、乙酸、丁酸含量相比于對照組有提高，這與前人的研究一致[16]。

3.2 甜菜堿對發(fā)酵液NH3-N、MCP、IVDMD、pH 值的影響

干物質消化率反映的是動物對飼料的利用率，研究表明，在湖羊日糧中，添加甜菜堿在一定程度上可以提高干物質消化率[17]。在本試驗中，添加甜菜堿有提升干物質消化率的趨勢，這與前人的研究一致[18]。反芻動物瘤胃pH值正常范圍一般為6～7，其反映了瘤胃的發(fā)酵情況，對于飼料的消化有著重要的影響[19]。本試驗中，試驗組pH值與對照組相比差異不顯著（P＞0.05）。各試驗組pH值均處于正常范圍內，未對人工瘤胃內環(huán)境產生不良影響。瘤胃內的氨態(tài)氮是合成微生物蛋白（MCP）的主要氮源，而微生物蛋白（MCP）是反芻動物重要的蛋白質來源[20-21]。本試驗中，添加甜菜堿提高了NH3-N、MCP 的含量，這與前人的研究一致[22],說明添加一定水平的甜菜堿可以提高瘤胃NH3-N、MCP的含量。

4 結論

在本試驗條件下，在日糧中添加一定比例的甜菜堿有助于改善體外干物質消化，同時有提高NH3-N、MCP、VFA的含量的趨勢。綜合本試驗的各個指標以及實際生產中經濟因素，添加8 mg/g的甜菜堿較為適當。