日糧精粗比與維生素A添加水平對奶牛體外瘤胃發酵參數的影響

鮑宏云 閆素梅 喬良 倪麗麗 高民 成海榮

維生素A是奶牛重要的微量營養素之一，是調節基因表達，促進胚胎發育，增強機體免疫，維持正常視覺及上皮細胞完整性所不可缺少的低分子有機化合物(Gudas等,1994)[1]，因此，在日糧中添加適宜劑量的維生素A充分滿足維生素A的需要對奶牛是非常重要的。瘤胃在反芻動物消化和吸收營養物質過程中起著重要的作用，其發酵是保證反芻動物正常生命活動的重要因素。一些研究發現反芻動物日糧中的維生素A只有一部分進入小腸（Fernandez，1976)[2]，另一部分維生素A在經過瘤胃時被降解（Rode等，1990）[3]。Weiss等（1995）[4]的研究指出維生素A的降解與日糧精粗比有關，且高精料日糧條件下維生素A在瘤胃內有較高的降解率。喬良亦指出（2007）[5]維生素A的降解率與精粗比及添加劑量有關。因此，在實際生產中人們通常采用提高維生素A添加量、飼喂過瘤胃保護維生素A或肌肉注射維生素A等方法來滿足反芻動物機體維生素A的需求。但是這些方法均會影響反芻動物瘤胃內維生素A的含量。而關于瘤胃內維生素A含量的改變是否會對瘤胃發酵造成一定影響的報道卻相當有限。鑒此，本試驗擬利用體外批次培養法，研究不同日糧精粗比、不同來源及添加水平的維生素A對瘤胃發酵的影響，進而為實際生產中合理選用維生素A的補加方法提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗動物與飼養管理

選擇3頭健康、體重相近、安裝有永久瘤胃瘺管，并且處于干奶期的荷斯坦奶牛作為瘤胃液的供體牛。供體牛每日早7點和晚7點兩次飼喂，飼喂結束后擠奶自由飲水。

1.2 試驗日糧

試驗日糧參照中國奶牛飼養標準（2004）配制，其組成和營養水平見表1。

1.3 維生素A源

VA 由羅氏(上海)維生素有限公司生產,以維生素A醋酸酯微粒形式存在，效價：50萬IU/g。

1.4 試驗設計

本試驗采用2×3完全隨機試驗設計，第一因素為培養底物的精粗比，設2∶8和5∶5兩個水平，第二因素為維生素A的添加劑量，設低、中、高3個水平，分別為每毫升培養液中5.8、11.7、23.3 IU。試驗共分6個處理組，每處理組于體外培養開始后的4、8、12、24 h四個時間點取樣，每個時間點3個重復。

表1 基礎日糧組成及營養水平(DM基礎)

1.5 體外培養裝置

體外批次培養裝置自行設計，用150 ml培養瓶，瓶口安裝橡皮塞，主體為恒溫水浴搖床，水浴溫度和振蕩頻率可調。

1.6 瘤胃液的采集

于晨飼前采集瘤胃液，迅速將樣品倒入已預熱達39℃并通有CO2的保溫瓶中，并且使3頭奶牛的瘤胃液等量混合，經兩層紗布過濾后，加入到預先裝有緩沖液和培養底物的培養瓶中備用。

1.7 體外培養液的制備

體外批次培養的培養體系為60 ml，其中瘤胃液與緩沖液的比例為1∶2，緩沖液的配制及體外培養操作過程參照盧媛（2002）[6]的方法進行。體外培養過程中所用培養底物分為高精料與低精料兩組，兩組的精粗比分別為5∶5和2∶8。培養底物添加量為0.5 g。體外培養底物組成見表2。

表2 體外培養底物組成（DM基礎）

1.8 測定指標與方法

pH值用pHS-3B型精密pH計測定；揮發性脂肪酸（VFA）含量采用內標法測定，測定程序參照秦為琳(1982)[7]的方法進行。體外培養液氨氮(NH3-H)濃度的測定參照馮宗慈等（1993）[8]的比色方法進行測定。菌體蛋白（BCP）用John（1997）[9]的方法進行處理，采用Bradford（1976）[10]的方法測定菌體蛋白含量。

1.9 數據處理

試驗數據采用EXCEL2003進行初步整理，利用SAS軟件中的方差分析（ANOVA）進行差異性顯著檢驗和多重比較。

2 試驗結果與分析

2.1 日糧精粗比、維生素A添加水平對體外培養液pH值的影響（見表3）

由表3結果可知，高精料組體外培養液中的pH值在各個培養時間點均顯著低于低精料組（P＜0.05）。維生素A添加水平（5.8～23.3 IU/ml）對pH值的影響差異均不顯著（P＞0.05）。

表3 日糧精粗比、維生素A添加水平對體外培養液pH值的影響

2.2 日糧精粗比、維生素A添加水平對體外培養液VFA含量的影響（見表4～表8）

由表4、表5、表6、表7、表8的結果可知，高精料組在體外培養各個時間點的乙酸、丙酸、丁酸及TVFA含量均顯著高于低精料組（P＜0.05）。維生素A的添加劑量在5.8～23.3 IU/ml范圍內對乙酸、丙酸、丁酸及TVFA含量的影響較小。高精料組在24 h時的乙丙比顯著低于低精料組（P＜0.05）,說明高精料組產生的丙酸在TVFA中所占比例較高。維生素A的添加劑量在5.8～23.3 IU/ml范圍內，對乙丙比的影響也較小。在體外培養的過程中，除4 h外，不同維生素A添加劑量之間對于乙丙比的影響均不顯著(P＞0.05)。

表4 日糧精粗比及VA添加水平對體外培養液乙酸含量的影響（mmol/l）

表5 日糧精粗比及VA添加水平對體外培養液丙酸含量的影響（mmol/l）

2.3 日糧精粗比、維生素A添加水平對體外培養液氨氮（NH3-N）濃度的影響（見表9）

由表9可見，高精料組在體外培養的4、12、24 h氨氮濃度均顯著高于低精料組（P＜0.05）。維生素A添加劑量（5.8～23.3 IU/ml）對體外培養液氨氮濃度的影響在各個時間點差異均不顯著(P＞0.05)。從整體趨勢看，各處理組的氨氮濃度均隨著體外培養時間的延長呈現先下降后上升的趨勢。

2.4 日糧精粗比、維生素A添加水平對體外培養液菌體蛋白（BCP）含量的影響（見表10）

由表10的結果可知，高精料組在體外培養的各個時間點培養液BCP含量均顯著高于低精料組(P＜0.05)。維生素A添加劑量（5.8～23.3 IU/ml）對體外培養液BCP含量的影響在各個時間點均不顯著(P＞0.05)。

表6 日糧精粗比及VA添加水平對體外培養液丁酸含量的影響（mmol/l）

表7 日糧精粗比及VA添加水平對體外培養液乙丙比的影響

表8 日糧精粗比及VA添加水平對體外培養液TVFA含量的影響（mmol/l）

表9 日糧精粗比及VA添加水平對體外培養液NH3-N濃度的影響（mg/100 ml）

表10 日糧精粗比及VA添加水平對體外培養液BCP含量的影響（mg/100 ml）

3 討論

3.1 維生素A添加水平對瘤胃發酵參數的影響

關于維生素A添加水平對奶牛瘤胃發酵參數的影響研究報道極少，研究結果也不盡一致。李飛等(2000)[11]報道，在肉牛日糧中添加適量的維生素A（5 000 IU），與對照組相比可以提高瘤胃中乙酸濃度和玉米秸稈干物質的有效降解率(P＜0.05)。同時，匡偉等（2006）[12]的報道指出在體外瘤胃培養液中添加一定劑量的維生素A能夠使培養液pH值呈上升趨勢，NH3-N和VFA的平均濃度呈下降趨勢，但差異不顯著(P＞0.05)。本試驗的結果表明，維生素A的添加劑量（5.8～23.3 IU/ml）對于體外培養液pH值、VFA含量、氨氮濃度與BCP濃度的影響均較小。這些結果說明在5.8～23.3 IU/ml范圍內，維生素A的添加水平對瘤胃微生物的生長與繁殖無明顯影響。關于造成研究結果不一致的原因尚不清楚，可能與動物種類、添加劑量等因素有關，還需要進一步探討。

3.2 日糧精粗比對瘤胃發酵參數的影響

pH值是反映瘤胃發酵水平的一項綜合指標。它直接受唾液分泌、氨氮、VFA及其它有機酸生成、吸收和排出等諸多因素的影響，而引起瘤胃pH值波動的根本原因則是日糧結構和日糧營養[13，14]。在體外培養試驗中，不存在唾液的分泌及營養物質外排的情況，因此影響培養液中pH值的變化的主要因素是VFA和有機酸的產生和吸收以及氨氮濃度的變化，VFA含量升高、氨氮濃度下降時pH值則下降。在本試驗中，高精料組在所有時間點培養液的pH值均顯著低于低精料組(P＜0.05)。究其原因是由于低精料組培養底物中有較高纖維含量。纖維物質中所含的糖類多為結構性碳水化合物，其在瘤胃中發酵速度緩慢，從而使微生物產生VFA和其它有機酸的速度減緩，進而導致相同時間點，低精料組pH值高于高精料組。

反芻動物瘤胃發酵所產生的揮發性脂肪酸約占進入機體代謝的碳流量的2/3（Sauvant等，1995）[15]，是反芻動物賴以生存、保持正常生長、泌乳、繁殖的主要能源，可提供反芻動物總能量需要量的70%～80%(Bergman等1975;王加啟，1992）[16，17]因此，VFA濃度也是瘤胃發酵的主要指標之一；瘤胃發酵類型即乙酸/丙酸比也明顯地影響著能量的利用率和能量儲存部位。乙酸是反芻動物乳脂合成的主要前體，丙酸則是反芻動物重要的葡萄糖前體，因此丙酸型發酵能為機體提供更多的能量。反芻動物瘤胃內VFA的吸收總是遵循丁酸吸收最快，丙酸次之，乙酸最慢的規律[18]。影響瘤胃VFA含量和比例的最關鍵因素是日糧結構，Merchen等(1986)[19]用高粗料和高精料羯羊日糧做對比試驗，結果表明瘤胃內總VFA濃度不受影響，但高精料日糧組乙酸和丁酸的濃度顯著降低，丙酸濃度顯著升高。Hart(1987)[20]卻認為，隨著肉牛日糧中高粱籽實添加量的增加，乙酸和丁酸的濃度不受影響，丙酸的濃度卻顯著升高。在本試驗的研究結果中，高精料組在體外培養的各個取樣時間點TVFA、乙酸、丙酸、丁酸含量均高于低精料組，且兩組各種酸的含量均隨著體外培養時間的延長而逐漸升高。體外培養24 h時，高精料組乙丙比均顯著低于低精料組(P＜0.05)。這說明雖然高精料組能夠刺激微生物產生更多的揮發性脂肪酸，但是低精料組發酵產生的乙酸在總揮發性脂肪酸中所占比例較高，而丙酸比例較低。

瘤胃中的NH3-N主要來源于食糜中蛋白氮和非蛋白氮的降解，瘤胃NH3-N濃度在一定程度上反應了特定日糧組成下，飼料蛋白降解速率與微生物蛋白合成速率間所達到的平衡狀況(McDonald,1988)[21]。本試驗的結果表明，高精料組氨氮的濃度在體外培養的4、12、24 h均顯著高于低精料組(P＜0.05)，同時高精料組在上述時間點的BCP含量也高于低精料組，這說明高精料組對于飼料蛋白質的降解能力優于低精料組。

菌體蛋白的含量直接反映瘤胃中細菌的數量。由本試驗的結果可知，高精料組BCP的含量在各個培養時間點均顯著高于低精料組。說明高精料能夠促進瘤胃細菌的增加。

4 小結

①日糧精粗比顯著影響各項奶牛瘤胃體外發酵參數；提高日糧中的精料比例可以促進揮發性脂肪酸的生成，促進氨氮的釋放與BCP的合成，降低pH值。②維生素A添加水平在5.8～23.3 IU/ml范圍內，對奶牛瘤胃體外發酵的影響較小。

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