添加游离不饱和脂肪酸或植物油对瘤胃微生物体外发酵及微晶纤维素降解的影响

上传者：罗宇翔
|
上传时间：2015-04-24
|
密次下载

添加游离不饱和脂肪酸或植物油对瘤胃微生物体外发酵及微晶纤维素降解的影响

畜牧兽医学报，（’），#&&%，$’%(!7%()

"#$%&’$’()*%()%’$+,,$’#-*)#%.)*)#%

添加游离不饱和脂肪酸或植物油对瘤胃微生物

体外发酵及微晶纤维素降解的影响

魏宏阳，王加启!

（中国农业科学院畜牧研究所，北京!"""#$）

摘

要：用体外静态培养法研究添加游离不饱和脂肪酸混合物（%%&’）和植物油对瘤胃微生物培养液()值、总挥

发性脂肪酸（*+%&）和微晶纤维素降解的影响。采用$,$的-因子试验设计，棉籽油、菜籽油和$种植物油为豆油、亚麻油，每种植物油设置"、另外再设置!个./0%%&’处理。结果显示，.、!"和!./0$种添加水平，./0%%&’处（!1"2"!），（!1"2理组的()值显著高于其它处理组*+%&浓度和微晶纤维素粉的消失率显著低于其它处理组，（!1"2".）。植物油种类和添加水平对瘤胃微生物发酵及微晶纤维素"!）*+%&中丙酸的比例显著高于其它各组降解有显著影响（!1"2"!）。亚麻油添加量达到!"/0，豆油添加量达到!./0后瘤胃()值开始显著上升，*+%&浓度和微晶纤维素粉消失率显著下降（!1"2".）。在!./0添加水平，按照微晶纤维素粉消失率从小到大的顺序排列，亚麻油、豆油、棉籽油和菜籽油，与不饱和度顺序一致。$种植物油处理的顺序为：关键词：游离不饱和脂肪酸；植物油；体外法；微晶纤维素降解；瘤胃微生物中图分类号：34-52.

文献标识码：&

文章编号："56676#6$（-""$）".7"$#!7"8

补饲油脂饲料对反刍动物生产具有多方面的意义。脂肪饲料的能量浓度高，适量添加可以提高日粮能量浓度，对泌乳高峰期奶牛尤其重要。反刍动物产品的一个缺点是脂肪酸的饱和度过高，添加不饱和脂肪酸含量丰富的饲料是降低饱和度的主要途径。添加亚油酸、亚麻酸等不饱和脂肪酸还可以提高反刍动物产品中共扼亚油酸的含量康的生物学功能负面影响

［$］

［5］

［!，-］

司生产，微晶纤维素粉由上海试剂二厂生产，其它配制培养基的化学试剂均为试剂级。豆油、棉籽油、菜籽油、亚麻油从相应油籽中提取，大豆、棉籽（部分脱绒）、油菜籽产于河北，亚麻籽产于内蒙古。植物油的提取程序为：将籽粒粉碎后装入滤纸包，用乙醚浸随后用旋转蒸发器将乙醚蒸干。提-$E，!"#

接种液供体牛

年龄.G6岁，安装有瘤-头体重6."F0左右，

胃瘘管的西门塔尔与鲁西黄牛的杂交改良阉牛，采食以玉米、豆粕、麸皮和稻草为基础原料配制的!2.倍维持水平的日粮。每天饲喂-次（4：""和-"：，自由饮水。""）!"$

处理设置

采用$,$的-因子试验设计，$种植物油为豆油、棉籽油、菜籽油和亚麻油，每种植物油设置"、其中"/0处理.2"、!"2"和!.2"/0$种添加水平，

［6］

即对照组，每个处理8个重复。)H:?0等采用与

，共轭亚

油酸具有抗癌、增强免疫机能等多种有益于人类健

。但是过量添加不饱和脂肪酸丰

富的饲料会改变瘤胃发酵模式，对纤维的降解产生

。关于不饱和脂肪酸影响纤维降解的机

［.］

理，有包被说和毒性说两种假说。笔者采用体外

静态培养法考察游离不饱和脂肪酸和植物油对瘤胃微生物发酵特征和纤维降解的影响，为探索不饱和脂肪酸影响纤维降解的机理和研究改善反刍动物产品脂肪酸组成提供依据。

!材料与方法

!"!

试验材料

游离不饱和脂肪酸混合物（%%&’）由390/:公

收稿日期：-""57"$7-4

基金项目：国家科技部“十五”奶业重大科技专项课题资助（-""-;&.!4&"-）

作者简介：魏宏阳（!#8.7），男，湖北建始人，博士，主要从事反刍动物营养研究

王加启，<7/:9=：>:?07@9:7A9B-652?CD!通讯作者：

本试验类似的体外培养程序发现添加./0亚油酸显著抑制了瘤胃微生物发酵，为此本试验另外设置与各种植物油处理进行对比。!个./0%%&’处理，!"%

脂肪酸乳化液的配制

培养开始前$E，用超声波破碎I乳化仪配制脂

肪酸及植物油乳化液。为了确保混合均匀，每次称取不超过!."/0脂肪酸混合物或植物油，按

超声波乳化-2./9?。./0I/J的比例加蒸馏水，

万方数据

!"#

培养基的准备

畜牧兽医学报8&卷

粉消失率的基础数据，消除接种液的干扰。培养时间达到2"C后，立即取出全部培养瓶，待冷却到室温后打开密封瓶盖，立即测定培养液的>/值，然后将培养物低温保存待测乙酸、丙酸、丁酸浓度和固体残留量。!"’

分析设备与技术

用>/值测定仪测定>/值。

乙酸、丙酸、丁酸的浓度用气相色谱（G$)）测定，方法为外标法。具体测定程序为：取!%"#$培选用容积为!""#$的培养瓶，称取"%&’微晶纤维素粉，加入("#$液体培养基，在通)*+的条件下盖上橡皮塞，用手动铝盖封口机压盖封口，然后用全自动高压灭菌器在!+!,灭菌!&#-.。微晶纤维

［2］

素的添加量参考/01.’等的研究确定，相对于培养液中微生物的降解能力，微晶纤维素是过量的。

［7］

液体培养基采用3456#1.等的配方，其中纤维二糖的量减半。配制程序为：按照&’胰蛋白胨、

+’酵母浸粉、8’葡萄糖、!’纤维二糖、9"#$矿物质溶液!（"%2:;+/<*9）、9"#$矿物质溶液"、!#$刃天青溶液

（!:）和(+"#$蒸馏水的比例将上述物质加入带盖不锈钢锅中，煮沸后在通入)*+的情况下冷却，然后在通入较弱的)*+的情况下加入9’=1+)*8、!#$挥发性脂肪酸混合液和"%&’盐酸半胱氨酸，将>/值校正到7。矿物质溶液"的组成为：;/+<*9"%2:；（=/9）+3*9+%":；

=1)?!%+:；@’3*9?7/+*"%+&:；)1)?+?7/+*"%!2:。挥发性脂肪酸混合液的组成为：异丁酸!"#$、异戊酸!"#$、

+A甲基丁酸!"#$、蒸馏水7"#$。!"$

接种液的采集及准备

采集时间为下午&：""。从+头供体牛的瘤胃各采集瘤胃液8""#$和内容物8""’左右，立即倒入!个可封口塑料袋中，

放入8(,温水预热的保温桶中迅速运到实验室。将!个!"""#$的烧杯置于

8(,水浴中，

在向烧杯中不断通入)*+的条件下用B层纱布过滤瘤胃内容物。过滤前先将装内容物的

塑料袋拍打+#-.。!"%

接种及培养

接种前+C，按照试验设计的要求用带刻度注射器向培养瓶中加入相应数量的乳化液，随后将培养瓶置于8(,培养箱中预热。具体添加方案是：对照组8#$蒸馏水；DDE@和植物油处理组根据添加水平不同加入!F8#$乳化液、乳化液添加量不足8#$的用蒸馏水补足。接种液采集及前处理完毕后，立即用注射器向每个预热过的培养瓶中加入&#$接种液，

振荡均匀后放入8(,培养箱中培养。接种期间始终用磁力搅拌器对接种液进行搅拌，确保其均匀。培养过程中每隔!+C用注射针头排放发酵产生的气体，同时振荡培养瓶。!"&

样品采集

培养开始前从各处理中取出!个培养瓶，低温

保存待测不溶性固体物质量，万方数据作为计算微晶纤维素

养液置于!%&#$的离心管中，加入"%+#$+&:偏磷酸溶液，!""""6H#-.离心!"#-.，

随后上机分析。G$)型号：E9B""E（北京东西电子有限公司）；填充柱：长+%2#，内径8%(##，填充材料)C6I#JI6KL，

涂层材料!&:的<MG3；DNO检测器；柱温为!8",，人工进样。

DDE@和植物油的脂肪酸组成用气相色谱G$)）测定，定量方法为外标法。取!""#’左右的DDE@或植物油用乙醚定容至!""#$，移取+#$加入带磨口塞的试管，9&,水浴蒸干，加入+#$硫酸甲醇溶液（!":），盖上塞子后于&&,水浴回流反应9C，反应结束后加入!#$去离子水，+#$正己烷，充分振荡后静置分层，上层液体用于上机分析。G$)同上，<MG毛细管柱长2"#，内径"%+&##，DNO检测器，柱压"%!B@<1，人工进样。升温程序：!9",保持!"#-.，随后以&,H#-.的速度升温至!7",，保持!&#-.。

固体残留物的测定程序为：在古氏漏斗中铺上!+%&P#的定量滤纸后，将一个培养瓶中的内容物全部转移到漏斗中，用真空泵抽滤，用蒸馏水洗涤残留物+次并抽干后，将残留物及滤纸转移到!"&,烘箱中烘9C，测定残留物与滤纸的总干物质重量。在

过滤前先将滤纸在!"&,烘箱中烘9C，测定干重。!"!(

数据处理与统计

植物油处理的各项指标均用3E32%!+软件按二因子试验设计进行方差分析，并以$3O法检测各处

理平均数间的差异显著性。DDE@与各种植物油处理之间则用该软件按照单因子完全随机设计进行方差分析。

)

结果

)"!

植物油和**+,的脂肪酸组成

表!列出了各种植物油和DDE@的脂肪酸组成

实测结果。DDE@、豆油、棉籽油的亚油酸（)!BQ+.A

（

"期魏宏阳等：添加游离不饱和脂肪酸或植物油对瘤胃微生物体外发酵及微晶纤维素降解的影响

含量十分接近，都在!"#$%&&#总脂肪酸（’()）左!）

右；亚麻油的亚麻酸（*%+,-./0）含量高达1%2-0#$另外还含有12!%#$%&&#’()的亚油酸；%&&#’()，

菜籽油以油酸为主，其次是亚油酸。(()3、豆油、棉

表!

%&’()!

籽油、菜籽油和亚麻油中每个脂肪酸分子平均含有亚麻酸的不%2!4、%2!+、%25%、%2-4和-25"个双键，

饱和度最高，菜籽油最低。

植物油和""#$的脂肪酸组成

#$%&&#’()

*%+,0./0-2+5121!&25442%01%2-0

双键数!%2!4%2!+%25%%2-4-25"

"&**+&,-.,/01/2-*-/3/4.-44)5)3*6)7)*&’()/-(2&3.""#$

*%!,&

*%+,&B&21!&2!1&245&2"1

*%+,%-424-%"2--%02&5"+21"%"2!&

*%+,-./!!"2-1!5244!02%!-%20112!%

(()3(67789::;9<=>?=@:A67

豆油CD;E79.D=F棉籽油*D::D.G77>D=F菜籽油*9.DF9D=F亚麻油H=.G77>D=F

%24!%%2-+--2!542+%5244

!根据脂肪酸组成加权平均计算得出

*9F<AF9:7>9<<D6>=.#:D89::;9<=><D?IDG=:=D.9.>>DAEF7ED.>.A?E76D8=.>=J=>A9F89::;9<=>

898添加""#$和不同水平的植物油对瘤胃微生物体外培养液1:值的影响

表-的统计结果显示，植物油种类和添加水平之间的互作不显著（!K&2-"），这-个因素都对瘤胃微生物体外培养液的IL值有显著影响（!M。添加量为"?#时，与对照组相比，各种植&2&&%）

物油处理的IL值都没有显著变化（!K&2&"）；添加量增加到%&?#，亚麻油处理组的IL值显著上升（!

，另外0种处理没有显著变化（!K&2&"）；添M&2&%）

加量达到%"?#后，亚麻油组的IL值进一步上升（!，与前0种水平相比，豆油处理组的IL值也M&2&%）

表8

%&’()8

显著上升了（!M&2&%），棉籽油和菜籽油处理组的

亚IL值仍然没有显著的变化。在%&?#添加水平，麻油组的IL值显著高于其它0种植物油处理（!M

；在%"?#添加水平，&2&"）5种处理按IL值从高到低的顺序排列依次为：亚麻油、豆油、棉籽油、菜籽油，其中豆油与棉籽油、棉籽油与菜籽油之间的差异不显著（!K&2&"）。

比其它处理中"?#(()3组的IL值为!2%+，

（!M&2&%），IL值最高的%"?#亚麻油组还高&2&"

而(()3的不饱和度只与豆油相当，大约为亚麻油的-$0。

添加""#$和不同水平的植物油对瘤胃微生物体外培养液1:值的影响

;44),*2/4""#$&3..-44)5)3*<-3.2&3.&0/=3*/46)7)*&’()/-(2/31:6&(=)2/45=0-3&(0-,5/’),=(*=5)2!"#!$%&

植物油水平)?DA.:D8J7#7:9EF7D=FG$?#

"!2%+!2&")9

!2&0)9!2&0)9!2&")9&2&--%&2-"&%

%&B!2&")9!2&5)9!2&")9!2&4PE&2&-%4&2&%01

%"B!2&4P9!2&1)9E!2&")E!2%0*<&2&-%1&2&&&5

CN3&2&-%"&2&-&-&2&-%%&2&-&-&2&--4

!值!O9FA7&2&&%&2&4-&2544&2&&&

""&%

(()3(67789::;9<=>?=@:A67豆油CD;E79.D=F棉籽油*D::D.G77>D=F菜籽油*9.DF9D=F亚麻油H=.G77>Q=F

CN3C:9.>96>766D6D8:R7?79.!值!J9FA7

植物油种类Q=FS=.>添加水平)>>=.#F7J7F互作U.:769<:=D.

!2&5!2&5)9!2&5)9!2&5)9!2&5)9&2&-%!%2&&&&

!J9FA7T&2&&&4!J9FA7T&2&&&%!J9FA7T&2-"%&

同一行数据的大写字母肩标完全不同者差异显著（!M&2&"），同列5种植物油处理数据的小写字母肩标完全不同者差异显著（!M&2&"），（!M&2&%）。表0、表5同"?#(()3处理组与其它各组相比均差异显著

V9:9W=:R>=88767.:<9I=:9FF7::76GAI76G<6=I:GW=:R=.:R7G9?7F=.7>=8876G=#.=8=<9.:F;（!M&2&"）2V9:9D8J7#7:9EF7D=FGW=:R>=88767.:G?9FFF7::76GAI76G<6=I:GW=:R=.:R7G9?7<DFA?.>=8876G=#.=8=<9.:F;2V9:A?D8"?#(()3>=8876G=#.=8=<9.:F;<D?I967>W=:R>9:9D89FFD:R76（万方数据:679:?7.:G!M&2&%）2’R7G9?7=.:9EF709.>5

表!

畜牧兽医学报J2卷

添加""#$和不同水平的植物油对瘤胃微生物体外培养液的%&"#浓度与组成的影响%’()*!

+,,*-./0,""#$’1223,,*4*1.5312/’12’6071.0,8*9*.’()*03)/01%&"#-01-*1.4’.301’12-06:0/3.3010,47631’)63-40(*-7).74*/!"#!$%&

植物油水平!"#$%&#’()*)&+,-)#.-/0"*

2D3B32ACB23ADB1JCBAC@AB12!+A@BD1AJB@DDBAJ@CB11!+A@BFFAJB2DDBAA@DBJJ!+AFB3DAJBJCDBAD@2B1G!+AFBGGAJBADDBJ3GB@G3BF33B@G1BJ3

1111

1BJJ11B2@F1BJD@1BAA@

1DF3

@GB32!,A@B3DAAB1FDB2A@2BF1!+A@BC2AJBF2DBA1@CB2J!+AFB1CAJBJDDB2D@1BDCK,A@B2AAJBFADB2GGB2CGB133BAF1BAG1B11C1BJFG1BC2F1BAFG

1JDJ

DFBAFK,A@B3FAABJADBAD@ABDG!+A@B22AAB1ADBA3@CB1A!+A@BD3AJB@2DBAADDB@1L,A@B3JAABJ3DB2CGB1J3B@3GB331BJC1B1111BDGJ1BC@D1B2D@

33@D

GB2AGB3F3BF21BADGBDCGB2AGBDD1BJAGBAGGBCFGB3@1BGFGBC@GB3FGBJG1BGD

1B1GJJ1B3JG31B3CAJ1B1@FG1BD@D21BJJF11BJ@D21BGG311BJ@J11BADC21BDDAJ1BG@@G1B111G1B33AD1B3JG21BGAA1

456

!值!7+-$)

88!689))’+&&:+;.<".=&$9)

"#-0"?）>78!（0!

乙酸!;)&.;+;.<0E>78!丙酸H9#I.#%.;+;.<0E>78!丁酸K$&:9.;+;.<0E>78!豆油4#:,)+%#.-"#-0"?）>78!（0!

乙酸!;)&.;+;.<0E>78!丙酸H9#I.#%.;+;.<0E>78!丁酸K$&:9.;+;.<0E>78!棉籽油L#&&#%/))<#.->78!（0!"#-0"?）

乙酸!;)&.;+;.<0E>78!丙酸H9#I.#%.;+;.<0E>78!丁酸K$&:9.;+;.<0E>78!菜籽油L+%#-+#.-"#-0"?）>78!（0!

乙酸!;)&.;+;.<0E>78!丙酸H9#I.#%.;+;.<0E>78!丁酸K$&:9.;+;.<0E>78!亚麻油?.%/))<#.-"#-0"?）>78!（0!

乙酸!;)&.;+;.<0E>78!丙酸H9#I.#%.;+;.<0E>78!丁酸K$&:9.;+;.<0E>78!4564&+%<+9<)99#9#’&M)")+%>78!

乙酸!;)&.;+;.<丙酸H9#I.#%.;+;.<丁酸K$&:9.;+;.<!值!(+-$)>78!

乙酸!;)&.;+;.<丙酸H9#I.#%.;+;.<丁酸K$&:9.;+;.<>78!

植物油种类N.-O.%<添加水平!<<.%*-)()-互作Q%&)9+;&.#%丙酸、丁酸浓度之和>78!为乙酸、

@ABCC

AFBG@AJB1FDBCJ@ABCC!+AFBG@AJB1FDBCJ@ABCC!+AFBG@AJB1FDBCJ@ABCC!+AFBG@AJB1FDBCJ@ABCC!+AFBG@AJB1FDBCJGBA@3BCA3BDF1BJ@3B1113B1113B1113B111

!(+-$)P1B111C!(+-$)P1B1113!(+-$)P1B3CFD

>78!./&M)/$"#’+;)&.;+;.<，I9#I.#%.;+;.<+%<,$&:9.;+;.<;#%;)%&9+&.#%

;<!添加""#$和不同水平的植物油对瘤胃微生物体外培养液总挥发性脂肪酸浓度及组成的影响

表J列出了不同处理条件下瘤胃微生物体外培

万方数据

养液的总挥发性脂肪酸（>78!）浓度及其组成数据。植物油来源和添加水平的互作不显著（!R1B3C），G个因素均对>78!浓度有显著影响（!S1B113）。在

!期魏宏阳等：添加游离不饱和脂肪酸或植物油对瘤胃微生物体外发酵及微晶纤维素降解的影响

对照组以及各种植物油处理组之间!"#添加水平，

的差异均不显著（!$%&%!）。在’%"#添加水平，与对照组或!"#水平相比，豆油、亚麻油处理组的()*（!-%&%!），亚麻油处理组下降+,浓度都显著下降的幅度更大，与该水平其它.种植物油处理相比也差异显著。添加量增加到’!"#后，豆油、亚麻油处理组的()+,浓度进一步下降，而棉籽油和菜籽油处理组的()+,浓度则仍然没有显著变化，/种植物油处理的()+,浓度从小到大依次为：亚麻油、豆油、棉籽油、菜籽油。与其它处理相比，!"#++,0处理组的()+,浓度最低，仅为1’&’!!比’!"#亚麻油处理"234"5，组低将近’%6（!-%&%%%’）。!"#++,0处理对

乙酸、丁酸比例显著低()+,的组成也有显著影响，

于其它处理组（!-%&%!），丙酸比例则比其它处理

组高。与对照组相比，部分植物油处理的乙酸、丙酸比例分别有降低和增加的趋势，但差异不显著（!$%&%!），这表明在’!"#添加范围内，各种植物油对瘤胃微生物发酵产酸模式的影响不大。!"#

添加$$%&和不同水平的植物油对微晶纤维植物油种类和添加表/列出的统计结果显示，

水平对微晶纤维素粉消失率有显著影响（!-，这.个因素之间的互作不显著（!$%&.7）。%&%!）

表#

’()*+#

随着各种植物油添加水平的提高，微晶纤维素粉的消失率呈降低的趋势，不过这种趋势随植物油种类不同而有所差异。/种菜籽油添加水平之间没有显著差异；’!"#棉籽油组的微晶纤维素粉消失率显（!-%&%!），与’%"#处理著低于对照组和!"#组

组差异不显著（!$%&%!）；’!"#豆油组与前7个水平的差异显著（!-%&%!），前7个水平之间没有显著差异（!$%&%!）；’%"#亚麻油处理组的微晶纤维素粉消失率显著低于前.个水平组（!-%&%’），添加量增加到’!"#以后，纤维素粉消失率进一步降低（!-%&%’）。在!"#添加水平，/种植物油处理之间没有显著差异；添加量为’%"#时，亚麻油组的纤维消失率最低，不过与豆油组的差异不显著（!$；添加量为’!"#时，%&%!）/种处理按照纤维消失率从低到高的顺序排列依次是：亚麻油、豆油、棉籽油、菜籽油，其中亚麻油处理与棉籽油、菜籽油处理、豆。油与菜籽油处理的差异显著（!-%&%!）

添加!"#++,0严重抑制了微晶纤维素粉的降

解。与对照组相比，微晶纤维素粉的消失率下降了将近’!个百分点，与’!"#亚麻油处理组相比也下（!-%&%%%’），这表明以游离降了大约8个百分点

形态存在的不饱和脂肪酸对纤维降解的抑制作用要大大强于植物油中处于酯化状态的脂肪酸。

素粉降解程度的影响

添加$$%&和不同水平的植物油对微晶纤维素粉消失率的影响!

1-.+**8*10+<1=3+54258742(*74.51)+.8*/85+0!"#!$%&

植物油水平,"29:;2<=>#>;?@3>2A3B4"#

!7%&KK

//&87,?/!&7K,?//&1.,?/!&/’,?’&’1%&1%.J

’%’!LL,?@

/7&J%/’&%!M@G//&87,M?/7&%KM?@/7&K%,?/7&K!,?/’&!.M@7K&%1NG’&J!’&J/%&%71’%&%%’’!=?39>R%&%’78!=?39>R%&%%%’!=?39>R%&.7/1

CD0’&!1’&J/’&’!’&7.