全混合日粮物理有效中性洗涤纤维水平对泌乳中期奶牛瘤胃液和乳中脂肪酸组成的影响

引用本文

王砀砀, 赵会会, 肖凯丽, 姚军虎, 曹阳春. 全混合日粮物理有效中性洗涤纤维水平对泌乳中期奶牛瘤胃液和乳中脂肪酸组成的影响[J]. 动物营养学报, 2018, 30(7): 2841-2849. 复制到剪切板

WANG Dangdang, ZHAO Huihui, XIAO Kaili, YAO Junhu, CAO Yangchun. Effects of Physically Effective Neutral Detergent Fiber Level in Total Mixed Ration on Fatty Acid Composition in Rumen Fluid and Milk of Dairy Cows during Mid-Lactation Period[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2018, 30(7): 2841-2849. 复制到剪切板

全混合日粮物理有效中性洗涤纤维水平对泌乳中期奶牛瘤胃液和乳中脂肪酸组成的影响

王砀砀, 赵会会, 肖凯丽, 姚军虎, 曹阳春

西北农林科技大学动物科技学院, 杨凌 712100

收稿日期: 2018-01-04

基金项目: 国家自然科学基金（31402102）；杨凌示范区产学研用协同创新重大项目（2016CXY-18）

作者简介: 王砀砀(1990-), 男, 安徽宿州人, 硕士研究生, 从事反刍动物营养研究。E-mail:wangdang2015@126.com

通信作者: 曹阳春, 副教授, 硕士生导师, E-mail:caoyangchun@126.com.

摘要: 本文旨在研究不同全混合日粮（TMR）物理有效中性洗涤纤维（peNDF）水平对泌乳中期奶牛瘤胃液和乳中脂肪酸组成的影响。选用30头体重约650 kg、2胎次、产后（120±8）d、日均产奶量（33.03±1.59）kg、体况相近的健康荷斯坦奶牛为试验动物，采用单因素试验设计，随机分为3组，通过控制搅拌时间获得低（9.02%）、中（10.56%）、高（11.25%）3个peNDF水平的TMR，每种TMR饲喂1组奶牛，每组10头。TMR精粗比为60：40。预试期21 d，正试期6 d。结果表明：1）随着peNDF水平的提高，瘤胃液中肉豆蔻酸（C14：0）、反9肉豆蔻烯酸（C14：1 trans9）、珍珠酸（C17：0）、顺6油酸（C18：1 cis6）含量降低，异棕榈酸（C16：0 iso）、反9棕榈烯酸（C16：1 trans9）含量上升，高peNDF组和低peNDF组差异显著（P < 0.05）。2）随着peNDF水平的提高，乳中顺9肉豆蔻烯酸（C14：1 cis9）、顺10十五烯酸（C15：1 cis10）、顺10十七烯酸（C17：1 cis10）、顺11油酸（C18：1 cis11）、反9，12亚油酸（C18：2 trans9，12）含量降低，异肉豆蔻酸（C14：0 iso）、C16：0 iso含量上升，高peNDF组和低peNDF组差异显著（P < 0.05）；随着peNDF水平的提高，乳中短链脂肪酸含量提高，肉豆蔻烯酸△9去饱和酶指数、油酸△9去饱和酶指数降低，高peNDF组和低peNDF组差异显著（P < 0.05）。结果提示，在高精料条件下，泌乳中期奶牛饲喂低peNDF水平（9.02%）TMR可改善乳中脂肪酸组成。

关键词: 物理有效中性洗涤纤维瘤胃液乳脂肪酸组成奶牛

Effects of Physically Effective Neutral Detergent Fiber Level in Total Mixed Ration on Fatty Acid Composition in Rumen Fluid and Milk of Dairy Cows during Mid-Lactation Period

WANG Dangdang, ZHAO Huihui, XIAO Kaili, YAO Junhu, CAO Yangchun

College of Animal science and Technology, Northwest A & F University, Yangling 712100, China

Corresponding author: CAO Yangchun, professor, E-mail:caoyangchun@126.com.

Abstract: This study was conducted to investigate the effects of physically effective neutral detergent fiber (peNDF) level in total mixed ration (TMR) on fatty acid composition in rumen fluid and milk of dairy cows during mid-lactation period. Based on a single factor experiment design, thirty healthy dairy cows with two parities, (120±8) days in milk, (33.03±1.59) kg of average daily milk yield and similar body condition were chosen as trial individuals and randomly divided into 3 groups with 10 cows per group. Three TMRs with different levels of peNDF were obtained by manipulating the mixing duration (H-peNDF:11.25%, M-peNDF:10.56%, L-peNDF:9.02%), and each group was fed one of the three TMRs. The concentrate to forage ratio was 60:40. The pretest period lasted for 21 days, and the test period lasted for 6 days. The results showed as follows:1) with the increase of peNDF level, C14:0, C14:1 trans9, C17:0 and C18:1 cis6 contents in rumen fluid were decreased, while C16:0 iso and C16:1 trans9 contents in rumen fluid were increased, and there were significant differences between H-peNDF group and L-peNDF group (P < 0.05). 2) With the increase of peNDF level, C14:1 cis9, C15:1 cis10, C17:1 cis10, C18:1 cis11 and C18:2 trans9, 12 contents in milk were decreased, while C14:0 iso and C16:0 iso contents in milk were increased, and there were significant differences between H-peNDF group and L-peNDF group (P < 0.05). With the increase of peNDF level, short chain fatty acid content in milk were increased, C14:1 △9-desaturase index and C18:1 △9-desaturase index were decreased, and there were significant differences between H-peNDF group and L-peNDF group (P < 0.05). The results indicate that TMR with low level of peNDF (9.02%) can improve milk fatty acid composition under high concentrate condition.

Key words: peNDF rumen fluid milk fatty acid composition dairy cow

粗饲料是反刍动物饲粮中的重要组成成分，是保证反刍动物生理健康和生产性能的关键。研究表明，不仅饲粮中中性洗涤纤维(NDF)含量影响瘤胃健康，同时饲料的物理(如粒度)与化学特性在很大程度上也能够影响反刍动物咀嚼和瘤胃发酵^[1]。因而，Mertens^[2]提出的物理有效中性洗涤纤维(peNDF)概念得到越来越多的重视。Li等^[3]经过Meta分析得出，饲粮1.18 mm孔径筛上物peNDF(peNDF_1.18)含量为27.59%~35.26%，饲粮8.00 mm孔径筛上物peNDF(peNDF_8.00)含量为12.83%~18.80%时能够保证奶牛瘤胃健康、较高的干物质采食量(DMI)、产奶量和泌乳率。目前，国内大多以高精料饲粮饲喂泌乳奶牛。而在实际生产中，由于全混合日粮(TMR)制作不规范、搅拌时间不统一，导致TMR peNDF水平也就有所变化，造成同一配方制成的TMR在实质上并不相同。研究表明，提高饲粮peNDF水平可提高泌乳奶牛的瘤胃液pH、咀嚼活动和消化率，并影响乳蛋白和乳脂含量^[4-5]。但是，对于peNDF的生理作用了解不充分导致迄今为止它没有成为评价饲粮纤维充足性的常规指标。

乳及乳制品已经成为人们日常生活中不可或缺的优质营养补充食品。然而乳中饱和脂肪酸(SFA)含量较高，不饱和脂肪酸(UFA)含量较低，而普遍认为摄入过多的SFA对人体健康有不利影响^[6]。因此，如何提高乳中UFA含量，使其更加符合人体健康需求是乳业生产中的研究热点。Colman等^[7]研究表明，低peNDF诱导的亚急性瘤胃酸中毒提高了乳中奇数脂肪酸[十五烷酸(C15 : 0)、珍珠酸(C17 : 0)和顺9珍珠烯酸(C17 : 1 cis9)]及反10油酸(C18 : 1 trans10)的含量，并降低反11油酸(C18 : 1 trans11)和主要的支链脂肪酸含量。Wales等^[8]研究发现，放牧奶牛额外添加精料可显著增加乳中葵酸(C10 : 0)、月桂酸(C12 : 0)、肉豆蔻酸(C14 : 0)、n6亚油酸(C18 : 2n-6)含量，显著降低乳中丁酸(C4 : 0)含量。本研究旨在研究TMR peNDF水平对泌乳中期奶牛瘤胃液和乳中脂肪酸组成的影响，为确定生产实践中泌乳中期奶牛适宜的peNDF需要量提供科学依据。

1 材料与方法 1.1 TMR

将精料、苜蓿干草、全棉籽、全株玉米青贮按比例混合，精粗比为60 : 40，TMR组成及营养水平见表 1。通过控制TMR混合机搅拌时间(10、18、60 min)制成高(11.25%，H-peNDF组)、中(10.56%，M-peNDF组)、低(9.02%，L-peNDF组)3个peNDF水平的TMR(表 2)。

表 1 TMR组成及营养水平 Table 1 Composition and nutrient levels of the TMR

%
项目Items	含量Content
原料(鲜重基础) Ingredients (fresh weight basis)
苜蓿干草Alfalfa hay	15.84
玉米青贮Com silage	18.48
蒸汽压片玉米Steam flacked com	11.22
玉米粉Com powder	11.22
豆粕Soybean meal	4.75
棉籽粕Cottonseed meal	2.11
玉米干酒糟及其可溶物Corn DDGS	3.30
玉米纤维Com fiber	9.24
棉籽Cottonseed	2.64
缓释非蛋白氮Slow-release NPN¹⁾	0.08
预混料Premix²⁾	1.06
过瘤胃脂肪Rumen-protected fat	0.26
水Water	19.80
合计Total	100.00
营养水平(干物质基础) Nutrient levels (DM basis)³⁾
干物质DM	60.00
粗蛋白质CP	17.80
粗脂肪EE	5.00
淀粉Starch	25.30
中性洗涤纤维NDF	27.40
酸性洗涤纤维ADF	16.10
泌乳净能NE_L/(MJ/kg)	7.07
精粗比C:F	60:40
¹⁾购自奥特奇生物制品有限公司Brought from Alltech biochemical regent Co., Ltd. ²⁾每千克预混料含One kilogram of premix contained the following：Cu 350 mg，Fe 2 200 mg，Zn 1 800 mg，Mn 800 mg，I 130 mg，Se 30 mg，Co 50 mg，VB₁ 40 mg，VB₁₂ 1 mg，烟酸nicotinic acid 1 000 mg，泛酸pantothenic acid 700 mg，VK₃ 45 mg，VA 200 000 IU，VD3 4 500 IU，VE 6 500 IU。 ³⁾泌乳净能为计算值，由CPM-Dairy 3.8.0.1软件计算得出，其他营养水平为实测值。NE_L was a calculated value, and was calculated by CPM-Dairy 3.8.0.1, while the other nutrient levels were measured values.

表 1 TMR组成及营养水平 Table 1 Composition and nutrient levels of the TMR

表 2 不同搅拌时间下TMR的peNDF水平(干物质基础) Table 2 peNDF level of TMR under different mixing time (DM basis)

1.2 试验动物与试验设计

选取30头、2胎次、体重约650 kg、产后(120±8) d、日均产奶量(33.03±1.59) kg、体况相近的健康荷斯坦奶牛为试验对象。采用单因素试验设计，将30头奶牛随机分为3组，分别饲喂高、中、低peNDF水平的TMR，每组10头。预试期21 d，正试期6 d。每日饲喂2次(08:00及15:00)保证食槽中有至少5%的剩料，每日挤奶3次(00:00—01:00、07:00—08:00及14:00—15:00)，单栏栓系饲养，自由饮水。

1.3 样品采集 1.3.1 TMR样品的采集

于正试期第1~3天连续3 d采集TMR样品，65 ℃烘干，经40目筛粉碎后，置于-20 ℃保存中待测。

1.3.2 瘤胃液样品的采集

于正试期第1~3天连续3 d采集瘤胃液。采用瘤胃穿刺法^[9]采集试验组每头泌乳中期奶牛的瘤胃液200 mL，将采集好的瘤胃液进行冷冻干燥，并将干燥样品置于4 ℃中保存。

1.3.3 奶样的采集

于正试期的第4~6天连续3 d采集试验动物奶样。每天挤奶时采集50 mL奶样，将3个时段采集的奶样按3 : 3 : 4混匀后进行冷冻干燥处理，将干燥样品置于4 ℃中保存。

1.4 测定指标及方法 1.4.1 TMR的peNDF水平

TMR的peNDF水平采用Heinrichs等^[10]制作的宾夕法尼亚筛(PSPS)测定，PSPS共分为4层(上面3层筛网的孔径分别为19.00、8.00和1.18 mm，最下面为筛底)。测定方法参照White等^[11]进行，具体如下：将PSPS按照孔径大小依次向下排列，取200 g TMR样品置于最上层筛。PSPS共进行水平振荡40次(每个方向5次，共进行2组)，振荡频率为1次/s或水平振荡距离大于17 cm，振荡过程中不允许出现垂直振动。振荡结束后，称量每层筛上样品DM含量。pef_8.00为2层筛上物[>8.00 mm]的DM占TMR的DM的比例。

peNDF_8.00(%)=pef_8.00×NDF含量。

1.4.2 TMR营养水平

采用常规法测定TMR样品的干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、淀粉、NDF和酸性洗涤纤维(ADF)含量^[12-13]。

1.4.3 瘤胃液和乳中脂肪酸含量

参照Sun等^[14]方法对瘤胃液样品和乳样进行脂肪酸含量测定的前处理，采用Agilent 7820A气相色谱仪测定。色谱条件为：毛细柱Supelco SP-2560；毛细管100 m×0.25 mm，0.20 μm，检测器为火焰氢离子检测器(FID)。最高使用温度为250 ℃，载气为氮气，流速为20 cm/s；柱箱温度140 ℃保持5 min，然后4 ℃/min的速率升高至240 ℃。进样方式为分流进样，分流比为50 : 1，进样量为1 μL，以十九烷酸(C19 : 0)为内标，ME93、BR2、BR3、37种混标为外标。

1.5 数据统计分析

数据基本处理用Excel 2010软件进行，采用SPSS 20.0统计软件中的ANOVA程序进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，LSD法多重比较，以P < 0.05作为显著性判断依据。

2 结果 2.1 TMR的peNDF水平对瘤胃液脂肪酸组成的影响

由表 3可知，随peNDF水平的提高，瘤胃液中C14 : 0、反9肉豆蔻烯酸(C14 : 1 trans9)、C17 : 0、顺6油酸(C18 : 1 cis6)含量降低，异棕榈酸(C16 : 0 iso)、反9棕榈烯酸(C16 : 1 trans9)含量上升，H-peNDF组和L-peNDF组差异显著(P < 0.05)，其余脂肪酸含量差异不显著(P>0.05)。

表 3 TMR的peNDF水平对瘤胃液脂肪酸含量的影响 Table 3 Effects of peNDF level of TMR on FA contents in rumen fluid

%
项目Items	组别Groups			标准误 SEM	P值 P-value
项目Items	H-peNDF	M-peNDF	L-peNDF	标准误 SEM	P值 P-value
月桂酸C12:0	1.428	1.769	1.869	0.110	0.243
异十三烷酸C13:0 iso	0.237	0.237	0.223	0.017	0.930
十三烷酸C13:0	0.470	0.571	0.616	0.036	0.258
异肉豆蔻酸C14:0 iso	0.908	0.950	0.824	0.042	0.487
肉豆蔻酸C14:0	4.502^b	6.765^a	7.360^a	0.434	0.011
反异十五烷酸C15:0 anteiso	2.554	2.409	2.689	0.086	0.452
反9肉豆蔻烯酸C14:1 trans9	0.280^b	0.304^b	0.430^a	0.025	0.021
异十五烷酸C15:0 iso	6.877	6.912	7.332	0.283	0.787
十五烷酸C15:0	3.437	3.658	3.696	0.124	0.682
异肉豆蔻酸C14:0 iso	0.370	0.224	0.291	0.032	0.200
异棕榈酸C16:0 iso	1.165^a	0.805^ab	0.672^b	0.084	0.036
顺10十五烯酸C15:1 cis10	0.600	0.817	0.728	0.045	0.143
棕榈酸C16:0	34.197	32.623	31.786	0.449	0.063
反9棕榈烯酸C16:1 trans9	0.435^a	0.326^b	0.320^b	0.022	0.039
顺9棕榈烯酸C16:1 cis9	1.223	1.131	1.236	0.039	0.532
异珍珠酸C17:0 iso	0.118	0.116	0.119	0.007	0.984
珍珠酸C17:0	0.739^b	0.814^ab	0.942^a	0.034	0.034
异硬脂酸C18:0 iso	0.034	0.036	0.032	0.002	0.578
顺10十七烯酸C17:1 cis10	0.194	0.191	0.173	0.008	0.495
硬脂酸C18:0	8.600	7.537	6.071	0.495	0.120
反9油酸C18:1 trans9	1.467	1.290	1.436	0.056	0.415
反11油酸C18:1 trans11	0.225	0.214	0.209	0.011	0.849
顺9油酸C18:1 cis9	9.828	9.559	10.407	0.419	0.725
顺6油酸C18:1 cis6	3.147^b	4.605^a	5.010^a	0.314	0.034
顺11油酸C18:1 cis11	0.813	0.854	0.822	0.022	0.745
反9, 12亚油酸C18:2 trans9, 12	0.037	0.047	0.047	0.002	0.117
顺9, 12亚油酸C18:2 cis9, 12	14.510	14.232	11.727	0.801	0.341
花生酸C20:0	0.255	0.224	0.220	0.011	0.418
饱和脂肪酸SFA	73.121	75.488	76.420	0.986	0.395
不饱和脂肪酸UFA	26.879	24.512	23.580	0.986	0.395
饱和脂肪酸/不饱和脂肪酸SFA/UFA	2.848	3.127	3.284	1.291	0.400
长链脂肪酸LCFA	40.489	39.719	39.519	0.918	0.912
肉豆蔻烯酸Δ9去饱和酶指数C14:1 Δ9-desaturase index	0.074	0.077	0.083	0.577	0.211
油酸Δ9去饱和酶指数C18:1 Δ9-desaturase index	0.653	0.688	0.718	1.192	0.302
肉豆蔻烯酸Δ9去饱和酶指数=肉豆蔻烯酸/(肉豆蔻酸+肉豆蔻烯酸)；油酸Δ9去饱和酶指数=油酸/(硬脂酸+油酸)。下表同。 C14 : 1 Δ9-desaturase index=C14 : 1/(C14 : 0+C14 : 1); C18 : 1 Δ9-desaturase index=C18 : 1/(C18 : 0+C18 : 1). The same as below.

表 3 TMR的peNDF水平对瘤胃液脂肪酸含量的影响 Table 3 Effects of peNDF level of TMR on FA contents in rumen fluid

2.2 TMR的peNDF水平对乳中脂肪酸组成的影响

由表 4可知，随peNDF水平的提高，乳中顺9肉豆蔻烯酸(C14 : 1 cis9)、顺10十五烯酸(C15 : 1 cis10)、顺10十七烯酸(C17 : 1 cis10)、顺11油酸(C18 : 1 cis11)、反9, 12亚油酸(C18 : 2 trans9, 12)含量降低，异肉豆蔻酸(C14 : 0 iso)、C16 : 0 iso含量显著上升，H-peNDF组和L-peNDF组差异显著(P < 0.05)。乳中短链脂肪酸(SCFA)含量随着peNDF水平的提高而提高，肉豆蔻烯酸Δ9去饱和酶指数、油酸Δ9去饱和酶指数随着peNDF水平的降低而提高，H-peNDF组和L-peNDF组差异显著(P < 0.05)。

表 4 TMR的peNDF水平对乳中脂肪酸含量的影响 Table 4 Effects of peNDF level of TMR on FA contents in milk

%
项目Items	组别Groups			标准误 SEM	P值 P-value
项目Items	H-peNDF	M-peNDF	L-peNDF	标准误 SEM	P值 P-value
丁酸C4:0	0.940	0.966	0.900	0.022	0.497
己酸C6:0	1.323	1.317	1.219	0.023	0.109
辛酸C8:0	1.209	1.178	1.143	0.020	0.450
葵酸C10:0	3.381	3.172	3.096	0.088	0.409
十一烷酸C11:0	0.342	0.394	0.368	0.014	0.324
月桂酸C12:0	4.000	3.858	3.953	0.155	0.884
异十三烷酸C13:0 iso	0.082	0.075	0.087	0.002	0.111
十三烷酸C13:0	0.136	0.179	0.149	0.009	0.138
异肉豆蔻酸C14:0 iso	0.115^a	0.082^b	0.075^b	0.005	0.001
肉豆蔻酸C14:0	10.950	10.986	10.932	0.164	0.991
反异十五烷酸C15:0 anteiso	0.225	0.195	0.207	0.005	0.055
反9肉豆蔻烯酸C14:1 trans9	0.010	0.011	0.012	0.001	0.316
异十五烷酸C15:0 iso	0.504	0.436	0.445	0.013	0.060
顺9肉豆蔻烯酸C14:1 cis9	0.712^b	0.769^b	0.909^a	0.030	0.018
十五烷酸C15:0	1.326	1.519	1.453	0.049	0.271
异棕榈酸C16:0 iso	0.236^a	0.221^ab	0.174^b	0.010	0.030
顺10十五烯酸C15:1 cis10	0.014^b	0.016^b	0.020^a	0.001	0.021
棕榈酸C16:0	31.481	31.748	31.583	0.411	0.968
反9棕榈烯酸烯酸C16:1 trans9	0.416	0.396	0.424	0.008	0.315
异珍珠酸C17:0 iso	0.294	0.262	0.258	0.010	0.308
顺9棕榈烯酸C16:1 cis9	1.496	1.371	1.711	0.070	0.140
珍珠酸C17:0	0.766	0.786	0.813	0.012	0.284
异硬脂酸C18:0 iso	0.049	0.045	0.048	0.002	0.820
顺10十七烯酸C17:1 cis10	0.198^b	0.182^b	0.234^a	0.008	0.021
硬脂酸C18:0	11.697	11.758	10.574	0.283	0.155
反9油酸C18:1 trans9	0.391	0.423	0.486	0.019	0.109
反11油酸C18:1 trans11	1.516	1.746	1.907	0.090	0.207
顺6油酸C18:1 cis6	0.368	0.348	0.507	0.036	0.145
顺9油酸C18:1 cis9	20.261	20.478	21.074	0.408	0.710
顺11油酸C18:1 cis11	0.703^b	0.723^b	0.871^a	0.026	0.013
反9, 12亚油酸C18:2 trans9, 12	0.200^b	0.213^b	0.304^a	0.018	0.031
顺9, 12亚油酸C18:2 cis9, 12	2.942	2.898	2.693	0.074	0.351
花生酸C20:0	0.180	0.182	0.166	0.004	0.161
顺6, 9, 12亚麻酸C18:3 cis6, 9, 12	0.039	0.039	0.034	0.002	0.670
反11花生烯酸C20:1 trans11	0.009	0.012	0.026	0.004	0.164
顺11花生烯酸C20:1 cis11	0.121	0.123	0.117	0.005	0.898
顺9, 12, 15亚麻酸C18:3 cis9, 12, 15	0.299	0.307	0.276	0.008	0.236
二十一烷酸C21:0	0.031	0.032	0.029	0.001	0.717
顺11, 14花生二烯酸C20:2 cis11, 14	0.044	0.042	0.045	0.001	0.696
二十二碳烷酸C22:0	0.058	0.060	0.052	0.001	0.147
顺11, 14花生三烯酸C20:3 cis11, 14	0.182	0.166	0.168	0.006	0.558
反13二十二碳烯酸C22:1 trans13	0.005	0.004	0.004	0.001	0.574
顺11, 14, 17花生三烯酸C20:3 cis11, 14, 17	0.228	0.206	0.192	0.007	0.144
饱和脂肪酸SFA	70.384	69.935	69.015	0.481	0.513
不饱和脂肪酸UFA	29.616	30.065	30.985	0.481	0.513
饱和脂肪酸/不饱和脂肪酸SFA/UFA	2.381	2.352	2.259	1.961	0.613
支链和奇数碳原子脂肪酸OBCFA	4.321	4.474	4.562	0.085	0.521
短链脂肪酸SCFA	3.498^a	3.496^a	3.158^b	0.047	0.047
中链脂肪酸MCFA	55.834	55.460	55.886	0.451	0.945
长链脂肪酸LCFA	40.669	41.044	40.956	0.559	0.964
共轭亚油酸CLA	3.100	3.110	3.000	0.083	0.831
肉豆蔻烯酸Δ9去饱和酶指数C14:1 Δ9-desaturase index	0.060^b	0.067^b	0.083^a	0.346	0.013
油酸Δ9去饱和酶指数C18:1 Δ9-desaturase index	0.661^b	0.668^b	0.707^a	0.691	0.007

表 4 TMR的peNDF水平对乳中脂肪酸含量的影响 Table 4 Effects of peNDF level of TMR on FA contents in milk

3 讨论

研究表明，纤维素作为反刍动物的一种必需营养素，它能够为反刍动物提供大量的能源，维持瘤胃正常功能、动物健康和生产性能。但以NDF作为评判纤维的指标来指导奶牛TMR配制，结果却并不理想。这主要是由于TMR加工不当(未考虑TMR物理有效性)可能会导致奶牛的代谢疾病或者低生产效率。但peNDF水平并不是越高越好，Beauchmin等^[15]认为，当TMR的peNDF水平过低或者TMR粉碎过细时，颗粒大小对动物的咀嚼时间、瘤胃液pH和纤维消化率有显著的影响。李飞^[16]研究发现，当TMR的peNDF_8.00水平高于18.8%时，奶牛干物质采食量迅速下降。因此，研究在保证奶牛较高干物质采食量、乳脂率和瘤胃健康的前提下适宜的peNDF推荐水平非常必要。研究发现，降低粗饲料长度或粗饲料比例可显著降低TMR的peNDF水平，从而导致反刍时间及唾液分泌量减少，引起瘤胃液pH下降^[17-18]。本研究在前人基础上进一步探究TMR的peNDF水平对脂肪酸组成的影响，在保证奶牛健康的前提下，适当拓宽TMR的peNDF水平，发现不同peNDF水平可影响瘤胃液和乳中脂肪酸组成。

瘤胃是反刍动物脂类消化代谢的主要场所，包括脂解、不饱脂肪酸的氢化和微生物脂肪的合成。所以，饲粮脂肪酸的组成、瘤胃微生物的种类以及其所分泌的与脂解和氢化有关的酶的活性对瘤胃脂肪酸组成都有着影响，同时瘤胃脂肪酸组成也可以反映饲粮脂肪酸组成和瘤胃微生物对饲粮多不饱和脂肪酸的代谢结果^{[15, 19]}。本试验中，瘤胃液中SFA含量随着TMR的peNDF水平升高而降低，但变化不显著，部分SFA含量变化规律与其一致，随着peNDF水平的升高而降低，如C14 : 0与C17 : 0。而UFA含量变化规律不统一，C14 : 1 trans9、C18 : 1 cis6随着TMR的peNDF水平升高而显著降低，C16 : 1 trans9随着TMR的peNDF水平的升高而升高。本课题组前期研究表明，高、中、低peNDF组的泌乳中期奶牛瘤胃液pH分别为6.04、5.75、5.66，且瘤胃液pH随着peNDF水平的降低而降低^[20]。Ribeiro等^[21]研究表明，较低的瘤胃液pH会抑制瘤胃内脂肪的水解以及UFA的氢化速率。Troegeler-Meynadier等^[22]指出，瘤胃液pH < 6.0时C18 : 2n-6的消失速率要低于瘤胃液pH>6.5时，并指出当瘤胃液pH为中性时更有利于C18 : 2n-6的氢化。体外研究表明，瘤胃真菌产生共轭亚油酸(CLA)的最佳pH为7.0，该条件下CLA的产量高于pH为6.5和6.0时的产量^[7]。也有研究表明，在瘤胃液pH为6.0时，C18 : 2n-6氢化为C18 : 1 trans11的过程用时72 h，而在pH为6.5和7.0时氢化所用的时间分别是24和48 h^[23]。已有研究表明，脂肪酸的来源、不饱和程度、酯化程度、构象、长度及组成会影响脂肪酸氢化程度，并且脂肪酸的氢化受多种微生物的影响^[24]。在本试验条件下，TMR的peNDF水平不同导致瘤胃液pH的变化，进而影响脂肪酸的氢化程度、路径和脂肪酸脂解。另外瘤胃液pH的变化可能会改变瘤胃微生物区系，直接影响瘤胃脂肪酸的代谢，或通过影响微生物产生的脂肪酸氢化相关酶的活性。但目前有关peNDF水平对瘤胃微生物的作用机制的研究较少，相关证据仍待补充。

本研究发现，乳中SCFA含量及油酸Δ9去饱和酶指数、肉豆蔻烯酸Δ9去饱和酶指数随TMR的peNDF水平的提高而显著提高，即泌乳中期奶牛采食低peNDF水平TMR能显著降低乳中SCFA含量以及CLA向SFA转化，这对人们食用是有益的；同时，增加了对人体有害的SFA C14 : 0向对人体有益的UFA肉豆蔻烯酸(C14 : 1)的转化。C18 : 1 cis11、C18 : 2 trans9, 12随着TMR的peNDF水平提高而降低，C16 : 0 iso随着TMR的peNDF水平的提高而提高，与Alzahal等^[15]发现的C16 : 0 iso含量变化不显著不一致，但本试验中C18 : 1 cis11、C18 : 2 trans9, 12含量的变化与油酸Δ9去饱和酶指数的变化是一致的。本研究发现，乳中C14 : 0 iso随着TMR的peNDF水平提高而升高，这与Li等^[25]研究结果一致。TMR的peNDF水平对乳腺Δ9去饱和酶指数有显著影响，从而对相应的脂肪酸产生影响，至于不同TMR的peNDF水平通过何种途径影响去饱和酶的活性还有待进一步研究。

4 结论

① 泌乳中期奶牛采食低peNDF水平的TMR提高了瘤胃液中C14 : 0、C14 : 1 trans9、C17 : 0、C18 : 1 cis6含量，降低了C16 : 0 iso、C16 : 1 trans9含量。

② 降低了乳中SCFA含量，提高UFA C18 : 1 cis11、C18 : 2 trans9, 12含量，提高了肉豆蔻烯酸Δ9去饱和酶指数和油酸Δ9去饱和酶指数。

③ 高精料条件下，低peNDF水平能改善泌乳中期奶牛乳中脂肪酸组成。

参考文献

[1]	ZEBELI Q, ASCHENBACH J R, TAFAJ M, et al. Invited review:role of physically effective fiber and estimation of dietary fiber adequacy in high-producing dairy cattle[J]. Journal of Dairy Science, 2012, 95(3): 1041-1056. DOI:10.3168/jds.2011-4421
[2]	MERTENS D R. Creating a system for meeting the fiber requirements of dairy cows[J]. Journal of Dairy Science, 1997, 80(7): 1463-1481. DOI:10.3168/jds.S0022-0302(97)76075-2
[3]	李飞, 徐明, 曹阳春, 等. Meta分析方法优化泌乳奶牛日粮碳水化合物平衡指数[J]. 畜牧兽医学报, 2014, 45(9): 1457-1466.
[4]	ZEBELI Q, MANSMANN D, STEINGASS H, et al. Balancing diets for physically effective fibre and ruminally degradable starch:a key to lower the risk of sub-acute rumen acidosis and improve productivity of dairy cattle[J]. Livestock Science, 2010, 127(1): 1-10. DOI:10.1016/j.livsci.2009.09.003
[5]	TAFAJ M, ZEBELI Q, BAES C, et al. A meta-analysis examining effects of particle size of total mixed rations on intake, rumen digestion and milk production in high-yielding dairy cows in early lactation[J]. Animal Feed Science and Technology, 2007, 138(2): 137-161. DOI:10.1016/j.anifeedsci.2007.06.020
[6]	SIRI-TARINO P W, SUN Q, HU F B, et al. Meta-analysis of prospective cohort studies evaluating the association of saturated fat with cardiovascular disease[J]. The American Journal of Clinical Nutrition, 2010, 91(3): 535-546. DOI:10.3945/ajcn.2009.27725
[7]	COLMAN E, KHAFIPOUR E, VLAEMINCK B, et al. Grain-based versus alfalfa-based subacute ruminal acidosis induction experiments:similarities and differences between changes in milk fatty acids[J]. Journal of Dairy Science, 2013, 96(7): 4100-4111. DOI:10.3168/jds.2012-6109
[8]	WALES W J, KOLVER E S, EGAN A R, et al. Effects of strain of Holstein-Friesian and concentrate supplementation on the fatty acid composition of milk fat of dairy cows grazing pasture in early lactation[J]. Journal of Dairy Science, 2009, 92(1): 247-255. DOI:10.3168/jds.2008-1386
[9]	ENEMARK J M D. 亚急性瘤胃酸中毒(SARA)的监测、预防与治疗[J]. 张养东, 译. 中国畜牧兽医, 2010, 37(3): 44.
[10]	HEINRICHS A J, KONONOFF P. Evaluating particle size of forages and TMRs using the new Penn state forage particle separator[R]. Pennsylvania: The Pennsylvania State University, 2002.
[11]	WHITE R R, HALL M B, FIRKINS J L, et al. Physically adjusted neutral detergent fiber system for lactating dairy cow rations.Ⅰ:deriving equations that identify factors that influence effectiveness of fiber[J]. Journal of Dairy Science, 2007, 100(12): 9551-9568.
[12]	AOAC. Official methods of analysis[S]. 16th ed. Gaithersburg: Association of Official Analytical Chemists, 1999.
[13]	VAN SOEST P J, ROBERTSON J B, LEWIS B A. Methods for dietary fiber, neutral detergent fiber, and nonstarch polysaccharides in relation to animal nutrition[J]. Journal of Dairy Science, 1991, 74(10): 3583-3597. DOI:10.3168/jds.S0022-0302(91)78551-2
[14]	SUN X Q, WANG Y P, CHEN B, et al. Partially replacing cornstarch in a high-concentrate diet with sucrose inhibited the ruminal trans-10 biohydrogenation pathway in vitro by changing populations of specific bacteria[J]. Journal of Animal Science and Biotechnology, 2016, 7(2): 176-183.
[15]	ALZAHAL O, OR-RASHID M M, GREENWOOD S L, et al. The effect of dietary fiber level on milk fat concentration and fatty acid profile of cows fed diets containing low levels of polyunsaturated fatty acids[J]. Journal of Dairy Science, 2003, 92(3): 1108-1116.
[16]	李飞. 奶山羊亚急性瘤胃酸中毒模型构建与奶牛日粮CBI的优化[D]. 博士学位论文. 杨凌: 西北农林科技大学, 2014.
[17]	ZHAO X H, ZHANG T, XU M, et al. Effects of physically effective fiber on chewing activity, ruminal fermentation, and digestibility in goats[J]. Journal of Animal Science, 2011, 89(2): 501-509. DOI:10.2527/jas.2010-3013
[18]	KHAFIPOUR E, KRAUSE D O, PLAIZIER J C. Alfalfa pellet-induced subacute ruminal acidosis in dairy cows increases bacterial endotoxin in the rumen without causing inflammation[J]. Journal of Dairy Science, 2009, 92(4): 1712-1724. DOI:10.3168/jds.2008-1656
[19]	孙小琴. 放牧奶牛乳脂肪酸组成及瘤胃脂肪酸代谢规律的研究[D]. 博士学位论文. 杨凌: 西北农林科技大学, 2012.
[20]	曹志昂. 日粮peNDF水平对泌乳牛咀嚼活动、瘤胃发酵及乳成分的影响[D]. 硕士学位论文. 杨凌: 西北农林科技大学, 2015.
[21]	RIBEIRO C V D M, EASTRIDGE M L, FIRKINS J L, et al. Kinetics of fatty acid biohydrogenation in vitro[J]. Journal of Dairy Science, 2007, 90(3): 1405-1416. DOI:10.3168/jds.S0022-0302(07)71626-0
[22]	TROEGELER-MEYNADIER A, NICOT M C, BAYOURTHE C, et al. Effects of pH and concentrations of linoleic and linolenic acids on extent and intermediates of ruminal biohydrogenation in vitro[J]. Journal of Dairy Science, 2003, 86(12): 4054-4063. DOI:10.3168/jds.S0022-0302(03)74017-X
[23]	NAM I S, GARNSWORTHY P C. Factors influencing biohydrogenation and conjugated linoleic acid production by mixed rumen fungi[J]. Journal of Microbiology, 2007, 45(3): 199-204.
[24]	ENJALBERT F, VIDEAU Y, NICOT M C, et al. Effects of induced subacute ruminal acidosis on milk fat content and milk fatty acid profile[J]. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 2008, 92(3): 284-291. DOI:10.1111/j.1439-0396.2007.00765.x
[25]	LI F, YANG X J, CAO Y C, et al. Effects of dietary effective fiber to rumen degradable starch ratios on the risk of sub-acute ruminal acidosis and rumen content fatty acids composition in dairy goat[J]. Animal Feed Science and Technology, 2014, 189: 54-62. DOI:10.1016/j.anifeedsci.2013.12.011