CN105410390A - 一种促进反刍动物幼畜瘤胃发育瘤胃调控剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种促进反刍动物幼畜瘤胃发育瘤胃调控剂，该调控剂包括脂肪酸组合、吸附剂和抗氧化剂，所述脂肪酸组合由饱和程度不同的长链脂肪酸组成，其中硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸的比例为2：3：3：1。本发明调控剂通过调控反刍动物瘤胃微生物发酵产生丁酸的比例增加，进而促进反刍动物幼畜瘤胃上皮细胞、瘤胃乳头等的发育，而对促进反刍动物瘤胃组织发育和消化吸收性能潜力的发挥有一定的生产使用价值。

Description

一种促进反刍动物幼畜瘤胃发育瘤胃调控剂

技术领域

本发明的目的是提供一种促进反刍动物幼畜瘤胃发育调控剂，及其制作与应用。本发明所述的应用均适用于具有瘤胃发酵这种消化方式的反刍动物，包括羔羊、犊牛等。

背景技术

反刍动物对饲料消化利用的重要部位之一是占胃总容量80％以上的瘤胃。瘤胃中有大量的微生物包括细菌、原虫、真菌和噬菌体等可发酵饲料中的碳水化合物产生挥发性脂肪酸(VFA)，主要包括乙酸、丙酸、丁酸等后再被吸收利用。瘤胃降解产生的VFA约有75％在瘤网胃、20％在真瓣胃、5％在小肠被吸收利用。因此可见，瘤胃不仅是饲料消化的重要场所，也是其降解物VFA的主要吸收部位，而作为反刍动物消化器官基础瘤胃的正常发育是其消化性能和生产性能正常发挥的重要前提。

丁酸是反刍动物瘤胃微生物发酵碳水化合物的主要产物之一，约占总VFA摩尔比例的10-15％，主要经由瘤胃和网胃壁吸收，且在pH<7时，丁酸的吸收速度较乙酸、丙酸快。被吸收后丁酸可给宿主供能；也可与或与乙酰辅酶缩合形成乳脂肪中的高级脂肪酸。除此之外，丁酸还具有重要的刺激反刍动物幼畜瘤胃组织发育的功能。研究发现，随采食量增加，瘤胃上皮组织的代谢强度增加，而其中乙酸、丙酸代谢量无显著变化，仅有丁酸代谢量增加接近显著水平，认为采食量增加引起的丁酸产量增加可能刺激了瘤胃上皮代谢，使瘤胃乳头增生和瘤胃组织重量增加。丁酸的吸收代谢可刺激瘤胃乳头细胞染色体的分裂、降低细胞的凋亡速率；促进瘤胃上皮细胞的生长、瘤胃乳头数量和面积的增加。

脂肪饲料对瘤胃微生物和发酵有一定的调控作用。饲粮中添加脂肪酸或者脂类对原虫、甲烷菌有一定的抑制作用，可调控瘤胃微生物区系、种属结构以及其发酵模式，进而促进消化吸收并最终提高生产性能。研发通过脂肪酸瘤胃调控剂来调控瘤胃微生物群体结构，以促进其发酵丁酸比例在一定程度上的提高，则可调控反刍动物幼畜瘤胃的发育，进而促进其消化代谢潜力和生产性能潜力的发挥。

发明内容

为了促进反刍动物幼畜的瘤胃发育，促进反刍动物消化代谢性能和生产潜力的发挥，本发明的目的是提供一种促进反刍动物幼畜瘤胃发育的调控剂。

实现本发明之目的所采用的技术方案是：

一种促进反刍动物幼畜瘤胃发育瘤胃调控剂，包括脂肪酸组合、吸附剂和抗氧化剂，于所述脂肪酸组合由饱和程度不同的长链脂肪酸组成，其中硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸的比例为2：3：3：1。

具体是以饱和程度不同油脂(脂肪酸)：硬脂酸、葵花油、橄榄油、亚麻油配合，其中，硬脂酸、葵花油、橄榄油和亚麻油的含量分别是18.20％、44.13％、18.95％和18.72％其饱和程度不同长链脂肪酸硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸的核心比例为：2：3：3：1，所述吸附剂和抗氧化剂按常规添加即可，例如，80目玉米芯粉作为吸附剂添加至调控剂总量的35％-55％，二丁基羟基甲苯(BHT)作为抗氧化剂添加至调控剂总量的0.005％-0.01％。

本发明调控制剂饲喂反刍动物的方法：

(1)传统饲喂方式：即精、粗料分开饲喂，每天于混合精料补充料或颗粒料中添加瘤胃调控剂。

(2)全混合日粮(TMR)饲喂方式：瘤胃调控剂与混合精料补充料或颗粒料混匀后再与其它日粮混合均匀。

由于本制剂添加剂量少，故使用时需与精料混合均匀；不饱和脂肪酸易氧化，在使用时应低温、干燥、避光保存。

本发明的原理是：研究发现，随采食量增加，瘤胃上皮组织的代谢强度增加，而其中乙酸、丙酸代谢量无显著变化，仅有丁酸代谢量增加接近显著水平，认为采食量增加引起的丁酸产量增加可能刺激了瘤胃上皮的代谢。丁酸的吸收代谢可刺激瘤胃乳头细胞染色体的分裂、降低细胞的凋亡速率；促进瘤胃上皮细胞的生长、瘤胃乳头数量和面积的增加。脂肪饲料对瘤胃微生物和发酵有一定的调控作用。饲粮中添加脂肪酸或者脂类对原虫、甲烷菌有一定的抑制作用，可调控瘤胃微生物区系、种属结构以及其发酵模式，进而促进消化吸收并最终提高生产性能。研究探讨通过脂肪酸来调控瘤胃微生物群体结构，以促进其发酵产生丁酸比例在一定程度上提高，则可以定向调控反刍动物幼畜瘤胃的发育，进而促进其消化代谢潜力的发挥。

体外培养添加六种饱和程度不同系列的长链脂肪酸表明，亚麻油酸对瘤胃微生物和瘤胃发酵VFA模式的调控效果较好，油酸、亚油酸也具有一定的调控效果。同时，不同的脂肪酸之间有一定的互作效应，而且养殖生产中更多地是使用含有多种脂肪酸的油脂作为饲料。为此，本课题组进一步探讨了利于瘤胃微生物不同发酵模式的、饱和程度不同的长链脂肪酸组合。并选择了适宜于丁酸发酵的组合比例，以葵花油、亚麻油、橄榄油、硬脂酸等为原料配制成符合上述比例的脂肪酸复合制剂，作为瘤胃调控剂添加到反刍动物幼畜的日粮中，以调控瘤胃微生物群体结构及其丁酸发酵、促进幼畜瘤胃组织的发育和提高宿主的消化吸收性能，而最终促进反刍动物生产性能的提高。

基于以上原理，采用本发明的技术方案，具有以下技术效果：

在反刍动物幼畜补充饲料中按提供的方法添加可促进反刍动物幼畜瘤胃上皮细胞、瘤胃乳头等的发育，而对促进反刍动物瘤胃组织发育和消化吸收性能潜力的发挥有一定的生产使用价值。本发明所述的应用均适用于具有瘤胃发酵这种消化方式的反刍动物，包括羔羊、犊牛等。

本发明的有益效果如下：可通过调控反刍动物瘤胃微生物发酵产生丁酸的比例增加，进而促进反刍动物幼畜瘤胃上皮细胞、瘤胃乳头等的发育，而对促进反刍动物瘤胃组织发育和消化吸收性能潜力的发挥有一定的生产使用价值。

本发明所提供的促进反刍动物幼畜瘤胃发育的长链脂肪酸组合瘤胃调控剂，与原有的脂肪粉或脂肪酸钙制剂相比较，不仅可提供能量，维持其对能量的需求；还可以定向调控瘤胃微生物的发酵模式，促进瘤胃微生物的丁酸发酵、瘤胃组织丁酸的吸收代谢以及其组织发育，而最终促进其消化能力和生产潜力的提高。这对于我国目前发展草食动物养殖业有着重要的生产实用价值。另外，该产品是在一系列油脂饲料和脂肪酸组合试验研究的基础上，获得了其丁酸模式发酵的最佳组合后，通过饱和程度不同油脂(脂肪酸)的有效组合实现对瘤胃微生物的调控，其实施性强。同时，相对于抗生素，具有经济、环保等特点。

附图说明

图1体外培养对奶牛瘤胃细菌的影响。

图2试验第6周和第10周湖羊羔羊屠宰率的变化/％。

图3试验第6周和第10周湖羊羔羊组织比例的变化/％

图4脂肪酸制剂对瘤胃组织形态结构图(a：试验组；b：对照组)。

具体实施方式

本发明首先通过正交试验获得瘤胃微生物丁酸发酵最优的脂肪酸组合；而后通过不同的油脂和脂肪酸配制最优脂肪酸组合制剂。采用体外试验和体内试验，分析该瘤胃调控剂对瘤胃发酵及微生物群体结构的影响；对瘤胃组织发育生长及发酵性能的影响，最终确定将该脂肪酸组合瘤胃调控剂添加至反刍动物幼畜的日粮中，可促进其瘤胃的发育和瘤胃微生物群系的建立，通过定向调控瘤胃发酵，来促进幼畜的瘤胃组织发育，促进消化吸收潜力和生产潜力的发挥。以下结合实施例对本发明做进一步的阐述。

实施例1：正交试验获得瘤胃微生物丁酸发酵最优脂肪酸比例

在扬州大学实验农牧场选取3头1.5周岁、体重相近的装有永久性瘤胃瘘管的山羊用于提供瘤胃液进行体外培养添加脂肪酸组合正交试验。分别添加0.5％、1.0％、1.5％三个水平的硬脂酸、油酸、亚油酸、ɑ-亚麻酸，采用L₉(3⁴)正交表设计A-I组，用棕榈酸钙平衡能量，并设立1个添加5％棕榈酸钙的对照组J，每组各设3个重复，另设1个无底物的空白对照。分别在培养后0、3、6、9、12、18、24h取样测定VFA含量。利用极差分析法，求出最优组合及最优水平。

试验结果表明：如表1所示，丁酸摩尔百分比的各时间点均值呈先上升，再下降的趋势，但变化较小。其总体比例在7.97％和15.41％间变动。丁酸在总VFA中比例的均值以C、E、G组相对较高，E组最高为12.80％，B组最低为10.89％。时间点间多重比较发现，在18h，F组的丁酸摩尔百分比显著高于H组(P<0.05)。在24h，F组显著低于C、E、H组(P<0.05)。在其他时间点，各组丁酸在总VFA重的摩尔百分比差异均不显著(P>0.05)。

在表2中可以看出，极差R为1.32(亚油酸)>0.48(亚麻油酸)>0.25(硬脂酸)>0.11(油酸)，主次顺序为依次为亚油酸、亚麻油酸、硬脂酸、油酸。其中1.0％硬脂酸、1.5％油酸、1.5％亚油酸、0.5％亚麻油酸对丁酸摩尔百分比的组合效果最好。

表1丁酸在总VFA中的摩尔比例％

注：同行不同字母表示组间差异显著(P<0.05)。下表同。

表2丁酸摩尔百分比组合分析表(24h均值)

实施例2：丁酸发酵脂肪酸复合制剂的配制

选取硬脂酸、葵花油、橄榄油、亚麻油配制符合丙酸发酵的脂肪酸组合比例，其饱和程度不同长链脂肪酸核心比例为：硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸的比例为2：3：3：1，另采用80目玉米芯粉作为吸附剂添加35％-55％，添加二丁基羟基甲苯(BHT)作为抗氧化剂添加0.005％-0.01％，以进行脂肪酸组合产品的制作。丙酸发酵脂肪酸复合制剂的组份与配比见表3。

表3配料的组份与配比％

实施例3：对奶牛瘤胃微生物体外发酵的影响

以扬州大学实验农牧场3头瘤胃瘘管奶牛提供瘤胃液，体外培养添加5％的产品进行瘤胃微生物体外培养试验。体外培养方法同上实施例1。培养后0、3、6、12、18、24h采集培养液，测定发酵参数pH、氨氮浓度，并测定琥珀酸拟杆菌Fibrobactersuccinogenes、生黄瘤胃球菌Ruminococcusflavefaciens、白色瘤胃球菌Ruminococcusalbus、溶纤维丁酸弧菌Butyrivibriofibrisolvens、埃氏巨球菌Megasphaeraelsdenii、降解淀粉瘤胃球菌Ruminococcusbromii、嗜淀粉瘤胃杆菌Ruminobacteramylophilus、蛋白溶解梭菌Clostridiumproteoclasticum、瘤胃假丁酸弧菌Pseudobutyrivibrioruminis等细菌的含量。培养液DNA参照Zoetendal等(1998)的珠磨法提取，采用7500型RT-PCR仪上进行实时荧光定量检测，以Bacterial-U为内参，测定微生物的相对量。

对pH和氨氮浓度的影响结果见表4。表4表明，培养液pH在6.02-6.39的范围内变化，处于适合的瘤胃微生物生长范围。但脂肪酸组合处理对pH的影响不显著(P>0.05)。培养液氨氮浓度在7.91-14.46mg/dL范围内变化，处于适合的瘤胃微生物生长范围。脂肪酸组合对氨氮浓度的影响显著，以试验组的较低(P<0.05)。对瘤胃细菌种属的测定结果(图1)表明，琥珀酸拟杆菌、黄色瘤胃球菌、嗜淀粉瘤胃杆菌、蛋白溶解梭菌以对照组的较高(P<0.05)；白色瘤胃球菌、溶纤维丁酸弧菌、降解淀粉瘤胃球菌含量在组间的差异不显著；埃氏巨球菌和瘤胃假丁酸弧菌以试验组较高(P<0.05)。虽然产丁酸菌之一的溶纤维丁酸弧菌在组间的差异不显著，但试验组的另一种产丁酸菌瘤胃假丁酸弧菌却有显著地提高。这些结果表明了该产品改变了奶牛瘤胃细菌的结构，提高了丁酸产生菌的比例，而可能进一步地促进丁酸的发酵。

表4体外培养对奶牛瘤胃微生物发酵pH和氨氮浓度的影响

实施例4：对湖羊羔羊瘤胃微生物发酵和饲料消化率的影响

在江苏省宿迁市某羊场选取体质健康、体重基本一致(6.9±0.5kg)的6周龄的湖羊30只，将试验羊随机分为2组，每组15只，分别为脂肪酸钙(对照组)、丁酸组(试验组)。试验期包括预试期1周，正试期6周。整个试验期试验羊统一采用羊场的饲养制度(哺乳+补饲)，补饲基础日粮颗粒饲料由试验羊场提供。按试验设计分别在补饲日粮中添加1％相应的脂肪酸制剂，试验期每日06:00和18:00等量饲喂两次，自由饮水。正试期开始后第2、4、6周末通过口腔采集试验羊的瘤胃液，并采集粪样和饲料样。测定瘤胃液pH、氨氮浓度、微生物蛋白含量；以及饲料的消化率。

表5、表6为瘤胃发酵参数和饲料养分消化率的测定结果。表5表明，瘤胃液pH均高于5.5，属于正常范围内，在第2周、4周、6周时组间的差异皆不显著(P>0.05)。从表5还可知，瘤胃液氨氮浓度在10.59-16.51mg/100mL间变化，皆为瘤胃微生物生长适宜的氨氮浓度。在第2周、4周、6周时，组间皆不存在显著差异(P>0.05)。试验组的瘤胃液微生物蛋白含量相对较高，其中在第2周、6周时，试验组微生物蛋白含量显著高于对照组(P<0.05)，第4周时也在数值上高于对照组。以上结果表明，试验组并没有影响瘤胃的发酵酸度和氨氮浓度，但提高了湖羊羔羊瘤胃微生物蛋白的含量，促进了羔羊瘤胃微生物的发酵。

表5瘤胃发育调控剂对湖羊瘤胃发酵的影响

由表6可知，试验组干物质、粗蛋白质和ADF的消化率在组间的差异不显著(P>0.05)。第2周、第6周时，试验组的NDF消化率显著高于对照组(P<0.05)，但在第4周时与对照组的差异不显著。以上的结果表明，试验组提高了湖羊羔羊纤维类物质的消化率，这可能是由于试验组在一定程度上促进了羔羊瘤胃的发育所致。

表6脂肪酸制剂对湖羊饲料消化率的影响％

实施例5：对湖羊羔羊生长性能和屠宰性能的影响

在宿迁市某羊场选取体质健康、体重基本一致(6.9±0.5kg)的6周龄的湖羊30只，将试验羊随机分为3组，每组15只，分别为脂肪酸钙(对照组)、丁酸组(试验组)。试验期包括预试期1周，正试期10周。试验期试验羊基础日粮颗粒饲料由试验羊场提供。按试验设计分别在补饲日粮中添加1％相应的脂肪酸制剂，试验期每日06:00和18:00等量饲喂两次，自由饮水。试验期间第2、第4、第6、第10周末测定其生长性能；第6周、第10周末每组选取3只进行屠宰性能测定。

表7为生长性能相关的测定结果。由表7可知，试验组在试验的第2周时增重迅速，与对照组差异显著(P<0.05)；在4周、6周、第10周时也皆以试验组为高，但组间的差异不显著(P>0.05)。整个试验期试验组日增重比对照组约高16％。总体上看，试验组的料肉比除第4周外都低于对照组，其中在试验的第2周和第6周在组间的差异不显著(P>0.05)；但在第10周时试验组的料肉比显著低于对照组(P<0.05)。而整个试验期试验组料肉比比对照组约低4％。以上结果表明，试验组提高了湖羊的日增重即生长性能，而且降低了其料肉比。这可能是试验组通过促进了羔羊的消化道组织发育，进而提高了其对日粮的消化利用率所致。

表7脂肪酸制剂对湖羊生长性能的影响

由图2可知，湖羊屠宰率在组间没有显著差异，但在试验的第10周，试验组在数值上高于对照组(P＞0.05)。试验的第6周(图3)，腹脂比例、肾脂比例等指标在组间没有显著差异(P＞0.05)，但试验组的肾脂比例在数值上高于对照组；而且试验组的胸腺指数、脾脏指数皆显著高于对照组(P<0.05)。在试验的第10周(图3)，试验组的肾脂比例显著高于对照组(P<0.05)；腹脂比例、胸腺指数、脾脏指数也在数值上高于对照组P>0.05)。以上结果表明，试验组在一定程度上提高了湖羊羔羊的胸腺指数和脾脏指数，促进了免疫器官和免疫性能的提高；提高了腹脂比例和肾脂比例的比例，促进了湖羊羔羊的生长育肥性能。

实施例6：对湖羊羔羊瘤胃组织发育的影响

瘤胃壁中与VFA吸收代谢功能最为紧密为瘤胃上皮。瘤胃上皮的黏膜层向浆膜层依次为角质层(stratumcorneum，SC)、颗粒层(stratumgranulosum，SG)、棘突层(stratumspinosum，SS)和基底层(stratumbasale，SB)。基底层细胞具有完全功能的线粒体和其他细胞器，是参与瘤胃上皮更新和损伤修复的主要组成部分。基底层和棘突层的细胞拥有相当数量的线粒体，对短链脂肪酸代谢、酮体生成具有重要的作用。颗粒层可防止物质以扩散方式透过瘤胃壁。角质层是高度角化的外层细胞，直接与瘤胃内容物接触，是瘤胃壁对瘤胃内环境的防御屏障。同时，瘤胃上皮形成的瘤胃乳头大大扩大了瘤胃的吸收面积。

上述实施实例5中试正试期10周末屠宰获取瘤胃组织，制作组织切片并进行组织形态学检测。检测结果见表8，表明试验组对湖羊羔羊的瘤胃结构发育有一定的影响。瘤胃组织的乳头、角质层、颗粒层、棘突层、基底层等的宽度在数值上均大于对照组，其中瘤胃乳头宽度显著大于对照组(P<0.05)。另外，从瘤胃乳头的组织形态结构图也可以看出，对照组的瘤胃乳头明显大于对照组。以上结果表明，试验组在一定程度上促进湖羊羔羊的瘤胃乳头的发育，也因此进而促进了湖羊羔羊对挥发性脂肪酸的吸收效率和其生长育肥性能。

表8脂肪酸制剂对瘤胃组织结构的影响

Claims (2)

1.一种促进反刍动物幼畜瘤胃发育瘤胃调控剂，包括脂肪酸组合、吸附剂和抗氧化剂，其特征在于所述脂肪酸组合由饱和程度不同的长链脂肪酸组成，其中硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸的比例为2：3：3：1。

2.根据权利要求1所述的一种促进反刍动物幼畜瘤胃发育瘤胃调控剂，其特征在于，脂肪酸组合中，硬脂酸、葵花油、橄榄油和亚麻油的含量分别是18.20％、44.13％、18.95％和18.72％。