蒲公英烘干提取物对体外瘤胃发酵的影响

2015-01-17刘雯雯张海峰朱清册黄盛东王志博

饲料工业 2015年19期

■刘雯雯张海峰朱清册黄盛东张燕蔡龙王志博

（1.黑龙江八一农垦大学动物科技学院，黑龙江大庆163319；2.阳光农业相互保险公司大庆中心支公司，黑龙江大庆163001）

用于调控瘤胃发酵的饲料添加剂，如抗生素，已经被证实是一种改善反刍动物生产效率的有效方式。研究证明抗生素作为饲料添加剂可以减少日粮的能量和氮的损失[1]。然而，抗生素在牛奶和肉中残留的潜在危害性一直受到人们的关注。从2006年开始欧盟已经完全禁止在牲畜饲料中使用抗生素作为添加剂。出于此原因，近些年潜在的天然抗菌素的使用，如植物提取物已经被广泛评价。研究发现植物提取物能够改善瘤胃发酵[2-3]。

蒲公英广泛分布于东北半球的温带。其被用于治疗乳房、子宫和肺肿瘤，同时也可以用于治疗肝炎和消化系统疾病[4]。在传统中医学中，其也被作为一种无毒的药草，具有特别的药用价值，如疗肿、利尿、治疗风湿病和消炎的作用。其含有许多次级植物代谢产物，包括皂苷、类黄酮、生物碱类、酚类化合物和类固醇等复杂的混合物[5]。研究表明，蒲公英乙醇提取物对葡萄球菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和蜡状芽孢杆菌具有抗菌活性[6]。在体外研究中，蒲公英根可以影响瘤胃发酵[7-8]。然而，关于蒲公英烘干提取物调控瘤胃发酵以改善反刍动物的营养利用的潜在性作用的研究很少。因此本研究评价了蒲公英提取物对体外瘤胃发酵和原虫数量的影响。

1 材料与方法

1.1 植物材料和提取物的制备

蒲公英在当地一个中药商购买。在本试验中，以水或者乙醇作为蒲公英的提取溶剂。水提取物包括冷水提取物（CAE）和水煎煮提取物(BAE)。乙醇提取物包括30%乙醇提取物(TEE)和70%乙醇提取物(SEE)。冷水提取物制备方法如下：在室温下，用无菌的水将粉碎的蒲公英浸泡24 h。过滤混合物以去除蒲公英渣，然后旋转蒸发滤液，用真空泵的真空干燥浓缩液，所得粉末置于干燥器中4℃储存。对于沸水提取物，在室温下，以无菌的水浸泡蒲公英2 h，然后沸水提取两次，每次1 h。之后将混合物过滤、浓缩真空干燥，所得粉末干燥器中4℃存储。乙醇提取物是蒲公英用30%或者70%的乙醇浸泡，收集乙醇浸泡上清液，然后旋转蒸发，然后将乙醇浓缩物真空泵的干燥，也于4℃条件下贮存于干燥器中。

1.2 试验设计和发酵技术

以3只装有瘤胃瘘管的羊作为瘤胃液的提供者。以100 ml具有刻度注射器作为体外培养器。根据Menke等所述方法[9]，注射器中注入30 ml的培养基，此培养基由10 ml瘤胃液和20 ml缓冲液组成。将粉碎的羊草（50%）、玉米（29.5%）、豆粕（20.5%），以精粗比50∶50的比例混合作为培养基。准确称量200 mg培养基置于100 ml的玻璃注射器中。准确称量200 mg培养基和5 mg蒲公英提取物(CAE、BAE、TEE和SEE)置于每个注射器中。每个采样点设置三个平行，将注射器39℃下进行培养。24 h培养结束后，测定培养物的pH值、氮态氨、挥发性脂肪酸和原虫的数量。

1.3 体外发酵的测定

根据Menke等描述，记录培养2、4、6、8、10、12、16和24 h后的气体产生量[10]。培养24 h后，立即用Sartorious（pH-Meter PB-20）酸度计测定pH值。取2 ml的发酵液与0.4 ml的250 g/l偏磷酸混合，然后1 000 r/min离心10 min。上层清液置于-20℃保存，用以测定氮态氨和挥发性脂肪酸浓度。

根据Broderick等(1980)的描述的方法，以UV-2401PC分光光度计测定氮态氨的浓度[11]。根据Erwin等(1961)的方法，使用气相色谱仪测定挥发性脂肪酸浓度[12]。以Ogimoto等的描述的方法测定纤毛虫的数量[13]。

1.4 数据处理

以SAS的混合模型对完全随机设计的试验数据进行统计使用分析。P≤0.05为差异显著，结果以“均值±标准误”的形式来表示。

2 结果

2.1 蒲公英烘干提取物对体外培养产气量的影响（见图1）

图1 蒲公英烘干提取物对体外培养产气量的影响

由图1可知，蒲公英提取物的添加显著提高了体外发酵的气体产生量。在培养24 h后，煎煮提取物（BAE）、70%乙醇提取物（SEE）的添加使气体产量分别增加了16.66%和13.98%。

2.2 蒲公英烘干提取物对体外培养挥发性脂肪酸的影响（见表1）

由表1可知，与对照组相比，添加蒲公英提取物显著增加了总挥发性脂肪酸的浓度。与对照组相比，CAE、BAE、TEE和SEE挥发性脂肪酸分别增加了15.21%、26.33%、11.16%、22.60%。BAE组显著增加（P=0.04）了丙酸的摩尔比，倾向于降低（P=0.07）乙酸丙酸之比。BAE组和SEE组显著降低（P=0.04）了丁酸摩尔比。

2.3 蒲公英烘干提取物对体外培养pH值、氨态氮和原虫数量的影响（见表2）

由表2可知，在培养24 h后，BAE、TEE和SEE显著降低pH值。蒲公英提取物对氮态氨浓度没有影响。与对照组相比，4个提取物组均提高（P＜0.001）了原虫的数量，但这4组提取物之间的原虫数量差异不显著。

3 讨论

Menk等（1979）研究表明，200 mg饲料干物质的24 h体外发酵产生的气体与羊体内有机物质消化率高度相关[9]。本研究中，BAE和SEE的添加增加了24 h的气体产生量，这表明蒲公英提取物可增加瘤胃有机物的消化率。本研究未测定气体二氧化碳、甲烷和氢气浓度，进一步的研究工作需要评价蒲公英提取物影响瘤胃气体成分的含量，例如甲烷和氢气。

表1 蒲公英烘干提取物对体外培养24 h挥发性脂肪酸的影响

表2 蒲公英烘干提取物对体外培养24 h pH值、氨态氮和原虫数量的影响

挥发性脂肪酸被视为瘤胃发酵的重要指数之一，其代表瘤胃发酵模式和营养消化的效率。本研究结果显示蒲公英提取物的添加增加了挥发性脂肪酸浓度，这表明蒲公英提取物能够提高瘤胃内的营养物质消化。BAE组增加了丙酸和丁酸的摩尔比，有降低乙酸丙酸之比的趋势，这表明BAE能够改变瘤胃发酵模式。

除CAE外，添加蒲公英提取物可以降低体外培养液的pH值。这种因蒲公英提取物的添加降低pH值的原因可能是由于挥发性脂肪酸浓度的增加造成的。蒲公英的茎、根和花含有高浓度的皂苷[5]。因为原虫细胞膜的甾醇可与皂苷结合，所以原生动物对皂苷敏感。本研究中，添加沸水提取物、70%乙醇提取物分别增加了原虫的数量，研究表明，几种瘤胃原虫可以产生丁酸。本研究中，BAE和SEE可以减少原虫的数量，这可能是添加蒲公英提取物减少丁酸的原因。