摘 要:通過體外法研究不同水平的甘露寡糖(0、0.8%、1.0%及1.2%)對錦江黃牛瘤胃微生物發酵功能的影響。結果表明:日糧中添加甘露寡糖可以顯著提高培養液中微生物蛋白(MCP)含量(P<0.05);可以降低培養殘渣中中性洗滌纖維(NDF)含量,但未達到差異顯著水平(P>0.05);能增加瘤胃產氣量;降低氨態氮(NH3-N)含量。研究初步表明,日糧中添加甘露寡糖可以在一定程度上提高錦江黃牛的瘤胃微生物發酵功能,并以1.2%添加量較為適宜。
關鍵詞:甘露寡糖;體外發酵;瘤胃微生物;黃牛
甘露寡糖(Mannan oligosaccharide,MOS)作為一種功能性寡糖,具有特殊的生理功能。它不會被人和動物胃腸道分泌的消化酶消化,并可促進雙歧桿菌的增殖,有益于機體的健康。已有的研究表明,甘露寡糖可增強肉仔雞對沙門氏菌、球蟲的抑制作用 ,能顯著提高哺乳仔豬血清IgA及IgG水平。目前,甘露寡糖在飼料工業中得到了廣泛應用。但是,有關甘露寡糖的研究主要集中于單胃動物,而在反芻動物的研究很少,尤其是對錦江黃牛的研究報道尚未見到。因此,本試驗通過體外批次培養的方法,研究日糧中添加不同水平的甘露寡糖對生長錦江黃牛瘤胃微生物發酵功能的影響,并初步確定相對適合的添加劑量,為今后的體內試驗提供一定的參考,同時為進一步促進甘露寡糖在反芻動物中的應用提供依據。
1 材料與方法
1.1 試驗設計
采用單因子試驗設計,選用3頭20月齡的體況良好、體重250kg左右、安裝永久性瘤胃瘺管的錦江黃牛,供瘤胃液的采集。設3個試驗處理組,分別添加甘露寡糖量為0.80%、1.0%及1.2%,另設一個對照組(即不添加甘露寡糖),
每個組設5個重復。試驗動物單籠舍飼,每天于08:00和16:00以先粗后精的順序分2次飼喂日糧,自由飲水。體外培養裝置自行設計,主體為恒溫水浴搖床,其水浴溫度和震蕩速率可調。批次培養參照盧德勛等(1991)和程茂基(2000)所述的方法進行。培養底物(試驗日糧)為2g,培養時間為24h。
1.2 試驗材料和日糧
甘露寡糖購自北京奧特奇生物制品有限公司,其有效成分含量大于90%。體外批次培養飼料配方與瘤胃液供體牛日糧配方完全相同?;A日糧為玉米-麥麩-青干草型,日糧精粗比為2 : 8?;A日糧組成見表1。
表1 試驗日糧組成及營養水平 %
日糧組成比例營養水平數值
稻草
玉米
麥麩
棉籽餅
菜籽餅
預混料80
7.98
8
2
1.02
1綜合凈能/(MJ/kg)
干物質
粗蛋白質
鈣
磷
5.13
92.48
8.71
0.49
0.28
1.3 測定指標及方法
測定培養過程中的產氣量,培養液中NH3-N和MCP以及殘留培養底物NDF的含量。
1.3.1 樣品預處理
培養24h后,將培養物無損失地轉移至100mL大離心管,以4 000 r/min離心15min,去除原蟲和飼料大顆粒。上清液制樣以備分析MCP和NH3-N。離心后沉淀無損失地轉入100mL大坩堝中,于65℃烘干,以測定其NDF含量。
1.3.2 NH3-N測定
參照馮宗慈等(1993)的方法進行。
1.3.3 NDF測定
參照楊勝(1993)的方法進行。
1.3.4 MCP測定
MCP分離采用差速離心法。準確量取15mL上清液,于4℃ 16 000g離心20min,以分離出細菌;棄去上清液后,用10mL 0.85%的生理鹽水重復洗滌兩次。沉淀即為細菌組分。
MCP測定采用考馬斯亮藍(Bradford)法。
1.3.5 產氣量的測定
從培養開始后,前期每隔1h記錄1次玻璃注射器產氣量,每次記錄完后放氣,使注射器的刻度為零,等下一次記錄完畢后又返回到零刻度。由于前幾小時產氣較多,記錄時間稍微密一點,以后間隔時間稍長一點,可以減少試驗誤差。分別把各次記錄的產氣量累加起來,即為24h的產氣量(mL)。
1.4 數據處理
采用SPSS13.0 for Windows中的One-way ANOVA過程進行方差分析,多重比較用Duncan法。
2 結果與討論
日糧添加不同水平甘露寡糖對錦江黃牛瘤胃發酵(體外)指標影響的測定結果見表2。
表2 日糧添加甘露寡糖對錦江黃牛瘤胃發酵(體外)的影響
測定指標添加水平
00.8% 1.0%1.2%
MCP(mg/100ml)
NH3-N(mg/100ml)
NDF(%)
產氣量(ml)22.32±4.11a
3.80±0.20a
61.82±0.03
87.87±29.74a28.38±4.27b
3.76±0.17a
61.60±0.02
85.9±23.4a27.89±1.96b
3.71±0.15a
61.44±0.04
136.53±26.13b28.55±4.51b
5.53±0.09b
60.55±0.04
142.17±4.20b
注:同行數據右肩標相同字母表示差異不顯著(P>0.05),不同字母表示差異顯著(P<0.05)。
2.1 日糧中添加甘露寡糖對培養液中MCP含量的影響
從表2可看出,日糧中添加甘露寡糖后,培養液中MCP含量均升高,且與對照組差異都顯著(P<0.05),其中以1.2%組的含量最高,達到28.55mg/100mL。
近年來,國內外關于甘露寡糖對豬、肉雞、兔、牛腸道菌群影響研究表明,添加適宜量的甘露寡糖能夠優化胃腸道微生態環境,促進雙歧桿菌、乳酸桿菌等有益菌的增殖,減少大腸桿菌、沙門氏菌等致病菌的數量,因此大大降低了腹瀉率。趙曉靜等(2007)研究表明,添加0.1%Bio-Mos可以改善犢牛糞便微生態菌群,降低大腸桿菌數量和增加乳酸桿菌數量,從而減少腹瀉的發生,促進犢牛健康生長。周慶民等(2006)和鐔雪瑩等(2009)的研究表明甘露寡糖可以顯著提高奶牛的產奶量和乳脂率。凌寶明等(2006)研究也表明日糧中添加甘露寡糖可提高培養液中BCP含量,這是因為功能性寡糖(甘露寡糖)能減少腸道病原菌,促進有益微生物的增殖,并具有免疫防御機制和吸附霉菌毒素的作用,進而有利于動物腸道發育。本試驗中,日糧添加甘露寡糖增加了培養液中MCP含量,推測可能是甘露寡糖促進了瘤胃內細菌(包括雙歧桿菌、乳酸菌)的增殖,這與前人的研究報道一致。
2.2 日糧中添加甘露寡糖對培養液中NH3-N含量的影響
從表2可以看出,在各處理組中,0.8%組和1.0%組培養液中的NH3-N含量(分別為3.76和3.71mg/100mL)比對照組低,但與對照組差異不顯著(P>0.05)。而1.2%組培養液中的NH3-N含量比對照組高,高達5.53mg/100mL,且與對照組的差異達到極顯著水平(P<0.01)。
瘤胃液中氨氮的最主要來源是外部來源,即日糧中的蛋白質和NPN經瘤胃微生物降解產生。瘤胃微生物對氨氮的利用程度是影響瘤胃內氨氮水平的主要原因。關于瘤胃內NH3-N的最適濃度,各國學者比較一致的看法是5~9mg/100mL(楊鳳,1993;Broudiscou和Jouany,1995)。本試驗中1.2%組培養液中NH3-N含量(5.53mg/100mL)顯著高于對照組,且在瘤胃最適的NH3-N含量范圍內。而0.8%組和1.0%組培養液中NH3-N含量較對照組低,但差異不顯著(P>0.05)。NH3-N的含量低,可能的原因是甘露寡糖促進了瘤胃內某些細菌(如雙歧桿菌等)對日糧中的氨氮利用。
2.3 日糧中添加甘露寡糖對培養殘渣中NDF含量的影響
從表2可看出,日糧中添加甘露寡糖后,培養殘渣中NDF的含量均有不同程度的降低;其中以1.2%組的含量最低(60.55%),但各組與對照組差異均不顯著(P>0.05)。說明添加甘露寡糖可以促進NDF的降解,利于粗飼料的利用。
凌寶明(2006)等研究發現,日糧中添加甘露寡糖對生長綿羊瘤胃發酵培養殘渣中的NDF含量沒有顯著影響,與本試驗的結果相似。
2.4 日糧中添加甘露寡糖對產氣量的影響
從表2可以看出,培養24h后,1.0%組和1.2%組的產氣量都有不同程度的增加,分別達到136.53和142.17mL,與對照組差異顯著(P<0.05)。
對于產氣量,各學者的研究結果不盡相同。Gano等(2001)的體外試驗表明, GOS(半乳寡糖)可以降低甲烷的產量。劉光斌、劉兵等(2007)研究表明,添加不同水平SBOS對綿羊瘤胃產氣量影響不明顯。本試驗添加甘露寡糖提高了產氣量,可能是促進了有益菌的增殖,使瘤胃微生物發酵更旺盛,從而促進了飼料中難消化的碳水化合物降解,因此產生了更多氣體。
3 結論
日糧中添加不同水平的甘露寡糖,可以提高培養液中MCP含量;降低培養殘渣中NDF含量;增加瘤胃的產氣量;添加量在1.2%時,培養液中的NH3-N含量達到瘤胃內NH3-N的最適濃度;并初步得出以1.2%添加量為最佳。研究初步證明,日糧中添加甘露寡糖可在一定程度上促進錦江黃牛瘤胃微生物生長繁殖,改善瘤胃發酵功能。但是,1.2%的添加量是否是錦江黃牛瘤胃微生物體外發酵的最佳添加量還有待于進一步研究。
(參考文獻略)