日粮中不同水平甘露寡糖对锦江黄牛瘤胃微生物体外发酵的影响

 摘 要：通过体外法研究不同水平的甘露寡糖（0、0.8%、1.0%及1.2%）对锦江黄牛瘤胃微生物发酵功能的影响。结果表明：日粮中添加甘露寡糖可以显著提高培养液中微生物蛋白（MCP）含量（P<0.05）；可以降低培养残渣中中性洗涤纤维（NDF）含量，但未达到差异显著水平（P>0.05）；能增加瘤胃产气量；降低氨态氮（NH3-N）含量。研究初步表明，日粮中添加甘露寡糖可以在一定程度上提高锦江黄牛的瘤胃微生物发酵功能，并以1.2%添加量较为适宜。
    关键词：甘露寡糖；体外发酵；瘤胃微生物；黄牛

    甘露寡糖（Mannan oligosaccharide，MOS）作为一种功能性寡糖，具有特殊的生理功能。它不会被人和动物胃肠道分泌的消化酶消化，并可促进双歧杆菌的增殖，有益于机体的健康。已有的研究表明，甘露寡糖可增强肉仔鸡对沙门氏菌、球虫的抑制作用 ，能显著提高哺乳仔猪血清IgA及IgG水平。目前，甘露寡糖在饲料工业中得到了广泛应用。但是，有关甘露寡糖的研究主要集中于单胃动物，而在反刍动物的研究很少，尤其是对锦江黄牛的研究报道尚未见到。因此，本试验通过体外批次培养的方法，研究日粮中添加不同水平的甘露寡糖对生长锦江黄牛瘤胃微生物发酵功能的影响，并初步确定相对适合的添加剂量，为今后的体内试验提供一定的参考，同时为进一步促进甘露寡糖在反刍动物中的应用提供依据。

    1 材料与方法
    1.1 试验设计
    采用单因子试验设计，选用3头20月龄的体况良好、体重250kg左右、安装永久性瘤胃瘘管的锦江黄牛，供瘤胃液的采集。设3个试验处理组，分别添加甘露寡糖量为0.80%、1.0%及1.2%，另设一个对照组（即不添加甘露寡糖），
    每个组设5个重复。试验动物单笼舍饲，每天于08:00和16:00以先粗后精的顺序分2次饲喂日粮，自由饮水。体外培养装置自行设计，主体为恒温水浴摇床，其水浴温度和震荡速率可调。批次培养参照卢德勋等（1991）和程茂基（2000）所述的方法进行。培养底物（试验日粮）为2g，培养时间为24h。
    1.2 试验材料和日粮
    甘露寡糖购自北京奥特奇生物制品有限公司，其有效成分含量大于90%。体外批次培养饲料配方与瘤胃液供体牛日粮配方完全相同。基础日粮为玉米-麦麸-青干草型，日粮精粗比为2 : 8。基础日粮组成见表1。

表1  试验日粮组成及营养水平 %

日粮组成	比例	营养水平	数值
稻草 玉米 麦麸 棉籽饼 菜籽饼 预混料	80 7.98 8 2 1.02 1	综合净能/（MJ/kg） 干物质 粗蛋白质 钙 磷	5.13 92.48 8.71 0.49 0.28

    1.3 测定指标及方法
    测定培养过程中的产气量，培养液中NH3-N和MCP以及残留培养底物NDF的含量。
    1.3.1 样品预处理
    培养24h后，将培养物无损失地转移至100mL大离心管，以4 000 r/min离心15min，去除原虫和饲料大颗粒。上清液制样以备分析MCP和NH3-N。离心后沉淀无损失地转入100mL大坩埚中，于65℃烘干，以测定其NDF含量。
    1.3.2 NH3-N测定
    参照冯宗慈等（1993）的方法进行。
    1.3.3 NDF测定
    参照杨胜（1993）的方法进行。
    1.3.4 MCP测定
    MCP分离采用差速离心法。准确量取15mL上清液，于4℃ 16 000g离心20min，以分离出细菌；弃去上清液后，用10mL 0.85%的生理盐水重复洗涤两次。沉淀即为细菌组分。
MCP测定采用考马斯亮蓝（Bradford）法。
    1.3.5 产气量的测定
    从培养开始后，前期每隔1h记录1次玻璃注射器产气量，每次记录完后放气，使注射器的刻度为零，等下一次记录完毕后又返回到零刻度。由于前几小时产气较多，记录时间稍微密一点，以后间隔时间稍长一点，可以减少试验误差。分别把各次记录的产气量累加起来，即为24h的产气量（mL）。
    1.4 数据处理
    采用SPSS13.0 for Windows中的One-way ANOVA过程进行方差分析，多重比较用Duncan法。

    2 结果与讨论
    日粮添加不同水平甘露寡糖对锦江黄牛瘤胃发酵（体外）指标影响的测定结果见表2。

表2  日粮添加甘露寡糖对锦江黄牛瘤胃发酵（体外）的影响

测定指标	添加水平
	0	0.8%	1.0%	1.2%
MCP(mg/100ml) NH3-N(mg/100ml) NDF(%) 产气量（ml）	22.32±4.11a 3.80±0.20a 61.82±0.03 87.87±29.74a	28.38±4.27b 3.76±0.17a 61.60±0.02 85.9±23.4a	27.89±1.96b 3.71±0.15a 61.44±0.04 136.53±26.13b	28.55±4.51b 5.53±0.09b 60.55±0.04 142.17±4.20b

注：同行数据右肩标相同字母表示差异不显著（P>0.05），不同字母表示差异显著（P<0.05）。

    2.1 日粮中添加甘露寡糖对培养液中MCP含量的影响
    从表2可看出，日粮中添加甘露寡糖后，培养液中MCP含量均升高，且与对照组差异都显著（P<0.05），其中以1.2%组的含量最高，达到28.55mg/100mL。
    近年来，国内外关于甘露寡糖对猪、肉鸡、兔、牛肠道菌群影响研究表明，添加适宜量的甘露寡糖能够优化胃肠道微生态环境，促进双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌的增殖，减少大肠杆菌、沙门氏菌等致病菌的数量，因此大大降低了腹泻率。赵晓静等（2007）研究表明，添加0.1%Bio-Mos可以改善犊牛粪便微生态菌群，降低大肠杆菌数量和增加乳酸杆菌数量，从而减少腹泻的发生，促进犊牛健康生长。周庆民等（2006）和镡雪莹等（2009）的研究表明甘露寡糖可以显著提高奶牛的产奶量和乳脂率。凌宝明等（2006）研究也表明日粮中添加甘露寡糖可提高培养液中BCP含量，这是因为功能性寡糖（甘露寡糖）能减少肠道病原菌，促进有益微生物的增殖，并具有免疫防御机制和吸附霉菌毒素的作用，进而有利于动物肠道发育。本试验中，日粮添加甘露寡糖增加了培养液中MCP含量，推测可能是甘露寡糖促进了瘤胃内细菌（包括双歧杆菌、乳酸菌）的增殖，这与前人的研究报道一致。
    2.2 日粮中添加甘露寡糖对培养液中NH3-N含量的影响
    从表2可以看出，在各处理组中，0.8%组和1.0%组培养液中的NH3-N含量（分别为3.76和3.71mg/100mL）比对照组低，但与对照组差异不显著（P>0.05）。而1.2%组培养液中的NH3-N含量比对照组高，高达5.53mg/100mL，且与对照组的差异达到极显著水平（P<0.01）。
    瘤胃液中氨氮的最主要来源是外部来源，即日粮中的蛋白质和NPN经瘤胃微生物降解产生。瘤胃微生物对氨氮的利用程度是影响瘤胃内氨氮水平的主要原因。关于瘤胃内NH3-N的最适浓度，各国学者比较一致的看法是5～9mg/100mL（杨凤，1993；Broudiscou和Jouany，1995）。本试验中1.2%组培养液中NH3-N含量（5.53mg/100mL）显著高于对照组，且在瘤胃最适的NH3-N含量范围内。而0.8%组和1.0%组培养液中NH3-N含量较对照组低，但差异不显著（P>0.05）。NH3-N的含量低，可能的原因是甘露寡糖促进了瘤胃内某些细菌（如双歧杆菌等）对日粮中的氨氮利用。
    2.3 日粮中添加甘露寡糖对培养残渣中NDF含量的影响
    从表2可看出，日粮中添加甘露寡糖后，培养残渣中NDF的含量均有不同程度的降低；其中以1.2%组的含量最低（60.55%），但各组与对照组差异均不显著（P>0.05）。说明添加甘露寡糖可以促进NDF的降解，利于粗饲料的利用。
    凌宝明（2006）等研究发现，日粮中添加甘露寡糖对生长绵羊瘤胃发酵培养残渣中的NDF含量没有显著影响，与本试验的结果相似。
    2.4 日粮中添加甘露寡糖对产气量的影响
    从表2可以看出，培养24h后，1.0%组和1.2%组的产气量都有不同程度的增加，分别达到136.53和142.17mL，与对照组差异显著（P<0.05）。
    对于产气量，各学者的研究结果不尽相同。Gano等（2001）的体外试验表明， GOS（半乳寡糖）可以降低甲烷的产量。刘光斌、刘兵等（2007）研究表明，添加不同水平SBOS对绵羊瘤胃产气量影响不明显。本试验添加甘露寡糖提高了产气量，可能是促进了有益菌的增殖，使瘤胃微生物发酵更旺盛，从而促进了饲料中难消化的碳水化合物降解，因此产生了更多气体。

    3 结论
    日粮中添加不同水平的甘露寡糖，可以提高培养液中MCP含量；降低培养残渣中NDF含量；增加瘤胃的产气量；添加量在1.2%时，培养液中的NH3-N含量达到瘤胃内NH3-N的最适浓度；并初步得出以1.2%添加量为最佳。研究初步证明，日粮中添加甘露寡糖可在一定程度上促进锦江黄牛瘤胃微生物生长繁殖，改善瘤胃发酵功能。但是，1.2%的添加量是否是锦江黄牛瘤胃微生物体外发酵的最佳添加量还有待于进一步研究。　
    （参考文献略）

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