檸條利用方式對寧夏育肥灘羊體外消化及發酵參數的影響

葛翠翠 李昊 馮帆

摘要：為評價加工利用方式對檸條營養價值的潛在影響，采用體外二級離體消化及產氣技術，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酵參數的影響。結果表明：有葉檸條的干物質消化率為 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）;體外發酵48 h的產氣量（GP）分析發現，有葉檸條組產氣量最高，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;體外發酵48 h后，3種粗飼料發酵液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、丁酸濃度分析發現，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學價值，并且體外消化及產氣效果相對較好;這也為檸條加工調制的季節性選擇提供了理論基礎。

關鍵詞：寧夏灘羊;檸條;體外消化;發酵參數

近年來，隨著牛羊養殖業的快速發展和對粗飼料的需求不斷增加，粗飼料不足問題日益顯現，草畜不平衡矛盾突出。此外，隨著飼草原料價格的攀升，養殖成本不斷增加，養殖效益進一步下降。因此，加大飼草料資源挖掘與開發，對緩解草畜不平衡、提高養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（東北、西北、華北）廣泛分布，檸條林面積可達10萬hm2以上，發揮了重要的生態學功能。此外，檸條擁有較高的營養價值，具有飼料資源開發潛力[1-4]。平茬復壯是檸條林重要的管理方式，大量的平茬副產物為其飼料資源的開發提供了基礎，在區域性飼料資源開發利用方面具有重要意義。此外，相關研究還發現，檸條平茬副產物可以作為功能性飼料資源來提高畜產品品質，具有功能性飼料開發潛力[5]。與其他優質粗飼料相比，檸條粗纖維含量高，木質化程度也高，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。當前檸條副產物的加工利用方式主要有揉絲、粉碎、青貯等[5-8]，在區域化飼料資源開發和提高檸條利用率等方面發揮了重要作用。

灘羊產業是寧夏優勢特色競爭力產業，然而，隨著傳統放牧養殖模式向舍飼養殖模式的轉變，飼草不足問題日益顯現，也影響到灘羊產業的發展。因此，加大粗飼料資源開發與利用對促進灘羊產業可持續發展具有重要意義。本研究基于寧夏地區現有檸條平茬后副產物的加工利用方式，采用瘤胃體外消化產氣法研究檸條青貯、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，以科學評價其營養價值，為檸條飼料資源的加工調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，根據收獲季節的不同又分為夏秋季的帶葉檸條和冬春季的無葉檸條;由于發酵環境溫度的要求，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，室溫保存備用。

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》。檸條試樣營養水平測定結果見表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氣試驗。

1.2.3 人工瘤胃培養液的配制 試驗所用人工培養液的配制采用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液1 ∶ 2的體積比例加到裝有培養液的三角瓶中，往培養液中持續通入CO2，立即放入39 ℃水浴中保存。

1.2.4 干物質消化率、NDF消化率的測定 測定根據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。經充分預熱后，向培養管內通入CO2，同時用分樣器向各注射器中注入60 mL人工瘤胃培養液，蓋好橡膠蓋，放入39 ℃恒溫振蕩培養箱中培養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24 h，終止發酵。

1.2.5 產氣量的測定 參照Menke等的體外產氣法[9]將200 mg待測樣品放入100 mL注射器中，用30 mL經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1、2、4、6、8、12、16、20、26、37和48 h時間點的產氣量。每個樣品設計4個重復，同時設4個空白對照（人工瘤胃培養液），用于產氣量的校正。根據記錄的值計算產氣量。

1.2.6 發酵液pH值、揮發性脂肪酸（VFA）濃度的測定 當48 h培養完畢后，立即用pH-25型酸度計測定發酵液的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。

揮發性脂肪酸濃度的測定，采用氣相色譜儀測定。

1.3 數據分析

各試驗數據經Excel 2007初步整理后，利用SPSS 16.0統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法進行統計分析，試驗結果以平均值±標準誤表示，顯著性水平為0.05、0.01。

2 結果與分析

2.1 加工利用方式對檸條營養水平及其消化率的影響

由圖1可知，檸條干物質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氣量（GP）

有葉檸條、無葉檸條和裹包檸條的產氣量隨著培養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酵時間的延長，作為主要發酵產氣來源物質的碳水化合物及蛋白質被大量消耗，發酵速率開始下降。由圖4可知，體外發酵48 h后，有葉檸條的產氣量最多，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后發酵液的pH值

瘤胃液pH值是反映瘤胃發酵水平的重要指標之一，能

夠綜合反映瘤胃微生物狀態與代謝產物有機酸產生、吸收、排除及中和情況。由圖5可知，體外消化48 h后發酵液的pH值表現為有葉檸條（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物，但成分基本沒變化。

2.4 體外消化48 h后發酵液揮發性脂肪酸濃度的變化

由表2可以看出，有葉檸條的總揮發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

飼料干物質消化率（dry matter digestibility，簡稱DMD）代表著該飼料被微生物轉化的能力，消化率越高，說明瘤胃的發酵效果越好，瘤胃微生物的活性越強，DMD也是影響干物質采食量的一個主要因素，DMD越高，反芻動物的干物質采食量就越大[11]。飼料干物質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物質的結構有關。在本試驗中，有葉檸條的干物質消化率最高，無葉檸條的次之，裹包檸條的最低，此結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價值分析發現，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酵48 h產氣量的變化

人工瘤胃產氣法是Menke等提出的體外評定反芻動物飼料營養價值的方法[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點。將不同的飼料原料作為發酵的底物，其產氣量是有差異的。體外發酵過程中的產氣量多少能反映底物可消化營養成分的數量和瘤胃微生物的代謝活動，而發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酵的延滯時間，而木質素則相反，抑制了瘤胃微生物的活動，延長了發酵啟動時間[14]，這可能是因為木質素含量的增加降低了纖維素酶的活性所致[15]。本試驗體外發酵48 h時，所有粗飼料產氣量曲線呈“S”形;而裹包檸條的產氣量較低可能是由于木質素含量較高[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酵48 h pH值的變化

瘤胃液pH值是衡量反芻動物瘤胃發酵狀況的敏感指標，該值受微生物代謝產物、底物營養成分種類和數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。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構[18]，本試驗結果與張勇等的研究結果[19]一致，有葉檸條體外發酵液中pH值最低，可能是由于發酵產生較高的VFA造成的。

3.4 不同加工利用方式下檸條體外發酵48 h揮發性脂肪酸濃度的變化

VFA是有機物在瘤胃中發酵的主要產物，主要來源于微生物對碳水化合物和氨基酸的發酵。粗飼料中淀粉和糖類含量低，木質化程度高，易發酵碳水化合物含量低導致瘤胃發酵緩慢，產生的VFA也較少[20-21]。而瘤胃中產生的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價值的估測。本試驗因為是靜態模擬瘤胃發酵，故乙酸/丙酸的變化即反映了發酵底物的營養價值[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

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

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