棕櫚油和植物次生化合物對奶牛采食量、消化率及微生物種群的影響

王金合，孫彥婷，牛 暉，曹素芳，包文奇

（河南牧業經濟學院 動物醫藥學院，河南鄭州 450046）

在過去的幾十年里，為了優化瘤胃發酵模式，提高采食量和效率，在反芻動物生產中使用抗生素等飼料添加劑。但由于抗生素的限用和禁用，以及人們越來越重視其對食品安全的影響，因此人們對植物和植物提取物（如含有具有抗菌特性的次生化合物，如單寧和皂苷）來控制瘤胃發酵，提高飼料效率更感興趣（Sallam等，2009）。雨樹豆莢粉含有濃縮單寧和皂苷，有可能通過抑制原生動物和產甲烷菌來控制瘤胃發酵，從而減少體外產甲烷（Anantasook和 Wanapat，2012）。此外，日糧中的脂質是瘤胃發酵的有效調節劑，可以減少原生動物對蛋白質的吸收，提高反芻動物日糧中蛋白質的利用效率，減少氮的損失。此外，用大豆油等植物油飼喂動物有減少產甲烷細菌的潛力（Mao等，2010）。因此，本研究旨在探討雨樹豆莢和棕櫚油對奶牛采食量、消化率、微生物蛋白合成和微生物種群的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗設計試驗選擇4頭泌乳早期、平均體重為（408±37）kg的奶牛，按照4×4拉丁方設計進行分組。分別飼喂4種日糧，對照組為基礎日糧組，T1組為60 g/kg豆莢組，T2組為20 g/kg棕櫚油組，T3組為60 g/kg豆莢組+20 g/kg棕櫚油組。基礎日糧組成及原料成分見表1。試驗期間奶牛自由采食和飲水，本試驗分4個階段進行，每個階段持續21 d，前14 d為適應期，后7 d為樣品收集期。

1.2 樣品采集與分析在收集期間每天采集飼料用于養分分析，在每個周期的最后7 d收集飼料、糞便和尿液樣本，所有樣品均合并為1份，用于測定干物質、灰分、粗蛋白質、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維。在每個周期結束時，分別在飼養后0和4 h收集瘤胃液和頸靜脈血液樣本。瘤胃液用于測定pH、氨氮濃度，血液樣品離心分離血清，血清用于測定尿素氮含量。參考Hungate（1996）的方法對纖維分解菌、蛋白水解菌和淀粉水解菌進行識別和計數。

表1 精料組成及經尿素處理的水稻秸稈和豆莢的化學成分 g/kg

1.3 統計分析所有數據均按4×4拉丁方陣設計采用SAS軟件單因素方差分析（One-way-ANOVA），采用Duncan's法進行多重比較法，P＜0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 對采食量和養分消化率的影響由表2可知，日糧處理對奶牛尿素處理秸稈、濃縮料和干物質采食量及干物質、有機物和酸性洗滌纖維表觀消化率均無顯著影響（P＞0.05）。對照組和棕櫚油組粗蛋白質表觀消化率較豆莢組顯著提高10.26%和9.11%（P＜0.05），棕櫚油+豆莢組中性洗滌纖維表觀消化率較其他組顯著提高3.29%、2.17% 和 2.97%（P＜0.05）。

表2 豆莢和棕櫚油對奶牛采食量和養分消化率的影響

2.2 對瘤胃發酵及嘌呤衍生物排泄的影響由表3可知，日糧處理對奶牛采食后0和4 h瘤胃pH和血清尿素氮含量無顯著影響（P＞0.05）。奶牛采食4 h后，對照組瘤胃氨氮濃度較豆莢組顯著提高35.11%（P＜0.05），而對照組和棕櫚油組氨氮濃度均值較其他兩組分別顯著提高12.64%、11.36%和12.07%、10.80%（P＜0.05）。各處理對尿囊素和尿肌酐排泄量無顯著影響（P＞0.05）。豆莢組尿囊素吸收量分別較其他組顯著提高19.22%、11.94%和10.27%（P＜0.05），同時微生物蛋白合成量最高（P＜0.05）。豆莢組和豆莢+棕櫚油組微生物氮供應量顯著高于其他組（P ＜ 0.05）。

2.3 對瘤胃微生物菌群的影響由表4可知，奶牛采食后0 h，對照組瘤胃原生動物數量顯著高于棕櫚油組和豆莢+棕櫚油組（P＜0.05），而采食4 h后，對照組瘤胃原生動物數量最高（P＜0.05）。日糧處理對奶牛采食0和4 h后瘤胃細菌總數和淀粉水解菌數量無顯著影響（P＞0.05）。豆莢+棕櫚油組奶牛采食4 h后瘤胃纖維分解菌數量較其他組顯著提高6.76%、8.22%和6.76%（P＜0.05），而對照組和棕櫚油組瘤胃蛋白水解菌數量較豆莢組顯著提高21.87%和23.43%（P＜0.05）。

表3 豆莢和棕櫚油對奶牛瘤胃發酵及嘌呤衍生物的影響

表4 豆莢和棕櫚油對奶牛瘤胃微生物菌群的影響

3 討論

結果表明，日糧處理對干物質采食量、尿素處理水稻秸稈及精料采食量、干物質、有機物和酸性洗滌纖維表觀消化率均無影響，這與Pilajun和Wanapat（2011）的研究一致。但 Otaru等（2011）發現，當日糧棕櫚油添加水平大于40 g/kg時，山羊的自由采食量降低。盡管日糧處理對采食量無顯著影響，但添加棕櫚油+豆莢可提高中性洗滌纖維表觀消化率，降低蛋白質消化率。

瘤胃pH在各處理間無差異，范圍在6.6～6.7之間，這些值對正常瘤胃發酵、微生物生長和微生物活性最優（Wanapat等，2010）。本研究中血清尿素氮濃度為12.4～13.5 mg/dL，日糧添加棕櫚油和豆莢后瘤胃氨氮濃度顯著降低。Kamra等（2006）發現，皂果乙醇提取物可降低氨氮濃度，這可能是由于濃縮單寧產生了蛋白-單寧絡合物，降低了瘤胃對飼料蛋白降解的有效性和氨氮的釋放。Mapato等（2010）指出，當奶牛日糧添加60 g/kg葵花油時，氨氮濃度降低，這與蛋白質消化率降低有關。尿囊素吸收引起的瘤胃微生物蛋白合成量為284.6～339.3 g/d，這可能是由于豆莢降低了原生動物的數量，對微生物氮的瘤胃內循環和微生物氮的供應降低有重要作用（Wang等，2012）。

Anantasook和 Wanapat（2012）發現，添加含有濃縮單寧和皂苷的雨樹豆莢后，原生動物種群數量減少，因為原生動物對植物次生化合物的敏感性可以用細胞膜中甾醇的存在來解釋，而皂苷可能與甾醇在原生動物細胞膜上形成復合物，破壞細胞膜。此外，植物次生化合物和油對原生動物有特殊的毒性，這可能是本研究中纖維素分解菌數量增加的原因。單寧的抗菌作用是由于單寧與細菌細胞壁分泌的胞外酶相互作用改變了細胞壁形態，單寧會引起細胞膜破壞，直接作用于微生物的新陳代謝，并通過陽離子螯合降低其對微生物的可利用性，剝奪微生物生長底物（Smith等，2005）。

4 結論

在奶牛日糧中添加棕櫚油或豆莢對采食量無不良影響。此外，添加棕櫚油還能提高纖維的消化率和瘤胃纖維素分解菌的數量。日糧添加豆莢降低了粗蛋白質消化率、瘤胃氨氮濃度、瘤胃蛋白水解菌和原生動物數量，導致微生物蛋白合成量增加。