不同营养水平日粮添加丁香酚对奶牛消化性能、瘤胃发酵及奶品质的影响

田 梅，桂 蕴，齐艳梅，张梦雪，赵兴鑫，尹华丁

（1.石家庄市畜产品质量监测中心，河北石家庄 050041；2.石家庄市畜牧技术推广站，河北石家庄 050000；3.石家庄市畜牧兽医技术开发中心，河北石家庄 050000）

近年来，植物生物活性化合物（如精油）在动物营养中的应用受到人们的关注，精油在反刍动物营养和生产中已得到广泛应用，尤其是欧盟禁止使用抗生素后。Benchaar等（2009）研究了精油在反刍动物瘤胃微生物发酵和提高饲料效率方面的应用，在精油中，丁香酚因其对瘤胃微生物具有潜在的抑菌活性倍受关注（Benchaar和Greathead，2011）。丁香酚是丁香花和肉桂叶挥发油中含量较高的一种酚类单萜化合物，含量为850～900 g/kg，已被证实具有抗革兰氏阳性和阴性菌的功能（Mathe，2009）。Bencharr等（2007）在体外研究了丁香酚对瘤胃微生物发酵的影响发现，丁香酚可以降低氨氮、支链挥发性脂肪酸和总脂肪的含量。Cardozo等（2005）研究认为，丁香酚对瘤胃发酵功能的影响与日粮类型和瘤胃pH有关，如pH在5.5时，日粮添加丁香酚可以提高总挥发性脂肪酸含量（能量利用率），降低支链挥发性脂肪酸的含量（改善氮利用率），但当pH在7.0时，对上述指标无显著影响。但目前关于丁香酚对奶牛瘤胃发酵和消化性能的研究资料较少，因此，本试验旨在研究不同营养水平日粮添加丁香酚对奶牛消化性能、瘤胃发酵及奶品质的影响。

1 材料与方法

1.1 试验设计 试验选择16头初产荷斯坦奶牛，随机分为4组，每组4头牛。试验日粮采用2×2多因子方差设计，2个营养水平（高水平和低水平），2个丁香酚添加水平（0和 50 mg/kg），低营养和高营养水平基础日粮组成及影响水平见表1。试验进行4周。

1.2 生长性能、养分表观消化系数及氮平衡分析试验期间每天早上8点半和下午4点分别饲喂奶牛1次，每天称量粗饲料和精料的投喂量和料槽剩余量。收集200 g左右的精料，-20℃保存。饲料样品粉碎后过1 mm分析筛，分析干物质、有机物、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、淀粉、粗脂肪、总能和脂肪酸含量。

试验第3周对奶牛进行代谢试验，收集粪样和尿样，连续进行7 d。粪样称重后将每天收集的样品混合在一起，取20 g/kg代表样品，烘干粉碎过1 mm分析筛，-20℃保存待测。

1.3 原料在瘤胃的消化 试验在发酵袋中用瘤胃液对牧草、豆粕和玉米进行体外降解，取5 g原料样品，参考Yang等（2010）的研究方法测定3种原料的有机物、中性洗涤纤维、粗蛋白质和淀粉表观消化系数。

1.4 泌乳量和乳成分分析 试验期间每天早上7点和下午7点挤奶1次，每次挤奶后均收集部分样品，4℃保存。乳样品用于分析脂肪、蛋白质、乳糖、尿氮、体细胞数量及脂肪酸含量。

1.5 统计分析 采用SAS软件的MIXED程序对试验数据进行分析。试验主因素为2个日粮水平和2个丁香酚水平，研究其对各指标的交互效应，组间差异用Tukey法进行多重比较，显著性差异判定值为P＜0.05。

表1 基础日粮组成及营养水平

2 结果与分析

2.1 不同营养水平日粮添加丁香酚对奶牛采食量和消化性能的影响 由表2可知，日粮营养水平和丁香酚对干物质摄入量、养分消化系数、氮平衡的影响无显著交互作用（P＞0.05）。高营养水平日粮较低营养水平日粮显著提高了干物质摄入量（P＜0.05），显著降低了养分表观消化系数（P＜0.05）。不同营养水平日粮对氮沉积量无显著影响（P ＞ 0.05）。

2.2 不同营养水平日粮添加丁香酚对牧草、豆粕和玉米在瘤胃消化系数的影响 由表3可知，日粮营养水平和丁香酚对3种原料养分消化系数的影响无显著交互作用（P＞0.05）。随着日粮营养水平的升高，牧草有机物和酸性洗涤纤维在瘤胃的表观消化系数显著升高（P＜0.05）。

2.3 不同营养水平日粮添加丁香酚对瘤胃发酵性能的影响 由表4可知，高营养水平日粮组较低营养水平日粮组显著降低了瘤胃最大或最小pH（P＜0.05），同时高营养水平组乙酸含量显著低于低营养水平组（P＜0.05），而丙酸含量显著高于低营养水平组（P＜0.05）。

2.4 不同营养水平日粮添加丁香酚对奶牛泌乳性能和乳成分的影响 由表5可知，高营养或低营养水平日粮添加丁香酚对泌乳量、乳成分及乳成分每日产量均无显著影响（P＞0.05）。高营养水平日粮组较低营养水平组显著提高了泌乳量和乳中真蛋白含量（P＜0.05），但脂肪含量显著低于低营养水平组（P＜0.05）。

2.5 不同营养水平日粮添加丁香酚对乳主要脂肪酸含量的影响 由表6可知，日粮营养水平和丁香酚对乳中主要脂肪酸含量的影响无显著交互效应（P＞0.05）。日粮添加丁香酚对C14∶0，C22∶0脂肪酸有显著影响趋势外（P=0.07），对其他脂肪酸均无显著影响（P＞0.05）。

3 讨论

本试验结果发现，日粮营养水平和添加丁香酚对瘤胃发酵的影响无显著交互效应，高营养日粮影响降低了瘤胃pH，改变了挥发性脂肪酸和微生物数量。Cardozo等（2005）的体外试验结果表明，日粮添加丁香酚对瘤胃发酵性能的影响依赖于瘤胃pH，分别在pH7.0和5.5条件下评估丁香酚的作用，结果发现，pH5.5时显著降低了丙酸和支链脂肪酸的含量，但pH为7.0时，对各指标无显著影响。但本试验结果并不能说明香酚对瘤胃发酵性能的影响依赖于瘤胃pH。而且在Cardozo等（2005）研究中通过直接在培养基中添加浓缩的酸和碱引起pH变化，是否会对微生物种群（如数量或种类）产生直接影响目前尚不清楚。最后，短期体外研究的结果不具备代表性，因为其研究只在24 h内培育，并没有考虑微生物种群的适应性，这些适应性可能由于微生物持续暴露于精油中产生的影响（Busquet等，2005）。事实上，从一些研究中可以明显看出，瘤胃微生物能适应精油，而适应可能来自微生物种群的变化或单个微生物物种的变化（Benchaar和 Greathead，2011）。

表2 不同营养水平日粮添加丁香酚对奶牛采食量和消化性能的影响

表3 不同营养水平日粮添加丁香酚对几种原料在瘤胃消化系数的影响

表4 不同营养水平日粮添加丁香酚对瘤胃发酵性能的影响

表5 不同营养水平日粮添加丁香酚对奶牛泌乳性能和乳成分的影响

表6 不同营养水平日粮添加丁香酚对乳主要脂肪酸含量的影响 g/100g

本研究中丁香酚对瘤胃发酵特性的影响不明显，对干物质摄入量和养分表观消化率都无显著影响，这与Yang等（2010）的研究结果一致，其在大麦基础日粮中分别添加40、80和160 mg/kg丁香酚，结果发现对瘤胃发酵性能物显著影响。在Yang等（2010）发现，丁香酚对中性洗涤纤维的消化无显著影响，但当丁香酚添加水平为80或160 mg/kg时，中性洗涤纤维的消化率降低，表明高剂量丁香酚会改变瘤胃对纤维的消化。Fraser等（2007）报道指出，瘤胃液中添加高剂量肉桂醛会降低中性洗涤纤维的消化率。

关于丁香酚对反刍动物微生物数量的影响研究资料非常有限。本试验中添加丁香酚对瘤胃微生物总量无显著影响，这与Yang等（2010）的研究结果一致，其也发现日粮添加丁香酚对奶牛瘤胃液中微生物总量和分布无显著影响。Benchaar等（2009）报道，精油及其主要化合物（包括丁香酚）对反刍动物纤毛虫种群无显著影响。此外，关于丁香酚对奶牛产奶性能影响的研究报道也较少，本试验同样发现，日粮添加丁香酚对奶牛泌乳量和乳成分无显著影响，这与丁香酚对干物质摄入量无显著影响的结果一致。

本试验结果发现，日粮营养水平会改变瘤胃pH，降低乙酸与丙酸比例、纤维的消化和乳脂含量。但高营养水平日粮较低营养水平日粮提高了瘤胃微生物含量，与Hook等（2011）的研究报道一致，但具体影响原因还尚不清楚。但Hristov等（2001）的研究结果发现，95%大麦水平日粮较62%大麦型日粮使瘤胃微生物总量降低了40%，这说明瘤胃微生物种类的变化也可能是其数量变化的结果，不同种类的瘤胃微生物种类存在差异（Franzolin 和 Dehority，1996）。

4 结论

高营养水平日粮可以降低奶牛瘤胃pH、纤维消化率及乳中脂肪含量。日粮营养水平和丁香酚对奶牛消化和瘤胃发酵性能的影响无显著交互效应。