■楊梓曼 聶春桃 尚相龍 陳 環(huán) 陳 豪 宋小珍

（江西農(nóng)業(yè)大學(xué)，江西 省動物營養(yǎng)重點實驗室，營養(yǎng) 飼料開發(fā)工程研究中心，江西 南昌 330045）

瘤胃是反芻動物重要的消化吸收場所，其內(nèi)環(huán)境是一個嚴(yán)格厭氧的發(fā)酵體系，瘤胃內(nèi)微生物通過分解飼料中的粗纖維等養(yǎng)分為機體提供能量及蛋白質(zhì)，因此瘤胃發(fā)酵功能對反芻動物生產(chǎn)性能有著決定性影響。過去幾十年，畜牧業(yè)者在肉牛飼料中添加抗生素，以達到改善瘤胃發(fā)酵、提高肉牛日增重和飼料轉(zhuǎn)化率的目的[1]。但由于抗生素本身的耐藥性，以及殘留在動物體內(nèi)對人體健康和生態(tài)環(huán)境造成的危害，2020 年1 月1 日我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部頒布了“限抗禁抗”令，因此找尋合適的抗生素替代品已成為畜牧業(yè)所關(guān)注的焦點。

植物提取物是以植物為原料，經(jīng)一系列理化加工后所得的一種或多種活性物質(zhì)，主要包括多酚、精油、多糖、生物堿等。其中，植物精油是萃取植物特有的芳香物質(zhì)，其揮發(fā)性強，具有抗菌、抗病毒和抗氧化的作用[2-3]。有研究發(fā)現(xiàn)，植物精油能夠改善瘤胃發(fā)酵，提高飼料能量利用率，抑制甲烷（CH4）的排放[4]。石寧等[5]在飼料中添加植物精油（桉葉油、山蒼子油、肉桂油和茴香油）進行肉羊瘤胃體外發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)其能影響瘤胃發(fā)酵參數(shù)和CH4的產(chǎn)量。另有報道表明，在體外培養(yǎng)液中添加牛至精油或葡萄籽精油可改變瘤胃發(fā)酵模式，提高養(yǎng)分降解率，降低總產(chǎn)氣量[6-7]。

廣藿香是我國傳統(tǒng)藥食同源植物，具有和中止嘔、芳香化濁、發(fā)表解暑的功能，其主要活性成分為精油。相關(guān)研究表明，廣藿香油具有抗炎、抗氧化、保護胃腸道及調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)等功能[8]。目前關(guān)于廣藿香油在反芻動物上的研究報道較少，本試驗以裝有永久性瘤胃瘺管的本地黃牛為研究對象，在日糧中添加不同水平的廣藿香油進行瘤胃液體外發(fā)酵，觀察其對瘤胃發(fā)酵參數(shù)和養(yǎng)分降解率的影響，旨在為廣藿香油在反芻動物生產(chǎn)中的應(yīng)用提供更多的理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗動物及材料

選用4 頭體重為（300±15）kg、年齡相近的帶有永久性瘤胃瘺管的健康錦江黃牛，作為本試驗瘤胃液供體。

廣藿香油，主要成分為廣藿香酮和百秋李醇，純度98%，購于陜西某公司。

1.2 飼養(yǎng)管理及基礎(chǔ)日糧

所有試驗牛均采用單欄飼養(yǎng)，并飼喂相同的基礎(chǔ)日糧，自由飲水，每日飼喂兩次（8：00、18：00），飼喂順序先粗后精。每天清掃圈舍，保持牛舍清潔衛(wèi)生。

基礎(chǔ)日糧精粗比為5∶5，精料由玉米、麥麩、豆粕、預(yù)混料等組成，營養(yǎng)水平參照我國《肉牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》（NY/T 816—2004）[9]設(shè)計，其日糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 基礎(chǔ)日糧組成及營養(yǎng)水平（風(fēng)干基礎(chǔ)）

1.3 試驗設(shè)計

根據(jù)基礎(chǔ)日糧中廣藿香油添加量的不同，將試驗分為6 個處理組，廣藿香油的添加水平分別為0（對照）、0.25%、0.5%、1.0%、2.0%和4.0%，每組4個重復(fù)。

1.4 樣品采集及體外發(fā)酵

采樣前一天，準(zhǔn)備好24個發(fā)酵瓶，稱取0.4 g基礎(chǔ)日糧和6個添加水平的廣藿香精油于發(fā)酵瓶底部，并配制瘤胃緩沖液，緩沖液按照Menke 等[10]的方法在39 ℃下制備。

晨飼前1 h，采集4頭瘺管牛等量的瘤胃內(nèi)容物，混合后經(jīng)4層紗布過濾，濾液迅速轉(zhuǎn)移至提前處理好的保溫瓶中帶回實驗室。將瘤胃液與緩沖液按2∶1的比例混合，整個過程在穩(wěn)定CO2環(huán)境和37 ℃水浴中進行，每個發(fā)酵瓶中加40 mL 混合液，將其置于（39±0.5）℃的水浴恒溫振蕩器中進行培養(yǎng)，發(fā)酵24 h。

1.5 檢測指標(biāo)

1.5.1 產(chǎn)氣量及發(fā)酵指標(biāo)的測定

從培養(yǎng)開始，分別在不同的發(fā)酵時間點（0、2、4、6、8、12、24 h）記錄一次產(chǎn)氣量，總產(chǎn)氣量為24 h累計的產(chǎn)氣量總和。發(fā)酵結(jié)束后將發(fā)酵瓶冰浴終止發(fā)酵，使用S-320型酸度計測定瘤胃液pH。將剩余發(fā)酵液過濾，濾液分裝用于測定發(fā)酵指標(biāo)，濾渣用于測定養(yǎng)分含量。

采用比色法測定氨態(tài)氮（NH3-N）濃度；采用考馬斯亮藍(lán)法測定微生物蛋白（MCP）含量；采用氣相色譜儀測定揮發(fā)性脂肪酸（VFA）的含量；多項指標(biāo)綜合指數(shù)（MFAEI）是不同濃度的各指標(biāo)單項組合效應(yīng)指數(shù)（SFAEI）之和。

式中：m——各培養(yǎng)時間點；

n——培養(yǎng)時間點的個數(shù)；

A1——對照組各單一指標(biāo)不同培養(yǎng)時間點的數(shù)值；

A2——試驗組各單一指標(biāo)不同培養(yǎng)時間點的數(shù)值；

A3——每個時間點A2總和的平均值（本試驗中只有一個時間點，m、n的值均為1）。

1.5.2 飼料養(yǎng)分含量的測定

參考張麗英[11]主編的《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)》測定飼料及發(fā)酵殘渣中的CP、DM、NDF 和ADF含量。

瘤胃養(yǎng)分降解率（%）=[（降解前日糧某養(yǎng)分含量-降解24 h 后某養(yǎng)分含量）/降解前日糧某養(yǎng)分含量]×100

1.6 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析(one-way ANOVA)，P＞0.05 為差異不顯著，P＜0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 廣藿香油對肉牛瘤胃體外養(yǎng)分降解率的影響（見表2）

表2 廣藿香油對肉牛瘤胃體外養(yǎng)分降解率的影響（%）

由表2可知，與對照組相比，0.25%組和0.5%組的DM降解率顯著升高（P＜0.05），1.0%組的CP降解率顯著升高（P＜0.05），4.0%組的DM、NDF、CP 降解率均顯著降低（P＜0.05）。

2.2 廣藿香油對肉牛瘤胃體外發(fā)酵參數(shù)的影響（見表3）

表3 廣藿香油對肉牛瘤胃體外發(fā)酵參數(shù)的影響

由表3 可知，與對照組相比，2.0%組和4.0%組的總產(chǎn)氣量顯著降低（P＜0.05），0.25%組和0.5%組總產(chǎn)氣量有上升的趨勢但差異不顯著（P＞0.05）。所有處理組pH均無顯著變化（P＞0.05），并且pH都維持在正常范圍內(nèi)（6～7）。與對照組相比，1.0%組的MCP含量顯著升高、NH3-N濃度顯著降低（P＜0.05），其他組的MCP含量和NH3-N濃度無顯著變化（P＞0.05）。與對照組相比，0.5%組的乙酸/丙酸值顯著降低（P＜0.05），4.0%組的乙酸和TVFA含量顯著降低（P＜0.05），0.25%組和0.5%組的TVFA含量有上升趨勢但差異不顯著（P＞0.05）。

2.3 廣藿香油對肉牛瘤胃體外培養(yǎng)MFAEI的評定（見表4）

表4 廣藿香油對肉牛瘤胃體外培養(yǎng)MFAEI的評定

由表4 可知，MFAEI 從高到低排序為1.0%組＞0.25%組＞0.5%組＞2.0%組＞4.0%組。由此可見，日糧中廣藿香油的最適添加量為1.0%。

3 討論

3.1 廣藿香油對肉牛瘤胃體外養(yǎng)分降解率的影響

瘤胃是反芻動物養(yǎng)分消化的主要場所，對反芻動物吸收營養(yǎng)物質(zhì)起重要作用。瘤胃內(nèi)含有極其復(fù)雜的微生物體系，飼料在瘤胃中的降解實質(zhì)上是瘤胃微生物對其產(chǎn)生了一系列的作用。養(yǎng)分降解率可反映飼料在瘤胃中被微生物降解的程度，降解率與反芻動物降解飼料的程度成正比，DM、CP、NDF 和ADF 被看作評價瘤胃養(yǎng)分降解率的重要指標(biāo)[12-13]。不同植物精油對瘤胃體內(nèi)和體外養(yǎng)分降解率的影響不盡相同。有研究報道，植物精油（丁子香酚、香芹酚、桉葉油和茴香油）會使得瘤胃體外DM 降解率顯著減小[14]。Molero 等[15]的研究中，植物精油可提高瘤胃中DM 和CP 降解率。以上結(jié)果表明，不同植物精油因其活性成分的不同，其功能特性各有差異，對瘤胃養(yǎng)分降解率的影響也有所不同。本研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加0.5%廣藿香油DM 降解率最高，添加1.0%廣藿香油CP降解率最高，當(dāng)添加量達到4.0%時DM、CP和NDF降解率均顯著降低。原因可能是，適量的廣藿香油可選擇性地促進瘤胃細(xì)菌、真菌和原蟲的活性，調(diào)控瘤胃發(fā)酵功能，有助于營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收[16]。而高濃度的廣藿香油可能會抑制瘤胃微生物活性及瘤胃發(fā)酵，導(dǎo)致養(yǎng)分降解率降低。

3.2 廣藿香油對肉牛瘤胃體外發(fā)酵參數(shù)的影響

產(chǎn)氣量是反映微生物活性和飼料發(fā)酵程度的重要指標(biāo)，發(fā)酵總產(chǎn)氣量與瘤胃微生物活性成正比[17]。本研究發(fā)現(xiàn)，低水平（0.25%、0.5%）的廣藿香油可使產(chǎn)氣量有上升的趨勢，這表明添加適量的廣藿香油對瘤胃微生物活性和飼料發(fā)酵有一定的促進作用。瘤胃液pH 是衡量反芻動物瘤胃內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要指標(biāo)，一定程度上反映消化代謝情況，過高或過低的pH 都不利于瘤胃內(nèi)飼料的發(fā)酵[18]。本試驗，在添加不同水平廣藿香油后瘤胃內(nèi)pH在6.43～6.68內(nèi)變動，無顯著變化，說明廣藿香油的添加可能對瘤胃液pH無影響。

反芻動物與瘤胃微生物之間存在共生關(guān)系，瘤胃為微生物提供營養(yǎng)物質(zhì)和適宜的生存環(huán)境，微生物則分解瘤胃內(nèi)的飼料，利用非蛋白氮合成MCP，MCP 可合成反芻動物生產(chǎn)所需的CP[19]。本試驗中，1.0%組的瘤胃MCP 含量顯著高于對照組，說明飼料中添加適量的廣藿香油可促進瘤胃的發(fā)酵，有利于微生物合成MCP。NH3-N是瘤胃內(nèi)氮代謝的重要產(chǎn)物，為微生物合成MCP 提供氮源。NH3-N 被看作衡量瘤胃內(nèi)氮代謝情況的重要指標(biāo)，NH3-N 濃度的降低意味著瘤胃中氮降解率降低或瘤胃微生物對NH3-N 的利用率提高[20]。本試驗中，1.0%組MCP含量顯著升高但NH3-N含量顯著下降，說明瘤胃微生物對NH3-N的利用率升高。有研究報道，在瘤胃體外培養(yǎng)液中添加廣藿香油后，發(fā)酵一段時間后瘤胃液中MCP 含量升高，NH3-N含量有所下降[18，21]。這與本研究結(jié)果相一致，說明廣藿香油對瘤胃氮代謝有一定積極作用。

VFA 是飼料中碳水化合物在瘤胃中發(fā)酵后的產(chǎn)物，是反芻動物的主要能量來源，因此VFA 的減少不利于反芻動物生命活動的營養(yǎng)需要。乙酸、丙酸和丁酸占TVFA 的95%，三者的濃度及組成比例可直接反映瘤胃的消化代謝情況[19]。在關(guān)于植物精油調(diào)控瘤胃發(fā)酵的眾多報道中，對VFA的影響各有不同。Thao等[22]在沼澤型水牛飼料中添加2 mL/d的桉樹原油，結(jié)果顯示瘤胃液中VFA 濃度無顯著變化，乙酸比例減小，丙酸摩爾比升高。有研究報道，在飼料中添加0.75%蒼術(shù)精油進行瘤胃液體外發(fā)酵試驗，結(jié)果乙酸、丁酸、乙酸/丙酸值和TVFA 均呈上升趨勢，丙酸呈下降趨勢[23]。本試驗表明，飼料中添加0.5%的廣藿香油可顯著降低乙酸/丙酸值，0.25%和0.5%水平下的TVFA有上升的趨勢，但廣藿香油添加達到4.0%時TVFA顯著降低。原因可能是，高濃度的廣藿香油會破壞瘤胃內(nèi)壁的細(xì)胞膜完整性，影響瘤胃的健康發(fā)育，從而抑制瘤胃的發(fā)酵功能[24]。這說明適量的廣藿香油可提高瘤胃中TVFA的含量，調(diào)控瘤胃發(fā)酵模式，促進發(fā)酵類型向丙酸型發(fā)酵轉(zhuǎn)變，更有利于瘤胃對飼料的分解與利用。

3.3 廣藿香油對肉牛瘤胃體外培養(yǎng)MFAEI的影響

在瘤胃體外發(fā)酵試驗中，有多種指標(biāo)能夠用來評價瘤胃發(fā)酵的成果（如產(chǎn)氣量、NH3-N、MCP、VAF等）。但僅是對某種單一指標(biāo)進行比較而不考慮整體作用，將無法對瘤胃發(fā)酵功能做出一個整體、綜合的分析，從而導(dǎo)致對日糧營養(yǎng)價值評估的不準(zhǔn)確。本試驗采用盧德勛[25]的MFAEI 法來判斷飼料中廣藿香油濃度的最佳配比，MFAEI 可反映飼料間的整體作用，其數(shù)值越大，說明所對應(yīng)飼料組合的瘤胃發(fā)酵和對飼料營養(yǎng)成分的利用越好。本試驗結(jié)果顯示，1.0%組的MFAEI 數(shù)值最大，說明在日糧中添加1.0%的廣藿香油時，肉牛瘤胃發(fā)酵功能最佳。

4 結(jié)論

本試驗結(jié)果表明，在體外發(fā)酵條件下，添加較低水平（0.25%～1.0%）廣藿香油可提高瘤胃養(yǎng)分降解率，促進瘤胃發(fā)酵，使發(fā)酵類型向丙酸型轉(zhuǎn)變；但過高的添加水平（2.0%～4.0%）可抑制瘤胃發(fā)酵，降低養(yǎng)分降解率。