舍饲条件下生长牦牛瘤胃发酵参数时间变化研究

张玉莹，张 博，刘书杰，杨得玉，崔占鸿

(青海大学畜牧兽医科学院，西宁 810016)

瘤胃内容物是指瘤胃(含网胃、瓣胃和皱胃)的内容物及其生物代谢物质，瘤胃中富含多种细菌和原虫，内容物营养价值高，可作为一种饲料原料[1]。瘤胃内容物的营养成分相当于优质的豆科牧草，约含粗蛋白质15.62%、粗纤维29.8%、粗脂肪2.3%[2]。据了解，瘤胃内容物在反刍动物消化道中占75%-85%，每头牛羊屠宰后分别产生2-5千克和0.5-1.5千克风干瘤胃内容物[3]。可见，在畜牧业大省中，瘤胃内容物的产量颇丰。瘤胃内容物在一个以牦牛业支撑当地经济的青海，简单易得但却得不到妥善的处理，造成屠宰场周围环境的污染，对于经济的发展来说也是一种损失。有研究指出，当给新生犊牛饲喂新鲜成年牛的瘤胃液促进了中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的消化，改善了犊牛机体的抗氧化能力[4]。新鲜的瘤胃液相比于灭菌的瘤胃液更有效的提高了山羊断奶期间的平均日增重[5]，给犊牛灌注灭菌的瘤胃液会降低犊牛的腹泻[6]。说明瘤胃液在实际生产中也会带来一定的益处，降低一些饲养成本。本试验以牦牛瘘管牛中的瘤胃内容物和瘤胃液为研究材料，来分析内容物和瘤胃液的营养价值，使内容物和瘤胃液实现利益最大化，解决饲料发酵问题及环境污染问题。

1 材料与方法

1.1 试验时间和地点

本次试验在青海省西宁市湟中丰泰种养殖专业合作社，试验开展时间为2020年8月18日至8月25日，样品测定在青海省牦牛工程技术研究中心动物营养与饲料科学重点实验室完成。

1.2 试验设计

本试验选取体重接近(250±30kg)，体况接近的牦牛瘘管牛3头，预饲期为5天，预饲期结束后早晨8点(AY1、AY2、AY3)、下午5点(PY1、PY2、PY3)开始进行从瘘管中取瘤胃内容物和瘤胃液，采样共计3天。

1.3 试验日粮

本次试验日粮精粗比为6∶4，其中精料由湟源县河湟青牧饲料有限公司加工生产，粗料为粉碎后的燕麦青干草。日粮的营养水平见表1。

表1 日粮的营养水平(风干基础)

2 样品采集及测定

2.1 样品采集

预饲期结束后，于晨饲前1h经瘘管抽取瘤胃液，使用4层纱布进行过滤装于15mL离心管，并置于液氮罐中保存，带回实验室置于-80℃备用，用于NH3-N、挥发性脂肪酸和消化酶的测定。从瘘管牛采集的瘤胃内容物装于50mL离心管并置于4℃冰箱中保存，用于粗蛋白质、粗脂肪、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和淀粉含量的测定。

2.2 样品测定指标及方法

2.2.1瘤胃降解率

将采集的瘤胃内容物一份中加入10%的硫酸用于测定粗蛋白质，65℃中烘干。粗蛋白质使用FOSS凯氏定氮仪测定；中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维使用ANKOM A200i半自动纤维分析仪测定；粗脂肪使用ANKOM XT15脂肪分析仪测定。

2.2.2瘤胃发酵参数

采集瘤胃液后立即使用pH计测定pH；NH3-N浓度采用冯宗慈[7]改进的比色法测定；挥发性脂肪酸含量参照王加启[8]的试验方法测定；微生物蛋白使用蛋白定量测定试剂盒测定(试剂盒购自南京建成生物研究所)。

2.2.3瘤胃消化酶活性

淀粉含量使用试剂盒测定(试剂盒购自北京索莱宝科技有限公司)；消化酶活性使用ELISA试剂盒测定(试剂盒购自江苏酶标生物科技有限公司)。

3 数据统计与分析

数据统计采用Excel 2019进行整理，采用SPSS 20.0进行单因素方差分析进行差异性分析，用Duncan法对数据进行多重比较，以P<0.05作为显著性差异的标准。

4 结果与分析

4.1 舍饲牦牛的瘤胃养分降解率

由图1得知，舍饲牦牛瘤胃中粗蛋白质、粗脂肪、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维均无显著性差异(P>0.05)。

图1 舍饲牦牛瘤胃降解率

4.2 舍饲牦牛的瘤胃发酵参数

由图2可知，舍饲牦牛的pH在两组之间差异性显著(P<0.05)；由图3可知，舍饲牦牛的NH3-N在两组之间差异性显著(P<0.05)，MCP的两组之间无显著性差异(P>0.05)；由表2可知，舍饲牦牛的丙酸PY组显著高于AY组(P<0.05)，其它挥发性脂肪酸无显著性差异(P>0.05)。

图2

图3

表2 舍饲牦牛瘤胃挥发性脂肪酸

4.3 舍饲牦牛的瘤胃消化酶活性

由表3可知，瘘管牛的淀粉含量、脂肪酶、淀粉酶和胃蛋白酶之间无显著性差异，PY组的纤维素酶显著高于AY组(P<0.05)。

表3 舍饲牦牛瘤胃消化酶活性

5 讨论

5.1 舍饲牦牛瘤胃降解率的分析

从牦牛日粮和瘤胃内容物成分分析得知，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维在瘤胃内容物中含量较高，可能在瘤胃发酵过程中，内容物的成分大多为未发酵完全的粗料，导致在经过发酵后纤维含量升高，AY组与PY组也无差异性显著，由此分析得知，时间可能不是影响瘤胃发酵的唯一因素。

5.2 舍饲牦牛瘤胃发酵参数分析

反刍动物瘤胃的健康程度影响着动物的生产性能、饲料利用率和健康状态，是一个大型的发酵罐[9]，pH是最能直观反应瘤胃发酵参数的指标[10]，有研究发现，在瘤胃可承受pH范围内，瘤胃内低pH (4.97.0)会抑制VFA的吸收[11]。瘤胃中NH3-N是微生物菌体蛋白(MCP)合成的原料，浓度为10-50mg/dL最适宜瘤胃微生物生长[12]。本试验中AY组NH3-N浓度显著高于PY组，但MCP无显著性差异，说明随着发酵时间的延长，NH3-N浓度会降低。挥发性脂肪酸包括乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸等，主要由乙酸、丙酸和丁酸组成，约占总挥发性脂肪酸的95%以上[13]。乙酸是反刍动物合成脂肪的前体，也是合成乳脂的主要成分；丙酸是进行糖异生的主要前体，通过肝脏生产葡萄糖[14]。有研究发现，当饲喂低精料饲粮的时候，瘤胃主要以乙酸发酵模式为主，饲喂高精料饲粮时，其主要以丙酸发酵为主[15]。而在本试验中，PY组的丙酸显著高于AY组，说明发酵时间的长短会改变瘤胃内的发酵模式。瘤胃内产乙酸浓度高于丙酸，在不同的GI组合中，乙酸浓度高于丙酸[16]，这与本次试验结果相符，说明无论动物处于哪种生活状态下，瘤胃内的挥发性脂肪酸的发酵模式是稳定的。淀粉在瘤胃内为微生物蛋白合成提供能量[17]，瘤胃淀粉降解量受日粮淀粉降解率的影响[18]，在本次试验研究中，瘤胃内容物的淀粉含量无显著性差异，说明在这两个时间段里饲料中的淀粉降解率已达到稳定。

5.3 舍饲牦牛瘤胃消化酶活性分析

瘤胃内各种酶均是由微生物分泌并且参与了消化过程，消化酶的活性由微生物数量及活力决定[19]；胃蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶可以表现出瘤胃中胃蛋白分解菌、淀粉分解菌、纤维分解菌和脂肪分解菌的数量及活力[20]。有研究表明，对照组的小尾寒羊公羊的瘤胃液中胃蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶在不同的时间点下，活性均呈先升后降的趋势[21,22]。杨宝钰[23]研究了奶牛瘤胃pH、消化酶活性及原虫数量的日动态变化并发现，早上九点和下午六点的蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶无显著性差异，这和本次试验结果一致。纤维素酶的主要功能是降解非淀粉多糖[24]，饲料中的淀粉作为一种动物获取能量的主要方式，因此淀粉酶的活性大小会影响动物对能量的利用效率[25]，瘤胃液中的脂肪酶能够参与脂类物质的消化和代谢[26]，胃蛋白酶能够作用芳香族氨基酸或酸性氨基酸氨基的肽键，从而消化蛋白质[27]。在本次试验结果中发现，PY组的纤维素酶显著高于AY组，说明采食时间会对纤维素酶有一定的影响，而且牛的反刍活动一般在夜间进行，所以早上采食前的纤维素酶低于下午的纤维素酶。

6 结论

通过本次试验得知，牦牛每次采食前，随时间变化，日粮中的脂肪随着瘤胃内的消化时间长短而有差异，对于其它表观消化率无影响；对于瘤胃液的发酵参数来说，发酵时间会影响瘤胃液的发酵；对于瘤胃液的消化酶和淀粉含量来说，只有纤维素酶发生了变化。