论文部分内容阅读
随着经济的发展、人们生活水平的不断提高,健康饮食日益受到重视,对乳品的消费由过去单纯的“量”转变为“质”的追求,乳脂肪酸的组成直接影响乳的营养、风味以及加工品质,而对乳脂肪酸功能及乳脂肪酸组成的调控成为当前反刍动物营养研究的热点。本研究结合反刍动物生产中粗饲料间普遍存在的组合效应,以三种代表性粗饲料:苜蓿、稻草和青贮玉米不同比例的组合为对象,系统研究了不同粗饲料组合的体外产气量、瘤胃发酵特性、组合效应以及瘤胃纤维分解菌区系(试验一);同时对体外24 h培养物中脂肪酸组成、十八碳不饱和脂肪酸氢化率以及瘤胃氢化相关菌进行了分析(试验二);并在此基础上,探讨了粗饲料组合对奶牛产奶性能及乳脂肪酸组成的影响(试验三)。试验一苜蓿、稻草和青贮玉米组合对瘤胃发酵特性及瘤胃主要纤维分解菌的影响以压力传感式体外培养体系为研究平台,苜蓿和稻草不同比例组合为研究对象进行体外发酵,测定培养3、6、9、12、24、36、72和96 h的产气量,计算产气参数;同时分析了24 h甲烷的产量以及混合培养液中氨态氮、微生物蛋白、总挥发性脂肪酸及其各组分浓度、固相羧甲基纤维素酶的活性。同时,采用real-time PCR技术测定了白色瘤胃球菌(Ruminococcus albus)、黄色瘤胃球菌(Ruminococcus flavefaciens)、产琥珀酸丝状杆菌(Fibrobacter succinogenes)以及瘤胃厌氧真菌(Anaerobic fungi)的相对数量。结果表明:随苜蓿在组合中水平的增加,产气量、产气速率、微生物蛋白、总挥发性脂肪酸和甲烷产量显著增加(P<0.01),但各组合间乙、丙、丁酸的摩尔比均无显著差异(P>0.05)。羧甲基纤维素酶活变化趋势与产气量一致。随苜蓿在混合物中水平的增加,白色瘤胃球菌(R. albus)和产琥珀酸丝状杆菌(F. succinogenes)数量显著增加(P<0.05),同时观察到黄色瘤胃球菌(R. flavefaciens)与白色瘤胃球菌(R. albus)间存在明显的此消彼长关系。苜蓿的添加显著增加了瘤胃厌氧真菌的数量。对产气量和微生物蛋白分析,发现苜蓿和稻草个比例组合均表现为显著的正组合效应,其中以20:80比例混合时组合效应最大(P<0.05),这可能是由于苜蓿所含蛋白及果胶类物质为微生物的前期发酵提供养分,显著增加了纤维发酵优势菌——产琥珀酸丝状杆菌(F. succinogenes)的数量。当苜蓿和稻草以最大组合效应的比例(20:80)组合再与不同比例青贮玉米混合发现,虽然总挥发性脂肪酸和产气量随青贮玉米比例的提高而提高,但同时也极显著地增加了甲烷的产量(P<0.01)。青贮玉米的比例对乙、丁酸的摩尔比无显著影响(P>0.05),但单独青贮玉米较0%和25%青贮玉米混合物显著增加了丙酸的摩尔比例。青贮玉米比例的增加显著增加了白色、黄色瘤胃球菌(R. flavefaciens)的数量,但产琥珀酸丝状杆菌(F. succinogenes)数量显著下降。经分析发现,青贮玉米与苜蓿稻草(20:80)混合物在产气量、微生物蛋白均表现为负组合效应(P<0.05),这可能是由于对产琥珀酸丝状杆菌(F. succinogenes)和真菌生长的抑制作用。经分析发现,瘤胃24 h体外产气量与四种纤维分解菌数量并无显著相关关系,但却与羧甲基纤维素酶活呈显著的正相关,提示粗饲料组合对瘤胃发酵的影响主要是通过影响纤维分解菌所分泌的酶而起作用。试验二苜蓿、稻草和青贮玉米组合对瘤胃十八碳不饱和脂肪酸氢化的影响以试验一中培养混合物为试验材料,采用先冻干后酸碱结合酯化的方法,用气相色谱分析脂肪酸组成,并结合粗饲料本身脂肪酸组成的结果对体外培养24 h十八碳不饱和脂肪酸的表观氢化率进行计算;同时运用real-time PCR方法对培养物中两种氢化菌——溶纤维丁酸弧菌(Butyrivibrio fibrisolvens)和蛋白溶解梭菌(Clostridium proteoclasticum)进行相对定量分析。结果表明:三种粗饲料相比,青贮玉米油酸(C18:1)、亚油酸(C18:2)含量最高,苜蓿亚麻酸(C18:3)含量最高,而稻草中棕榈酸(C16:0)和硬脂酸(C18:0)含量最高。与单独稻草相比,含苜蓿组合显著增加了油酸(C18:1)和亚麻酸(C18:3)的氢化率(P<0.01);当苜蓿在培养物中水平为100%和0%时,三种脂肪酸均分别表现为最高和最低氢化率。青贮玉米为50%时,亚油酸(C18:2)的氢化率显著高于其它水平(P<0.01),而油酸(C18:1)、亚麻酸(C18:3)的氢化率则随青贮玉米水平增加而上升。对微生物数量分析发现,溶纤维丁酸弧菌(B. fibrisolvens)与亚油酸(C18:2)氢化率、蛋白溶解梭菌(C.proteoclasticum)与亚麻酸(C18:3)氢化率呈显著的正相关;同时,体外24 h产气量与亚油酸(C18:2)和亚麻酸(C18:3)的氢化率也呈高度的正相关,提示纤维在瘤胃发酵水平显著影响不饱和脂肪酸在瘤胃的氢化率。试验三粗饲料组合对奶牛产奶性能及乳脂肪酸组成的影响在精粗比为50:50条件下,苜蓿干草和稻草以60:40比例组合等量替代0%,25%,50%和75%的青贮玉米,设计能量和蛋白水平接近的四个日粮,探讨粗饲料组合对奶牛产奶性能及乳脂肪酸组成的影响。结果表明:试验处理对泌乳后期奶牛干物质采食量、产奶量、乳脂率、乳蛋白率、乳糖率、乳总固形物及非脂固形物的含量及产量均无显著影响(P>0.05);随青贮玉米比例的降低,血浆中硬脂酸(C18:0)含量呈下降的趋势,但各组差异均不显著(P>0.05)。苜蓿和稻草替代部分青贮玉米显著降低了血浆中亚油酸(C18:2)含量,而亚麻酸(C18:3)含量显著升高(P<0.05)。试验处理对乳中亚麻酸(C18:3)、亚油酸(C18:2)含量的影响与血浆中相同。日粮青贮玉米水平对乳中豆蔻酸(C14:0)、棕榈酸(C16:0)、油酸(C18:1)、trans-11 C18:1、共轭亚油酸(CLA)、花生酸(C20:0)及山嵛酸(C22:0)含量均无显著影响。综上所述,苜蓿、稻草和青贮玉米组合对瘤胃发酵特性的显著影响,可能主要是通过对瘤胃纤维分解菌的影响引起的;脂肪酸组成和瘤胃发酵共同影响十八碳不饱和脂肪酸的氢化率;不同粗饲料组合在等蛋白等能量情况下,奶牛干物质采食量、产奶性能无显著差异,但乳中硬脂酸(C18:0)、亚油酸(C18:2)和亚麻酸(C18:3)含量差异显著。