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氨化处理对新银合欢的营养成分和人工瘤胃发酵特性的影响



全 文 :2009年 第 45卷 第 17期 Nutrition and Feeds tuffs·营养饲料
中国畜牧杂志
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收稿日期:2008- 09- 11;修回日期:2009- 04- 14
基金项目:教育部“春晖计划”资助(Z2005- 2- 61004);四川省学术
和技术带头人后备人选培养资金
作者简介:黄文明(1983-),男,四川富顺人,硕士
*通讯作者
摘 要:试验对新银合欢枝叶、种子和荚的常规营养成分和含羞草素含量进行了测定;以及氨化对新银合欢养分
和含羞草素含量的影响。采用 2×2因子试验设计(处理 1为氨化新银合欢;处理 2为氨化新银合欢+玉米;处理 3
为未氨化新银合欢;处理 4为未氨化新银合欢+玉米),结合双外流连续培养系统研究了新银合欢的发酵特点。结
果表明:新银合欢枝叶、种子和荚粗蛋白含量分别为 27.33%、27.37%、6.02%,粗纤维含量分别为 16.9%、12.85%、
47.59%,含羞草素含量分别为 2.75%、4.5%、0.22%。新银合欢枝叶氨化后粗蛋白含量显著升高(P < 0.05),含羞草
素、粗脂肪含量极显著降低(P < 0.01),中性洗涤纤维含量显著降低(P < 0.05)。氨化处理新银合欢对瘤胃 pH 有
明显影响,提高了氨释放速度;添加玉米共同发酵有利于维持瘤胃稳定和提高对氨氮的利用效率。
关键词:新银合欢;营养成分;氨化;瘤胃发酵
中图分类号:S816.32 文献标识码:B 文章编号:0258- 7033(2009)17- 0039- 03
氨化处理对新银合欢的营养成分和
人工瘤胃发酵特性的影响
黄文明 1,2,刘利平 1,2,王之盛 1,2*,蔡义民 3
(1.四川农业大学动物营养研究所,四川雅安 625014;
2.四川农业大学动物抗病营养教育部重点实验室,四川雅安 625014
3.日本畜产草地研究所,日本东京 329- 2793)
新银合欢(leucaena leucocephala)为豆科(legu-
minosae)含羞草亚科(mimosaceae)银合欢属,多年生
灌木,适应性强、速生高产、可多次刈割、粗蛋白含
量高、适口性好,其鲜嫩茎叶年产量达 37~60 t/hm2,
被联合国粮农组织的饲料专家誉为干旱地区的“蛋
白质仓库”,是联合国粮农组织向亚太地区推广的多
用途优良树种之一[1]。
新银合欢在国内外都被广泛用作畜禽饲粮,而
且饲喂效果好 [2~4]。对碘的吸收利用具有抑制作用,
禽畜食用后常发生脱毛、甲状腺肿大、生殖障碍等
症,限制了其在畜牧业上的广泛使用[5]。目前的脱毒
处理方法主要是接种含有能降解含羞草素的瘤胃微
生物,此方法地域限制性较大[6]。含羞草素能溶解于
碱,尿素氨化可以为含羞草素的降解提供碱性环境,
同时增加新银合欢的氮含量。本试验测定分析了新
银合欢的养分含量、氨化处理对含羞草素的降解作
用和氨化枝叶的瘤胃发酵特性,为畜牧生产提供基
础数据。
1 材料与方法
1.1 样品来源 2006 年 9 月—2007 年 7 月,采集
四川的西昌宁南县、遂宁、康定、雅安 4 地的新银合
欢,其中 9个嫩枝叶样,8个种子样,8个荚样。
1.2 发酵处理
1.2.1 氨化处理 新银合欢枝叶切短(1.5~2.5 cm),
在室内放置 8 h,加入尿素溶液(尿素占银合欢
DM的 4%),压实厌氧,室温密封保存 15 d。
1.2.2 双外流连续培养系统 中国农业大学自行
设计的 DFCCS-Ⅱ型人工瘤胃装置,包括发酵系统、
缓冲液输送系统、搅拌系统、控温系统、通气系统和
食糜收集系统。
缓冲液配方改进自McDougall缓冲液[7],即每升缓
冲液中含 5.88 g NaHCO3、2.22g Na2HPO4、0.282 g NaCl
、0.342 g KCl、0.077 g MgCl2·6H2O、0.032 g CaCl2·2H2O、
0.5g尿素和 0.025g半胱氨酸盐酸盐。向缓冲液中注入
CO2,直至缓冲液澄清,使 pH降至 7.0~7.2备用。
1.2.3 试验动物 瘤胃液取自雅安一荷斯坦奶牛
场,精、粗分开饲喂,精料主要为玉米,粗料主要为
青贮玉米秸秆和稻草,奶牛拴系饲养。
1.2.4 试验设计 采用 2×2因子试验设计,4个处
理,每个处理 3个重复。处理 1为氨化新银合欢;处理
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2为氨化新银合欢+玉米,银合欢与玉米的比例为 1∶
1(风干基础);处理 3为未氨化新银合欢,处理 4为未
氨化新银合欢+玉米。试验进行 24 h,分别在 0、12 h
时放入 1个装入饲料样的尼龙袋。每 4 h测定 1次发
酵罐内 pH,在 2、4、6、8、12、24 h测定氨态氮浓度。
1.2.5 双外流连续培养系统操作方法 尼龙袋孔
径为 40 μm、尺寸规格为 5 cm×10 cm。日粮粉碎过
8目筛,每袋放入 6 g(风干基础)饲料样。用 2 层纱
布过滤瘤胃液后与缓冲溶液 1∶1 混合,分装到 12 个
发酵罐中,同时通入 CO2,水浴保持在 39℃,1 h后将
尼龙袋固定在发酵罐搅拌辐条上,设定总稀释率
12%/h,液相外流速度 8%/h,固相外流速度 4%/h,并
开始搅拌(搅拌 15 min,停 5 min,如此循环)[8],试验
正式开始。试验过程中一直通入 CO2,以保持厌氧。
1.3 分析指标和方法
1.3.1 常规成分分析 参照杨胜的方法[9]。
1.3.2 中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维分析 快速
滤袋法分析。
1.3.3 含羞草素 722光栅分光光度计,三氯化铁
比色法测定参照[10],含羞草素标准品(Sigma产品)。
1.3.4 氨态氮 722光栅分光光度计,次氯酸钠比
色法测定参照[11]。
1.3.5 pH 上海雷磁 pHS- 3D型。
1.4 统计分析 经 Excel 2007 计算后用 SPSS13.0
统计分析,并用最小显著差数法作多重比较,结果以
平均值±标准误表示。
2 结果与分析
2.1 常规成分分析 新银合欢的不同部位营养价值
差异显著(表 1),枝叶、种子的粗蛋白(CP)含量高于
20%,粗纤维(CF)低于 18%,属于蛋白质饲料,荚属于
粗饲料。枝叶中的初水、粗纤维(CF)、酸性洗涤纤维
(ADF)、灰分(Ash)、钙(Ca)含量极显著高于种子中的
含量(P < 0.01)。枝叶和种子养分与荚中养分存在极
显著差异(P < 0.01),但种子中钙含量极显著低于枝
叶和荚中钙含量(P < 0.01),荚中磷含量极显著低于
枝叶和种子中磷含量(P < 0.01)。枝叶和种子的 CP含
量都高于 27%,枝叶的 ADF比种子高 99.1%,但中性
洗涤纤维(NDF)只低了 10.2%,钙磷比分别为 7.2 ∶1
和 1.5∶1,枝叶中钙磷比例不平衡。黄艳娜等[12]报道的
银合欢叶的粗蛋白含量、粗脂肪含量、钙和磷含量与
本试验结果相符,但粗纤维含量只有本试验的一半,
这可能与采样有关,本试验的样品为嫩枝叶,黄艳娜
的试验样品为叶,或与银合欢品种有关系。
2.2 含羞草素分析 新银合欢枝叶、种子、荚中含
羞草素的含量差异极显著(P < 0.01),种子中含羞草
素含量最高,是枝叶的 1.64 倍。Andrew等 [5]报道了
银合欢的含羞草素含量为 3%~5%(DM)。新银合欢
含羞草素含量较低,大约只有普通银合欢含羞草素
含量的一半 [13],与本试验的测定结果相符。
表 1 枝叶、种子、荚的常规成分和含羞草素含量 %DM
名称 枝叶 种子 荚
初水 70.35±1.74A 3.98±1.79C 8.85±1.53B
粗蛋白 27.33±0.94A 27.37±0.86A 6.02±0.35B
粗脂肪 5.24±0.39A 5.61±0.74A 0.82±0.07B
粗纤维 16.90±0.71B 12.85±0.87C 47.59±1.19A
中性洗涤纤维 46.37±2.27B 51.11±1.90B 80.20±1.03A
酸性洗涤纤维 37.34±1.45B 18.75±0.47C 62.22±2.35A
灰分 8.10±0.45A 4.01±0.09Bb 5.34±0.47Ba
钙 1.59±0.14A 0.40±0.03B 1.45±0.16A
磷 0.22±0.02A 0.27±0.02A 0.03±0.004B
含羞草素 2.75±0.11B 4.5±0.22A 0.22±0.03C
注:同行数据肩标不同大写字母表示差异极显著(P < 0.01),不同小
写字母者表差异显著(P < 0.05)。下表同
2.3 氨化对新银合欢枝叶养分的影响 由表 2 可
知,氨化新银合欢枝叶粗蛋白含量显著提高(P <
0.05),粗脂肪含量极显著降低(P < 0.01),NDF 含
量显著降低(P < 0.05),含羞草素含量极显著降低
(P < 0.01),其余养分含量变化不显著(P > 0.05)。
表 2 新银合欢氨化前后养分的变化情况 %DM
名称 未氨化新银合欢 氨化新银合欢
粗蛋白 31.78±0.26b 36.05±0.34a
粗脂肪 7.38±0.46A 5.36±0.57B
粗纤维 17.32±0.38 17.59±0.45
中性洗涤纤维 34.28±0.59a 29.27±0.51b
酸性洗涤纤维 22.63±0.51 22.58±0.55
灰分 6.14±0.29 6.57±0.38
含羞草素 3.11±0.27A 1.47±0.37B
2.4 氨化新银合欢枝叶对瘤胃发酵特性的影响
2.4.1 各处理组不同时间点 pH的变化 氨化新银
合欢、氨化新银合欢 +玉米、未氨化新银合欢、未氨化
新银合欢 +玉米组的瘤胃 pH 随发酵时间的延长逐
渐降低(表 3)。氨化组 pH高于未氨化组,加玉米组
pH低于未加玉米组。第 14小时 2个未氨化处理组的
pH达到稳定;第 18小时 2个氨化组达到稳定。在第 2
小时,氨化新银合欢组的 pH极显著的高于其他 3组
(P < 0.01),在第 6小时,4个处理组间差异不显著。
瘤胃内 pH 是反映瘤胃内部环境状况的综合性
指标,综合反映瘤胃微生物状态,代谢产物有机酸产
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生、吸收、排除及中和状况。26 h 时 4 个处理的 pH
在 6.79~7.09 之间,在瘤胃微生物适宜生活的 pH
(5.5~7.5)范围内,也在纤维分解菌降解纤维物质的
适宜 pH(大于 6.3)范围内 [14]。氨化处理新银合欢对
瘤胃 pH 有较大的影响,添加玉米与氨化银合欢共
同发酵,有利于维持瘤胃 pH稳定。
2.4.2 氨态氮的情况 在第 2 小时,4 个处理组间
氨态氮浓度没有显著差异,从第 4小时开始氨化组
的氨态氮浓度极显著(P < 0.01)高于未氨化的 2组,
2个加玉米组瘤胃液氨氮浓度分别低于未加玉米组
(表 4)。氨化组氨态氮浓度逐渐升高,变化幅度较
大,加玉米组升高幅度相对较低,2 组都在第 2 次加
料后达到最大值;未氨化组氨态氮浓度逐渐降低,加
玉米组降低幅度更大。
瘤胃内的氨态氮是瘤胃微生物合成菌体蛋白的
原料。氨氮浓度反映蛋白质降解与合成之间所达到
的平衡状况,添加玉米降低了瘤胃内氨态氮浓度,表
明改善了碳、氮比例,有利于瘤胃微生物合成。Pre-
ston 等 [15]提出微生物生长对氨态氮浓度耐受的临界
范围为 6.0~30.0 mg/dL。本试验 24 h时,4个处理组
氨态氮含量分别为 22.03、20.01、15.72、12.61 mg/dL,
氨化处理新银合欢在人工瘤胃发酵中氨态氮释放速
度加快;添加玉米与氨化新银合欢一起瘤胃发酵,有
利于提高瘤胃微生物对氨态氮的利用效率。
3 结 论
新银合欢枝叶营养价值较高,枝叶和种子属蛋
白质饲料,荚属于粗饲料。氨化可显著降低含羞草
素的含量,改善新银合欢的品质和发酵特性。
参考文献:
[1] 方海东, 纪中华. 金沙江干热河谷新银合欢人工林物种多样
性研究[J]. 水土保持研究, 2005, 12(1): 135-137.
[2] 雷祖玉. 银合欢对山羊的毒性和尿中毒性物质 DHP 的含量
测定[J]. 中国草地, 1989, 11(1): 24-26.
[3] 杨家晃, 李东郁. 放牧山羊补饲银合欢的增重效果 [J]. 广西
畜牧兽医, 2000, 16(6): 4-6.
[4] Kanani J, Lukefahr S D. Evaluation of tropical forage legumes
(Medicago sativa,Dolichos lablab, Leucaena leucocephala and
Desmanthus bicornutus) for growing goats[J]. Small Ruminant Res,
2006, 65: 1-7.
[5] Andrew P R. A study of mimosine toxicity on plant [J]. Exp Bot,
1995,17(53):750-760.
[6] 汪儆,雷祖玉. 银合欢涠洲 DHP-降解细菌脱毒及饲喂乳牛效
果的研究[J]. 畜牧兽医学报, 1994, 25(3): 206-212.
[7] Slyter L. Bufers used in the artificial rumen.In: Proceed. Conti-
nuous Culture Fermenters: Frustration ox Fermentation[D]. Chazy
N Y: Northeast ADAS-ASAS Regional Meeting, 1990. 9-13.
[8] 张跃文, 冯仰廉. 阴离子饲粮对活体外瘤胃发酵特性和营养
物质消化的影响[J]. 中国畜牧杂志, 2004, 42(21):34-47.
[9] 杨胜 .饲料分析及饲料质量检测技术 [M]. 北京 :北京农业大
学出版社.
[10] 汪儆, 雷祖玉. 银台欢饲喂涠洲岛黄牛和山羊的毒性观察和
叶、尿中的毒素测定[J]. 动物毒物学, 1991, 6(2): 38-40.
[11] 冯宗慈, 高民. 通过比色测定瘤胃液氨氮含量方法的改进[J].
内蒙古畜牧科学, 1993, (4):40-42.
[12] 黄艳娜, 蒋钦样. 脱毒银合欢饲喂小白鼠的安全利用研究[J].
中国畜牧兽医, 2006, 33(9): 16-20.
[13] 赖志强, 钟坚. 银合欢及其开发利用[J]. 广西林业科技,1991,
20(2):82-87.
[14] Mould F L, Orskov E R. Manipulation of rumen fluid pH and its
influence on cellulolysis in sacco, dry matter degradation and the
rumen microflora in sheep offered either hay or concerttrate [J].
Anim Feed Sci Tech,1983,10:1-14.
[15] Preston H, Leng D. Automated simultaneous determination of
ammonia and total amino acid in ruminal fluids and in vitro
media[J]. Dairy Sci,1987, 63(1): 64-67.
组别 2 h 6 h 10 h 14 h 18 h 22 h 26 h
处理 1 7.87±0.04A 7.46±0.47 7.52±0.19a 7.18±0.09a 7.1±0.06a 7.08±0.03 7.09±0.12a
处理 2 7.32±0.03Ba 7.17±0.08 7.29±0.09 6.93±0.09 7.09±0.06a 6.94±0.1 6.94±0.01
处理 3 7.19±0.03Bb 7.07±0.08 7.32±0.09 6.97±0.1 6.95±0.05 6.94±0.06 6.88±0.03
处理 4 7.2±0.03Bb 7.03±0.01 7.11±0.01b 6.84±0.01b 6.92±0.03b 6.97±0.08 6.79±0.05b
P <0.001 0.203 0.178 0.086 0.058 0.472 0.069
表 3 各处理 pH 随时间变化
组别 2 h 4 h 6 h 8 h 12 h 24 h
处理 1 18.08±0.64 20.16±0.32A 22.83±0.35A 25.28±0.13Aa 29.87±0.97Aa 22.03±1.2A
处理 2 18.06±0.88 19.47±0.63A 22.21±0.76A 23.23±0.86Ab 24.25±1.97Ab 20.01±0.41A
处理 3 16.05±0.68 15.91±1.02B 15.8±0.73Ba 15.67±0.27B 15.75±1.4B 15.72±1.12Ba
处理 4 15.83±1.08 15.04±0.73B 13.7±0.3Bb 12.05±0.22C 12.36±1.15B 12.61±0.34Bb
P 0.17 0.02 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001
表 4 各处理氨氮浓度随时间变化 mg·dL-1
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