β-胡萝卜素对绵羊瘤胃微生物发酵参数的影响

刘利林 王 帅 敖长金

β-胡萝卜素对绵羊瘤胃微生物发酵参数的影响

刘利林 王 帅 敖长金

试验采用自身对照法试验设计，选用6只安装有永久性瘤胃瘘管的去势蒙古公羊，分3组，即0.000%β-胡萝卜素（对照组）、0.005%β-胡萝卜素和0.008%β-胡萝卜素组，研究在日粮中添加β-胡萝卜素对绵羊瘤胃内环境及微生物发酵参数的影响。结果表明：日粮中添加β-胡萝卜素对绵羊瘤胃中pH值没有影响；日粮中添加β-胡萝卜素有降低绵羊瘤胃中氨态氮含量的趋势；日粮中添加β-胡萝卜素使绵羊瘤胃中菌体蛋白含量降低，且存在随β-胡萝卜素添加比例的增加菌体蛋白含量有降低的趋势；日粮中添加β-胡萝卜素有促进瘤胃中TVFA含量升高和降低乙丙比的趋势。

β-胡萝卜素；绵羊；瘤胃；微生物发酵

由于瘤胃微生物在生长和繁殖过程中产生许多气体和发酵产物，瘤胃内环境始终处于不断地动态变化之中。瘤胃发酵参数是检测动物营养状况和评定饲料营养价值的重要指标，它比化学分析法更能反映饲料或日粮纤维物质在瘤胃内的发酵效率。适宜的瘤胃内环境是饲料纤维物质降解的重要保证，同时也是衡量饲料纤维发酵好坏的重要标志。

有研究显示，β-胡萝卜素对瘤胃微生物发酵会产生某种影响。在研究β-胡萝卜素对瘤胃细菌利用长链脂肪酸和纤维素的影响时发现：β-胡萝卜素可促进反刍动物瘤胃中纤维素分解菌的生长，增加其数量，从而促进瘤胃对脂肪酸的利用[1]。另外有学者采用人工瘤胃产气法研究了β-胡萝卜素对山羊瘤胃微生物发酵参数的影响发现：β-胡萝卜素极显著的降低了瘤胃液中氨态氮浓度；使瘤胃液中微生物蛋白（MCP）浓度极显著的升高，且随β-胡萝卜素浓度的升高而增加；乙酸与丙酸比值和总挥发性脂肪酸（TVFA）产量受β-胡萝卜素浓度的影响不显著（P＞0.05）[2]。而β-胡萝卜素对绵羊瘤胃微生物体内发酵及内环境参数的影响未见报道。本试验将在体外发酵试验的基础上研究日粮中添加β-胡萝卜素对绵羊瘤胃微生物体内发酵及内环境参数的影响，进一步验证β-胡萝卜素对绵羊瘤胃微生物发酵特性功能的影响。

1 试验材料

1.1 药品和试剂

β-胡萝卜素添加剂：购自帝斯曼公司，10%粉剂。其它常规药品均为分析纯。

1.2 仪器

pH计、自制瘤胃液采集装置、高速离心机、气相色谱仪、分光光度计、BUCHI K-370自动凯氏定氮仪。

1.3 试验动物管理与饲料配方

本试验选用6只体况良好、体重（40.16±1.48）kg已安装永久性瘤胃瘘管的去势蒙古公羊，基础日粮精粗比为4：6，参照张宏福等（1998）研究的营养需要[3]，除不添加类胡萝卜素和VA外其他均满足育肥羊饲养标准推荐，试验开始前和结束后对羊进行称重，预试期自由采食，测定每天的采食量，正试期根据预试期测定的采食量，以调节到维持饲养水平的1.2倍，每天08:00和19:00各喂一次精料，粗料07:00一次投放，自由采食，自由饮水。

1.4 试验设计及样品采集

本试验采用自身对照法试验设计，试验分2期进行，即对照期和试验期，每期分预试期和正试期，预试期至少14 d，正试期3 d。试验动物分为2组，每组3只去势蒙古公羊，在对照期喂给基础日粮，试验期开始喂给基础日粮加不同浓度的β-胡萝卜素，即自试验期开始，试验1组在基础日粮的基础上添加0.005%的β-胡萝卜素，试验2组在基础日粮的基础上添加0.008%的β-胡萝卜素，在正试期晨饲前（0 h）、饲喂后 2、4、6、8、10、14、18、24 h 采集瘤胃液进行瘤胃内环境、瘤胃发酵参数的分析。

1.5 测定方法与步骤

15.1 瘤胃pH值测定

采用pHS-3B型高精度酸度计 （上海雷磁仪器厂生产）测定。

1.5.2 瘤胃菌体蛋白含量的测定

菌体蛋白测定参照Cotta等（1982）[4]和Broderick等（1989）[5]阐述的方法。

1.5.3 瘤胃中NH3-N的测定

瘤胃液中氨态氮的测定方法参照冯宗慈等（1993）[6]的方法进行。

1.5.4 瘤胃内挥发性脂肪酸（VFA）的测定

VFA采用内标法测定，参照秦为琳（1982）的方法，内标物为巴豆酸，溶剂为氯仿[7]。

1.6 数据处理

试验数据以X±SD表示，用SPSS15.0统计分析软件下的 One-Way ANOVA（单因素方差分析）进行统计分析，采用LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 日粮中添加β-胡萝卜素对绵羊瘤胃内环境pH值的影响（见图1）

图1 添加β-胡萝卜对绵羊瘤胃pH值的影响

从图1可以看出，各组间pH值变化趋势一致。各组 pH值在5.81～6.42，均处于 Murphy等（1987）[8]所报道的正常范围之内。各组间比较差异不显著，但试验1组pH值高于对照组，试验2组pH值低于对照组。整个试验周期内各组pH值平均值依次为试验1组、对照组、试验2组，各组间比较差异不显著。整个试验期内试验2组pH值最低并且波动最大。

2.2 日粮中添加β-胡萝卜素对绵羊瘤胃内环境氨态氮含量的影响（见图2）

图2 添加β-胡萝卜对绵羊瘤胃氨态氮含量的影响

从图2可以看出，各组氨态氮含量的动态变化规律基本相似。均是采食后瘤胃NH3-N浓度迅速上升，2 h达到峰值，之后逐渐下降，6 h前瘤胃液中氨态氮含量呈下降趋势。从6 h开始缓慢回升，待第二次采食又呈现出相似的变化规律。在整个试验期内试验1组和试验2组瘤胃液平均氨态氮含量均低于对照组，但各组间比较没有达到差异显著水平。

2.3 日粮中添加β-胡萝卜素对绵羊瘤胃菌体蛋白含量的影响（见图3）

图3 添加β-胡萝卜对绵羊瘤胃菌体蛋白含量的影响

从图3可以看出，各组瘤胃菌体蛋白含量变化趋势完全一致，在整个试验期内对照组瘤胃菌体蛋白含量均高于试验1和试验2组，整个试验期内平均菌体蛋白含量对照组最高，显著高于试验2组（P＜0.05），高于试验1组，但差异不显著。

2.4 日粮中添加β-胡萝卜素对绵羊瘤胃挥发性脂肪酸（VFA）的影响（见图4、图 5）

图4 添加β-胡萝卜对绵羊瘤胃TVFA含量的影响

图5 添加β-胡萝卜对绵羊瘤胃乙酸/丙酸比值的影响

多糖在瘤胃内被瘤胃微生物降解为短链VFA，用来提供微生物菌群维持和生长需要的能量和碳链。瘤胃内VFA主要包括乙酸、丙酸和丁酸。

从图4可以看出，各组TVFA含量变化趋势完全一致，整个试验期内试验2组TVFA含量均高于对照组和试验1组，整个试验期内各组间TVFA平均含量比较试验2组最高，试验1组居中，对照组最低。从图4可以看出对照组总挥发性脂肪酸浓度的变化曲线较试验组平缓，整个过程中呈上升趋势，但在整个试验期内试验组总挥发性脂肪酸浓度的波动较大。

从图5可以看出，整个试验期内各组平均乙酸/丙酸比值比较，对照组＞试验1组＞试验2组，各组间比较差异不显著，但随着β-胡萝卜素添加比例的加大，乙酸/丙酸比值有下降的趋势。

3 结论

由以上结果及分析可以得到如下结论：日粮中添加β-胡萝卜素对绵羊瘤胃中pH值没有影响；日粮中添加β-胡萝卜素有降低绵羊瘤胃中氨态氮含量的趋势；日粮中添加β-胡萝卜素使绵羊瘤胃中菌体蛋白含量降低，且存在随β-胡萝卜素添加比例的增加菌体蛋白含量有降低的趋势；日粮中添加β-胡萝卜素有促进瘤胃中TVFA含量升高和降低乙酸丙酸比的趋势。

[1] Hino T,Andoh N,Ohgi H.Effect of beta-carotene and alpha-tocopherol on rumen bacteria in the utilization of long-chain fatty acids and cellulose[J].J Dairy Sci.,1993,76（2）:600-605.

[2] 严宏祥,匡伟,吴敏,等.β-胡萝卜素对山羊瘤胃微生物体外发酵影响的研究[J].饲料工业,2006,27（22）:36-38.

[3] 张宏福,张子仪.动物营养参数与饲养标准（第1）[M].北京:中国农业出版社,1998.

[4] Cotta M A aRJB.Effect of peptides and amino acids on efficiency of rumen bacterial protein synthesis in continuous culture[J].J.Dairy Sci.,1982:226-234.

[5] Broderick G A aCWM.Metabolism of peptides and amino acids during in vitro protein degradation by mixed rumen organisms[J].J.Dairy Sci.,1989:2540-2548.

[6] 冯宗慈,高民.通过比色测定瘤胃液氨氮含量方法的改进[J].畜牧与饲料科学,1993（04）:37.

[7] 秦为琳.应用气相色谱测定瘤胃挥发性脂肪酸方法的研究改进[J].南京农业大学学报,1982（04）:110-116.

[8] Murphy JJJJ.Effect of protein concentrate and protein source on the degradability of dry matter and protein in situ[J].J.Dairy Sci.,1987,70:1841-1849.

Effects of β-carotene on the parameters of rumen microbial fermentation in sheep

Liu Lilin,Wang Shuai,Ao Changjin

In this experiment，six castrated Mongolian sheep with permanent rumen fistula were selected,including the 0.000%（the control）、0.005%and 0.008% β-carotene groups,to determine effects of βcarotene on the parameters of rumen environment and microbial fermentation.The results showed that:Impacts of β-carotene on the rumen pH value was not significant difference;There are a tendency that the concentration of NH3-N reduced in rumen liquid by supplements of β-carotene,but it was not significant comparing the control group.The concentration of bacterial protein in rumen liquid reduced by supplements of β-carotene,and the average of bacterial protein in the control group was significantly higher than the 0.008% β-carotene group（P ＜0.05）,and was higher than the 0.005% β-carotene group,but the difference was not significant.The concentration of TVFA in rumen liquid increased with addition proportion of β-carotene.At the same time the ratio of acetic acid/propionic acid reduced with addition proportion of β-carotene.

β-carotene；sheep；rumen；microbial fermentation

S823

A

1001-991X（2011）07-0049-03

刘利林，塔里木大学动物科学学院，讲师，843300，新疆阿拉尔市虹桥南路1号。

王帅，新疆生产建设兵团塔里木畜牧科技重点实验室。

敖长金（通讯作者），内蒙古农业大学动物科学与医学学院。

2010-12-13

（编辑：刘敏跃，lm-y@tom.com）