体外发酵添加硫酸铜对小尾寒羊瘤胃挥发性脂肪酸的影响

李文才

（山西省晋中市畜牧兽医局，晋中 030600）

研究简报

体外发酵添加硫酸铜对小尾寒羊瘤胃挥发性脂肪酸的影响

李文才

（山西省晋中市畜牧兽医局，晋中 030600）

采用体外发酵法，研究添加不同浓度的硫酸铜（0、50、100、200、800、1 200、2 400μg/L）（0添加量为对照组）对小尾寒羊瘤胃体外发酵干物质降解率和挥发性脂肪酸的影响。结果表明：添加100 μg/L硫酸铜时，麦秸、白羊草和苜蓿的干物质降解率、乙酸浓度和总挥发性脂肪酸浓度都达到了最大值。根据试验结果推断，添加适量的硫酸铜对瘤胃微生物的发酵有促进作用。

硫酸铜;小尾寒羊；瘤胃液；体外发酵；挥发性脂肪酸

铜对反刍动物的葡萄糖代谢、胆固醇代谢、血液凝固、免疫系统、繁殖机能、酶活性、自由基解毒、骨骼的矿化作用、激素的合成等都具有重要影响［1］。研究发现，高剂量铜的添加对动物具有明显的促进生长作用，尤其添加易于溶解的硫酸铜会改变反刍动物瘤胃内环境［2］，促进代谢效率。硫酸铜作为饲料添加剂中应用较为广泛的铜源，生物学效价较高，还具有抗菌作用。本实验在小尾寒羊瘤胃体外发酵液中添加不同浓度的硫酸铜，旨在研究其对瘤胃发酵挥发性脂肪酸的影响。

1 材料与方法

1.1 实验设计

实验采用单因子设计，通过添加不同浓度的硫酸铜，研究其对小尾寒羊瘤胃液体外发酵的影响。实验共分7个处理组（0、50、100、200、800、1 200、2 400 μg/L组），每个处理均5个重复。0 μg/L组为对照。

1.2 动物的饲养

瘤胃液取自4只做永久瘤胃瘘管手术后的小尾寒羊（35.0 kg±3.5 kg），在山西林山羊场进行饲喂，采用单只饲养栏饲养，饲喂粗精料比例2:1的日粮，每天8：00和18：00饲喂2次，自由饮水。每日晨饲前清除料槽剩料。精料组成：玉米50%，豆粕20%，麦麸25%，骨粉2%，食盐2%，微量元素1%。

1.3 瘤胃液的收集

晨饲前在CO2环境中采集瘤胃液，用4层纱布过滤，装入预先充有CO2气体的瓶中，密封后39℃保温箱送实验室。

1.4 体外发酵

体外发酵用改进后的Menke法［3］，发酵瓶中装底物的样品量均为1.0 g，培养液为100 mL，由10 mL混合瘤胃液与常量元素溶液、还原剂溶液、缓冲溶液、微量元素溶液、刃天青溶液等组成，采用体外静态恒温培养法，于39℃水浴培养箱恒温培养72 h。

1.5 测定项目

1.5.1 降解率的测定 底物干物质用电子天平称量，在培养72 h发酵完成后，抽滤法取得固形物，使用铝盒恒重，减去铝盒、滤纸重即发酵后干物质重。干物质降解率计算公式：降解率=1－发酵后干物质重/底物干物质重，利用此公式计算培养瓶中干物质降解率，求出每组降解率的平均值。

1.5.2 VFA浓度的测定 VFA的浓度测定采用曹庆云等提出的气相色谱法［4］。色谱柱采用FFPA毛细管柱；进样口温度220℃，检测器温度250℃，初始温度60℃，以20℃/min升温速率升至190℃，保持3min；进样口压力100 kPa，SPL分流比20:1；载气氮气75 mL/min，氢气70 mL/min，空气50 mL/min；进样量1 μL。

1.6 数据处理

试验数据先采用EXCEL软件整理，再用SPSS 17.0统计软件的One-way-ANOVA进行方差分析和显著性检验，试验结果以平均数±标准误表示。

2 结果与分析

由表1可知，当硫酸铜添加量为100 μg/L时，3种底物的干物质降解率均达到最大值。底物为麦秸时，100 μg/L组的干物质降解率均显著高于其他实验组（P<0.05）；底物为白羊草或苜蓿时，100 μg/L组的干物质降解率显著高于200～2 400 μg/L组（P<0.05），也高于0～50 μg/L添加组，但差异不显著（P＞0.05）。

表1 硫酸铜对不同底物体外发酵干物质降解率的影响%

由表2可知，添加量为100 μg/L时，3种底物体外发酵乙酸的浓度均达到了最大值。底物为麦秸或苜蓿时，100 μg/L组的乙酸浓度均显著高于其他实验组（P＜0.05）。底物为白羊草时，100 μg/L组的乙酸浓度显著高于对照组（P＜0.05），也高于其他实验组，但差异并不显著（P＞0.05）。

表2 硫酸铜对不同底物体外发酵乙酸的影响mmol/L

由表3可知，以麦秸为底物时，100 μg/L组的丙酸浓度虽高于1 200 μg/L组（P＜0.05），但与其他组间均无显著差异（P＞0.05）。底物为白羊草或苜蓿时，各实验组体外发酵丙酸浓度间均无显著差异（P＞0.05）。

表3 硫酸铜对不同底物体外发酵丙酸的影响mmol/L

由表4可知，在添加量为100 μg/L时，3种底物体外发酵总挥发性脂肪酸的浓度均达到了最大值。底物为麦秸时，100 μg/L组的总挥发性脂肪酸浓度均显著高于其他实验组（P＜0.05）；底物为白羊草时，100 μg/L组的总挥发性脂肪酸浓度显著高于对照组（P＜0.05），但与其他各组间均差异不显著（P＞0.05）。底物为苜蓿时，100 μg/L组的总挥发性脂肪酸浓度显著高于50 μg/L和1 200 μg/L组（P＜0.05），但与其他各组间均无显著差异（P＞0.05）。

表4 硫酸铜对不同底物体外发酵总挥发性脂肪酸的影响mmol/L

3 讨论

干物质降解率能够在一定程度上反映出瘤胃对饲料消化的利用程度。有关补饲铜影响干物质降解率的研究资料较少，而且研究报道的结果并不一致，多数学者认为，铜的添加可以提高干物质的降解率。Lopez-Guisa提出了2个提高的可能原因：①二价离子一般能够促进瘤胃细菌的生长，当添加铜等二价离子时，就能提高底物的利用率；②也可能是因为Cu2+、Mg2+等二价阳离子对于植物的细胞壁和瘤胃细菌的连接有一定的促进作用［5］。王茂荣等［6］用体外法研究发现，添加铜可提高日粮有机物的降解率，也证实了铜的适量添加可以增强瘤胃液中细菌和原虫的数量或活性。但Lopez-Guisa等用体外法研究表明，CuSO4对于精料发酵有明显的抑制作用［7］。本实验表明，硫酸铜添加量为100 μg/L时，底物麦秸、白羊草和苜蓿的干物质降解率都有所提高，这与王茂荣等［6］的结果一致。

挥发性脂肪酸的浓度在瘤胃发酵中是一个重要的指标。它是反刍动物主要的能量来源，以及合成体脂、乳脂的原料［8］。在反刍动物的瘤胃内挥发性脂肪酸中丁酸吸收最快，丙酸次之，乙酸最慢［9］。关于添加铜对瘤胃中挥发性脂肪酸影响的报道结果并不一致［10］。在本实验中，硫酸铜添加量为100 μg/L时，麦秸、白羊草和苜蓿体外发酵产生的总挥发性脂肪酸和乙酸浓度都达到了最大值，说明瘤胃液中硫酸铜的添加促进了人工瘤胃液的发酵，因此适量硫酸铜的添加对瘤胃能量代谢和提高饲料的利用率都具有重要的意义。

4 结论

本实验结果表明，在体外发酵条件下，适量添加硫酸铜可提高麦秸、白羊草和苜蓿的干物质降解率，同时也提高了瘤胃液中乙酸和总挥发性脂肪酸的浓度，对瘤胃微生物的发酵有促进作用。

［1］ 鲍坤，李光玉，钟伟，等.微量元素铜与反刍动物营养关系的研究进展［J］.黑龙江畜牧兽医，2010（7）：25-27.

［2］ 张微，贾志海，卢德勋，等.日粮铜水平对绒山羊瘤胃代谢的影响［J］.中国饲料，2006（5）：10-13.

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［4］ 冯宗慈，高民.通过比色测定瘤胃液氨氮含量方法的改进［J］.内蒙古畜牧科学，1993（4）：40-41.

［5］ 王加启.牛奶成分和产奶量的营养调［J］.中国奶牛，1993（3）：15-17.

［6］ 王茂荣，莫放，岳文斌.无机铜添加对体外瘤胃微生物发酵的影响［J］.中国农学通报，2008，11：22-23.

［7］ Lopez-Guisa J M，Satter L D.Effect of copper and cobalt addition on digestion and growth in heifers fed diets containingalfalfa silage or corn crop residues［J］.J DairySci，1992，75：247-256.

［8］ 郭宝林.不同饲料铜源对绵羊铜代谢及纤维素降解的影响［D］.北京：中国农业大学，2004：1-2.

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S826.5

A

2095-3887（2015）06-0066-03

10.3969/j.issn.2095-3887.2015.06.021

2015-08-10

李文才（1975-），男，高级畜牧师。