肖 宇王利華程 明祁 茹褚永康林英庭*

(1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，青島 266109;2.青島市畜牧獸醫(yī)研究所，青島 266100)

寡糖(oligosaccharides)是由2～10個(gè)單糖以糖苷鍵連接起來(lái)形成的一類(lèi)糖，根據(jù)單糖分子間結(jié)合位置的不同，可分為普通寡糖和功能性寡糖。大量研究表明，功能性寡糖具有無(wú)污染、無(wú)殘留等優(yōu)點(diǎn)，能夠改善動(dòng)物胃腸道微生物區(qū)系，增強(qiáng)機(jī)體免疫功能，改善脂類(lèi)代謝，提高飼料養(yǎng)分利用率，改善動(dòng)物生產(chǎn)性能［1－5］。因此，功能性寡糖作為一種替代抗生素的新型飼料添加劑越來(lái)越受到人們的關(guān)注。目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)功能性寡糖在反芻動(dòng)物的研究主要集中在犢牛、奶牛以及綿羊上。任海軍［6］報(bào)道，0.1%殼聚糖能夠明顯增加奶牛腸道乳酸桿菌的數(shù)量，降低大腸桿菌的數(shù)量。Heinrichs等［7］報(bào)道，甘露寡糖能夠優(yōu)化牛的胃腸道微生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)雙歧桿菌等有益菌的增殖，抑制大腸桿菌等致病菌的數(shù)量。邰秀林等［8］報(bào)道，果寡糖可緩解早期斷奶對(duì)犢牛的應(yīng)激，提高犢牛血清免疫球蛋白A(IgA)和免疫球蛋白G(IgG)含量。王喜明等［9］報(bào)道，5 g/d低聚木糖可顯著提高4周末犢牛的平均日增重和體重。瞿明仁等［10］報(bào)道，瘤胃和十二指腸灌注大豆寡糖能夠提高綿羊外周血液免疫細(xì)胞CD4細(xì)胞數(shù)量、CD4/CD8值及血清IgA和IgG含量。而寡糖對(duì)山羊尤其是奶山羊的研究報(bào)道極少。因此，本試驗(yàn)擬通過(guò)研究飼糧中添加5種不同的功能性寡糖對(duì)奶山羊瘤胃發(fā)酵功能的影響，篩選和確定適宜作為奶山羊飼料添加劑的寡糖種類(lèi)，為寡糖在奶山羊領(lǐng)域的合理應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

寡木糖(XOS，純度為70%)，異麥芽寡糖(IMO，純 度 為 90%)，果寡糖(FOS，純 度 為90%)，半乳甘露寡糖(GMOS，純度為80%)，甘露寡糖(MOS，純度為50%)，均為商業(yè)產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物及試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)選用6只體況良好，體重(32.80±2.45)kg裝有永久性瘤胃瘺管的6月齡去勢(shì)嶗山奶山羊。采用分期分組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，每期中1只羊飼喂以混合精料為基礎(chǔ)不添加寡糖的對(duì)照飼糧(CT)，其他羊分別飼喂添加1%(以有效含量計(jì))不同外源寡糖的試驗(yàn)飼糧。試驗(yàn)共分4期，每期15 d，其中預(yù)試期13 d，正試期2 d。試驗(yàn)動(dòng)物及分組見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)動(dòng)物及分組Table 1 Dairy goats and groups of the test

1.3 試驗(yàn)飼糧及飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)精料組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表2。試驗(yàn)期間奶山羊單籠飼養(yǎng)，每日07:00和17:00分2次等量飼喂，先精后粗，精料425 g/d，粗料1 000 g/d(全株玉米青貯及花生蔓，比例為1∶2)，精粗比約30∶70，自由飲水，各組間飼養(yǎng)管理完全一致。

表2 精料組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 2 Composition and nutrient levels of the concentrate(air-dry basis) %

1.4 樣品采集

晨飼前采集瘤胃液作為0 h樣品進(jìn)行分析，同時(shí)按飼喂后 1、2、3、4、6、8、10 h 分別采集瘤胃液樣品，每次約30 mL。采集的瘤胃液經(jīng)4層紗布過(guò)濾后立即測(cè)定pH。取10 mL加入1 mL 6 mol/L鹽酸，用于測(cè)定氨態(tài)氮(NH3-N)濃度;取10 mL加入1 mL 25%的偏磷酸，用于測(cè)定揮發(fā)性脂肪酸(VFA)濃度。樣品放入干凈的離心管中于－20℃冰箱中保存。

1.5 測(cè)定指標(biāo)及方法

pH采用Sartotius普及型pH計(jì)測(cè)定(PB－10);NH3-N濃度的測(cè)定參照馮宗慈等［11］比色法;VFA濃度的測(cè)定按照曹慶云等［12］氣相色譜法。

1.6 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件整理，SPSS 17.0軟件One-way ANOVA進(jìn)行方差分析，LSD法進(jìn)行組間差異顯著性檢驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 結(jié)果

2.1 不同寡糖對(duì)奶山羊瘤胃pH的影響

由表3可見(jiàn)，各寡糖組的瘤胃pH在采食后各個(gè)時(shí)間點(diǎn)較對(duì)照組大致都有降低的趨勢(shì)(P＞0.05)。半乳甘露寡糖組的瘤胃pH在采食后6、8、10 h極顯著低于對(duì)照組、寡木糖組、異麥芽寡糖組和果寡糖組(P＜0.01)。甘露寡糖組的瘤胃pH在采食后6、10 h極顯著低于對(duì)照組和寡木糖組(P＜0.01)。果寡糖組的瘤胃pH在采食后10 h顯著低于對(duì)照組和寡木糖組(P＜0.05)。從平均值來(lái)看，半乳甘露寡糖組和甘露寡糖組的瘤胃pH極顯著低于對(duì)照組(P＜0.01)，甘露寡糖組顯著低于寡木糖組、異麥芽寡糖組和果寡糖組(P＜0.05)，半乳甘露寡糖組極顯著低于寡木糖組、異麥芽寡糖組和果寡糖組(P＜0.01)，寡木糖組、異麥芽寡糖組和果寡糖組與對(duì)照組差異不顯著(P＞0.05)，但較對(duì)照組都有降低的趨勢(shì)。

表3 飼糧中不同寡糖對(duì)奶山羊瘤胃pH的影響Table 3 Effects of different oligosaccharides on rumen pH of dairy goats

2.2 不同寡糖對(duì)奶山羊瘤胃NH3-N的影響

由表4可見(jiàn)，從平均值來(lái)看，半乳甘露寡糖組和果寡糖組的瘤胃NH3-N濃度顯著低于對(duì)照組，分別比對(duì)照組降低了 5.68%和 5.77%(P＜0.05);寡木糖組、異麥芽寡糖組、甘露寡糖組的瘤胃NH3-N濃度較對(duì)照組有降低的趨勢(shì)(P＞0.05)。從不同時(shí)間點(diǎn)來(lái)看，果寡糖組的瘤胃NH3-N濃度在采食后2 h顯著低于對(duì)照組(P＜0.05);半乳甘露寡糖組瘤胃NH3-N濃度在采食后3和4 h顯著低于對(duì)照組和異麥芽寡糖組(P＜0.05);甘露寡糖組和寡木糖組在采食后8 h顯著低于對(duì)照組(P＜0.05)。

表4 飼糧中不同寡糖對(duì)奶山羊瘤胃NH3-N濃度的影響Table 4 Effects of different oligosaccharides on rumen NH3-N concentration of dairy goats mg/dL

2.3 不同寡糖對(duì)奶山羊瘤胃VFA含量的影響

由表5可見(jiàn)，從平均值來(lái)看，半乳甘露寡糖組對(duì)奶山羊瘤胃內(nèi)乙酸含量的影響極顯著(P＜0.01)，其他寡糖組見(jiàn)差異不顯著(P ＞0.05)，但乙酸含量較對(duì)照組相比都有升高的趨勢(shì);半乳甘露寡糖組乙酸含量在采食后2、4、10 h均顯著高于對(duì)照組(P＜0.05);甘露寡糖組乙酸含量在采食后4 h顯著高于對(duì)照組(P＜0.05)。奶山羊瘤胃內(nèi)丙酸含量以半乳甘露寡糖組和果寡糖組較高，但是采食后各組間大多數(shù)時(shí)間點(diǎn)差異不顯著(P＞0.05)，只有半乳甘露寡糖組和寡木糖組的丙酸含量在采食后2 h顯著高于對(duì)照組(P＜0.05)。奶山羊各寡糖組瘤胃內(nèi)丁酸的含量在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)與對(duì)照組差異不顯著(P＞0.05);半乳甘露寡糖組的丁酸含量在采食后4 h顯著高于寡木糖組(P＜0.05)，采食后4、8 h顯著高于甘露寡糖組(P＜0.05)，采食后 8、10 h顯著高于異麥芽寡糖組(P＜0.05)。奶山羊瘤胃內(nèi)總揮發(fā)性脂肪酸(TVFA)的含量從平均值來(lái)看，半乳甘露寡糖組的TVFA含量顯著高于對(duì)照組、甘露寡糖組、果寡糖組和異麥芽寡糖組(P＜0.05)，其他各寡糖組雖與對(duì)照組差異不顯著，但TVFA含量都有升高趨勢(shì)(P＞0.05)。半乳甘露寡糖組和寡木糖組的乙酸/丙酸(A/P)值在采食后2 h顯著低于對(duì)照組、異麥芽寡糖組和果寡糖組(P＜0.05);甘露寡糖組采食后4 h顯著高于寡木糖組(P＜0.05);其他時(shí)間點(diǎn)各組間均差異不顯著(P＞0.05)。

3 討論

3.1 不同寡糖對(duì)奶山羊瘤胃pH的影響

瘤胃pH作為瘤胃發(fā)酵水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)，受飼糧性質(zhì)、唾液分泌、瘤胃內(nèi)VFA、NH3-N濃度、動(dòng)物本身生理狀況及飼養(yǎng)條件等多方面因素的影響。在本試驗(yàn)中，各寡糖組瘤胃pH的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律為采食后3～6 h降至最低，然后升高;不同寡糖都有降低奶山羊瘤胃pH的作用，半乳甘露寡糖與甘露寡糖的效果尤為明顯;而且各組瘤胃液各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的pH在6.23～6.99之間變動(dòng)，均處于正常生理范圍 5.5 ～ 7.5 之間［13］。Mwenya 等［14］研究表明，在荷斯坦奶?；A(chǔ)飼糧中單獨(dú)添加2%低聚半乳糖可以降低奶牛瘤胃pH。瞿明仁等［15］研究表明，在內(nèi)蒙古半細(xì)毛羯羊瘤胃內(nèi)灌注1%和2%的果寡糖，均能顯著降低瘤胃pH。劉光斌等［16］采用體外批次培養(yǎng)法研究大豆寡糖對(duì)生長(zhǎng)綿羊瘤胃發(fā)酵特性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加1.2%、1.6%、2.0%的大豆寡糖可以顯著降低瘤胃 pH。

不同寡糖對(duì)奶山羊瘤胃pH的影響不同，這可能與添加寡糖的種類(lèi)和純度不同、寡糖的添加量不足或過(guò)量、試驗(yàn)動(dòng)物自身生理狀態(tài)不同等因素有關(guān)。本試驗(yàn)中功能性寡糖的純度不同，例如:雖然甘露寡糖純度僅為50%，卻顯著降低了瘤胃pH;異麥芽寡糖純度為90%，僅有降低瘤胃pH的趨勢(shì)。這可能是由于寡糖間的生理活性不同、與其他物質(zhì)的協(xié)同與拮抗作用、飼糧成分含糖量存在差異所致。

3.2 不同寡糖對(duì)奶山羊瘤胃NH3-N濃度的影響

NH3-N是瘤胃代謝中外源蛋白質(zhì)和內(nèi)源含氮物質(zhì)降解的重要產(chǎn)物，同時(shí)也是瘤胃微生物發(fā)酵的主要氮源，適宜的瘤胃NH3-N濃度是保證微生物蛋白合成效率的首要條件，在一定程度上反映了瘤胃微生物利用含氮物質(zhì)產(chǎn)生氨的速度及對(duì)氨的攝取利用情況。本試驗(yàn)各組奶山羊瘤胃液NH3-N濃度的變化趨勢(shì)為采食后1～2 h升高到最大值，之后下降，6 h降至最低，然后升高，但仍低于晨飼前的瘤胃NH3-N濃度。各組奶山羊瘤胃NH3-N濃度的變化范圍為19.87～26.53 mg/dL，均處于Preston等［17］報(bào)道的瘤胃最適NH3-N濃度范圍內(nèi)。出現(xiàn)上述結(jié)果可能是因?yàn)楣烟鞘沽鑫肝⑸锘钚栽鰪?qiáng)，使得飼料中蛋白氮和非蛋白氮不斷降解，引起NH3-N濃度的迅速升高，然后，瘤胃微生物利用NH3-N合成微生物蛋白以及瘤胃壁的吸收等因素，引起NH3-N濃度逐漸下降。其中以半乳甘露寡糖組的NH3-N濃度下降最多，推測(cè)半乳甘露寡糖組的瘤胃微生物利用NH3-N合成菌體蛋白的能力也可能是最強(qiáng)的。

3.3 不同寡糖對(duì)奶山羊瘤胃VFA含量的影響

VFA是瘤胃中碳水化合物發(fā)酵的主要產(chǎn)物。乙酸是反芻動(dòng)物體內(nèi)脂肪合成的主要前體物。丙酸是唯一能凈生成葡萄糖的VFA，足夠的丙酸能滿(mǎn)足動(dòng)物對(duì)葡萄糖的需要。丁酸在經(jīng)瘤胃壁吸收的過(guò)程中，大部分轉(zhuǎn)變?yōu)棣拢u丁酸，而作為幾種體組織尤其是肌肉組織的能量來(lái)源，也可用于脂肪組織和乳腺的脂肪酸合成。凌寶明等［18－20］采用批次培養(yǎng)的方法，研究體外條件下飼糧中添加甘露寡糖、果寡糖、異麥芽寡糖對(duì)生長(zhǎng)綿羊瘤胃發(fā)酵功能的影響，結(jié)果表明:飼糧添加甘露寡糖可以提高培養(yǎng)液中VFA含量并以0.60%的添加效果最佳;飼糧添加果寡糖可以顯著提高培養(yǎng)液中VFA含量;飼糧添加異麥芽寡糖也可以提高培養(yǎng)液中VFA含量。凌寶明等［21］采用營(yíng)養(yǎng)灌注技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，1.00%和2.00%的果寡糖可以顯著提高內(nèi)蒙古半細(xì)毛羯羊瘤胃VFA含量。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，功能性寡糖的添加可以顯著增加奶山羊瘤胃內(nèi)乙酸和TVFA的含量，這與本試驗(yàn)中瘤胃pH降低的結(jié)果相一致。分析其原因可能有二:其一，瘤胃微生物利用外源寡糖作為發(fā)酵底物［22］，降解產(chǎn)生大量VFA;其二，外源寡糖促使瘤胃內(nèi)有益菌的生長(zhǎng)增殖［23］，增強(qiáng)其對(duì)碳水化合物的降解能力，從而產(chǎn)生更多的VFA。

表5 飼糧中不同寡糖對(duì)奶山羊瘤胃揮發(fā)性脂肪酸含量的影響Table 5 Effects of different oligosaccharides on rumen VFA concentration of dairy goats mmol/L

本試驗(yàn)結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，不同寡糖組的瘤胃丙酸、丁酸含量和A/P值與對(duì)照組差異不顯著，這與劉光斌等［16］在大豆寡糖對(duì)生長(zhǎng)綿羊中的試驗(yàn)結(jié)果相近，與之不同的是本試驗(yàn)中只有寡木糖和果寡糖有降低A/P值的趨勢(shì)，而異麥芽寡糖、甘露寡糖和半乳甘露寡糖有升高A/P值的趨勢(shì)。A/P值降低有助于葡萄糖的沉積，A/P值升高保證乳脂的合成。另外，本試驗(yàn)各寡糖組A/P值均大于3.0，高于Woodford等［24］得出的可維持正常的乳脂合成的A/P值(大于2.5)，有利于促進(jìn)奶山羊的乳脂合成。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)條件下，飼糧中添加不同功能性寡糖對(duì)奶山羊的瘤胃發(fā)酵功能產(chǎn)生不同的影響，其中甘露寡糖與半乳甘露寡糖顯著降低瘤胃pH，半乳甘露寡糖與果寡糖顯著降低瘤胃NH3-N濃度，半乳甘露寡糖顯著提高乙酸含量和TVFA含量。綜合各項(xiàng)指標(biāo)，半乳甘露寡糖對(duì)提高奶山羊的瘤胃發(fā)酵功能效果較好。

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