复合功能性寡糖对锦江黄牛瘤胃微生物体外发酵特性的影响

■潘 珂 戈婷婷 瞿明仁

（1.江西农业大学动物科学技术学院，江西南昌 330045；2.江西农大图书馆，江西南昌 330045）

近年来，功能性寡糖在反刍动物中的应用正在兴起，已有研究表明，功能性寡糖在改善反刍动物瘤胃微生物区系方面发挥着重要作用[1-4]。稻草是我国南方反刍动物常用的一种主要的饲料原料，如何提高稻草的饲用价值是许多学者关注的重点。在以稻草为主要粗饲料的日粮配制模式下，研究复合功能性寡糖对瘤胃微生物体外发酵特性的影响将为功能性寡糖在反刍动物生产中的开发应用提供技术依据和参考资料。

1 材料与方法

1.1 试验动物与材料

选择3头健康、体重约300 kg且安装有永久性瘤胃瘘管用于瘤胃液的采集的锦江黄牛，另外，从市场购入甘露寡糖、果寡糖和大豆寡糖3种功能性寡糖用于瘤胃液的体外培养。

1.2 试验设计

以甘露寡糖、果寡糖和大豆寡糖作为试验因素，每个因素分别设0%、0.8%、1.0%和1.2%共4个添加水平，采用L16(43)正交设计（见表1）进行试验，共有16个处理组，每个处理组设4个重复。

1.3 试验方法

1.3.1 饲喂瘘管牛

将3头瘘管牛栓系在栏内，自由饮水，于每天早上8：00和下午5：00给瘘管牛饲喂基础日粮(精粗比为2∶8)，基础日粮的组成及营养水平见表2。在正式采集瘤胃液前，先进行14 d的预饲，从第15 d开始采集瘤胃液供体外培养。

1.3.2 采集瘤胃液

表1 L16(43)正交设计

表2 基础日粮组成及营养水平

晨饲前从3头锦江黄牛瘤胃内的不同位置采集瘤胃液，将瘤胃液灌入经预热达39℃并通有CO2的灭菌清洁烧杯中（烧杯置于装有39℃蒸馏水的保温瓶中），灌满后立即盖好保温瓶盖子并迅速返回实验室，用4层纱布将瘤胃液过滤，然后将3头牛的瘤胃液滤液装在一起，混匀。

1.3.3 准备培养瓶和体外培养

在分装瘤胃液前，根据表1准备好64个培养瓶并分组编号，在每个培养瓶中加入2.0 g基础日粮（见表2），然后，按表1要求在各培养瓶加入相应的功能性寡糖，预热培养瓶至39℃，加入20 ml瘤胃液，接通培养瓶和注射器，打开振荡开关，开始体外培养。

1.3.4 处理样品和测定相关指标

分别于培养后的0、2、4、8、16 h和24 h从各培养瓶中取样，用纱布将培养物过滤，滤液转移至100 ml大离心管中，以1 500 r/min的速度离心15 min,去除原虫和饲料大颗粒，取上清液用于菌体蛋白(Bacterial crude protein,BCP)和氨氮(NH3-N)浓度的测定。菌体蛋白的测定参照王放(1990)[5]报道的方法进行，菌体蛋白质含量（mg/100 ml）=(1.45×D280-0.74×D260)×稀释倍数。氨氮浓度的测定参照冯宗慈等(1993)[6]报道的方法进行。

1.3.5 数据处理

先用Excel对原始数据进行处理，然后采用SPSS13.0中One-way-anova对结果进行方差分析，用Duncan’s法进行多重比较，结果用“平均值±标准差”的方式表示。

2 结果与分析

2.1 不同功能性寡糖组合对锦江黄牛瘤胃液体外培养液中菌体蛋白含量的影响（见表3）

表3 不同功能性寡糖组合对培养液中BCP浓度的影响(mg/100 ml)

表3数据表明，除第5、11、13和14处理组培养液中的BCP含量在0～24 h培养期内出现波动外，其余处理组的BCP含量均随培养时间的延长而呈增加趋势。0～4 h内各处理组BCP含量增加的速度比其他时间段要快，在第24 h时，各处理组培养液中的BCP含量均大于其余时间点的BCP含量。在同一时间点，处理组间的BCP含量未表现出规律性变化，但第5、8、10、11和14处理组的BCP含量在2、4、8和24 h均分别极显著地（P＜0.01）高于相同时间点对照组的BCP含量。

2.2 不同功能性寡糖组合对锦江黄牛瘤胃液体外培养液中NH3-N含量的影响（见表4）

表4结果表明,除第3处理组外,其余处理组的NH3-N浓度均在2 h达到最高；另外,随着培养时间的延长，各处理组的NH3-N浓度有降低的趋势,其中,2～8 h内的变化速度最快。同一时间点,各处理组间的NH3-N浓度没有规律性变化，除第3、12、处理组外，其余处理组的NH3-N浓度均与对照组没有显著差异(P＞0.05),在第24 h时,处理组7的NH3-N浓度最低。

2.3 第24 h各指标正交试验综合分析(见表5)

从表5中3个功能性寡糖极差值R的大小可以看出，果寡糖分别是影响培养液中BCP和NH3-N含量的第一因素，三种功能性寡糖影响培养液中BCP和NH3-N含量的主次顺序均为：果寡糖＞甘露寡糖＞大豆寡糖。以最高的BCP含量和最低的NH3-N浓度作为最优组合的判断标准，处理组7则是本次试验得到的最佳功能性寡糖组合，即0.8%甘露寡糖+1.2%果寡糖+1.0%大豆寡糖。

表4 不同功能性寡糖组合对培养液中NH3-N浓度的影响(mg/100 ml)

表5 处理组第24 h的BCP和NH3-N含量综合分析结果

3 讨论

微生物蛋白是反刍动物氮营养需要的重要来源，它能满足反刍动物氮营养需要量的40%～80%[7]，而能量来源又是影响瘤胃微生物蛋白合成的主要因素之一。不同的能量来源因其结构的不同导致其释放能量的速度不一样，影响了微生物蛋白的合成效率。研究发现，功能性寡糖是瘤胃微生物合成菌体蛋白的一类重要能源，它能促使瘤胃内有益微生物的生长增殖[1，8]，提高饲料中功能性寡糖的添加量有助于增加BCP的产量[9]。

表3数据表明，培养2 h后，添加了功能性寡糖处理组的BCP浓度大部分都比未添加功能性寡糖（对照）组的BCP浓度高；培养8 h和24 h后，各处理组培养液中的BCP浓度均极显著地(P＜0.01)高于对照组培养液中的BCP浓度。这说明功能性寡糖促进了瘤胃微生物的增殖，产生了更多的微生物蛋白。表5结果还表明，与其它2种功能性寡糖相比，果寡糖在提高BCP产量和降氨氮浓度方面的效果最好，这与凌宝明等(2007)[9]的研究结果基本一致。

日粮中的含氮物质在瘤胃微生物的作用下有部分被转变成氨氮，这些氨氮在未被瘤胃微生物利用之前，其浓度会出现一个短时间的升高现象。从表4可知，除处理组3外，其它各处理组的氨氮浓度在培养后的2 h达到最大，然后，表现为一个逐渐降低的趋势，这说明2 h后培养物中微生物利用氨氮的速度有不同程度的增加。

氨氮是瘤胃微生物用于合成菌体蛋白的重要氮源，瘤胃内氨氮的利用效率与瘤胃内的氨氮浓度和能量来源有关。有学者研究认为，瘤胃微生物正常生长的适宜氨氮浓度范围为5～28 mg/100 ml[10-11]，表4中各组的氨氮浓度均在微生物正常生长的范围内；当瘤胃内能源物质释放能量的速度与氮同步时，氨氮的利用效率就得到提高，其浓度会逐渐降低。在本试验中，在相同的培养时间下，除处理组3和12外，其余处理组的氨氮浓度之间均无显著性差异(P＞0.05)，但从整体数值来看，添加功能性寡糖还是不同程度地降低了瘤胃内氨氮的浓度，这说明了在以稻草为粗饲料的日粮中添加功能性寡糖进行发酵时，这些功能性寡糖能持续平稳地释放出能量，提高了瘤胃微生物利用氨氮的能力，从而产生了更多的菌体蛋白（见表3），这一结果与凌宝明等（2007）的报道相似。

4 结论

在以稻草为主要粗饲料的日粮中，添加复合的功能性寡糖能为瘤胃微生物的大量繁殖提供稳定的碳源，从而提高了瘤胃内氨氮的利用效率，减少了氮的浪费，较好地改善了瘤胃的发酵特性，但其改善状况受寡糖种类及添加水平的影响。从本试验结果来看，“0.8%甘露寡糖+1.2%果寡糖+1.0%大豆寡糖”组合对提高瘤胃发酵功能的效果最好。