不同壁材对过瘤胃脂肪释控性能的影响

赵胜军 祝爱侠 李建文 王春维

过瘤胃脂肪（The rumen protected fat，RPF）具有瘤胃保护特性，是一种不影响瘤胃发酵且易被反刍动物后消化道消化、吸收的能量来源，有效能值高[1]。过瘤胃脂肪在瘤胃液中不易分解，能通过瘤胃而不影响瘤胃微生物菌群，但在真胃和十二指肠中通过化学的以及酶的作用变成能被吸收的形式，最终在小肠中被吸收[2]。但在对脂肪进行过瘤胃处理时，由于处理方法及过程不同，很容易造成脂肪的过度保护，或者出现脂肪保护不够的情况[3]。因此在研究过瘤胃脂肪对反刍动物消化代谢的影响时，应对其稳定性进行必要的检验。本文采用瘤胃尼龙袋法和小肠液冻干粉法研究丙烯酸树脂 IV（I型 RPF）、乙基纤维素（II型 RPF）和壳聚糖（III型RPF）分别作为主要壁材时对过瘤胃脂肪释控性能的影响，为今后研究过瘤胃脂肪在反刍动物饲养中的应用奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验动物

选择3只健康、体重为25～30 kg的山羊，安装永久性瘤胃瘘管，十二指肠近端瘘管和回肠末端瘘管，供试验使用。

1.2 试验设计

1.2.1 不同壁材对过瘤胃脂肪过瘤胃率的影响

本试验将试验动物分别标号为羊1、羊2、羊3。采用3×3拉丁方设计，分3期完成。

表1 拉丁方设计

1.2.2 不同壁材对过瘤胃脂肪小肠消化率的影响

本试验选取3种产品的瘤胃非降解残渣，在小肠液冻干粉缓冲液中消化12 h后，测定其小肠消化率。

1.3 试验日粮

试验基础日粮及预混料参照《中华人民共和国农业行业标准》（2004）山羊饲养标准配制[4]。试验基础日粮由混合精料和青干草组成，精粗料干物质比约为40：60，基础日粮组成及营养水平见表2。

表2 基础日粮组成与营养水平

1.4 饲养管理

试验羊单笼饲养，每日8:00和17:00两次喂料，精粗料混合饲喂，自由饮水。预饲期14 d，试验期6 d。

1.5 试验方法

1.5.1 不同壁材对过瘤胃脂肪过瘤胃率的影响

1.5.1.1 尼龙袋的制作

选择孔径为35～50 μm的尼龙布，裁剪成15 cm×11 cm的长方块，对折，用涤纶线进行双道缝合，制成长×宽为7 cm×10 cm的尼龙袋，袋底部两角呈圆形，以免样本残留。边缘用烙铁熨烫，使其无散边，密封，用油性笔标号，再用自来水冲洗，浸泡50 min，然后低温烘干至恒重，备用[5]。

1.5.1.2 样品的采集和预处理

准确称取2.5 g RPF样品放入每个尼龙袋内，每个袋上系一条尼龙绳，用橡皮筋缠紧，于早饲后1 h将尼龙袋放入一个网兜内投入瘘管羊瘤胃内，尼龙绳的另一端挂在瘘管塞上。按不同时间点投入、1次取出的原则将尼龙袋分别进行 3、6、9、12、24 h 瘤胃培养。将尼龙袋从瘘管羊瘤胃中取出，用自来水冲洗，将尼龙袋表面的瘤胃内容物及残渣冲洗，停止微生物活动，直至冲洗干净，将尼龙袋放入50℃的恒温真空干燥箱内烘干。然后测定不同时间点内尼龙袋中残留的脂肪含量，计算过瘤胃脂肪的释放率[6]。

1.5.2 不同壁材对过瘤胃脂肪产品小肠消化率的影响

1.5.2.1 过瘤胃脂肪瘤胃非降解残渣的制备

称取2 g RPF于尼龙袋内，饲喂后1～2 h将尼龙袋放入3只装有永久性瘤胃瘘管山羊（饲喂水平为1.2倍维持需要）的瘤胃内，每只羊放9个尼龙袋，待过瘤胃脂肪在瘤胃内培养12 h，取出，冲洗后于50℃恒温真空干燥箱内烘干至恒重，然后将同一种RPF残渣混合，装入可封口塑料袋中保存备用。

1.5.2.2 山羊小肠液冻干粉的制备

本试验所用山羊小肠液均在武汉华南水产批发市场采集，羊屠宰后立即收集全小肠食糜（十二指肠到回肠末端），立即放在-50℃冷库中速冻，回到实验室后经冷水解冻，用双层纱布过滤后，于4℃，4 000 r/min离心约15 min，用吸管吸去上层浮油，将上清液倒入铺有塑料布的不锈钢盘内用台式冷冻干燥机冻干，然后将冻干粉迅速分装于可封口塑料袋内，-20℃保存[7]。

1.5.2.3 小肠液冻干粉中脂肪酶活性的测定

用NaOH滴定法[8]测定小肠液冻干粉中脂肪酶的活性为109.2 IU/g。

1.5.2.4 缓冲溶液的配制

参照史清河等（2000）[7]对绵羊小肠液冻干粉所做的研究，本试验选用McDougall缓冲液。

MeDougall缓冲液(10L)：NaHCO398g、Na2HPO493 g、NaCl4.7g、KCl5.7g、MgSO4·7H2O1.2g、CaCl2·2H2O0.8 g。用0.2 mol/l盐酸调至pH值7.0。

1.5.2.5 测定方法

分别称取0.56 g 12 h瘤胃非降解过瘤胃脂肪于50 ml三角瓶中，加入提前预热至39℃含0.4 g小肠液冻干粉的缓冲液30 ml，放入39℃恒温水浴振荡器内中速振荡12 h后，将三角瓶内悬浊液无损地用尼龙袋过滤，残渣于50℃烘干，检测残渣中脂肪含量。

1.6 检测指标

过瘤胃脂肪的过瘤胃率、小肠消化率和过瘤胃有效释放率。

式中：M——RPF质量（g）；

M1——抽提瓶质量（g）；

M2——抽提瓶和脂肪重量；

M0——未包埋的游离脂肪。

1.7 数据处理

用EXCEL软件处理原始数据，利用SAS8.1统计软件对不同时间点的脂肪释放率进行方差分析。

2 结果与讨论

2.1 不同壁材对过瘤胃脂肪过瘤胃率的影响

试验利用瘤胃尼龙袋法检测不同壁材对过瘤胃脂肪产品的过瘤胃率的影响，结果见表3、图1。

表3 不同壁材对过瘤胃脂肪过瘤胃率的影响（%）

由表3和图1可知，乙基纤维素作壁材制得的过瘤胃脂肪在12 h的过瘤胃率为76.60%，比丙烯酸树脂IV和壳聚糖为壁材制得的产品的过瘤胃率分别提高 11.40（P＜0.05）和 23.64（P＜0.05）个百分点。

采用体外模拟消化液法评价过瘤胃脂肪仅仅考虑了壁材pH值的敏感性，没有考虑瘤胃生理或微生物对其降解的影响。同体外模拟消化液法相比，瘤胃尼龙袋法更能真实的反映瘤胃环境对RPF降解的影响，所测得的瘤胃释放率要高于体外模拟消化液法所得瘤胃释放率，但其变化趋势相一致。但采用尼龙袋法也存在不足，一方面尼龙袋不能真实地模拟瘤胃食糜的流通情况，即瘤胃外流速率。另一方面，使被消化的物质局限于尼龙袋内，影响了瘤胃微生物的分解作用，同时对瘤胃真实的消化时间估计不足。

过瘤胃脂肪的过瘤胃率不仅与培养时间和条件有关，还与包衣材料有关。丙烯酸树脂IV，对pH值的变化较敏感，理化性质稳定[9]。乙基纤维素在口服过程中不溶于口、胃，只溶于肠道[10]。壳聚糖可溶于稀酸，不溶于水和碱溶液，具有良好的生物适应性、成膜性和黏稠性，对pH值比较敏感，在近中性的瘤胃环境中几乎不降解，而在真胃酸性条件下溶胀或降解[11]。在本试验条件下，以壳聚糖为壁材制得的过瘤胃脂肪的瘤胃稳定性不好，其原因可能与该种形式的产品在制备过程中的黏度最大、出品率最低有关。壳聚糖溶液的黏度大，导致进料慢，烘干慢，产品有轻微结团现象；出品率低，造成壁材浪费严重导致包埋效果不佳，最终导致以壳聚糖为壁材的过瘤胃脂肪在瘤胃中的稳定性较差，没有起到很好的保护效果。

体外模拟消化液法和瘤胃尼龙袋法的结果相一致，乙基纤维素为壁材制得的过瘤胃脂肪的瘤胃稳定性要优于其它两种壁材。这表明壁材的性质在很大程度上决定着过瘤胃脂肪的稳定性，同时选择一种对壁材有良好溶解性的溶液显得尤为重要，现阶段大都选用有机溶剂95%乙醇。

2.2 不同壁材对过瘤胃脂肪小肠消化率的影响

本试验采用山羊小肠液冻干粉法比较不同壁材对过瘤胃脂肪小肠消化率的影响，结果见图2。

从图2可以看出，不同壁材的过瘤胃脂肪产品12 h的小肠消化率差异显著（P＜0.05）。壳聚糖包衣的过瘤胃脂肪产品的释放率最高，乙基纤维素的释放率次之，丙烯酸树脂IV包衣的过瘤胃脂肪产品的释放率最低，分别为96.85%、94.86%和91.01%。三种产品在小肠液冻干粉缓冲液中的释放率均高于在pH值2.4和pH值1.5缓冲液中的释放率。

在体外模拟消化液法中，过瘤胃脂肪产品的降解主要是依靠pH值的变化，而在小肠液冻干粉缓冲液中，过瘤胃脂肪产品的降解主要是酶解作用，且酶解作用对壁材的破坏程度更大；另外，经过瘤胃降解后，过瘤胃脂肪的包衣膜被破坏，小肠液冻干粉缓冲液的酶解作用加速壳聚糖的溶胀，所以壳聚糖包衣的过瘤胃脂肪产品的释放率最高。

2.3 不同壁材对过瘤胃脂肪的过瘤胃有效释放率的影响

本试验研究采用瘤胃尼龙袋法和小肠液冻干粉法比较了三种过瘤胃脂肪产品在12 h的脂肪过瘤胃有效释放率，结果见图3。

从图3可以看出，乙基纤维素为壁材制得的过瘤胃脂肪产品的过瘤胃有效释放率为72.66%，比丙烯酸树脂IV和壳聚糖为壁材制得的产品的过瘤胃有效释放率分别高 13.32（P＜0.05）和 21.37（P＜0.05）个百分点。

本试验所得过瘤胃脂肪的过瘤胃有效释放率与实际值之间存在一定的偏差，这可能是在采用瘤胃尼龙袋法检测RPF的过瘤胃率时，在操作时会挤压产品使其释放出一部分脂肪，测定值低于实际值；另外，由于过瘤胃脂肪释放到瘤胃中的脂肪本身具有一定的瘤胃逃逸值，其测定值低于实际值。

综上可知，与另外两种产品相比，乙基纤维素为壁材制得过瘤胃脂肪具有较高的过瘤胃率、小肠消化率和过瘤胃有效释放率。

3 小结

①乙基纤维素为壁材制得的过瘤胃脂肪12 h过瘤胃率为76.60%，比丙烯酸树脂IV和壳聚糖为壁材制得产品的过瘤胃率分别提高11.40(P＜0.05)和23.64（P＜0.05）个百分点。

②不同壁材制得的过瘤胃脂肪12 h小肠消化率分别为96.85%、94.86%和91.01%。

③乙基纤维素为壁材制得的过瘤胃脂肪12 h过瘤胃有效释放率为72.66%，比丙烯酸树脂IV和壳聚糖为壁材制得的产品的过瘤胃有效释放率分别高13.32（P＜0.05）和 21.37（P＜0.05）个百分点。

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[6]燕磊.瘤胃保护性蛋氨酸对小尾寒羊氨基酸代谢影响的研究[D].山东农业大学,2005.

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