棕榈油和植物次生化合物对奶牛采食量、消化率及微生物种群的影响

王金合，孙彦婷，牛 晖，曹素芳，包文奇

（河南牧业经济学院 动物医药学院，河南郑州 450046）

在过去的几十年里，为了优化瘤胃发酵模式，提高采食量和效率，在反刍动物生产中使用抗生素等饲料添加剂。但由于抗生素的限用和禁用，以及人们越来越重视其对食品安全的影响，因此人们对植物和植物提取物（如含有具有抗菌特性的次生化合物，如单宁和皂苷）来控制瘤胃发酵，提高饲料效率更感兴趣（Sallam等，2009）。雨树豆荚粉含有浓缩单宁和皂苷，有可能通过抑制原生动物和产甲烷菌来控制瘤胃发酵，从而减少体外产甲烷（Anantasook和 Wanapat，2012）。此外，日粮中的脂质是瘤胃发酵的有效调节剂，可以减少原生动物对蛋白质的吸收，提高反刍动物日粮中蛋白质的利用效率，减少氮的损失。此外，用大豆油等植物油饲喂动物有减少产甲烷细菌的潜力（Mao等，2010）。因此，本研究旨在探讨雨树豆荚和棕榈油对奶牛采食量、消化率、微生物蛋白合成和微生物种群的影响。

1 材料与方法

1.1 试验设计试验选择4头泌乳早期、平均体重为（408±37）kg的奶牛，按照4×4拉丁方设计进行分组。分别饲喂4种日粮，对照组为基础日粮组，T1组为60 g/kg豆荚组，T2组为20 g/kg棕榈油组，T3组为60 g/kg豆荚组+20 g/kg棕榈油组。基础日粮组成及原料成分见表1。试验期间奶牛自由采食和饮水，本试验分4个阶段进行，每个阶段持续21 d，前14 d为适应期，后7 d为样品收集期。

1.2 样品采集与分析在收集期间每天采集饲料用于养分分析，在每个周期的最后7 d收集饲料、粪便和尿液样本，所有样品均合并为1份，用于测定干物质、灰分、粗蛋白质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维。在每个周期结束时，分别在饲养后0和4 h收集瘤胃液和颈静脉血液样本。瘤胃液用于测定pH、氨氮浓度，血液样品离心分离血清，血清用于测定尿素氮含量。参考Hungate（1996）的方法对纤维分解菌、蛋白水解菌和淀粉水解菌进行识别和计数。

表1 精料组成及经尿素处理的水稻秸秆和豆荚的化学成分 g/kg

1.3 统计分析所有数据均按4×4拉丁方阵设计采用SAS软件单因素方差分析（One-way-ANOVA），采用Duncan's法进行多重比较法，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 对采食量和养分消化率的影响由表2可知，日粮处理对奶牛尿素处理秸秆、浓缩料和干物质采食量及干物质、有机物和酸性洗涤纤维表观消化率均无显著影响（P＞0.05）。对照组和棕榈油组粗蛋白质表观消化率较豆荚组显著提高10.26%和9.11%（P＜0.05），棕榈油+豆荚组中性洗涤纤维表观消化率较其他组显著提高3.29%、2.17% 和 2.97%（P＜0.05）。

表2 豆荚和棕榈油对奶牛采食量和养分消化率的影响

2.2 对瘤胃发酵及嘌呤衍生物排泄的影响由表3可知，日粮处理对奶牛采食后0和4 h瘤胃pH和血清尿素氮含量无显著影响（P＞0.05）。奶牛采食4 h后，对照组瘤胃氨氮浓度较豆荚组显著提高35.11%（P＜0.05），而对照组和棕榈油组氨氮浓度均值较其他两组分别显著提高12.64%、11.36%和12.07%、10.80%（P＜0.05）。各处理对尿囊素和尿肌酐排泄量无显著影响（P＞0.05）。豆荚组尿囊素吸收量分别较其他组显著提高19.22%、11.94%和10.27%（P＜0.05），同时微生物蛋白合成量最高（P＜0.05）。豆荚组和豆荚+棕榈油组微生物氮供应量显著高于其他组（P ＜ 0.05）。

2.3 对瘤胃微生物菌群的影响由表4可知，奶牛采食后0 h，对照组瘤胃原生动物数量显著高于棕榈油组和豆荚+棕榈油组（P＜0.05），而采食4 h后，对照组瘤胃原生动物数量最高（P＜0.05）。日粮处理对奶牛采食0和4 h后瘤胃细菌总数和淀粉水解菌数量无显著影响（P＞0.05）。豆荚+棕榈油组奶牛采食4 h后瘤胃纤维分解菌数量较其他组显著提高6.76%、8.22%和6.76%（P＜0.05），而对照组和棕榈油组瘤胃蛋白水解菌数量较豆荚组显著提高21.87%和23.43%（P＜0.05）。

表3 豆荚和棕榈油对奶牛瘤胃发酵及嘌呤衍生物的影响

表4 豆荚和棕榈油对奶牛瘤胃微生物菌群的影响

3 讨论

结果表明，日粮处理对干物质采食量、尿素处理水稻秸秆及精料采食量、干物质、有机物和酸性洗涤纤维表观消化率均无影响，这与Pilajun和Wanapat（2011）的研究一致。但 Otaru等（2011）发现，当日粮棕榈油添加水平大于40 g/kg时，山羊的自由采食量降低。尽管日粮处理对采食量无显著影响，但添加棕榈油+豆荚可提高中性洗涤纤维表观消化率，降低蛋白质消化率。

瘤胃pH在各处理间无差异，范围在6.6～6.7之间，这些值对正常瘤胃发酵、微生物生长和微生物活性最优（Wanapat等，2010）。本研究中血清尿素氮浓度为12.4～13.5 mg/dL，日粮添加棕榈油和豆荚后瘤胃氨氮浓度显著降低。Kamra等（2006）发现，皂果乙醇提取物可降低氨氮浓度，这可能是由于浓缩单宁产生了蛋白-单宁络合物，降低了瘤胃对饲料蛋白降解的有效性和氨氮的释放。Mapato等（2010）指出，当奶牛日粮添加60 g/kg葵花油时，氨氮浓度降低，这与蛋白质消化率降低有关。尿囊素吸收引起的瘤胃微生物蛋白合成量为284.6～339.3 g/d，这可能是由于豆荚降低了原生动物的数量，对微生物氮的瘤胃内循环和微生物氮的供应降低有重要作用（Wang等，2012）。

Anantasook和 Wanapat（2012）发现，添加含有浓缩单宁和皂苷的雨树豆荚后，原生动物种群数量减少，因为原生动物对植物次生化合物的敏感性可以用细胞膜中甾醇的存在来解释，而皂苷可能与甾醇在原生动物细胞膜上形成复合物，破坏细胞膜。此外，植物次生化合物和油对原生动物有特殊的毒性，这可能是本研究中纤维素分解菌数量增加的原因。单宁的抗菌作用是由于单宁与细菌细胞壁分泌的胞外酶相互作用改变了细胞壁形态，单宁会引起细胞膜破坏，直接作用于微生物的新陈代谢，并通过阳离子螯合降低其对微生物的可利用性，剥夺微生物生长底物（Smith等，2005）。

4 结论

在奶牛日粮中添加棕榈油或豆荚对采食量无不良影响。此外，添加棕榈油还能提高纤维的消化率和瘤胃纤维素分解菌的数量。日粮添加豆荚降低了粗蛋白质消化率、瘤胃氨氮浓度、瘤胃蛋白水解菌和原生动物数量，导致微生物蛋白合成量增加。