柠檬酸稀土对锦江黄牛瘤胃体外发酵特性的影响

2018-09-12文露华瞿明仁李艳娇许兰娇

中国饲料 2018年15期

柏峻，文露华，瞿明仁，李艳娇，许兰娇

（江西农业大学江西省动物营养重点实验室/饲料工程研究中心，江西南昌 330045）

我国稀土储量丰富，位居世界首位，90年代初期，人们开始将稀土应用于畜牧业，目前稀土在猪、鸡以及肉牛等动物均有研究和应用的报道。在畜牧行业中的稀土添加剂主要有无机稀土和有机稀土。无机稀土主要是碳酸稀土、氯化稀土和硝酸稀土，适用于养殖业的有机酸稀土有抗坏血酸稀土、柠檬酸稀土和氨基酸稀土等。大量研究表明，稀土对动物的饲料转化率、日增重及体内消化代谢均有一定的促进作用（Schwabe等，2011；He等，2001）。其中，柠檬酸稀土作为一种极具开发潜力的添加剂（Ellis 等，2002；桂荣等，1994），在反刍动物上的应用仍不够深入。对我国本地肉牛品种饲养的研究中，在日粮中添加柠檬酸稀土更是鲜有报道。锦江黄牛是江西著名肉牛地方品种之一，饲养量大，是江西主要养殖品种。因此，本试验旨在通过体外培养技术，探究柠檬酸稀土对锦江黄牛体外发酵特性的影响，为柠檬酸稀土在锦江黄牛生产饲养上的应用提供一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 稀土添加剂稀土添加剂为柠檬酸稀土，购自江西筐庐科技有限公司，白色或淡黄色流动性粉末，溶于水，粒度＜90目。柠檬酸稀土（≥99%；其中稀土元素（以 Re计）≥36%；镉（Cd）≤0.0001%、铅（Pb）≤0.002%、砷（As）≤0.0005%。

1.3 瘤胃液供体动物及饲养管理瘤胃液供体动物为安装有永久性瘤胃瘘管的健康锦江黄牛3只（体重约为370 kg），采用单栏饲养。粗料为稻草，精料主要为豆柏和玉米，每日两次等量饲喂（8：00 和 18：00），自由饮水。基础日粮见表 1。

1.4 试验方法

1.4.1 试验设计试验采用单因素试验设计，柠檬酸稀土在基础日粮中的添加水平见表2。

1.4.2 瘤胃液的采集于晨饲前，利用长臂手套，通过瘤胃瘘管分别于瘤胃上下前后四个部位采集等量瘤胃液，混合均匀。采集好的瘤胃液迅速灌入经预热达39℃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，迅速返回实验室，经4层纱布过滤后持续通入气体5 min，然后迅速分装至已预热好并装有培养底物（基础日粮0.5 g）和人工培养液（40 mL）的培养瓶内，每个培养瓶加20 mL瘤胃液。接通培养瓶和注射器，打开振荡开关，开始培养。

表1 基础日粮组成及营养水平（风干基础）

表2 试验分组情况和各组稀土添加量

1.4.3 人工唾液的配置参照Menke（1988）体外瘤胃发酵技术，0.1 mL微量元素溶液（A）+208.1 mL缓冲液（B）+205.1 mL 常量元素溶液（C）+1.0 mL刃天青溶液（D）+520.2 mL蒸馏水，通入CO2气体达到饱和状态，温度在39℃后维持稳定，加62.4 mL还原液（E，该溶液需要现配先用），继续通入CO2，直至溶液由淡蓝色转变为无色。

A，B，C，D，E各溶液按如下配方进行配制：

A 溶液：1.0 g CoC12·6H2O+10.0 g MnC12·4H2O+13.2 g CaC12·2H2O+8 g FeC13·6H2O，用蒸馏水溶解并定容至1000 mL；

B 溶液：35 g NaHCO3（分析纯）+4.0 g NH4HCO3（分析纯），用蒸馏水溶解，并定容至1000 mL；

综上所述，为确保输电线路内部绝缘子实际运行期间不会出现电流泄漏问题，便需电力业内部广大专业性地技术员在实际工作期间愈加关注该故障问题，通过在线式监测系统合理化地应用，对输电线路内部绝缘子实际运行期间电流泄漏问题，予以实时化地监测，切实地避免输电线路内部绝缘子运行期间有电流泄漏问题出现，让输电线路可一直维持着良好地、安全地运行状态，保证输电线路实际运行效率。

C 溶液：0.6 g MgS04·7H2O+6.2 g KH2P04（无水）+5.7 g Na2HPO4（无水），加蒸馏水溶解，定容至1000 mL；

D溶液：取100 mg刃天青，用蒸馏水溶解并定容至100 mL；

E 溶液：4.0 mL NaOH （1N）+625 mg Na2S·9H2O+625 mg半胱氨酸盐酸盐+95 mL蒸馏水。

1.4.4 样品的预处理培养24 h后，培养液立即用pH计测定pH，然后将培养物用纱布过滤，滤液-20℃冷冻保存，用于瘤胃发酵参数氨态氮及菌体蛋白的测定。滤渣无损地转移入尼龙袋中，置于65℃烘箱中烘干至恒重，以测定干物质含量。

1.5 测定指标及方法

1.5.1 产气量根据体外产气注射器上产气前后的刻度差直接读取。

1.5.2 发酵pH的测定瘤胃液中pH采用上海雷磁PHS-3C型pH计进行测定，测定前使用pH=4.01和pH=6.8的标准缓冲液对pH计进行校正。

1.5.3 氨态氮（NH3-N） NH3-N含量按冯宗慈（1993）改进方法，采用752紫外可见分光光度计进行测定。

1.5.4 微生物蛋白（MCP） MCP采用考马斯亮蓝法（Zinn，1986），应用752 紫外可见分光光度计来测定培养液中的微生物蛋白含量。

1.5.5 干物质消化率（IVDMD）

式中：样品重量为M1，体外消化后残渣重量为M2。1.6 数据统计与分析试验数据先用Excel 2003软件进行初步处理，统计分析采用SPSS 17.0中的 one-way ANOVA程序进行方差、线性和二次型分析，多重比较采用 Ducan’s法。

2 结果分析

2.1 不同添加水平的柠檬酸稀土对锦江黄牛体外发酵相关参数的影响由表3可知，体外发酵24 h后，柠檬酸稀土添加组与对照组产气量差异不显著（P＞0.05），添加组产气量与对照组相比均出现一定程度的下降，随着柠檬酸稀土添加水平的增加，产气量出现先降低后增加随后又降低的现象。其中600 mg/kg组产气量在添加组中最高，400 mg/kg和1200 mg/kg组产气量偏低。就pH而言，柠檬酸稀土添加组中600 mg/kg和800 mg/kg两组均显著高于对照组，均显著提高了1.19%（P＜0.05），其余添加组与对照组相比差异均不显著（P＞0.05），除 1200 mg/kg低于对照组外，其余各组pH均有小幅度增加。另外，柠檬酸稀土添加组与对照组之间锦江黄牛IVDMD的差异不显著（P＞0.05），其中200 mg/kg组锦江黄牛IVDMD最低，600 mg/kg组锦江黄牛IVDMD最佳，并且在添加组600 mg/kg后，其IVDMD随着添加浓度的增加会有下降的趋势，在1200 mg/kg时，降至最低。此外，400 mg/kg组的NH3-N含量较对照组显著提高了 15.17%（P ＜ 0.05），600、800、1000 mg/kg和1200 mg/kg组的NH3-N产量较对照组分别有所降低，但差异均不显著（P＞0.05）。通过趋势性分析，可以反映出柠檬酸稀土添加组的NH3-N产量有先升高后下降的趋势。而柠檬酸稀土添加组的MCP浓度除1200 mg/kg外，均较对照组有所提高，其中800、1000 mg/kg组的MCP浓度较对照组分别显著提高21.05%、21.9%（P＜0.05），而1200 mg/kg MCP的浓度最低，比对照组MCP浓度降低了5.55%（P＞0.05）。

表3 不同添加水平的柠檬酸稀土对锦江黄牛体外发酵的影响

3 讨论

3.1 不同添加水平的柠檬酸稀土对锦江黄牛产气量与干物质消化率的影响 Menke和Steingass（1988）通过试验证实饲料样品在体外发酵24 h后的产气量与瘤胃内有机物的消化率呈显著的正相关。试验中添加柠檬酸稀土组产气量与对照组相比均出现一定程度的下降，其IVDMD也出现与之相关的趋势，其中添加600 mg/kg柠檬酸稀土组产气量最高，与之对应的干物质消化率也是最高。说明了适当添加柠檬酸稀土在一定程度上能够促进有机物的降解。郑茜（2007）研究报道，稀土元素浓度的大小直接影响了其对酶的作用，即当稀土元素浓度较低时会激活酶的活性，而当稀土元素浓度过高时，会抑制酶的活性。本研究结果显示添加1200 mg/kg柠檬酸稀土组产气量为添加组中最低，这意味着高水平的柠檬酸稀土抑制了有机物的降解，这与稀土元素浓度过高抑制了酶的活性有关。曹永范等（2010）研究也表明低浓度的稀土离子能够激活纤维素酶的活性，而高浓度的稀土元素则会抑制酶的活性，与本次试验结果一致。

3.2 不同添加水平的柠檬酸稀土对锦江黄牛体外发酵pH的影响瘤胃液pH可综合反映瘤胃内环境的变化，pH过高或过低都会影响瘤胃微生物的发酵。望丕县等（1991）报道瘤纤维分解菌分解纤维素的最适pH为6.2～7.0。当瘤胃pH低于6.2时，纤维分解菌的生长会受到抑制（赵广永等，1997），微生物蛋白合成效率下降。本研究发现，各组pH均保持在6.67～6.76，适合纤维降解菌的生长，没有对瘤胃内环境造成不良影响。

3.3 不同添加水平的柠檬酸稀土对锦江黄牛体外发酵NH3-N和MCP浓度的影响氨氮是瘤胃内含氮物质分解的终产物，瘤胃内的微生物对氨氮的需求需要一个适宜浓度，氨氮浓度过高或过低均不利于瘤胃微生物的生长。Preston（1984）提出微生物对NH3-N浓度的耐受范围为6 ～ 30 mg/100 mL，Ortega 等（1979）认为，NH3-N作为瘤胃微生物的氮源，其浓度的大小对微生物的生长有明显的影响，且瘤胃微生物生长的最佳NH3-N浓度为6.3～27.5 mg/100 mL。由此可知，本研究中的NH3-N均处于最佳范围内。而在体外发酵24 h后，其中400 mg/kg组的NH3-N显著高于对照组（P ＜ 0.05），而 600、800、1000 mg/kg 和1200 mg/kg组的NH3-N浓度较对照组均有降低；柠檬酸稀土的添加组的MCP产量除了1200 mg/kg组外，均较对照组有所提高，其中800、1000 mg/kg组的MCP浓度较对照组分别显著提高21.05%、21.9%（P＜0.05），说明添加适量的柠檬酸稀土能够促进微生物对NH3-N的利用，合成更多的MCP。于静等（2010）报道，添加硝酸稀土混合物后微生物蛋白极显著的增加了34.3%，进一步证实瘤胃中添加柠檬酸稀土能促进瘤胃微生物蛋白的合成。