檸檬酸稀土對錦江黃牛瘤胃體外發酵特性的影響

柏 峻， 文露華， 瞿明仁， 李艷嬌， 許蘭嬌

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

我國稀土儲量豐富，位居世界首位，90年代初期，人們開始將稀土應用于畜牧業，目前稀土在豬、雞以及肉牛等動物均有研究和應用的報道。在畜牧行業中的稀土添加劑主要有無機稀土和有機稀土。無機稀土主要是碳酸稀土、氯化稀土和硝酸稀土，適用于養殖業的有機酸稀土有抗壞血酸稀土、檸檬酸稀土和氨基酸稀土等。大量研究表明，稀土對動物的飼料轉化率、日增重及體內消化代謝均有一定的促進作用 （Schwabe等，2011；He等，2001）。其中，檸檬酸稀土作為一種極具開發潛力的添加劑（Ellis 等，2002；桂榮等，1994），在反芻動物上的應用仍不夠深入。對我國本地肉牛品種飼養的研究中，在日糧中添加檸檬酸稀土更是鮮有報道。錦江黃牛是江西著名肉牛地方品種之一，飼養量大，是江西主要養殖品種。因此，本試驗旨在通過體外培養技術，探究檸檬酸稀土對錦江黃牛體外發酵特性的影響，為檸檬酸稀土在錦江黃牛生產飼養上的應用提供一定的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 稀土添加劑 稀土添加劑為檸檬酸稀土，購自江西筐廬科技有限公司，白色或淡黃色流動性粉末，溶于水，粒度＜90目。檸檬酸稀土（≥99%； 其中稀土元素 （以 Re計）≥36%；鎘（Cd）≤0.0001%、鉛（Pb）≤0.002%、砷（As）≤0.0005%。

1.3 瘤胃液供體動物及飼養管理 瘤胃液供體動物為安裝有永久性瘤胃瘺管的健康錦江黃牛3只（體重約為370 kg），采用單欄飼養。粗料為稻草，精料主要為豆柏和玉米，每日兩次等量飼喂（8：00 和 18：00），自由飲水。基礎日糧見表 1。

1.4 試驗方法

1.4.1 試驗設計 試驗采用單因素試驗設計，檸檬酸稀土在基礎日糧中的添加水平見表2。

1.4.2 瘤胃液的采集 于晨飼前，利用長臂手套，通過瘤胃瘺管分別于瘤胃上下前后四個部位采集等量瘤胃液，混合均勻。采集好的瘤胃液迅速灌入經預熱達39℃的滅菌清潔燒杯中，燒杯置于裝有39℃蒸餾水的保溫瓶中，灌滿后立即蓋好保溫瓶蓋子，迅速返回實驗室，經4層紗布過濾后持續通入氣體5 min，然后迅速分裝至已預熱好并裝有培養底物（基礎日糧0.5 g）和人工培養液（40 mL）的培養瓶內，每個培養瓶加20 mL瘤胃液。接通培養瓶和注射器，打開振蕩開關，開始培養。

表1 基礎日糧組成及營養水平（風干基礎）

表2 試驗分組情況和各組稀土添加量

1.4.3 人工唾液的配置 參照Menke（1988）體外瘤胃發酵技術，0.1 mL微量元素溶液 （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，通入CO2氣體達到飽和狀態，溫度在39℃后維持穩定，加62.4 mL還原液（E，該溶液需要現配先用），繼續通入CO2，直至溶液由淡藍色轉變為無色。

A，B，C，D，E各溶液按如下配方進行配制：

A 溶 液 ：1.0 g CoC12·6H2O+10.0 g MnC12·4H2O+13.2 g CaC12·2H2O+8 g FeC13·6H2O， 用蒸餾水溶解并定容至1000 mL；

B 溶液：35 g NaHCO3（分析純）+4.0 g NH4HCO3（分析純），用蒸餾水溶解，并定容至1000 mL；

綜上所述，為確保輸電線路內部絕緣子實際運行期間不會出現電流泄漏問題，便需電力業內部廣大專業性地技術員在實際工作期間愈加關注該故障問題，通過在線式監測系統合理化地應用，對輸電線路內部絕緣子實際運行期間電流泄漏問題，予以實時化地監測，切實地避免輸電線路內部絕緣子運行期間有電流泄漏問題出現，讓輸電線路可一直維持著良好地、安全地運行狀態，保證輸電線路實際運行效率。

C 溶液：0.6 g MgS04·7H2O+6.2 g KH2P04（無水）+5.7 g Na2HPO4（無水），加蒸餾水溶解，定容至1000 mL；

D溶液：取100 mg刃天青，用蒸餾水溶解并定容至100 mL；

E 溶液：4.0 mL NaOH （1N）+625 mg Na2S·9H2O+625 mg半胱氨酸鹽酸鹽+95 mL蒸餾水。

1.4.4 樣品的預處理 培養24 h后，培養液立即用pH計測定pH，然后將培養物用紗布過濾，濾液-20℃冷凍保存，用于瘤胃發酵參數氨態氮及菌體蛋白的測定。濾渣無損地轉移入尼龍袋中，置于65℃烘箱中烘干至恒重，以測定干物質含量。

1.5 測定指標及方法

1.5.1 產氣量 根據體外產氣注射器上產氣前后的刻度差直接讀取。

1.5.2 發酵pH的測定 瘤胃液中pH采用上海雷磁PHS-3C型pH計進行測定，測定前使用pH=4.01和pH=6.8的標準緩沖液對pH計進行校正。

1.5.3 氨態氮 （NH3-N） NH3-N含量按馮宗慈（1993）改進方法，采用752紫外可見分光光度計進行測定。

1.5.4 微生物蛋白 （MCP） MCP采用考馬斯亮藍法（Zinn，1986），應用752 紫外可見分光光度計來測定培養液中的微生物蛋白含量。

1.5.5 干物質消化率（IVDMD）

式中：樣品重量為M1，體外消化后殘渣重量為M2。1.6 數據統計與分析 試驗數據先用Excel 2003軟件進行初步處理，統計分析采用SPSS 17.0中的 one-way ANOVA程序進行方差、線性和二次型分析，多重比較采用 Ducan’s法。

2 結果分析

2.1 不同添加水平的檸檬酸稀土對錦江黃牛體外發酵相關參數的影響 由表3可知，體外發酵24 h后，檸檬酸稀土添加組與對照組產氣量差異不顯著（P＞0.05），添加組產氣量與對照組相比均出現一定程度的下降，隨著檸檬酸稀土添加水平的增加，產氣量出現先降低后增加隨后又降低的現象。其中600 mg/kg組產氣量在添加組中最高，400 mg/kg和1200 mg/kg組產氣量偏低。就pH而言，檸檬酸稀土添加組中600 mg/kg和800 mg/kg兩組均顯著高于對照組，均顯著提高了1.19%（P＜0.05），其余添加組與對照組相比差異均不顯著（P＞0.05），除 1200 mg/kg低于對照組外，其余各組pH均有小幅度增加。另外，檸檬酸稀土添加組與對照組之間錦江黃牛IVDMD的差異不顯著（P＞0.05），其中200 mg/kg組錦江黃牛IVDMD最低，600 mg/kg組錦江黃牛IVDMD最佳，并且在添加組600 mg/kg后，其IVDMD隨著添加濃度的增加會有下降的趨勢，在1200 mg/kg時，降至最低。此外，400 mg/kg組的NH3-N含量較對照組顯著提高了 15.17%（P ＜ 0.05），600、800、1000 mg/kg和1200 mg/kg組的NH3-N產量較對照組分別有所降低，但差異均不顯著（P＞0.05）。通過趨勢性分析，可以反映出檸檬酸稀土添加組的NH3-N產量有先升高后下降的趨勢。而檸檬酸稀土添加組的MCP濃度除1200 mg/kg外，均較對照組有所提高，其中800、1000 mg/kg組的MCP濃度較對照組分別顯著提高21.05%、21.9%（P＜0.05），而1200 mg/kg MCP的濃度最低，比對照組MCP濃度降低了5.55%（P＞0.05）。

表3 不同添加水平的檸檬酸稀土對錦江黃牛體外發酵的影響

3 討論

3.1 不同添加水平的檸檬酸稀土對錦江黃牛產氣量與干物質消化率的影響 Menke和Steingass（1988）通過試驗證實飼料樣品在體外發酵24 h后的產氣量與瘤胃內有機物的消化率呈顯著的正相關。試驗中添加檸檬酸稀土組產氣量與對照組相比均出現一定程度的下降，其IVDMD也出現與之相關的趨勢，其中添加600 mg/kg檸檬酸稀土組產氣量最高，與之對應的干物質消化率也是最高。說明了適當添加檸檬酸稀土在一定程度上能夠促進有機物的降解。鄭茜（2007）研究報道，稀土元素濃度的大小直接影響了其對酶的作用，即當稀土元素濃度較低時會激活酶的活性，而當稀土元素濃度過高時，會抑制酶的活性。本研究結果顯示添加1200 mg/kg檸檬酸稀土組產氣量為添加組中最低，這意味著高水平的檸檬酸稀土抑制了有機物的降解，這與稀土元素濃度過高抑制了酶的活性有關。曹永范等（2010）研究也表明低濃度的稀土離子能夠激活纖維素酶的活性，而高濃度的稀土元素則會抑制酶的活性，與本次試驗結果一致。

3.2 不同添加水平的檸檬酸稀土對錦江黃牛體外發酵pH的影響 瘤胃液pH可綜合反映瘤胃內環境的變化，pH過高或過低都會影響瘤胃微生物的發酵。望丕縣等（1991）報道瘤纖維分解菌分解纖維素的最適pH為6.2～7.0。當瘤胃pH低于6.2時，纖維分解菌的生長會受到抑制 （趙廣永等，1997），微生物蛋白合成效率下降。本研究發現，各組pH均保持在6.67～6.76，適合纖維降解菌的生長，沒有對瘤胃內環境造成不良影響。

3.3 不同添加水平的檸檬酸稀土對錦江黃牛體外發酵NH3-N和MCP濃度的影響 氨氮是瘤胃內含氮物質分解的終產物，瘤胃內的微生物對氨氮的需求需要一個適宜濃度，氨氮濃度過高或過低均不利于瘤胃微生物的生長。Preston（1984）提出微生物對NH3-N濃度的耐受范圍為6 ～ 30 mg/100 mL，Ortega 等（1979）認為，NH3-N作為瘤胃微生物的氮源，其濃度的大小對微生物的生長有明顯的影響，且瘤胃微生物生長的最佳NH3-N濃度為6.3～27.5 mg/100 mL。由此可知，本研究中的NH3-N均處于最佳范圍內。而在體外發酵24 h后，其中400 mg/kg組的NH3-N顯著高于對照組（P ＜ 0.05），而 600、800、1000 mg/kg 和1200 mg/kg組的NH3-N濃度較對照組均有降低；檸檬酸稀土的添加組的MCP產量除了1200 mg/kg組外，均較對照組有所提高，其中800、1000 mg/kg組的MCP濃度較對照組分別顯著提高21.05%、21.9%（P＜0.05），說明添加適量的檸檬酸稀土能夠促進微生物對NH3-N的利用，合成更多的MCP。于靜等（2010）報道，添加硝酸稀土混合物后微生物蛋白極顯著的增加了34.3%，進一步證實瘤胃中添加檸檬酸稀土能促進瘤胃微生物蛋白的合成。

4 小結

添加適當水平的檸檬酸稀土能夠有效改善錦江黃牛瘤胃的內環境，提高瘤胃微生物利用NH3-N生成MCP的能力。過高的稀土添加水平會抑制MCP合成及對錦江黃牛瘤胃干物質消化率有一定抑制作用。在本試驗條件下，添加檸檬酸稀土的最適范圍為800～1000 mg/kg。