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近年来,肉品质量受到消费者越来越大的关注,特别是肉中有益于人类健康的微量成分。长期摄入富含C12∶0、C14∶0、C16∶0等饱和脂肪酸反刍动物产品易使血液中胆固醇水平提高,进而导致心血管疾病的发生。共轭亚油酸(Conjugatedlinoleicacid;CLA)具有抗癌、预防心血管疾病的发生等生理功能。改善反刍动物产品中脂肪酸组成,特别是提高CLA含量已成为当今反刍动物营养研究的热点之一。因此,本文研究了富含二十二碳六烯酸(Docosahexaenoicacid;DHA)的海洋产品-微藻对山羊瘤胃发酵、生物氢化、组织中脂肪酸组成以及CLA合成关键酶硬脂酰-CoA去饱和酶(SCD)基因表达的影响。 1微藻DHA对瘤胃微生物体外发酵影响的研究 收集来自饲喂基础日粮和基础日粮+1%微藻的4头山羊两种瘤胃液(uRF和aRF),以羊草为发酵底物,体外发酵法研究两种瘤胃接种物和微藻(0、100和200mgDHA/L)对瘤胃微生物发酵特性的影响。结果表明,发酵24h后,瘤胃液和微藻对所有的体外发酵参数均不存在交互作用;aRF较uRF相比显著提高了发酵液中pH值、NH3-N和异戊酸的产量(P<0.05),降低了24h累积产气量和发酵液中丁酸、异丁酸及总VFA的产量(P<0.05),对丙酸净产量有降低趋势(P=0.06);微藻显著提高了24h累积产气量和丙酸产量(P<0.05),对丁酸产量有提高趋势(P=0.07);对发酵特性的动态结果表明,在整个培养期间,随着发酵的推进,所有处理组中累积产气量、发酵液中乙酸、丙酸、丁酸及总VFA浓度均随着发酵时间而显著增加(P<0.05),pH值显著下降(P<0.05)。总之,本次试验结果表明,添加微藻可提高瘤胃微生物的发酵活力,但这种改变与瘤胃微生物的接种源有关。 2瘤胃灌注微藻对山羊瘤胃脂肪酸组成和瘤胃微生物菌群的影响 研究表明日粮添加微藻能够抑制日粮中C18PUFA(主要为C18∶2n-6和C18∶3n-3)在瘤胃内的生物氢化。而DHA对瘤胃内主要的Butyrivibrio组氢化菌的抑制效果可能需要几天或者几周,因此我们推断一些重要的氢化中间代谢产物可能在时间上会有变化。为了验证这个假设,选用6头体重为18.40±0.95kg且装有永久性瘤胃瘘管的阉割公山羊为试验动物,采用3×3拉丁方试验设计。羊草作为唯一粗料,试验共设3个日粮处理,分别为对照日粮(对照组;Control),对照日粮添加6.10g/头/天微藻(低剂量组(L-Alg);1.20gDHA/头/天)和对照日粮添加18.30g/头/天微藻(高剂量组(H-Alg);3.60gDHA/头/天)。为防止日粮剩余,试验动物均采用限饲,即按照每kg活体重饲喂69g日粮干物质。日粮精粗比为40∶60。每期试验维持21天,期期间隔14天,于第0、3、7、14、20天采集瘤胃内容物。瘤胃发酵结果表明:与对照组相比,H-Alg显著提高了山羊瘤胃pH(P<0.05),降低了瘤胃TVFA(P<0.05),导致乙酸向丙酸和丁酸转化,但L-Alg对山羊瘤胃发酵特性没有显著影响(P>0.05)。随着微藻的灌注,高剂量组中(H-Alg)的乙酸比例(P=0.07)和丁酸比例(P=0.06)呈逐步下降或上升的趋势,而丙酸比例则呈逐步上升(P<0.05)。血清生化指标结果显示:与对照组相比,瘤胃灌注微藻对山羊血清中葡萄糖、总蛋白、尿素氮、总胆固醇、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(VDL)、游离脂肪酸等浓度均无显著影响(P>0.10)。山羊瘤胃内容物脂肪酸浓度(mg/gDM)分析结果表明:瘤胃灌注微藻线性增加了山羊瘤胃内容物中C18∶1trans异构体、C18∶2t9,t12,C18∶2t11,c15,DPA,DHA浓度(P<0.001),线性降低了瘤胃中C18∶0(P<0.001)和CLAt10,c12浓度(P=0.03),C18∶2n-6和18∶3n-3浓度具有降低趋势(P=0.09),但对CLAc9,t11浓度无显著影响(P>0.10)。在试验的前3天,H-Alg导致瘤胃中C18∶1、C18∶2t9,t12,C18∶2t11,c15和DHA浓度显著迅速提高和C18∶0浓度的急剧降低,之后维持相对恒定的浓度水平。高剂量(H-Alg)中C18∶1trans浓度增加主要是由于C18∶1t11浓度的大幅提高。在试验的前三天内C18∶1t11浓度迅速提高,之后继续增加,在第20天时达到其最大值为4.53mg/gDM。而这些脂肪酸应低剂量微藻灌注(L-Alg)则呈现出不同,其仅仅显示过渡性变化。与对照组相比,H-Alg显著降低瘤胃内总细菌的数量(P<0.001),但对Butyrivibrio组菌数量没有产生影响(P=0.99)。瘤胃灌注微藻线性降低了瘤胃中C18∶0/(C18∶0+C18∶1t11)的比例(P<0.001),表明18碳PUFA最后一步的氢化即C18∶1t11转化为C18∶0受到大大抑制,然而C18∶0产生菌Butyrivibrioproteoclasticus数量并没受到影响(P=0.24)。相关分析结果也表明,C18∶0/(C18∶0+C18∶1t11)比例与瘤胃内Butyrivibrioproteoclasticus数量的相关性较弱(r=0.15,P=0.16)。总之,瘤胃灌注高剂量微藻(H-Alg)改变了瘤胃发酵模式,但低剂量(L-Alg)对瘤胃发酵没有影响;瘤胃灌注微藻均抑制了日粮中C18PUFA的完全氢化特别是C18∶1向C18∶0转化,但抑制效应表现出不同:L-Alg仅仅呈现出过渡性抑制效应,H-Alg导致急性抑制效应;同时本试验结果还表明,微藻对山羊瘤胃中C18PUFA氢化的抑制作用与目前已知可培养菌无关,可能与其他未知菌有关。 3日粮添加微藻对育肥期山羊生长性能、瘤胃及后肠道发酵的影响 试验选取10头体重年龄相近的波尔×徐淮山羊杂交阉割育肥期公山羊,随机分为两组,分别饲喂基础日粮(对照组)或基础日粮+5.60g微藻的微藻日粮(微藻组:2.24gDHA/头/天)60天,在第58、59和60天收集饲料样品,第61和62天早晨饲喂后4-6h放血屠宰收集瘤胃、盲肠和结肠内容物,研究微藻DHA对育肥山羊生长性能和肠道发酵特性影响。结果表明,添加微藻对育肥山羊采食量和平均日增重无显著影响(P>0.10)。瘤胃发酵结果表明,添加微藻显著提高了瘤胃pH和丙酸浓度(P<0.05),显著降低了乙酸浓度(P<0.05),对总VFA浓度有降低趋势(P=0.09),但对丁酸浓度无显著影响(P>0.10)。结肠发酵结果表明,添加微藻显著降低了总VFA、乙酸及丁酸浓度(P<0.05),但对丙酸无显著影响(P>0.10)。盲肠发酵结果表明,添加微藻对总VFA、乙酸、丙酸及丁酸等浓度未产生显著影响(P>0.10)。以上结果说明,微藻对育肥期山羊的生长性能无显著影响,改变了育肥山羊瘤胃瘤胃发酵模式,降低了结肠发酵能力,对盲肠发酵无影响。 4日粮添加微藻对育肥期山羊瘤胃脂肪酸组成和细菌菌群的影响 本研究试验动物及试验设计见试验3,于饲喂第61和62天时屠宰采集瘤胃内容物,利用气相色谱和16SrRNA基因克隆技术,研究日粮添加微藻对山羊瘤胃C18PUFA瘤胃氢化、细菌菌群结构及多样性的影响。脂肪酸分析结果表明,添加微藻后抑制了瘤胃中C18PUFA最后一步氢化:显著提高了山羊瘤胃内容物中C18∶1t11(5.45vs22.57g/100g总FAME)含量(P<0.001)并伴随C18∶0含量的(40.33vs2.96g/100g总FAME)显著降低(P<0.001),但对CLAc9,t11含量没有显著影响(P>0.05)。瘤胃细菌16SrRNA基因克隆库结果显示,对照组中61个阳性克隆(登录号:KC290727-KC290787),可分为54个操作分类单元;微藻组79个阳性克隆(登录号:KC290788-KC290866),可分为61个操作分类单元。基于RDP序列分析表明,在两个克隆库中克隆数最多的是Prevotella,添加微藻改变了瘤胃细菌菌群结构,增加了Prevotella(24.59%vs40.51%)、Butyrivibrio组菌(8.20%vs13.92%)、未分类Lachnospiraceae(4.92%vs11.39%)、未分类Veillonellaceae(1.64%vs11.39%)以及未分类Porphyromonadaceae(3.28%vs7.59%)菌的比例,降低了未分类的Bacteroidales(21.31%vs3.80%)、未分类Bacteria(14.75%vs5.06%)及未分类Clostridiales(6.56%vs1.27%)菌的比例。对照组和处理组两克隆库中山羊瘤胃细菌Shannon、ACE、Chaol等多样性指数分别为4.59vs4.36、632.85vs589.45及296.27vs298.33。结果表明,微藻主要抑制了C18PUFA最后一步的氢化,改变了山羊瘤胃细菌区系组成;除Butyrivibrio组菌外,瘤胃中还存在其他未知菌在瘤胃氢化中发挥着更重要的作用如Prevotella、未分类的Bacteroidales、未分类Lachnospiraceae、未分类Veillonellaceae以及未分类Porphyromonadaceae。 5日粮添加微藻对育肥期山羊组织中脂肪酸组成及CLA合成的影响 本研究试验动物及试验设计见试验3,于第61和62天早晨饲喂后4-6h放血屠宰采集肝脏、皮下脂肪和背最长肌等样品,研究日粮微藻对山羊背最长肌肌内脂肪和皮下脂肪脂肪酸组成和CLA合成的影响。脂肪酸分析结果表明,微藻显著增加了育肥期山羊背最长肌肌内脂肪和皮下脂肪中C18∶2t11,c15、DHA及n-3PUFA含量(P<0.05),对C18∶0含量有降低趋势(P=0.06;P=0.08);对背最长肌肌内脂肪和皮下脂肪中SFA、PUFA、MUFA均没有产生影响,但显著降低了n-6/n-3比值,分别从6.11和6.38降为3.35和1.12(P<0.05);添加微藻后C18∶1t11在背最长肌肌内脂肪(1.07vs3.64g/100g总FAME)和皮下脂肪(2.29vs12.56g/100g总FAME)中的含量显著提高(P<0.05),同时CLAc9,t11含量相应提高了0.75倍(0.24vs0.42g/100g总FAME)(P=0.13)和1.98倍(0.42vs1.25g/100g总FAME)(P<0.05);与瘤胃内容物相比,背最长肌肌内脂肪和皮下脂肪具有更高的CLAc9,t11/C18∶1t11比值(对照组:0.155、0.224、0.212;微藻组:0.043、0.114、0.111)(P<0.05);相关性分析结果表明,C18∶1t11与CLAc9,t11在瘤胃(r=0.568,P=0.087)和肝脏(r=0.578,P=0.080)中的相关性较低,但在背最长肌和皮下脂肪中存在高度相关性,pearson相关系数分别为r=0.822和0.913(P<0.01);基因表达结果表明,添加微藻均不同程度地降低了背最长肌和皮下脂肪中SCD酶mRNA的表达量。总之以上结果表明,微藻提高了羊肉中有益于人类健康的脂肪酸如n-3PUFA和CLAc9,t11;组织中CLAc9,t11主要是内源合成,其增加与背最长肌和皮下脂肪中SCD酶mRNA的表达量无关,而与其合成底物C18∶1t11在组织中的沉积量有关。