檸條利用方式對寧夏育肥灘羊體外消化及發(fā)酵參數(shù)的影響

葛翠翠 李昊 馮帆

摘要：為評價加工利用方式對檸條營養(yǎng)價值的潛在影響，采用體外二級離體消化及產(chǎn)氣技術，對比研究無葉檸條、有葉檸條和裹包檸條對寧夏育肥灘羊瘤胃體外消化及發(fā)酵參數(shù)的影響。結(jié)果表明：有葉檸條的干物質(zhì)消化率為 43.43%，高于無葉檸條（41.54%）和裹包檸條（36.55%），但有葉揉絲檸條和無葉揉絲檸條組間差異不顯著;有葉檸條的中性洗滌纖維消化率為28.90%，低于無葉檸條（31.36%），組間差異不顯著，但與裹包檸條組（11.89%）存在顯著性差異（P<0.05）;體外發(fā)酵48 h的產(chǎn)氣量（GP）分析發(fā)現(xiàn)，有葉檸條組產(chǎn)氣量最高，為32.50 mL，顯著高于裹包檸條組（P<0.05），但與無葉檸條差異不顯著;體外發(fā)酵48 h后，3種粗飼料發(fā)酵液pH值差異性比較表明，有葉檸條、無葉檸條與裹包檸條差異均不顯著;有葉檸條組消化液中的總揮發(fā)性脂肪酸、乙酸濃度分別為1 227.50、722.02 μg/mL，顯著高于其他2種方式檸條（P<0.05），但無葉檸條組與裹包檸條組差異不顯著;對丙酸、丁酸濃度分析發(fā)現(xiàn)，組間差異不顯著。綜合各項指標表明，有葉檸條加工方式可保持其相對較高的營養(yǎng)學價值，并且體外消化及產(chǎn)氣效果相對較好;這也為檸條加工調(diào)制的季節(jié)性選擇提供了理論基礎。

關鍵詞：寧夏灘羊;檸條;體外消化;發(fā)酵參數(shù)

近年來，隨著牛羊養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展和對粗飼料的需求不斷增加，粗飼料不足問題日益顯現(xiàn)，草畜不平衡矛盾突出。此外，隨著飼草原料價格的攀升，養(yǎng)殖成本不斷增加，養(yǎng)殖效益進一步下降。因此，加大飼草料資源挖掘與開發(fā)，對緩解草畜不平衡、提高養(yǎng)殖效益具有重要意義。

檸條（Caragana korshinskii）作為水土保持、防風固沙作物，在我國三北地區(qū)（東北、西北、華北）廣泛分布，檸條林面積可達10萬hm2以上，發(fā)揮了重要的生態(tài)學功能。此外，檸條擁有較高的營養(yǎng)價值，具有飼料資源開發(fā)潛力[1-4]。平茬復壯是檸條林重要的管理方式，大量的平茬副產(chǎn)物為其飼料資源的開發(fā)提供了基礎，在區(qū)域性飼料資源開發(fā)利用方面具有重要意義。此外，相關研究還發(fā)現(xiàn)，檸條平茬副產(chǎn)物可以作為功能性飼料資源來提高畜產(chǎn)品品質(zhì)，具有功能性飼料開發(fā)潛力[5]。與其他優(yōu)質(zhì)粗飼料相比，檸條粗纖維含量高，木質(zhì)化程度也高，適口性較差，進而影響到家畜的采食量和利用效果。因此，檸條平茬副產(chǎn)物的加工利用方式對改善家畜的適口性、提高檸條利用率具有重要意義。當前檸條副產(chǎn)物的加工利用方式主要有揉絲、粉碎、青貯等[5-8]，在區(qū)域化飼料資源開發(fā)和提高檸條利用率等方面發(fā)揮了重要作用。

灘羊產(chǎn)業(yè)是寧夏優(yōu)勢特色競爭力產(chǎn)業(yè)，然而，隨著傳統(tǒng)放牧養(yǎng)殖模式向舍飼養(yǎng)殖模式的轉(zhuǎn)變，飼草不足問題日益顯現(xiàn)，也影響到灘羊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，加大粗飼料資源開發(fā)與利用對促進灘羊產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本研究基于寧夏地區(qū)現(xiàn)有檸條平茬后副產(chǎn)物的加工利用方式，采用瘤胃體外消化產(chǎn)氣法研究檸條青貯、帶葉檸條揉絲（夏季）、無葉檸條揉絲（冬季）對寧夏育肥灘羊體外消化特征的影響，以科學評價其營養(yǎng)價值，為檸條飼料資源的加工調(diào)制和高效利用提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

檸條飼料資源化利用的主要方式包括檸條揉絲和裹包2種，根據(jù)收獲季節(jié)的不同又分為夏秋季的帶葉檸條和冬春季的無葉檸條;由于發(fā)酵環(huán)境溫度的要求，檸條裹包一般在夏季進行。因此，本研究選用具有代表性加工方式的檸條樣品，包括帶葉檸條揉絲（夏季）、無葉檸條揉絲（冬季）、拉伸膜裹包檸條（夏季）3種。

試驗于2016年9月進行，選用6月齡體質(zhì)量相近的4只寧夏鹽池育肥灘羊作為瘤胃液供體動物，其日糧精粗比為 1 ∶ 1，且檸條是該試驗灘羊的主要粗飼料。

1.2 試驗方法

1.2.1 檸條試樣采集與處理 樣品采集在寧夏鹽池縣飼料加工廠完成，帶回實驗室，于105 ℃條件下干燥6 h，烘干至絕干樣，粉碎過40目標準篩，室溫保存?zhèn)溆谩?/p>

粗蛋白含量的測定參照GB/T 6432—1994《飼料中粗蛋白測定方法》;粗脂肪含量的測定參照GB/T 6433—1994《飼料中粗脂肪測定方法》;粗纖維含量的測定參照GB/T 6434—1994《飼料中粗纖維測定方法》;中性洗滌纖維含量的測定參照GB/T 20806—2006《飼料中中性洗滌纖維（NDF）的測定》;酸性洗滌纖維含量的測定參照NY/T 1459—2007《飼料中酸性洗滌纖維的測定》;粗灰分含量的測定參照GB/T 6438—2007《飼料中粗灰分的測定》。檸條試樣營養(yǎng)水平測定結(jié)果見表1。

1.2.2 試驗設計 將每個檸條的加工利用方式作為影響因子，采用單因子試驗設計，同時設空白對照組，每個組設3個重復，分別進行體外消化和產(chǎn)氣試驗。

1.2.3 人工瘤胃培養(yǎng)液的配制 試驗所用人工培養(yǎng)液的配制采用Menke等的方法[9]，由常量元素溶液、微量元素溶液、緩沖液、指示劑溶液、還原劑溶液配制而成。人工培養(yǎng)液于瘤胃液采集前配好裝入三角瓶中，置于39 ℃水浴鍋中預熱，并向其中通入CO2。瘤胃液取自晨飼前屠宰的4只寧夏育肥灘羊，屠宰后采集瘤胃液，置于保溫瓶中，迅速帶回實驗室，在緩慢通入CO2的條件下，用4層紗布過濾到預熱的三角瓶中。量取過濾后的瘤胃液，按照與人工瘤胃營養(yǎng)液1 ∶ 2的體積比例加到裝有培養(yǎng)液的三角瓶中，往培養(yǎng)液中持續(xù)通入CO2，立即放入39 ℃水浴中保存。

1.2.4 干物質(zhì)消化率、NDF消化率的測定 測定根據(jù)Tilley等的兩階段法[10]進行。首先準確稱量1.000 g樣品裝入纖維袋中，用封口機封口。以4個空纖維袋作為空白對照。將封好口的纖維袋放入100 mL注射器中。經(jīng)充分預熱后，向培養(yǎng)管內(nèi)通入CO2，同時用分樣器向各注射器中注入60 mL人工瘤胃培養(yǎng)液，蓋好橡膠蓋，放入39 ℃恒溫振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h。48 h 后加入50 mL酸性胃蛋白酶溶液（1 L 0.1 mol/L HCl中加入2 g胃蛋白酶），再放入39 ℃的水浴恒溫振蕩器中培養(yǎng)24 h，終止發(fā)酵。

1.2.5 產(chǎn)氣量的測定 參照Menke等的體外產(chǎn)氣法[9]將200 mg待測樣品放入100 mL注射器中，用30 mL經(jīng)稀釋后的瘤胃液消化，放入39 ℃的水浴恒溫振蕩器中，記錄48 h內(nèi)1、2、4、6、8、12、16、20、26、37和48 h時間點的產(chǎn)氣量。每個樣品設計4個重復，同時設4個空白對照（人工瘤胃培養(yǎng)液），用于產(chǎn)氣量的校正。根據(jù)記錄的值計算產(chǎn)氣量。

1.2.6 發(fā)酵液pH值、揮發(fā)性脂肪酸（VFA）濃度的測定 當48 h培養(yǎng)完畢后，立即用pH-25型酸度計測定發(fā)酵液的pH值，在測定前，用pH值為4.0和7.0的標準緩沖液校正pH計。

揮發(fā)性脂肪酸濃度的測定，采用氣相色譜儀測定。

1.3 數(shù)據(jù)分析

各試驗數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2007初步整理后，利用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析和顯著性檢驗，多重比較采用one-way ANOVA中的Duncans法進行統(tǒng)計分析，試驗結(jié)果以平均值±標準誤表示，顯著性水平為0.05、0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 加工利用方式對檸條營養(yǎng)水平及其消化率的影響

由圖1可知，檸條干物質(zhì)消化率存在顯著的組間差異性（P<0.05），其中有葉揉絲檸條的干物質(zhì)消化率最高，為 43.43%，裹包檸條的最低，為36.55%;裹包檸條的干物質(zhì)消化率顯著低于有葉揉絲檸條和無葉揉絲檸條（P<0.05），但有葉揉絲檸條和無葉揉絲檸條之間差異不顯著。

由圖2可知，無葉檸條的中性洗滌纖維消化率最高，為31.36%，有葉檸條的次之，為28.90%，裹包檸條的最低，為 11.89%。無葉檸條的中性洗滌纖維消化率與有葉檸條差異不顯著，與裹包檸條差異顯著（P<0.05）。

2.2 寧夏育肥灘羊體外消化產(chǎn)氣量（GP）

有葉檸條、無葉檸條和裹包檸條的產(chǎn)氣量隨著培養(yǎng)時間的增加而明顯提高，而后緩慢提高（圖3）。這可能是因為隨著發(fā)酵時間的延長，作為主要發(fā)酵產(chǎn)氣來源物質(zhì)的碳水化合物及蛋白質(zhì)被大量消耗，發(fā)酵速率開始下降。由圖4可知，體外發(fā)酵48 h后，有葉檸條的產(chǎn)氣量最多，為32.50 mL，其次是無葉檸條，為29.75 mL，裹包檸條的產(chǎn)氣量最少，為 25.75 mL。有葉檸條、無葉檸條與裹包檸條間差異顯著（P<0.05）;有葉檸條與無葉檸條間差異不顯著。

2.3 體外消化48 h后發(fā)酵液的pH值

瘤胃液pH值是反映瘤胃發(fā)酵水平的重要指標之一，能

夠綜合反映瘤胃微生物狀態(tài)與代謝產(chǎn)物有機酸產(chǎn)生、吸收、排除及中和情況。由圖5可知，體外消化48 h后發(fā)酵液的pH值表現(xiàn)為有葉檸條（7.13）﹤無葉檸條（7.23）﹤裹包檸條（7.31）。有葉檸條、無葉檸條與裹包檸條間差異不顯著，可能是因為檸條包膜、檸條揉絲無葉和檸條揉絲有葉只是檸條的不同處理產(chǎn)物，但成分基本沒變化。

2.4 體外消化48 h后發(fā)酵液揮發(fā)性脂肪酸濃度的變化

由表2可以看出，有葉檸條的總揮發(fā)性脂肪酸濃度和乙酸濃度最高，顯著高于無葉檸條和裹包檸條（P<0.05）;其丙酸、戊酸的含量也最高，但與其他檸條相比差異不顯著;3種檸條的丁酸、異戊酸含量差異不顯著;同時有葉檸條的乙酸/丙酸值最大，但與其他檸條相比差異不顯著。

3 討論

3.1 不同加工利用方式下檸條消化率的變化

飼料干物質(zhì)消化率（dry matter digestibility，簡稱DMD）代表著該飼料被微生物轉(zhuǎn)化的能力，消化率越高，說明瘤胃的發(fā)酵效果越好，瘤胃微生物的活性越強，DMD也是影響干物質(zhì)采食量的一個主要因素，DMD越高，反芻動物的干物質(zhì)采食量就越大[11]。飼料干物質(zhì)的消化率也隨飼料品種的不同而有一定的差異。消化率的高低與營養(yǎng)物質(zhì)的結(jié)構有關。在本試驗中，有葉檸條的干物質(zhì)消化率最高，無葉檸條的次之，裹包檸條的最低，此結(jié)果可能是有葉檸條中有機物含量高于其他加工檸條造成的。

中性洗滌纖維的消化率（neutral detergent fiber digestibility，簡稱NDFD）是表示粗飼料營養(yǎng)價值的一個重要指標。在其他條件不變的情況下，提高NDF的瘤胃消化率會顯著增加反芻動物干物質(zhì)采食量[11]。在本試驗中，無葉檸條的中性洗滌纖維消化率最高，推測在不同加工方式下檸條的NDFD不同[12]。

對有葉檸條與裹包檸條進行營養(yǎng)價值分析發(fā)現(xiàn)，有葉檸條具有較高的粗蛋白含量，但粗纖維、NDF、酸性洗滌纖維含量低于裹包檸條。裹包檸條在青貯過程中，葉片的脫落或微生物分解，導致其粗蛋白含量降低;部分水分的流失導致CF、NDF、ADF所占比例增加，使CF、NDF、ADF含量增加[13]。

3.2 不同加工利用方式下檸條體外發(fā)酵48 h產(chǎn)氣量的變化

人工瘤胃產(chǎn)氣法是Menke等提出的體外評定反芻動物飼料營養(yǎng)價值的方法[9]，該法具有簡單易行、可重復、易于標準化、批量操作和測試等優(yōu)點。將不同的飼料原料作為發(fā)酵的底物，其產(chǎn)氣量是有差異的。體外發(fā)酵過程中的產(chǎn)氣量多少能反映底物可消化營養(yǎng)成分的數(shù)量和瘤胃微生物的代謝活動，而發(fā)酵延滯時間也同樣是反映瘤胃微生物活動的指標。底物中有機物和粗蛋白的含量增加能縮短發(fā)酵的延滯時間，而木質(zhì)素則相反，抑制了瘤胃微生物的活動，延長了發(fā)酵啟動時間[14]，這可能是因為木質(zhì)素含量的增加降低了纖維素酶的活性所致[15]。本試驗體外發(fā)酵48 h時，所有粗飼料產(chǎn)氣量曲線呈“S”形;而裹包檸條的產(chǎn)氣量較低可能是由于木質(zhì)素含量較高[16]，抑制了微生物的生長和繁殖。

3.3 不同加工利用方式下檸條體外發(fā)酵48 h pH值的變化

瘤胃液pH值是衡量反芻動物瘤胃發(fā)酵狀況的敏感指標，該值受微生物代謝產(chǎn)物、底物營養(yǎng)成分種類和數(shù)量等各種因素相互作的影響。瘤胃pH值的正常變化范圍是5.5～7.5[17]，在本試驗中各組的pH值（6.94～7.39）均在正常范圍內(nèi)。瘤胃pH值的大小受反芻動物唾液分泌、有機酸的生成、吸收和排出等多種因素影響，但其波動的根本原因在于飼糧結(jié)構[18]，本試驗結(jié)果與張勇等的研究結(jié)果[19]一致，有葉檸條體外發(fā)酵液中pH值最低，可能是由于發(fā)酵產(chǎn)生較高的VFA造成的。

3.4 不同加工利用方式下檸條體外發(fā)酵48 h揮發(fā)性脂肪酸濃度的變化

VFA是有機物在瘤胃中發(fā)酵的主要產(chǎn)物，主要來源于微生物對碳水化合物和氨基酸的發(fā)酵。粗飼料中淀粉和糖類含量低，木質(zhì)化程度高，易發(fā)酵碳水化合物含量低導致瘤胃發(fā)酵緩慢，產(chǎn)生的VFA也較少[20-21]。而瘤胃中產(chǎn)生的VFA主要包括乙酸、丙酸和丁酸，可提供反芻動物總能量需要的 70%～80%，VFA也是瘤胃微生物增殖的主要碳架來源[22-23]。一般情況下NDF比例降低時，乙酸/丙酸比例也降低，通常乙酸/丙酸也被用于日糧的相對營養(yǎng)價值的估測。本試驗因為是靜態(tài)模擬瘤胃發(fā)酵，故乙酸/丙酸的變化即反映了發(fā)酵底物的營養(yǎng)價值[24]。另外，有葉檸條的TVFA、乙酸、丙酸的濃度最高，可能是有葉檸條碳水化合物高于其他加工檸條的原因。

4 小結(jié)

有葉檸條加工方式可保持其相對較高的營養(yǎng)學價值，并且體外消化及產(chǎn)氣效果相對較好，這也為檸條加工調(diào)制的季節(jié)性選擇提供了理論基礎。此外，為保持檸條相對較高的營養(yǎng)學價值，檸條裹包過程中要減少葉片的損失。

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