《Animal Science Journal》:Intake, Digestibility, Nitrogen Balance, Rumen, and Blood Parameters of Cattle Supplemented With Acacia mearnsii Extract
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本研究旨在评估逐渐增加Acacia mearnsii提取物(缩合单宁来源)对育肥牛饲料采食量、营养物质消化率、氮(N)平衡、瘤胃发酵和血液参数的影响。8头安装瘤胃瘘管的公牛采用重复4×4拉丁方设计。处理组包括不添加提取物的对照日粮(0 g/kg)和三组分别添加
本研究旨在评估逐渐增加Acacia mearnsii提取物(缩合单宁来源)对育肥牛饲料采食量、营养物质消化率、氮(N)平衡、瘤胃发酵和血液参数的影响。8头安装瘤胃瘘管的公牛采用重复4×4拉丁方设计。处理组包括不添加提取物的对照日粮(0 g/kg)和三组分别添加10、30、50 g/kg(干物质基础)A. mearnsii提取物的日粮。在日粮中添加A. mearnsii提取物线性降低了干物质(DM)、粗蛋白(CP)、乙醚提取物(EE)、中性洗涤纤维(NDF)、非纤维碳水化合物(NFC)和总可消化养分(TDN)的采食量(p<0.05);然而,线性提高了DM、NDF和NFC的消化率(p<0.05)。提取物添加线性降低了N摄入量和尿N排泄量,并以二次曲线方式增加粪N排泄(p<0.05)。瘤胃氨氮(RAN)浓度和短链脂肪酸未受影响(p>0.05),但随提取物添加瘤胃pH和血清蛋白线性降低(p<0.05)。在肉牛日粮中添加高达50 g/kg DM的A. mearnsii提取物可降低采食量并提高饲料及其养分的利用率。
该研究由巴西巴伊亚联邦大学实验农场开展,发表于《Animal Science Journal》。研究背景聚焦于反刍动物生产中如何通过天然添加剂调控瘤胃发酵以提高生产效率。当前,随着消费者对肉类残留问题的关注日益增加,寻找合成添加剂(如莫能菌素)的替代方案成为紧迫需求。缩合单宁(Condensed Tannins, CT)作为植物次生代谢物,具有与蛋白质结合的独特能力,能够调控瘤胃蛋白降解、减少氮排泄并改善环境友好性。然而,CT的作用具有剂量依赖性:低浓度(<30 g CT/kg DM)可能通过保护过瘤胃蛋白而提升蛋白利用效率;高浓度(>50 g CT/kg DM)则可能因涩味降低采食量,产生抗营养效应。已有研究表明,A. mearnsii提取物含约700 g/kg CT,具备替代合成添加剂的潜力,但0至50 g/kg DM范围内的最佳添加水平尚不明确。因此,研究人员提出假设:在青年育肥公牛日粮中添加中等水平CT的A. mearnsii提取物可在不影响干物质采食量的前提下提高饲料及养分利用率。
研究采用的主要关键技术方法包括:以8头去势杂交瘤胃瘘管公牛(平均体重446±34 kg)为试验动物,实施重复4×4拉丁方设计(每周期17天,10天适应期+7天采样期);通过全收粪法结合不可消化中性洗涤纤维(iNDF)作为内源指示剂测定消化率;采用凯氏定氮法测定氮平衡;通过瘤胃瘘管采集瘤胃液,使用高效液相色谱(HPLC)测定短链脂肪酸(SCFA),并以数字电位计测定pH;采用自动生化分析仪(Cobas C111)测定血清总蛋白、白蛋白、尿素氮、胆固醇和甘油三酯;运用SAS 9.1软件的PROC MIXED程序进行正交多项式对比分析,评估线性和二次效应。
研究结果显示,在采食量和消化率方面,A. mearnsii提取物添加线性降低了DM、CP、EE、apNDF、NFC和TDN的日采食量(p<0.05),50 g/kg组DM采食量较对照组降低22.4%;同时线性提高了DM(p<0.001)、EE(p=0.009)、apNDF(p=0.001)和NFC(p<0.001)的消化率,但CP消化率未受显著影响(p=0.156)。数据表明,尽管采食量下降,养分利用效率反而提升。
在氮平衡和微生物蛋白合成方面,提取物添加线性降低N摄入量(p<0.001)和尿N排泄(p=0.012),粪N排泄呈二次曲线增加(p=0.029),在10 g/kg时达最大值96.3 g/天。然而,N保留量(p=0.899)及微生物粗蛋白产量(p=0.640)和微生物蛋白合成效率(p=0.864)均未受显著影响。
在瘤胃参数方面,RAN浓度(p=0.545)、SCFA总量(p=0.755)及其组分(乙酸p=0.408、丙酸p=0.336、丁酸p=0.786)和乙丙比(p=0.174)均不受提取物添加影响;但瘤胃pH线性降低(p<0.001),所有处理组pH维持在6.28-6.72之间,高于亚急性瘤胃酸中毒阈值(5.8)和健康临界值(6.0-6.2)。RAN浓度随时间变化,在饲喂后3小时10分钟达峰值10.7 mg/dL。
在血液代谢物方面,血清白蛋白(p=0.790)、甘油三酯(p=0.885)和尿素氮(p=0.249)浓度无显著变化,但血清总蛋白随CT水平增加呈线性降低(p=0.023);血尿素氮(p=0.091)和白蛋白(p=0.073)呈二次曲线增加趋势。
讨论部分指出,采食量降低的主要原因可能是提取后CT与唾液蛋白直接接触加剧了涩味效应。牛唾液中富含脯氨酸的蛋白(PRPs)含量低于山羊等反刍动物,使其对涩味更为敏感。尽管采食量下降,消化率提升可能源于食糜通过速率降低、瘤胃停留时间延长,从而促进微生物作用。微生物蛋白合成效率平均为93.42 g micCP/kg TDN,低于NRC(2000)推荐的130 g micCP/kg TDN,这可能与TDN采食量不足有关。RAN浓度未受影响表明氨产生菌和胞外酶活性未被显著抑制,平均9.17 mg/dL的RAN浓度高于维持微生物生长的最低需求(8.0 mg/dL)。值得关注的是,尿N排泄减少41.73%,这对降低环境氮排放具有积极意义;按平均98.86天育肥期计算,每头牛可节省约68.79 kg豆粕,减少约3.0 kg尿氮排放。瘤胃pH降低可能与提取物本身pH约4.9有关,但仍在适宜单宁-蛋白复合物形成的理想范围(6.0-7.0)内。SCFA未受影响表明该CT水平未限制碳水化合物发酵,与部分文献报道的CT抑制效应不同。
研究结论指出,在育肥牛日粮中添加A. mearnsii提取物达50 g/kg DM(相当于35 g CT/kg DM)可降低采食量并提高饲料及其养分利用率。此外,含CT日粮减少了环境氮排放,改善了育肥青年牛对氮的利用效率。