日粮非纤维性碳水化合物/中性洗涤纤维对绵羊瘤胃共轭亚油酸产量和体外发酵的影响

田希雅，赵文天，孙阳，夏呈强，裴彩霞

（山西农业大学动物科学学院，山西太谷 030800）

共轭亚油酸（Conjugated Linoleic Acid，CLA）是瘤胃生物氢化的产物，在瘤胃微生物异构化作用下由日粮中的亚油酸转变合成，具有抗癌、抗动脉粥样硬化和糖尿病的特性。日粮不饱和脂肪酸含量、纤维水平和瘤胃菌群对瘤胃CLA 具有调控作用。各种常见的植物油中十八碳不饱和脂肪酸含量均在70%，是CLA生物合成的前体，在日粮中添加适量植物油可以提高CLA 产量。日粮中补充2% 大豆油可以显著增加CLA产量，减少动物机体甲烷（Methane，CH）产生，提高日粮能量水平和饲料消化率。

近年来，随着动物营养学研究的深入发展，日粮中某种单一养分的营养效应（如碳水化合物结构）被广泛应用于日粮研究。非纤维性碳水化合物/中性洗涤纤 维（Non-Fiber Carbohydrate/Neutral Detergent Fiber，NFC/NDF）作为评价反刍动物日粮碳水化合物组成和结构的指标之一，综合考虑了日粮中快速发酵和缓慢发酵碳水化合物部分，更加准确地反映了其他变量的影响。不同日粮NFC/NDF 可以影响瘤胃代谢，日粮纤维水平是维持瘤胃发酵环境的重要因素，纤维水平降低，瘤胃pH 降低，瘤胃微生物氢化作用可能受到抑制，但NFC/NDF 对瘤胃CLA 合成的影响未见报道。因此，本试验旨在研究不同NFC/NDF 日粮中添加2%大豆油对绵羊瘤胃CLA 产量和瘤胃代谢的影响，探讨日粮最适NFC/NDF，为反刍动物实践生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计 试验分为7 种不同日粮组。试验组日粮以玉米、豆粕、麦麸、苜蓿干草、鸭茅干草、大豆油为原料，按照NFC/NDF 为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5配制（组别分别为Y0.5、Y1.0、Y1.5、Y2.0、Y2.5、Y3.0、Y3.5），具体日粮配制见表1。

表1 不同NFC/NDF 日粮组成及营养成分

1.2 试验动物 随机选取4 只体况良好的8 月龄公绵羊作为瘤胃液供体动物，参照NRC（2007）绵羊饲养标准配制全混合日粮（TMR），单栏饲喂，每日07:00 和19:00 各饲喂1 次，自由饮水。

1.3 体外发酵试验 晨饲前使用口腔瘤胃液采样器采集瘤胃液。将过滤后的瘤胃液装入充满CO的保温瓶，与人工唾液（采用Menke 等方法配制）1:2 混匀作为培养液。日粮经65℃烘干后粉碎并过2 mm 目筛作为发酵底物，称取300 mg 置于注射器中，加入30 mL 培养液于39℃恒温水浴震荡培养箱培养，每组4个重复，在3、6、9、12、18、24、36、48 h 读数并用集气袋收气。

1.4 样品采集与测定 48 h 发酵结束后立即放入冰水浴终止反应，使用酸度计（EC-pH510 标准智能型台式pH 计，上海五久自动化设备有限公司）测量pH。取1 mL 瘤胃液加0.2 mL 20 g/L 硫酸使用苯酚-氯仿酸钠比色法（分光光度计，UV759，上海精密科学仪器有限公司）测定氨态氮（Ammonia Nitrogen，NH-N）；1 mL 瘤胃液加0.2 mL 25% 偏磷酸巴豆酸，采用TRACE-1300气相色谱仪分析瘤胃液挥发性脂肪酸（Volatile Fatty Acid，VFA）；CLA 送至上海尔炳生物公司用气相色谱仪测定；CH采用TRACE-1300 气相色谱仪测定（Thermo Fisher Scientific，美国）；微生物蛋白（Microbial Crude Protein，MCP）采用考马斯蓝比色法测定；将发酵后的尼龙袋反复冲洗，65℃烘干后用实验室常规方法测定干物质（Dry Matter，DM）降解率。

1.5 统计分析 采用IBM SPSS 22.0 软件统计进行单因素方差分析，采用Duncan's 法进行多重比较。<0.01表示差异极显著，<0.05 表示差异显著，>0.05 表示差异不显著，0.05<<0.1 表示有趋势。

2 结果

2.1 日粮NFC/NDF 对体外CLA 的影响 由表2 可知，Y2.0 组反10 顺12 共轭亚油酸（t10,c12-CLA）含量高于Y0.5 组、Y1.0 组（<0.01）和Y2.5 组、Y3.0 组、Y3.5 组（<0.05）；Y1.0 组、Y1.5 组、Y2.5 组、Y3.0组和Y3.5 组高于Y0.5 组（<0.05），但Y2.0 组与Y1.5组差异不显著。各组间顺9 反11 共轭亚油酸（c9,t11-CLA）和总CLA 含量差异不显著。

表2 日粮NFC/NDF 对体外CLA 含量的影响

2.2 日粮NFC/NDF 对体外发酵参数的影响 由表3 可知，乙酸、丙酸、异丁酸、戊酸和异戊酸浓度均随日粮NFC/NDF 增加呈先增加后降低趋势，Y1.5 组浓度最高。Y1.5 组乙酸浓度、高于Y3.5 组（<0.01），其他组间差异不显著。Y1.5 组和Y2.0 组丙酸浓度高于Y0.5 组（<0.05），但Y1.5 组与Y2.0 组间差异不显著。Y1.5组异丁酸浓度高于Y3.0 组（<0.05）。Y1.5 组戊酸浓度高于Y3.0 组和Y3.5 组（<0.05）。Y0.5 组乙酸/丙酸高于Y2.0 组和Y2.5 组（<0.01）及Y1.5 组、Y2.0 组、Y2.5 组、Y3.5 组（<0.05）。Y1.5 组丁酸和TVFA 浓度最高，但各组间差异不显著。各组间pH 无显著差异。

表3 日粮NFC/NDF 对体外发酵参数的影响

2.3 日粮NFC/NDF 对DM 降解率、CH产量、产气量的影响 由表4 可知，DM 降解率随NFC/NDF 增加呈先增加后降低趋势，Y1.5 组最大。Y1.5 组和Y2.0组DM 降解率高于Y0.5 组（<0.05），但Y1.5 组与Y2.0 组间差异不显著。Y3.5 组和Y3.0 组CH产量低于Y1.0 组（<0.05），但与Y1.5 组差异不显著。Y1.5组总产气量高于Y3.0 组（<0.01），Y2.0 组高于Y3.0组（<0.05）。

表4 日粮NFC/NDF 对体外DM 降解率、CH4 产量、产气量的影响

2.4 日粮NFC/NDF 对体外NH-N、MCP 浓度的影响由表5 可知，Y0.5 组NH-N 浓度低于Y1.5 组、Y2.0 组、Y2.5 组、Y3.0 组、Y3.5 组（<0.01）及Y1 组（<0.05）。MCP 浓度随NFC/NDF 增加呈先增加后降低趋势，Y1.5 组浓度最高。Y1.0 组、Y1.5 组、Y2.0 组和Y2.5组MCP 浓度高于Y0.5 组、Y3.0 组和Y3.5 组（<0.01），Y0.5 组和Y3.5 组高于Y3.0 组（<0.01），Y1.5 组高于Y1.0 组（<0.05）。

表5 日粮NFC/NDF 对体外NH3-N、MCP 含量的影响

3 讨 论

瘤胃微生物发酵日粮纤维素和淀粉等碳水化合物能产生VFA 和气体，瘤胃VFA 浓度和产气量可以评价瘤胃微生物对营养物质的利用效率。宋善丹和Ma等研究发现，随发酵底物NFC/NDF 增加，丙酸、丁酸及TVFA 浓度显著提高，乙酸/丙酸降低。本试验结果表明，随着NFC/NDF 在0.5～1.5 范围内增加，各种VFA 浓度和TVFA 浓度均增加，乙酸/丙酸显著下降，与上述结果一致。这可能是由于NFC 含量增加，淀粉分解菌的数量增多、活性增强，从而促进丙酸和丁酸的合成。当NFC/NDF 增加到1.5 时，各种VFA 浓度和TVFA 浓度均达到最高，乙酸/丙酸显著下降；当NFC/NDF 大于1.5 时，高亚油酸含量会导致瘤胃细菌数量降低，产生的VFA 浓度下降。瘤胃pH 与TVFA浓度和有机酸产量有关，可反映瘤胃代谢情况，影响瘤胃菌群的生物活性，本试验中瘤胃pH 与TVFA 变化一致。瘤胃发酵产生的氢气可作为反应底物被产甲烷菌利用生成CH。从氢的利用角度上分析，CH和丙酸合成上存在竞争关系，氢气不仅是合成CH的反应底物，也可以促进丙酸合成。粗饲料含量越低，甲烷菌对乙酸与丁酸产生的氢利用率越低，从而使CH产量降低。因此，本试验中Y3.5 组CH产量最低。

NFC/NDF 对营养物质降解率有较大影响。本试验结果表明，随日粮NFC/NDF 升高，DM 降解率增加，产气量增多，NFC/NDF 为1.5 时达到最高。普宣宣等研究也表明，NFC/NDF 从1.23 增加到2.00 时，DM 降解率增大，产气量增多。体外发酵的产气量与饲料DM降解率呈正相关，且与不同粗饲料类型、碳水化合物结构以及粗精料组合效应之间的差异有关。NFC 增加，微生物快速发酵饲料底物，DM 降解率提高，促进了瘤胃消化代谢，产生大量气体和VFA。日粮NFC/NDF高于1.5 时，DM 降解率和产气量下降。可能由于DM 降解率与日粮中不可溶性非淀粉多糖呈显著负相关，日粮NFC/NDF 增加，不溶性非淀粉多糖对营养物质包被作用增大，阻碍瘤胃微生物发酵利用。总产气量偏低可能是因为大豆油中亚油酸具有抑菌作用，导致瘤胃微生物数量降低。

瘤胃NH-N 是瘤胃微生物降解饲料蛋白质的主要产物，也是微生物合成菌体蛋白质的原料，蛋白质在瘤胃中的降解、吸收和合成速率影响NH-N 水平。瘤胃微生物生长的最适NH-N 浓度为5～28 mg/dL。本试验中，NH-N 浓度利于微生物生长，且随NFC/NDF 升高而增加，Y2.0 组NH-N 浓度最高，极显著高于Y0.5 组。日粮中易发酵碳水化合物增加会使底物中降解蛋白质增多，瘤胃NH-N 浓度增加。MCP 的合成效率是由瘤胃内氮含量和日粮碳水化合物发酵产生的能量共同决定的。本试验中MCP 含量与VFA 和NH-N 浓度变化一致。

反刍动物瘤胃内CLA 主要由瘤胃微生物合成，而日粮因素是影响反刍动物体内CLA 合成的主要因素。本试验结果表明，瘤胃t10,c12-CLA 含量随NFC/NDF增加先升高后降低，这可能是由于饲料中玉米（富含亚油酸）比例增加，CLA 合成的前体亚油酸含量增加从而促进了CLA 合成；而NFC/NDF 进一步增加时，高亚油酸含量导致瘤胃细菌数量降低，从而降低瘤胃中t10,c12-CLA 含量。c9,t11-CLA 组间差异不显著，可能是由于其抗氧化能力低于t10,c12-CLA，在瘤胃中氧化损失较多，使组间差异不显著。Fuentes 等研究表明，当日粮中纤维水平高于30% 时，用于生物氢化作用的细菌不受精粗比变化的影响，但低瘤胃pH 抑制生物氢化作用。高精料日粮主要通过降低瘤胃pH，改变瘤胃环境，抑制瘤胃异构化作用菌的数量和活性，从而降低CLA 产量。本试验结果也表明，在添加2% 豆油条件下，体外培养液CLA 含量不受日粮NFC/NDF影响，适量提高日粮前体物质含量可以促进瘤胃CLA合成。综上所述，随着NFC/NDF 在0.5～1.5 范围内增加，VFA 和DM 降解率、产气量和NH-N 浓度提高，MCP合成增加，CH产量降低，日粮NFC/NDF 为1.5 时最有利于瘤胃发酵和干物质降解。

4 结 论

本试验结果表明，在添加2%豆油条件下，体外培养液CLA 含量不受日粮NFC/NDF 影响，瘤胃发酵和干物质降解最适日粮NFC/NDF 为1.5。