全 文 ：书酸中毒条件下添加阿卡波糖对
瘤胃微生物发酵的影响
毛胜勇，何文波，朱伟云
（南京农业大学动物科技学院，江苏 南京２１００９５）
摘要：利用体外培养技术，评估了急性与亚急性酸中毒条件下添加阿卡波糖对瘤胃微生物发酵的影响。设３个实
验，实验１和实验２体外摸拟了亚急性酸中毒（５．０＜ｐＨ＜５．６）、实验３模拟了急性酸中毒条件（ｐＨ＜５．０），各实验
中阿卡波糖添加量均为０，０．１，０．２和０．４ｍｇ／ｍＬ。实验１中底物组成为０．８ｇ玉米和０．２ｇ粉碎羊草，实验２以
高粱、玉米、小麦和大麦为底物，实验３发酵底物为０．７５ｇ玉米、０．２５ｇ纤维二糖、０．２５ｇ甘露糖和０．２５ｇ木糖；各
实验组均设４个重复，体外培养２４ｈ。结果表明，实验１中，较对照组相比，阿卡波糖处理组的ｐＨ值、乙丙比、异丁
酸和戊酸浓度显著升高（犘＜０．００１），乙酸、丙酸、丁酸、总挥发性脂肪酸（ｔｏｔａｌｖｏｌａｔｉｌｅｆａｔｔｙａｃｉｄ，ＴＶＦＡ）、乳酸浓度
和累积产气量皆显著降低（犘＜０．０１），但异戊酸浓度变化不显著（犘＝０．７９４）；实验２中，较对照组相比，添加阿卡波
糖提高了４种底物下发酵液的ｐＨ值和氨氮浓度（犘＜０．０１），降低了发酵体系中的乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊
酸、戊酸和ＴＶＦＡ浓度，提高了乙丙比（犘＜０．０１），除乙酸和ＴＶＦＡ外，对上述其他指标，日粮与阿卡波糖间存在显
著的互作效应（犘＜０．０１）。实验３中，与对照相比，添加阿卡波糖显著提高了发酵液ｐＨ值、氨氮、丙酸、丁酸和戊
酸浓度（犘＜０．０１），降低了乳酸和乙丙比（犘＜０．０５），但对乙酸、异丁酸、异戊酸和ＴＶＦＡ浓度无显著影响（犘＞
０．０５）。结果说明阿卡波糖可有效提高发酵体系中的ｐＨ值，降低乳酸浓度，预防瘤胃酸中毒。
关键词：阿卡波糖；体外发酵；ｐＨ；乳酸；挥发性脂肪酸
中图分类号：Ｓ８１６．３２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４５７５９（２０１２）０６０１３００７
瘤胃急性酸中毒及亚急性酸中毒是反刍动物突然或长期采食高精料而带来的一类瘤胃代谢异常疾病。瘤胃
酸中毒给畜牧生产带来了巨大的经济损失，为预防该病的发生，减少因其带来的危害，人们在生产中常应用包括
缓冲剂、电子受体、乳酸菌临床疫苗和莫能菌素等手段来阻止或减缓瘤胃中毒的发生或发展过程［１３］，但上述添加
剂的使用效果欠理想，在一些大型牧场，瘤胃酸中毒仍是当前反刍动物养殖中的主要疾病之一。因此，寻求可有
效预防与治疗瘤胃酸中毒的技术手段也一直备受动物营养学者关注。
阿卡波糖是一类用于治疗Ⅱ型糖尿病（非胰岛素依赖型）的药物，其主要通过抑制淀粉酶和葡萄糖苷酶的活
性而减缓单糖的生成速度［４］。近年来有报道表明，该药物可用于提高奶牛瘤胃内ｐＨ 值，治疗急性酸中毒［５，６］。
但综合相关进展，目前该方面的报道仍较少，一些基础数据仍不充分，如阿卡波糖对瘤胃微生物发酵不同饲料原
料的效果是否一致、日粮底物与阿卡波糖之间是否存在互作效应，在急性或亚急性酸中毒条件下，添加阿卡波糖
对发酵参数的影响程度是否一致，这些问题都不清楚。为较充分地阐明阿卡波糖对瘤胃微生物发酵的影响，本研
究应用批次培养技术，以混合日粮或单一原料为底物，在体外模拟急性或亚急性酸中毒条件下，研究了不同阿卡
波糖用量对瘤胃微生物发酵的影响，拟为人们在生产中应用该药物来预防及治疗酸中毒提供理论依据。
１ 材料与方法
１．１ 材料、动物饲养及瘤胃液的获取
阿卡波糖（Ａｃａｒｂｏｓｅ）购自江苏省南京军区总医院。
试验选用４头装有永久性瘤胃瘘管的本地成年公山羊，单圈饲喂，以玉米（犣犲犪犿犪狔狊）、豆粕和羊草（犔犲狔犿狌狊
犮犺犻狀犲狀狊犻狊）为主的精粗比例为４∶６的日粮预饲１周，每天８：００和２０：００饲喂，自由饮水。实验当日，于饲喂后２
１３０－１３６
２０１２年１２月
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
第２１卷 第６期
Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．６
收稿日期：２０１１１１２９；改回日期：２０１２０２２０
基金项目：国家重点基础研究发展计划（２０１１ＣＢ１００８０１）和中央高校基本科研业务费自主创新重点研究项目（ＫＹＺ２０１１１４）资助。
作者简介：毛胜勇（１９７３），男，四川仪陇人，副教授，博士。Ｅｍａｉｌ：ｍａｏｓｈｅｎｇｙｏｎｇ＠１６３．ｃｏｍ
ｈ分别从４头山羊的瘤胃内抽取其内容物，放入充满ＣＯ２ 的塑料瓶内。在厌氧条件下，将所获瘤胃液经４层纱布
过滤后，搅拌３０ｓ混匀，而后与预热至３９℃的厌氧培养基混合，瘤胃液与厌氧培养基的体积比为１∶２。
１．２ 培养基的组成及配置
培养基的组成及配置：２９２ｍｇＫ２ＨＰＯ４、２４０ｍｇＫＨ２ＰＯ４、４８０ｍｇ（ＮＨ４）２ＳＯ４、４８０ｍｇＮａＣｌ、１００ｍｇ
ＭｇＳＯ４·７Ｈ２Ｏ、６０．１ｍｇＣａＣｌ２·２Ｈ２Ｏ、４０００ｍｇＮａ２ＣＯ３，加水至１Ｌ，培养基通ＣＯ２ 至基本无色后，添加６００
ｍｇ半胱氨酸盐酸，继续通ＣＯ２ 至完全无色［７９］。
１．３ 实验设计
本实验于２０１０年４－６月进行，实验重复２次。
１．３．１ 混合日粮条件下添加阿卡波糖对瘤胃微生物发酵的影响 实验设空白组、对照组和处理组。处理组中的
阿卡波糖添加量分别为０．１，０．２和０．４ｍｇ／ｍＬ；空白组不添加底物和阿卡波糖；对照组不添加阿卡波糖。各组
均设置４个重复，底物均为０．８ｇ玉米＋０．２ｇ羊草（过４０目筛）。每瓶接种４０ｍＬ培养基和瘤胃液的混合液，
３９℃下培养２４ｈ。培养期间，每隔３ｈ用气压计平衡气压以保证发酵的正常进行，发酵至终点后，冰浴终止发酵，
立即测定ｐＨ值，并收集上清液，冻存于－２０℃冰箱内，备测氨氮、乳酸和ＶＦＡ（ｖｏｌａｔｉｌｅｆａｔｔｙａｃｉｄ，ＶＦＡ）浓度等。
１．３．２ 不同精料原料底物条件下添加阿卡波糖对瘤胃微生物发酵的影响 精料分别为高粱（犛狅狉犵犺狌犿犫犻犮狅犾
狅狉）、玉米、大麦（犎狅狉犱犲狌犿狏狌犾犵犪狉犲）和小麦（犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿）（０．４５ｍｍ），各底物称取１ｇ，阿卡波糖添加量为
０，０．１，０．２，０．４ｍｇ／ｍＬ，其他条件同１．３．１，３９℃体外培养２４ｈ后取样备测同１．３．１指标。
１．３．３ 模拟急性酸中毒下添加阿卡波糖对瘤胃微生物发酵的影响 采用体外批次培养，将瘤胃液和３９℃培养
基混合液（体积比为１∶２）６０ｍＬ分装于１２０ｍＬ发酵瓶中，发酵底物为０．７５ｇ玉米（０．４５ｍｍ）、０．２５ｇ纤维二
糖、０．２５ｇ甘露糖和０．２５ｇ木糖，阿卡波糖添加量为０，０．１，０．２和０．４ｍｇ／ｍＬ，实验各处理均设４个重复，发酵
瓶用乙丁基橡胶塞密封后以铝盖封口，随后置于３９℃培养箱中培养２４ｈ，结束后取样备测指标，取样方式、保存
方法和指标测定同１．３．１和１．３．２。
１．４ 指标测定
氨氮测定参照 Ｗｅａｔｈｂｕｒｎ［１０］；乳酸测定参照张龙翔等［１１］；ＶＦＡ测定参照秦为琳［１２］。
１．５ 数据统计
数据经Ｅｘｃｅｌ２００３初步处理之后，１．３．１和１．３．３结果分析采用ＳＰＳＳ１６．０统计软件中ＯｎｅｗａｙＡＮＯＶＡ
分析，１．３．２数据采用ＧｅｎｅｒａｌＬｉｎｅａｒＭｏｄｅｌ（ＧＬＭ）分析，显著性水平置于０．０５。
２ 结果与分析
２．１ 混合日粮条件下添加阿卡波糖对瘤胃微生物发酵的影响
与对照相比，添加阿卡波糖极显著提高了发酵液ｐＨ 值、乙丙比、异丁酸和戊酸浓度（犘＜０．００１），乳酸、乙
酸、丙酸、丁酸和ＴＶＦＡ浓度极显著降低（犘＜０．００１），其中０．４ｍｇ／ｍＬ阿卡波糖组的ｐＨ值提高了２５％（表１）；
乳酸浓度下降了９８％；但对异戊酸浓度无显著影响（犘＝０．７９４）。与对照相比，阿卡波糖处理组的氨氮浓度显著
升高（犘＜０．００１），各处理组的氨氮浓度较对照提高３倍以上。随阿卡波糖添加量的逐渐增加，除异戊酸外，阿卡
波糖对其他指标的影响呈线性效应和二次方效应。
２．２ 不同精料原料条件下添加阿卡波糖对瘤胃微生物发酵影响
添加阿卡波糖极显著提高了４种底物下发酵液的ｐＨ值和氨氮浓度及乙丙比（犘＜０．００１）（表２），其中０．４
ｍｇ／ｍＬ阿卡波糖组的ｐＨ较对照组上升了１７％（高粱）、２０％（玉米）、１８％（大麦）和２１％（小麦），且底物与阿卡
波糖间存在显著的互作效应（犘＜０．００１）；添加阿卡波糖极显著降低了发酵体系中的乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、戊
酸和ＴＶＦＡ浓度（犘＜０．００１），除乙酸和ＴＶＦＡ外，日粮与阿卡波糖间在影响其他指标上存在显著的互作效应
（犘＜０．０５）。
２．３ 急性酸中毒下添加阿卡波糖对瘤胃微生物发酵的影响
与对照相比，添加阿卡波糖皆极显著提高了发酵液ｐＨ值、丙酸和戊酸浓度（犘＜０．００１）（表３），显著提高了
氨氮和丁酸浓度（犘＜０．０５），极显著降低了乳酸浓度（犘＜０．００１），显著降低了乙丙比（犘＜０．０５），其中０．４
１３１第２１卷第６期 草业学报２０１２年
ｍｇ／ｍＬ阿卡波糖组的ｐＨ值提高了６．４％，乳酸浓度下降了９８％；但对乙酸、异丁酸、异戊酸和ＴＶＦＡ浓度无显
著影响（犘＞０．０５）。随阿卡波糖添加量的逐渐增加，阿卡波糖对乳酸、乙酸和戊酸浓度与ｐＨ的影响呈线性效应
和二次方效应（犘＜０．００１），但对氨氮、丙酸、丁酸、戊酸和乙丙比仅呈线性效应（犘＜０．０５）。
表１ 阿卡波糖对狆犎、乳酸、氨氮及总挥发性脂肪酸及其组成的影响
犜犪犫犾犲１ 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犪犮犪狉犫狅狊犲犪犱犱犻狋犻狅狀狅狀狋犺犲狆犎，犾犪犮狋犪狋犲，犖犎３犖，犜犞犉犃狆狉狅犱狌犮狋犻狅狀
犪狀犱犻狋狊犮狅犿狆狅狊犻狋犻狅狀犻狀犻狀狏犻狋狉狅犳犲狉犿犲狀狋犪狋犻狅狀
指标
Ｉｎｄｅｘ
阿卡波糖Ａｃａｒｂｏｓｅ（ｍｇ／ｍＬ）
０ ０．１ ０．２ ０．４
标准误
Ｍ．Ｓ．Ｅ
显著性（犘值）Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ（犘ｖａｌｕｅ）
处理效应Ａｃａｒｂｏｓｅ 线性Ｌｉｎｅａｒ 二次方Ｑｕａｄｒａｔｉｃ
ｐＨ值ｐＨｖａｌｕｅ ５．１３ ６．４２ ６．４７ ６．４５ ０．３０ Ａ Ａ Ａ
乳酸Ｌａｃｔａｔｅ（ｍｍｏｌ／Ｌ） ５．２４ ０．１０ ０．０９ ０．０９ ０．３９ Ａ Ａ Ａ
乙酸Ａｃｅｔａｔｅ（ｍｍｏｌ／Ｌ） ３０．０７ ２２．９４ ２２．９７ ２３．３１ ０．７９ Ａ Ａ Ａ
丙酸Ｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ（ｍｍｏｌ／Ｌ） ３０．９５ １０．０２ ９．１５ ９．８２ ０．８２ Ａ Ａ Ａ
异丁酸Ｉｓｏｂｕｔｙｒａｔｅ（ｍｍｏｌ／Ｌ） ０．０２ １．４２ ２．０３ ２．０５ ０．３５ Ａ Ａ ａ
丁酸Ｂｕｔｙｒａｔｅ（ｍｍｏｌ／Ｌ） １２．２９ ３．３５ ２．６９ ２．７１ ０．３２ Ａ Ａ Ａ
异戊酸Ｉｓｏｖａｌｅｒａｔｅ（ｍｍｏｌ／Ｌ） ０．６４ ０．５７ ０．５７ ０．６０ ０．０８ ａ ａ ａ
戊酸Ｖａｌｅｒａｔｅ（ｍｍｏｌ／Ｌ） ０．２８ ０．６１ ０．６１ ０．６４ ０．０３ Ａ Ａ Ａ
乙／丙 Ａ∶Ｐ ０．９７ ２．３２ ２．５１ ２．３８ ０．１１ Ａ Ａ Ａ
氨氮ＮＨ３Ｎ（ｍｍｏｌ／Ｌ） ２．９５ ９．７０ １０．４２ １０．４０ ０．４９ Ａ Ａ Ａ
总挥发性脂肪酸ＴＶＦＡ（ｍｍｏｌ／Ｌ） ７４．２２ ３８．９０ ３８．０２ ３９．１３ １．３０ Ａ Ａ Ａ
注：大写字母表示差异极显著（犘＜０．０１），小写字母者表示差异显著（犘＜０．０５）；ＮＤ表示差异不显著（犘＞０．０５），下同。
Ｎｏｔｅ：Ｔｈｅｃａｐｉｔａｌｌｅｔｔｅｒｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（犘＜０．０１），ａｎｄｔｈｅｌｏｗｅｒｃａｓｅｌｅｔｔｅｒｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（犘＜０．０５），ａｎｄＮＤｉｎｄｉ
ｃａｔｅｓｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（犘＞０．０５）．Ｔｈｅｓａｍｅａｓｆｏｌｏｗｓ．
３ 讨论
３．１ 混合日粮条件下添加阿卡波糖对瘤胃微生物发酵的影响
本研究显示，添加阿卡波糖可有效提高发酵液ｐＨ值，降低乳酸及ＶＦＡ含量，说明阿卡波糖可有效地抑制瘤
胃微生物活力，结合其用于治疗Ⅱ型糖尿病的作用机制，推测阿卡波糖可能通过抑制瘤胃微生物发酵过程中产
α糖苷酶和α淀粉酶的活力，进而减缓瘤胃微生物对多糖的酶解速度，从而减缓瘤胃ｐＨ 值的快速下降［４］。
ＭｃＬａｕｇｈｌｉｎ等［５］研究发现，与ＮａＨＣＯ３ 和莫能菌素相比，添加阿卡波糖更显著的提高了急性酸中毒试验中奶牛
瘤胃ｐＨ，有效缓解了瘤胃中乳酸的累积。Ｓｐｅｉｇｈｔ和 Ｈａｒｍｏｎ［１３］体外研究发现，与对照组相比，每ｋｇ日粮中添
加１．２～９．５ｍｇ的阿卡波糖能有效阻止ｐＨ的下降和ＶＦＡ的累积。本实验结果表明，添加阿卡波糖降低了乙
酸、丙酸和丁酸浓度，并显著减少了ＴＶＦＡ产量，提高了乙丙比，结果与上述报道基本一致。Ｍａｒｔａ等［１４］研究发
现，在高产泌乳奶牛日粮中添加０．７５ｇ／ｄ阿卡波糖能有效地减少瘤胃ｐＨ＜５．６的持续时间，乳酸产生菌包括牛
链球菌和乳酸利用菌埃氏巨型球菌在总菌中的比例下降。本研究表明，阿卡波糖可显著降低乳酸含量（下降比例
高于９２％）。由于乳酸是反刍动物急性酸中毒的主要诱因，并主要由牛链球菌及乳酸杆菌等发酵生成［１５］；因此，
综合上述报道，阿卡波糖可能通过抑制牛链球菌的数量来减少乳酸生成，从而阻止乳酸的大量累积。同时，瘤胃
中的乳酸可通过丙烯酸途径生成丙酸，因而乳酸生成量可直接影响丙酸产量。本研究发现，虽乙酸与丙酸浓度皆
极显著下降，但乙酸的下降幅度低于丙酸，其可能原因与丙酸的２条生成途径（琥珀酸与丙烯酸途径）皆受到极显
著的抑制有关，这也是导致乙丙比反而增高的根本原因；本研究还发现，较对照组相比，异丁酸和戊酸的浓度反而
有所增高，由于异丁酸和戊酸主要由瘤胃微生物发酵支链氨基酸生成，这一迹象是否暗示阿卡波糖具有促进支链
氨基酸的分解效应，目前尚不清楚，需进一步研究。
２３１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１２） Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．６
表２ 以玉米、高粱、大麦及小麦为底物时添加阿卡波糖对瘤胃微生物发酵的影响
犜犪犫犾犲２ 犈犳犳犲犮狋狅犳犪犮犪狉犫狅狊犲狅狀狋犺犲狆犎，犖犎３犖，犞犉犃犪狀犱犻狋狊犮狅犿狆狅狊犻狋犻狅狀犻狀狏犻狋狉狅犳犲狉犿犲狀狋犪狋犻狅狀
狑犻狋犺狊狅狉犵犺狌犿，犮狅狉狀，犫犪狉犾犲狔，狑犺犲犪狋狌狊犲犱犪狊狊狌犫狊狋狉犪狋犲
指标
Ｉｎｄｅｘ
日粮
Ｄｉｅｔ
阿卡波糖Ａｃａｒｂｏｓｅ（ｍｇ／ｍＬ）
０ ０．１ ０．２ ０．４
标准误
Ｍ．Ｓ．Ｅ
显著性（犘值）Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ（犘ｖａｌｕｅ）
阿卡波糖Ａｃａｒｂｏｓｅ日粮Ｄｉｅｔ 互作效应Ａｃａｒｂｏｓｅ×Ｄｉｅｔ
ｐＨ值 高粱Ｓｏｒｇｈｕｍ ５．４９ ６．２１ ６．４３ ６．４３ ０．０２ Ａ Ａ Ａ
ｐＨｖａｌｕｅ 玉米Ｃｏｒｎ ５．３０ ５．８７ ６．３２ ６．３７
大麦Ｂａｒｌｅｙ ５．３１ ５．９２ ６．２４ ６．２８
小麦 Ｗｈｅａｔ ５．２６ ５．９５ ６．３０ ６．３８
氨氮 高粱Ｓｏｒｇｈｕｍ ３．４５ ７．３８ １０．５７ ９．７１ ０．５１ Ａ Ａ Ａ
ＮＨ３Ｎ 玉米Ｃｏｒｎ ３．３４ ５．７８ ９．６６ １１．５７
（ｍｍｏｌ／Ｌ） 大麦Ｂａｒｌｅｙ ４．５９ ９．４６ １０．３０ ９．２９
小麦 Ｗｈｅａｔ ７．５１ １３．０３ １４．７６ １４．８０
乙酸 高粱Ｓｏｒｇｈｕｍ ２５．００ ２１．９２ １９．７４ １８．３１ ３．０７ Ａ Ａ ＮＤ
Ａｃｅｔａｔｅ 玉米Ｃｏｒｎ ３２．２９ ２３．９４ １８．２３ １３．１４
（ｍｍｏｌ／Ｌ） 大麦Ｂａｒｌｅｙ ４８．６５ ２９．４８ ３２．６５ ２４．４７
小麦 Ｗｈｅａｔ ４５．３１ ４１．３４ ３３．８１ ３３．０１
丙酸 高粱Ｓｏｒｇｈｕｍ １８．６２ ４．０６ ３．２９ ３．７６ １．６５ Ａ Ａ Ａ
Ｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ 玉米Ｃｏｒｎ ２２．７４ ６．５５ ４．８７ ５．５４
（ｍｍｏｌ／Ｌ） 大麦Ｂａｒｌｅｙ ３８．９９ １０．６３ １１．４５ １１．３３
小麦 Ｗｈｅａｔ ３１．５４ １０．１５ ９．０４ ９．３５
异丁酸 高粱Ｓｏｒｇｈｕｍ ０．６５ ０．７８ ０．７１ ０．７８ ０．３１ Ａ Ａ Ａ
Ｉｓｏｂｕｔｙｒａｔｅ 玉米Ｃｏｒｎ ２．１６ １．５９ ０．７２ ０．７６
（ｍｍｏｌ／Ｌ） 大麦Ｂａｒｌｅｙ ０．３５ １．１７ １．５５ １．０６
小麦 Ｗｈｅａｔ ４．２４ １．２０ １．１８ ０．７８
丁酸 高粱Ｓｏｒｇｈｕｍ ２１．３３ ９．７７ ３．２８ ３．５３ ０．９５ Ａ Ａ Ａ
Ｂｕｔｙｒａｔｅ 玉米Ｃｏｒｎ ２３．６３ １６．１２ ３．７９ ２．６４
（ｍｍｏｌ／Ｌ） 大麦Ｂａｒｌｅｙ ２７．１２ １５．５２ ６．６３ ５．０１
小麦 Ｗｈｅａｔ １７．５４ １７．２０ ６．８５ ５．０７
异戊酸 高粱Ｓｏｒｇｈｕｍ ０．３１ ０．３６ ０．８３ ０．７３ ０．１１ Ａ Ａ ａ
Ｉｓｏｖａｌｅｒａｔｅ 玉米Ｃｏｒｎ ０．１９ ０．４７ ０．３７ ０．４５
（ｍｍｏｌ／Ｌ） 大麦Ｂａｒｌｅｙ ０．１７ ０．７２ ０．７８ ０．８３
小麦 Ｗｈｅａｔ １．３０ １．２７ １．３４ １．３４
戊酸 高粱Ｓｏｒｇｈｕｍ ２．０２ ０．４８ ０．３３ ０．４９ ０．１３ Ａ Ａ Ａ
Ｖａｌｅｒａｔｅ 玉米Ｃｏｒｎ １．６１ ０．８５ ０．７２ ０．７０
（ｍｍｏｌ／Ｌ） 大麦Ｂａｒｌｅｙ ３．１９ ２．１２ １．８５ １．６０
小麦 Ｗｈｅａｔ １．６４ ２．２９ １．８８ ２．１７
总挥发性 高粱Ｓｏｒｇｈｕｍ ６７．８５ ３７．３６ ２８．０６ ２７．４８ ４．２８ Ａ Ａ ａ
脂肪酸 玉米Ｃｏｒｎ ８３．０２ ４９．５２ ２８．７０ ２３．２１
ＴＶＦＡ 大麦Ｂａｒｌｅｙ １１８．６６ ５９．６５ ５５．１５ ４４．３０
（ｍｍｏｌ／Ｌ） 小麦 Ｗｈｅａｔ １０１．３０ ７３．４６ ５４．１１ ５２．０６
乙／丙 高粱Ｓｏｒｇｈｕｍ １．３６ ４．６３ ６．０８ ４．４６ ０．４２ Ａ Ａ ａ
Ａ∶Ｐ 玉米Ｃｏｒｎ １．４１ ３．６６ ３．８２ ２．４２
大麦Ｂａｒｌｅｙ １．３１ ２．７７ ２．８７ ２．１７
小麦 Ｗｈｅａｔ １．４６ ３．８８ ３．７７ ３．５８
３３１第２１卷第６期 草业学报２０１２年
表３ 急性酸中毒下添加阿卡波糖对瘤胃微生物发酵的影响
犜犪犫犾犲３ 犈犳犳犲犮狋狅犳犪犮犪狉犫狅狊犲犪犱犱犻狋犻狅狀狅狀犪犮狋狌犪狋犲狉狌犿犲狀犪犮犻犱狅狊犻狊
指标
Ｉｎｄｅｘ
阿卡波糖Ａｃａｒｂｏｓｅ（ｍｇ／ｍＬ）
０ ０．１ ０．２ ０．４
标准误
Ｍ．Ｓ．Ｅ
显著性（犘值）Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ（犘ｖａｌｕｅ）
处理效应Ａｃａｒｂｏｓｅ 线性Ｌｉｎｅａｒ 二次方Ｑｕａｄｒａｔｉｃ
ｐＨ值ｐＨｖａｌｕｅ ４．６６ ４．９６ ４．９８ ５．０３ ０．０４ Ａ Ａ Ａ
乳酸Ｌａｃｔａｔｅ（ｍｍｏｌ／Ｌ） ４１．４３ ３１．０４ ３０．１７ ２７．６２ １．４１ Ａ Ａ Ａ
氨氮ＮＨ３Ｎ（ｍｍｏｌ／Ｌ） ４．０８ ４．９７ ５．２７ ５．３７ ０．１８ Ａ Ａ ＮＤ
乙酸Ａｃｅｔａｔｅ（ｍｍｏｌ／Ｌ） ３２．５２ ３０．３５ ３５．０５ ３２．５６ １．６８ ＮＤ ＮＤ ＮＤ
丙酸Ｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ（ｍｍｏｌ／Ｌ） １２．６５ １７．４１ １７．２９ １８．７２ ０．７０ Ａ Ａ ＮＤ
异丁酸Ｉｓｏｂｕｔｙｒａｔｅ（ｍｍｏｌ／Ｌ） １．５１ １．３３ １．８６ １．９０ ０．１６ ＮＤ ＮＤ ＮＤ
丁酸Ｂｕｔｙｒａｔｅ（ｍｍｏｌ／Ｌ） ３．００ ５．００ ５．６０ ５．６６ ０．３９ ａ Ａ ＮＤ
异戊酸Ｉｓｏｖａｌｅｒａｔｅ（ｍｍｏｌ／Ｌ） ０．９８ ０．９８ １．４６ １．５８ ０．１７ ＮＤ ＮＤ ＮＤ
戊酸ｖａｌｅｒａｔｅ（ｍｍｏｌ／Ｌ） ０．７８ ３．８８ ４．２１ ４．２０ ０．３８ Ａ Ａ Ａ
总挥发性脂肪酸ＴＶＦＡ（ｍｍｏｌ／Ｌ） ５３．９７ ６０．６６ ６７．４９ ６６．３５ ２．７９ ＮＤ ＮＤ ＮＤ
乙／丙 Ａ／Ｐ ２．５７ １．７２ ２．０２ １．７３ ０．１２ ａ ａ ＮＤ
３．２ 不同精料原料条件下添加阿卡波糖对瘤胃微生物发酵的影响
本实验中，在不同原料条件下，阿卡波糖皆显著提高了发酵液的ｐＨ值，降低了乙酸、丙酸、丁酸和ＴＶＦＡ浓
度，结果与Ｓｐｅｉｇｈｔ和Ｈａｒｍｏｎ［１３］报道一致。研究表明，由于谷物类饲料的淀粉含量与淀粉类型组成不一，瘤胃
微生物对不同的谷物底物的发酵速率也不一致，日粮中谷物饲料发酵速度越快，越易引发瘤胃酸中毒［１６］。据
Ｌｅｏｎａｒｄ［１７］报道，与玉米比较，麦类谷物最易造成绵羊或奶牛酸中毒，本实验中，就各底物的对照而言，２４ｈ发酵
终止时，大麦和小麦组的乙酸、丙酸及ＴＶＦＡ浓度皆高于玉米和高粱组，结果显示麦类谷物发酵速率最快，该结
果与Ｌｅｏｎａｒｄ［１７］报道一致。本研究显示，虽大麦和小麦皆是发酵速度较快的谷物，但小麦组的丁酸浓度低于其他
组。Ｌｅｔｔａｔ等［１８］报道，瘤胃微生物发酵小麦易生成乳酸，而发酵玉米易生成丁酸，因此，小麦组丁酸浓度较低与
其底物类型有关。本研究同时阐明，阿卡波糖对各种底物条件下 ＶＦＡ及乙丙比的影响幅度不同，添加０．２
ｍｇ／ｍＬ的阿卡波糖，高粱、玉米、大麦和小麦的丙酸浓度较对照组分别下降了８２．３３％，７８．５８％，７０．６３％和
７１．３４％（犘＜０．０１）；丁酸浓度相应降低了８４．６２％，８３．９６％，７５．５５％和６０．９５％（犘＜０．０１）；ＴＶＦＡ浓度相应降
低了５８．６４％，６５．４３％，５３．５２％和４６．５８％（犘＜０．０１）；乙丙比相应提高了４．７２，２．４１，１．５６和２．３１（犘＜０．０１），
该结果显示，阿卡波糖对以高粱和玉米为底物的发酵体系的影响较大，其具体原因可能与所用谷物原料组分的具
体含量有关，在本研究所用的４类谷物中，玉米的淀粉含量最高，但小麦淀粉的发酵速率最高，互作分析结果表
明，底物与阿卡波糖间存在互作效应，该结果也进一步证实了阿卡波糖对这些指标的影响程度与日粮底物有关。
３．３ 急性酸中毒下添加阿卡波糖对瘤胃微生物发酵的影响
据报道，在体外发酵中，当发酵液精料浓度达到并超过２０ｇ／Ｌ时，培养体系中发酵液的ｐＨ值低于５．０，乳酸
浓度高达１０ｍｍｏｌ／Ｌ，该值与动物生产中发生急性酸中毒时的ｐＨ值及乳酸浓度大致相当［１９２１］。在本研究中，除
阿卡波糖的添加浓度为０．４ｍｇ／ｍＬ组外，其余各组的ｐＨ值均低于５．０，乳酸浓度皆高于１０ｍｍｏｌ／Ｌ，说明该体
系可模拟瘤胃急性酸中毒；结果显示，阿卡波糖可显著降低各处理的乳酸浓度，提示该药物具有预防瘤胃急性酸
中毒发生的潜力。但本研究也发现，使用阿卡波糖显著提高了发酵体系丙酸、丁酸和戊酸浓度，推测可能与发酵
终点较低的ｐＨ值有关。在本研究中，发酵结束时，对照组的ｐＨ值为４．６６，而阿卡波糖处理组的ｐＨ均在５．０
左右，由于瘤胃微生物对低ｐＨ极其敏感，因此，较对照组相比，阿卡波糖处理组的一些参与丙酸和戊酸生成的微
生物可能仍具有较高的活性，结果导致处理组中的丙酸和戊酸浓度等较高。但遗憾的是，本研究未及时检测发酵
体系中微生物菌群结构的变化，因此本研究仅能提供一种假说，即在急性酸中毒条件下，阿卡波糖可能通过影响
瘤胃ｐＨ间接影响瘤胃微生物区系结构，进而影响发酵产物的组成及产量。这一假说是否正确，尚需后续工作验
４３１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１２） Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．６
证。
４ 结论
本实验在体外模拟亚急性瘤胃酸中毒和急性瘤胃酸中毒条件下，发现添加阿卡波糖均显著提高了发酵液
ｐＨ值，降低了乳酸浓度，在以玉米、小麦、高粱和大麦为底物的条件下，阿卡波糖对玉米和高粱发酵参数的影响
程度最大，在影响ｐＨ、氨氮、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸浓度和乙丙比上，日粮底物与阿卡波糖之间存在显著的互
作效应；急性酸中毒下，添加阿卡波糖对ＴＶＦＡ无显著影响。结果显示，阿卡波糖能减缓瘤胃微生物发酵谷物类
饲料的速率，有预防与治疗瘤胃酸中毒的潜力。
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５３１第２１卷第６期 草业学报２０１２年
犈犳犳犲犮狋狅犳犪犮犪狉犫狅狊犲犪犱犱犻狋犻狅狀狅狀犪犮狌狋犲犪狀犱狊狌犫犪犮狌狋犲狉狌犿犲狀犪犮犻犱狅狊犻狊犻狀犪狀犻狀狏犻狋狉狅犳犲狉犿犲狀狋犪狋犻狅狀狊狋狌犱狔
ＭＡＯＳｈｅｎｇｙｏｎｇ，ＨＥＷｅｎｂｏ，ＺＨＵ Ｗｅｉｙｕｎ
（ＣｏｌｅｇｅｏｆＡｎｉｍａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＮａｎｊｉｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９５，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆａｃａｒｂｏｓｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｎｒｕｍｉｎａｎｔｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｉｎｔｈｒｅｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｉｎ
ｔｈｅｆｉｒｓｔａｎｄｓｅｃｏｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆａｃａｒｂｏｓｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｎｓｕｂａｃｕｔｅｒｕｍｅｎａｃｉｄｏｓｉｓｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ
ｆｉｎａｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆａｃａｒｂｏｓｅｉｎｔｈｅｍｅｄｉａｗａｓ０，０．１，０．２ｏｒ０．４ｍｇ／ｍＬ．Ｉｎｔｈｅｆｉｒｓｔｓｔｕｄｙ，ｔｈｅｓｕｂｓｔｒａｔｅ
ｃｏｎｓｉｓｔｅｄｏｆ０．８ｇｃｒａｃｋｅｄｃｏｒｎａｎｄ０．２ｇＣｈｉｎｅｓｅｄｒｙｇｒａｓｓ．Ａｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌ，ｔｈｅａｃａｒｂｏｓｅａｄｄｉ
ｔｉｏｎｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｈｅｐＨｖａｌｕｅａｎｄｔｈｅｒａｔｉｏｏｆａｃｅｔａｔｅｔｏｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ，ａｎｄｄｅｃｒｅａｓｅｄａｃｅｔａｔｅ，ｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ，ｂｕｔｙｒａｔｅ，
ｉｓｏｂｕｔｙｒａｔｅ，ｔｏｔａｌｖｏｌａｔｉｌｅｆａｔｔｙａｃｉｄａｎｄｌａｃｔｉｃａｃｉｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ．Ｉｎｔｈｅｓｅｃｏｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｈｅｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ
ｃｏｎｓｉｓｔｅｄｏｆｃｒａｃｋｅｄｓｏｒｇｈｕｍ，ｃｏｒｎ，ｂａｒｌｅｙａｎｄｗｈｅａｔ．ＴｈｅａｃａｒｂｏｓｅｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔｉｎｃｒｅａｓｅｄｐＨ，ＮＨ３Ｎ，ｌａｃ
ｔａｔｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｔｈｅａｃｅｔａｔｅｔｏｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ，ａｎｄｄｅｃｒｅａｓｅｄａｃｅｔａｔｅ，ｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ，ｂｕｔｙｒａｔｅａｎｄ
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ｉｓｏｂｕｔｙｒａｔｅ，ｂｕｔｙｒａｔｅ，ａｎｄｉｓｏｖａｌｅｒａｔｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ．Ｉｎｇｅｎｅｒａｌ，ｔｈｅｓｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔａｃａｒｂｏｓｅａｄｄｉｔｉｏｎ
ｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｈｅｐＨｖａｌｕｅａｎｄｒｅｄｕｃｅｄｌａｃｔｉｃａｃｉｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ａｎｄｉｔｈａｓｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｔｏｐｒｅｖｅｎｔｒｕｍｅｎａｃｉｄｏｓｉｓ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ａｃａｒｂｏｓｅ；犻狀狏犻狋狉狅ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ；ｐＨ；ｌａｃｔａｔｅ；ｖｏｌａｔｉｌｅｆａｔｔｙａｃｉｄｓ
６３１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１２） Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．６