王碭碭　趙會(huì)會(huì)　肖凱麗　姚軍虎　曹陽春

(西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，楊凌 712100)

粗飼料是反芻動(dòng)物飼糧中的重要組成成分，是保證反芻動(dòng)物生理健康和生產(chǎn)性能的關(guān)鍵。研究表明，不僅飼糧中中性洗滌纖維(NDF)含量影響瘤胃健康，同時(shí)飼料的物理(如粒度)與化學(xué)特性在很大程度上也能夠影響反芻動(dòng)物咀嚼和瘤胃發(fā)酵[1]。因而，Mertens[2]提出的物理有效中性洗滌纖維(peNDF)概念得到越來越多的重視。Li等[3]經(jīng)過Meta分析得出，飼糧1.18 mm孔徑篩上物peNDF(peNDF1.18)含量為27.59%～35.26%，飼糧8.00 mm孔徑篩上物peNDF(peNDF8.00)含量為12.83%～18.80%時(shí)能夠保證奶牛瘤胃健康、較高的干物質(zhì)采食量(DMI)、產(chǎn)奶量和泌乳率。目前，國內(nèi)大多以高精料飼糧飼喂泌乳奶牛。而在實(shí)際生產(chǎn)中，由于全混合日糧(TMR)制作不規(guī)范、攪拌時(shí)間不統(tǒng)一，導(dǎo)致TMR peNDF水平也就有所變化，造成同一配方制成的TMR在實(shí)質(zhì)上并不相同。研究表明，提高飼糧peNDF水平可提高泌乳奶牛的瘤胃液pH、咀嚼活動(dòng)和消化率，并影響乳蛋白和乳脂含量[4-5]。但是，對(duì)于peNDF的生理作用了解不充分導(dǎo)致迄今為止它沒有成為評(píng)價(jià)飼糧纖維充足性的常規(guī)指標(biāo)。

乳及乳制品已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡膬?yōu)質(zhì)營養(yǎng)補(bǔ)充食品。然而乳中飽和脂肪酸(SFA)含量較高，不飽和脂肪酸(UFA)含量較低，而普遍認(rèn)為攝入過多的SFA對(duì)人體健康有不利影響[6]。因此，如何提高乳中UFA含量，使其更加符合人體健康需求是乳業(yè)生產(chǎn)中的研究熱點(diǎn)。Colman等[7]研究表明，低peNDF誘導(dǎo)的亞急性瘤胃酸中毒提高了乳中奇數(shù)脂肪酸[十五烷酸(C15∶0)、珍珠酸(C17∶0)和順9珍珠烯酸(C17∶1cis9)]及反10油酸(C18∶1trans10)的含量，并降低反11油酸(C18∶1trans11)和主要的支鏈脂肪酸含量。Wales等[8]研究發(fā)現(xiàn)，放牧奶牛額外添加精料可顯著增加乳中葵酸(C10∶0)、月桂酸(C12∶0)、肉豆蔻酸(C14∶0)、n6亞油酸(C18∶2n-6)含量，顯著降低乳中丁酸(C4∶0)含量。本研究旨在研究TMR peNDF水平對(duì)泌乳中期奶牛瘤胃液和乳中脂肪酸組成的影響，為確定生產(chǎn)實(shí)踐中泌乳中期奶牛適宜的peNDF需要量提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1　TMR

將精料、苜蓿干草、全棉籽、全株玉米青貯按比例混合，精粗比為60∶40，TMR組成及營養(yǎng)水平見表1。通過控制TMR混合機(jī)攪拌時(shí)間(10、18、60 min)制成高(11.25%，H-peNDF組)、中(10.56%，M-peNDF組)、低(9.02%，L-peNDF組)3個(gè)peNDF水平的TMR(表2)。

1.2　試驗(yàn)動(dòng)物與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選取30頭、2胎次、體重約650 kg、產(chǎn)后(120±8) d、日均產(chǎn)奶量(33.03±1.59) kg、體況相近的健康荷斯坦奶牛為試驗(yàn)對(duì)象。采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，將30頭奶牛隨機(jī)分為3組，分別飼喂高、中、低peNDF水平的TMR，每組10頭。預(yù)試期21 d，正試期6 d。每日飼喂2次(08:00及15:00)保證食槽中有至少5%的剩料，每日擠奶3次(00:00—01:00、07:00—08:00及14:00—15:00)，單欄栓系飼養(yǎng)，自由飲水。

1.3　樣品采集

1.3.1TMR樣品的采集

于正試期第1～3天連續(xù)3 d采集TMR樣品，65 ℃烘干，經(jīng)40目篩粉碎后，置于-20 ℃保存中待測。

表1　TMR組成及營養(yǎng)水平

1)購自奧特奇生物制品有限公司 Brought from Alltech biochemical regent Co., Ltd.

2)每千克預(yù)混料含One kilogram of premix contained the following：Cu 350 mg，F(xiàn)e 2 200 mg，Zn 1 800 mg，Mn 800 mg，I 130 mg，Se 30 mg，Co 50 mg，VB140 mg，VB121 mg，煙酸 nicotinic acid 1 000 mg，泛酸pantothenic acid 700 mg，VK345 mg，VA 200 000 IU，VD3 4 500 IU，VE 6 500 IU。

3)泌乳凈能為計(jì)算值，由CPM-Dairy 3.8.0.1軟件計(jì)算得出，其他營養(yǎng)水平為實(shí)測值。NELwas a calculated value, and was calculated by CPM-Dairy 3.8.0.1, while the other nutrient levels were measured values.

1.3.2瘤胃液樣品的采集

于正試期第1～3天連續(xù)3 d采集瘤胃液。采用瘤胃穿刺法[9]采集試驗(yàn)組每頭泌乳中期奶牛的瘤胃液200 mL，將采集好的瘤胃液進(jìn)行冷凍干燥，并將干燥樣品置于4 ℃中保存。

表2　不同攪拌時(shí)間下TMR的peNDF水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))

同行數(shù)據(jù)無字母或相同字母肩標(biāo)表示差異不顯著(P>0.05)，不同小寫字母肩標(biāo)表示差異顯著(P<0.05)。下表同。

In the same row, values with no letter or the same letter superscripts means no significant difference (P>0.05), while with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

1.3.3奶樣的采集

于正試期的第4～6天連續(xù)3 d采集試驗(yàn)動(dòng)物奶樣。每天擠奶時(shí)采集50 mL奶樣，將3個(gè)時(shí)段采集的奶樣按3∶3∶4混勻后進(jìn)行冷凍干燥處理，將干燥樣品置于4 ℃中保存。

1.4　測定指標(biāo)及方法

1.4.1TMR的peNDF水平

TMR的peNDF水平采用Heinrichs等[10]制作的賓夕法尼亞篩(PSPS)測定，PSPS共分為4層(上面3層篩網(wǎng)的孔徑分別為19.00、8.00和1.18 mm，最下面為篩底)。測定方法參照White等[11]進(jìn)行，具體如下：將PSPS按照孔徑大小依次向下排列，取200 g TMR樣品置于最上層篩。PSPS共進(jìn)行水平振蕩40次(每個(gè)方向5次，共進(jìn)行2組)，振蕩頻率為1次/s或水平振蕩距離大于17 cm，振蕩過程中不允許出現(xiàn)垂直振動(dòng)。振蕩結(jié)束后，稱量每層篩上樣品DM含量。pef8.00為2層篩上物[>8.00 mm]的DM占TMR的DM的比例。

peNDF8.00(%)=pef8.00×NDF含量。

1.4.2TMR營養(yǎng)水平

采用常規(guī)法測定TMR樣品的干物質(zhì)(DM)、粗蛋白質(zhì)(CP)、粗脂肪(EE)、淀粉、NDF和酸性洗滌纖維(ADF)含量[12-13]。

1.4.3瘤胃液和乳中脂肪酸含量

參照Sun等[14]方法對(duì)瘤胃液樣品和乳樣進(jìn)行脂肪酸含量測定的前處理，采用Agilent 7820A氣相色譜儀測定。色譜條件為：毛細(xì)柱Supelco SP-2560；毛細(xì)管100 m×0.25 mm，0.20 μm，檢測器為火焰氫離子檢測器(FID)。最高使用溫度為250 ℃，載氣為氮?dú)?，流速?0 cm/s；柱箱溫度140 ℃保持5 min，然后4 ℃/min的速率升高至240 ℃。進(jìn)樣方式為分流進(jìn)樣，分流比為50∶1，進(jìn)樣量為1 μL，以十九烷酸(C19∶0)為內(nèi)標(biāo)，ME93、BR2、BR3、37種混標(biāo)為外標(biāo)。

1.5　數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)基本處理用Excel 2010軟件進(jìn)行，采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件中的ANOVA程序進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，LSD法多重比較，以P<0.05作為顯著性判斷依據(jù)。

2　結(jié)　果

2.1　TMR的peNDF水平對(duì)瘤胃液脂肪酸組成的影響

由表3可知，隨peNDF水平的提高，瘤胃液中C14∶0、反9肉豆蔻烯酸(C14∶1trans9)、C17∶0、順6油酸(C18∶1cis6)含量降低，異棕櫚酸(C16∶0iso)、反9棕櫚烯酸(C16∶1trans9)含量上升，H-peNDF組和L-peNDF組差異顯著(P<0.05)，其余脂肪酸含量差異不顯著(P>0.05)。

2.2　TMR的peNDF水平對(duì)乳中脂肪酸組成的影響

由表4可知，隨peNDF水平的提高，乳中順9肉豆蔻烯酸(C14∶1cis9)、順10十五烯酸(C15∶1cis10)、順10十七烯酸(C17∶1cis10)、順11油酸(C18∶1cis11)、反9,12亞油酸(C18∶2trans9,12)含量降低，異肉豆蔻酸(C14∶0iso)、C16∶0iso含量顯著上升，H-peNDF組和L-peNDF組差異顯著(P<0.05)。乳中短鏈脂肪酸(SCFA)含量隨著peNDF水平的提高而提高，肉豆蔻烯酸?9去飽和酶指數(shù)、油酸?9去飽和酶指數(shù)隨著peNDF水平的降低而提高，H-peNDF組和L-peNDF組差異顯著(P<0.05)。

表3　TMR的peNDF水平對(duì)瘤胃液脂肪酸含量的影響

肉豆蔻烯酸?9去飽和酶指數(shù)=肉豆蔻烯酸/(肉豆蔻酸+肉豆蔻烯酸)；油酸?9去飽和酶指數(shù)=油酸/(硬脂酸+油酸)。下表同。

C14∶1 ?9-desaturase index=C14∶1/(C14∶0+C14∶1); C18∶1 ?9-desaturase index=C18∶1/(C18∶0+C18∶1). The same as below.

表4　TMR的peNDF水平對(duì)乳中脂肪酸含量的影響

續(xù)表4項(xiàng)目 Items組別 GroupsH-peNDFM-peNDFL-peNDF標(biāo)準(zhǔn)誤SEMP值 P-value不飽和脂肪酸 UFA29.61630.06530.9850.4810.513飽和脂肪酸/不飽和脂肪酸 SFA/UFA2.3812.3522.2591.9610.613支鏈和奇數(shù)碳原子脂肪酸 OBCFA4.3214.4744.5620.0850.521短鏈脂肪酸 SCFA3.498a3.496a3.158b0.0470.047中鏈脂肪酸 MCFA55.83455.46055.8860.4510.945長鏈脂肪酸 LCFA40.66941.04440.9560.5590.964共軛亞油酸 CLA3.1003.1103.0000.0830.831肉豆蔻烯酸9去飽和酶指數(shù) C14∶1 9-desaturase index0.060b0.067b0.083a0.3460.013油酸9去飽和酶指數(shù) C18∶1 9-desaturase index0.661b0.668b0.707a0.6910.007

3　討　論

研究表明，纖維素作為反芻動(dòng)物的一種必需營養(yǎng)素，它能夠?yàn)榉雌c動(dòng)物提供大量的能源，維持瘤胃正常功能、動(dòng)物健康和生產(chǎn)性能。但以NDF作為評(píng)判纖維的指標(biāo)來指導(dǎo)奶牛TMR配制，結(jié)果卻并不理想。這主要是由于TMR加工不當(dāng)(未考慮TMR物理有效性)可能會(huì)導(dǎo)致奶牛的代謝疾病或者低生產(chǎn)效率。但peNDF水平并不是越高越好，Beauchmin等[15]認(rèn)為，當(dāng)TMR的peNDF水平過低或者TMR粉碎過細(xì)時(shí)，顆粒大小對(duì)動(dòng)物的咀嚼時(shí)間、瘤胃液pH和纖維消化率有顯著的影響。李飛[16]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)TMR的peNDF8.00水平高于18.8%時(shí)，奶牛干物質(zhì)采食量迅速下降。因此，研究在保證奶牛較高干物質(zhì)采食量、乳脂率和瘤胃健康的前提下適宜的peNDF推薦水平非常必要。研究發(fā)現(xiàn)，降低粗飼料長度或粗飼料比例可顯著降低TMR的peNDF水平，從而導(dǎo)致反芻時(shí)間及唾液分泌量減少，引起瘤胃液pH下降[17-18]。本研究在前人基礎(chǔ)上進(jìn)一步探究TMR的peNDF水平對(duì)脂肪酸組成的影響，在保證奶牛健康的前提下，適當(dāng)拓寬TMR的peNDF水平，發(fā)現(xiàn)不同peNDF水平可影響瘤胃液和乳中脂肪酸組成。

瘤胃是反芻動(dòng)物脂類消化代謝的主要場所，包括脂解、不飽脂肪酸的氫化和微生物脂肪的合成。所以，飼糧脂肪酸的組成、瘤胃微生物的種類以及其所分泌的與脂解和氫化有關(guān)的酶的活性對(duì)瘤胃脂肪酸組成都有著影響，同時(shí)瘤胃脂肪酸組成也可以反映飼糧脂肪酸組成和瘤胃微生物對(duì)飼糧多不飽和脂肪酸的代謝結(jié)果[15,19]。本試驗(yàn)中，瘤胃液中SFA含量隨著TMR的peNDF水平升高而降低，但變化不顯著，部分SFA含量變化規(guī)律與其一致，隨著peNDF水平的升高而降低，如C14∶0與C17∶0。而UFA含量變化規(guī)律不統(tǒng)一，C14∶1trans9、C18∶1cis6隨著TMR的peNDF水平升高而顯著降低，C16∶1trans9隨著TMR的peNDF水平的升高而升高。本課題組前期研究表明，高、中、低peNDF組的泌乳中期奶牛瘤胃液pH分別為6.04、5.75、5.66，且瘤胃液pH隨著peNDF水平的降低而降低[20]。Ribeiro等[21]研究表明，較低的瘤胃液pH會(huì)抑制瘤胃內(nèi)脂肪的水解以及UFA的氫化速率。Troegeler-Meynadier等[22]指出，瘤胃液pH<6.0時(shí)C18∶2n-6的消失速率要低于瘤胃液pH>6.5時(shí)，并指出當(dāng)瘤胃液pH為中性時(shí)更有利于C18∶2n-6的氫化。體外研究表明，瘤胃真菌產(chǎn)生共軛亞油酸(CLA)的最佳pH為7.0，該條件下CLA的產(chǎn)量高于pH為6.5和6.0時(shí)的產(chǎn)量[7]。也有研究表明，在瘤胃液pH為6.0時(shí)，C18∶2n-6氫化為C18∶1trans11的過程用時(shí)72 h，而在pH為6.5和7.0時(shí)氫化所用的時(shí)間分別是24和48 h[23]。已有研究表明，脂肪酸的來源、不飽和程度、酯化程度、構(gòu)象、長度及組成會(huì)影響脂肪酸氫化程度，并且脂肪酸的氫化受多種微生物的影響[24]。在本試驗(yàn)條件下，TMR的peNDF水平不同導(dǎo)致瘤胃液pH的變化，進(jìn)而影響脂肪酸的氫化程度、路徑和脂肪酸脂解。另外瘤胃液pH的變化可能會(huì)改變瘤胃微生物區(qū)系，直接影響瘤胃脂肪酸的代謝，或通過影響微生物產(chǎn)生的脂肪酸氫化相關(guān)酶的活性。但目前有關(guān)peNDF水平對(duì)瘤胃微生物的作用機(jī)制的研究較少，相關(guān)證據(jù)仍待補(bǔ)充。

本研究發(fā)現(xiàn)，乳中SCFA含量及油酸?9去飽和酶指數(shù)、肉豆蔻烯酸?9去飽和酶指數(shù)隨TMR的peNDF水平的提高而顯著提高，即泌乳中期奶牛采食低peNDF水平TMR能顯著降低乳中SCFA含量以及CLA向SFA轉(zhuǎn)化，這對(duì)人們食用是有益的；同時(shí)，增加了對(duì)人體有害的SFA C14∶0向?qū)θ梭w有益的UFA肉豆蔻烯酸(C14∶1)的轉(zhuǎn)化。C18∶1cis11、C18∶2trans9,12隨著TMR的peNDF水平提高而降低，C16∶0iso隨著TMR的peNDF水平的提高而提高，與Alzahal等[15]發(fā)現(xiàn)的C16∶0 iso含量變化不顯著不一致，但本試驗(yàn)中C18∶1cis11、C18∶2trans9,12含量的變化與油酸?9去飽和酶指數(shù)的變化是一致的。本研究發(fā)現(xiàn)，乳中C14∶0iso隨著TMR的peNDF水平提高而升高，這與Li等[25]研究結(jié)果一致。TMR的peNDF水平對(duì)乳腺?9去飽和酶指數(shù)有顯著影響，從而對(duì)相應(yīng)的脂肪酸產(chǎn)生影響，至于不同TMR的peNDF水平通過何種途徑影響去飽和酶的活性還有待進(jìn)一步研究。

4　結(jié)　論

① 泌乳中期奶牛采食低peNDF水平的TMR提高了瘤胃液中C14∶0、C14∶1trans9、C17∶0、C18∶1cis6含量，降低了C16∶0iso、C16∶1trans9含量。

② 降低了乳中SCFA含量，提高UFA C18∶1cis11、C18∶2trans9,12含量，提高了肉豆蔻烯酸?9去飽和酶指數(shù)和油酸?9去飽和酶指數(shù)。

③ 高精料條件下，低peNDF水平能改善泌乳中期奶牛乳中脂肪酸組成。