一种用于改善反刍动物瘤胃发酵的添加物及其方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于改善反刍动物瘤胃发酵的添加物及其方法。该添加物选自如下一种或多种植物精油：桉叶油、丁子香酚、香芹酚、茴香脑、百里香酚、D?柠檬烯和肉桂醛。本发明所提供的添加物是一种或多种植物精油，不存在饲喂动物后产生不良的副作用，也不会带来排泄物污染环境的问题。此外，本发明获得植物精油作为改善动物瘤胃发酵的添加物，不仅能促进瘤胃发酵，还能降低瘤胃蛋白质降解，减少氨态氮浓度，而且具有抗菌作用。
【专利说明】
-种用于改善反自动物瘤胃发酵的添加物及其方法
技术领域
[0001] 本发明设及反当动物养殖过程中的添加物，具体设及一种提高反当动物瘤胃内发 酵效率的植物精油添加物及其方法。
【背景技术】
[0002] 反当是指进食经过一段时间W后将在瘤胃中半消化的食物返回嘴里再次巧嚼，是 反当动物从植物细胞壁中获得能量过程的一个步骤。反当减小了纤维颗粒的尺寸，暴露出 糖W供微生物发酵;另外，唾液中缓冲物质(碳酸盐和憐酸盐）中和了微生物发酵产生的酸， W便维持一个有利于纤维降解和瘤胃微生物生长的中性偏酸的环境。反当动物就是有反当 现象的动物，通常是一些食草动物，因为植物的纤维是比较难消化的。反当动物采食一般比 较匆忙，特别是粗饲料，大部分未经充分巧嚼就吞咽进入瘤胃，经过瘤胃浸泡和软化一段时 间后，食物经逆呕重新回到口腔，经过再巧嚼，再次混入唾液并再吞咽进入瘤胃的过程。
[0003] 瘤胃是食物进入反当动物胃肠道内第一个接触的"暗室"，也是食物消化的"主战 场"。它是一个密闭的活体发酵罐，罐子里面栖息着许多种类的微生物，主要包括原虫、细菌 和真菌Ξ大类。通常，每一毫升瘤胃液中就含有160-400亿个细菌、20万个纤毛虫W及大量 的真菌。可别小看了运些微生物，它们可是瘤胃发挥消化生理功能的具体执行者。食物到达 瘤胃后，大量微生物立马紧贴在食物的表面，同时分泌纤维素酶、半纤维素酶W及0-糖巧酶 等消化酶，于是食物中的纤维素、半纤维素和果胶等多糖类物质很快就被"切割"成单糖， 并"变身"为挥发性的脂肪酸和C〇2等，前者可为反当动物提供60~70%的能量来源。食物在 瘤胃内经微生物充分消化后，约50 %的粗纤维可在瘤胃内被消化，其发酵终产物为挥发性 脂肪酸，挥发性脂肪酸通过瘤胃壁吸收成为反当动物主要的能量来源。
[0004] 目前，为了提高反当动物的发酵效率，将一些化学添加剂添加到植物饲料中，但随 着科学研究的不断深入也发现了许多问题，人们已经逐渐意识到运些化学添加剂所带来的 负面效应，所W人们更倾向于选择天然的绿色添加剂。植物精油(essential oil)是一类存 在于植物中并具有芳香气味、可随水蒸气蒸馈出来但又不溶于水的挥发性油状物质的总 称，它是从植物的花、叶、茎、根或果实中，通过水蒸气蒸馈法、挤压法、冷浸法或溶剂提取法 提炼萃取的挥发性芳香物质，是植物提取物中重要的活性成分之一。因此开展能够提高反 当动物瘤胃发酵效率，且没有产生副作用的纯天然植物精油的研究显得尤为重要。
【发明内容】
[0005] 本发明的一个目的是针对上述问题提供一种用于改善反当动物瘤胃发酵的添加 物。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方法：
[0007] 本发明首先提供了一种用于改善反当动物瘤胃发酵的添加物，上述添加物选自如 下一种或多种植物精油:按叶油、下子香酪、香芹酪、茵香脑、百里香酪、D-巧樣締或肉桂醒。 [000引本发明的一个优选方面，上述添加物选自如下一种植物精油:按叶油、下子香酪、 香芹酪、茵香脑、百里香酪、D-巧樣締或肉桂醒。
[0009] 进一步地，上述添加物选自如下一种或多种植物精油：百里香酪、香芹酪、D-巧樣 締、茵香脑或按叶油。
[0010] 本发明的另一个优选方面，上述添加物选自如下一种植物精油：百里香酪、香芹 酪、D-巧樣締、茵香脑或按叶油。
[0011] 更进一步地，上述添加物选自如下一种植物精油:按叶油。
[0012] 其中，使用上述添加物进行体外发酵培养时的添加量为：50mg/L发酵培养液《添 加浓度《400mg/L发酵培养液。
[0013] 进一步地，上述添加物的添加量可优化为50mg/L发酵培养液《添加浓度《200mg/ L发酵培养液。
[0014] 本发明的另一个目的是提供了一种用于改善反当动物瘤胃发酵的方法。
[0015] 上述方法包括W下步骤：将上述的添加物添加至反当动物的日粮中饲喂反当动 物。
[0016] 本发明的一个优选方面，每天W每千克动物体重7.0~9.Omg的量给予所述添加 物。
[0017] 其中，上述反当动物的日粮W玉米、豆巧和羊草作为主要原料，精粗比为6:4。
[0018] 本发明的有益效果：本发明通过筛选得出了能够改善反当动物瘤胃发酵的添加 物，该添加物是一种或多种植物精油，它们是一类存在于植物中并具有芳香气味、可随水蒸 气蒸馈出来但又不溶于水的挥发性油状物质的总称，它是从植物的花、叶、茎、根或果实中， 通过水蒸气蒸馈法、挤压法、冷浸法或溶剂提取法提炼萃取的挥发性芳香物质，是植物提取 物中重要的活性成分之一，因此也就不存在饲喂动物后产生不良的副作用，也不会带来排 泄物污染环境的问题。此外，本发明获得植物精油作为改善动物瘤胃发酵的添加物，不仅能 促进瘤胃发酵，还能降低瘤胃蛋白质降解，减少氨态氮浓度，而且具有抗菌作用。
【具体实施方式】
[0019] 为了解决目前促进瘤胃发酵纯天然植物添加剂缺乏的问题，本试验利用我国产量 居世界首位的按叶油、山苍子油、肉桂油和茵香油W及目前研究较多的下子香酪、D-巧締、 茵香脑、肉桂醒、百里香酪和香芹酪共10种植物精油作为添加剂，研究其对体外瘤胃发酵的 影响。
[0020] 下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明，但不应理解为对本发明的限制。 在不背离本发明精神和实质的前提下，对本发明所作的修饰或者替换，均属于本发明的范 畴：
[0021] 实施例1
[0022] 1.1供试植物精油
[0023] 表1供试植物精油信息
[0024]
[0025] 1.2培养底物及试验设计
[0026] 体外试验的培养底物参考国内肉羊日粮的营养水平，W玉米、豆巧和羊草作为原 料，粉碎过0.5mm筛，按一定比列配制底物，底物组成及营养成分见表2。试验采用单因子试 验设计，采用10种植物精油，分别为按叶油、山苍子油、肉桂油、茵香油、下子香酪、D-巧締、 茵香脑、肉桂醒、百里香酪和香芹酪，每种植物精油分别添加0、50、100、200和400111肖/1发酵 培养液共5个浓度梯度，每个处理设3个重复。
[0027] 表2体外产气试验培养底物组成及营养成分 [002引
[0029]
[0030] 1.3供体动物饲养管理及瘤胃液的采集
[0031 ]选用4只体重67 ± 1.化g，健康且装有永久瘤胃擾管的杜X寒F1代杂交成年羊作为 瘤胃液供体羊。试验羊单圈饲养，每日基础饲粮供给量为1.3倍维持需要的饲养水平，日粮 精粗比为6:4，每日于8:00和18:00饲喂两次，中午添加干草一次，自由饮水。
[0032] 于晨饲前化通过瘤胃擾管采集4只擾管羊的瘤胃内容物，混合后装于保溫瓶迅速 带回实验室，用2层纱布过滤(过滤同时通入C〇2)，整个操作于39°C水浴中进行，操作应在尽 量短的时间内完成。
[0033] 1.4体外瘤胃发酵培养
[0034] 试验采用Menke等的体外产气法，采集4只安装永久瘤胃擾管的擾管羊瘤胃液，与 缓冲液W1: 2的比例混合制成人工瘤胃培养液。称取200mg(DM基础)底物于1 OOmL培养管(注 射器）中，每种底物分别称入3个培养管中，在加入人工瘤胃培养液之前，从每个注射器前端 注入0.5mL不同浓度梯度的植物精油混合物。按照常规方法配制人工瘤胃培养液，用自动加 液器向每个注射器中分别加入30mL培养液，使得不同处理组的植物精油浓度分别达到0、 50、100、200和400mg/L发酵培养液。将玻璃培养管进液端竖直向上排尽管内气体，用PC夹夹 住前端硅胶管，并记录相应的初始刻度值(mL)，同时做3个空白（只有培养液而没有底物）。 将培养管迅速放入已预热（39°C)的人工瘤胃培养箱中培养2地，记录培养管在不同时间点 的刻度值，并于2地终止培养，测定发酵液各项发酵参数。
[0035] 10种植物精油对体外发酵pH值的影响结果见表3:
[0036] 表3不同植物精油对体外瘤胃发酵抑的影响
[0037]
[0038] 同行数据肩标不同小写字母a、b表示差异显著（P<0.05)，相同或无字母肩标表示 差异不显著。〉〇.〇5)。^9分别为各处理组间的线性和二次曲线效应。
[0039] 由表3可W看出，添加上述10种精油，除山苍子油、茵香油和百里香酪，其他植物精 油均未显著影响瘤胃抑值(P〉〇. 05)，且在50mg/L发酵培养液《添加浓度《200mg/L的添加 范围内，与对照组相比，添加不同浓度的茵香油和百里香酪对瘤胃pH值也没有显著影响(P〉 0.05)。由此可见，植物精油的添加，对瘤胃pH值未产生明显影响。
[0040] 10种不同精油对体外瘤胃发酵VFA含量的影响见表4:
[0041] 表4不同植物精油对体外瘤胃发酵VFA含量的影响
[0042]
[0043]
[0044]
[0045] 同行数据肩标不同小写字母a、b表示差异显著（P<0.05)，相同或无字母肩标表示 差异不显著。〉〇.〇5)。^9分别为各处理组间的线性和二次曲线效应。
[0046] 由表4可W看出，添加按叶油、下子香酪、D-巧樣締、茵香脑、肉桂醒、百里香酪和香 芹酪，总体有利于提高瘤胃总挥发性脂肪酸(VFA)含量。其中，添加百里香酪和香芹酪显著 影响(P<0.01)体外发酵液总VFA含量，且随百里香酪和香芹酪浓度增加总VFA的含量呈二次 曲线上升趋势(Q;P<〇.05)。而其他几种植物精油按叶油、T子香酪、D-巧樣締、茵香脑、肉桂 醒的添加，对总VFA的影响均未达到显著性水平(P〉0.05)，但与对照组相比，总VFA的含量在 数值上均有所提高。添加 D-巧樣締和茵香脑显著影响（P<0.01)体外瘤胃发酵液的乙酸比 例，与对照组相比，添加50mg/L D-巧樣締显著增加(P<0.01)乙酸比例，添加200mg/L D-巧 樣締显著降低(P = 〇.04，）乙酸比例，且随D-巧樣締浓度增加呈线性下降化;P<0.01)趋势； 添加50mg/L茵香脑显著增加 (P = 0.02)乙酸比例，且随茵香脑浓度增加呈线性下降化;P< 0.01)趋势。而其他植物精油在50mg/L发酵培养液《添加浓度《200mg/L的添加范围内，对 乙酸比例均没有显著影响(P〉〇.05)。
[0047] 添加按叶油、D-巧樣締、茵香脑、百里香酪和香芹酪显著影响(P<0.01)体外瘤胃发 酵液的丙酸含量。其中，随按叶油添加浓度的增加，丙酸比例呈二次曲线上升(Q;P<〇.01)趋 势；与对照组相比，添加 lOOmg/L和200mg/LD-巧樣締显著增加(P<0.01)丙酸比例，且随D-巧 樣締浓度的增加呈现二次曲线上升(Q;P<〇.〇l)趋势;添加50mg/L茵香脑显著降低(P<0.01) 丙酸比例，且随茵香脑浓度的增加呈现二次曲线上升(Q;P<0.01)趋势;添加200mg/L百里香 酪显著降低(P<〇.01)丙酸比例，且随百里香酪浓度的增加呈线性下降化;P = 〇.02)趋势；随 香芹酪添加浓度的增加，丙酸比例呈二次曲线变化化;P<〇.01)趋势。
[004引添加按叶油、D-巧樣締、茵香脑和香芹酪显著影响（P<0.05)体外发酵液乙酸与丙 酸比例。其中，乙酸与丙酸比例随按叶油浓度的增加呈二次曲线下降(Q;P<0.01)趋势;添加 lOOmg/L和200mg/L D-巧樣締显著降低(P<0.01)乙酸与丙酸比例，且随D-巧樣締浓度的增 加呈二次曲线下降（Q;P<0.01)趋势；添加50mg/L茵香脑显著提高（P<0.01)乙酸与丙酸比 例，添加200mg/L茵香脑从数值上降低(P = 0.05)乙酸与丙酸比例，且随茵香脑浓度的增加 呈二次曲线变化(Q;P<0.01)趋势；随香芹酪浓度的增加，乙酸与丙酸比例呈线性上升化;P< 0.01)趋势。
[0049] 各种植物精油对体外瘤胃发酵NH3-N的影响结果见表5:
[0050] 表5不同植物精油对体外瘤胃发酵N也-脚农度的影响
[0化1 ]
[0052] 同行数据肩标不同小写字母a、b表示差异显著（P<0.05)，相同或无字母肩标表示 差异不显著。〉〇.〇5)。^9分别为各处理组间的线性和二次曲线效应。
[0053] 由表5可W看出，在50mg/L发酵培养液《添加浓度《200mg/L的添加范围内，与对 照组相比，添加不同浓度的各种植物精油对体外瘤胃发酵N也-N的产生均没有显著影响(P〉 0.05)。
[0054] 综合W上结果可W看出，按叶油、下子香酪、D-巧樣締、茵香脑、肉桂醒、百里香酪 或香芹酪均具有促进体外瘤胃发酵的效果。
[0055] 其中，百里香酪、香芹酪、D-巧樣締、茵香脑或按叶油促进体外瘤胃发酵的效果明 显。
[0056] 实施例2
[0057]在本实施例中对上述试验中筛选出来的按叶油及茵香油进一步进行动物试验。 [0化引 2.1试验动物与饲养管理
[0059] 选用体重为64.45 ± 8.56kg的6只健康杜寒F1代杂交成年擾管羊，随机分为3组，每 组2个重复。试验羊只单笼饲养，每天饲喂2次，分别于早8:00和晚6:00饲喂试验日粮，自由 采食，记录每顿的喂料量和剩料量，保持每顿的剩料量占喂料量的5%左右。试验期间所有 羊只自由饮水。
[0060] 植物精油饲喂量为〇.5g/头?天。
[0061 ] 2.2试验日粮与试验设计
[0062] 试验分为3个处理，每个处理2只羊，分别为对照组(基础日粮，不添加精油）、按叶 油组(基础日粮+〇.5g按叶油/头.天）、茵香油组(基础日粮+0.5g茵香油/头.天）。采用3X 3拉下方设计，开展3期试验，每期22d，其中预饲期14d，取样期7d。其中第15-18天进行4d的 消化代谢试验，在消化代谢试验前，让试验羊提前2d进入消化代谢笼适应环境，第22天取瘤 胃液。
[0063] 试验日粮:试验日粮依据中国肉羊饲养标准(2004)配制，制作颗粒饲料，日粮精粗 比 6:4。
[0064] 2.3瘤胃发酵参数测定
[0065] 在每期试验的最后一天d22,晨饲后的0，1，3,6和化从每只羊的瘤胃擾管采集约 30mL瘤胃液，经过2层纱布过滤，首先测定抑，随后留样测定VFA、NH3-N，并进行原虫计数。
[0066] (1 )pH现憶:采集完瘤胃液后迅速用便携式电子抑计测定瘤胃液抑。
[0067] (2)VFA留样:5mL过滤瘤胃液加入ImL预冷藏的25% (wt/vol)偏憐酸化P〇3)溶液，- 20°C冷冻保存。采用气相色谱法测定VFA浓度。
[006引 （3)畑3-N留样:5血过滤瘤胃液加入1血预冷藏的1 %出S化溶液，-20°C冷冻保存。采 用苯酪-次氯酸钢比色法测定瘤胃液中NH3-N的浓度。
[0069] ( 4 )原虫计数：ImL过滤液加入5mL甲基绿福尔马林盐溶液（1116 1:1171旨'66]1- formal in-sal ine)中常溫避光保存。在显微镜下通过血球计数板计数。
[0070] 2.4消化代谢试验
[0071] 预饲期结束后开始消化代谢试验，在消化代谢试验开始前的2天(dl3-14)将试验 羊转入代谢笼中适应，随后进行连续4天的(dl5-18)收粪和收尿。
[0072] 消化代谢试验期间每天采集饲料样本，并精确记录采食量与剩料量。采用全收粪 尿法收集粪、尿，每天称取并记录每只羊排粪量，采样时将粪样混匀，从不同位点取未受羊 毛及尘±污染的部分取样，准确称取总粪量的10%装入自封袋中冷冻保存(-2(TC)，每只羊 每天的粪样分别冷冻保存，W备测定消化率、粪中各种营养成分等相关数据。测定时将样品 于65°C烘箱中放置4她，回潮24h后称重，测定粪中初水分含量，随后研磨并过0.5mm筛备用； 每天全收尿并记录尿量，用盛有lOOmLlO%此S〇4的塑料桶收集尿液，按10%比例取样，每只 羊每天的尿样分别冷冻保存。
[0073] 按照《饲料分析及饲料质量检测技术》方法测定饲料和粪中的干物质(DM)、有机物 (0M)、粗蛋白（CP)、中性洗涂纤维(ND巧、酸性洗涂纤维(AD巧、巧(Ca)、憐(P)。
[0074] 2种植物精油对肉羊瘤胃发酵的影响结果见表6:
[0075] 表6按叶油和茵香油对肉羊瘤胃发酵的影响
[0076]
[0077]
[0078] 同排数据肩标不同小写字母a、b表示差异显著（P<0.05)，相同或无字母肩标表示 差异不显著(P〉〇.〇5)。
[0079] 由表6可W看出，添加0.5g/头?天按叶油和茵香油对肉羊瘤胃液pH无影响（P〉 0.05);添加0.5g/头?天按叶油和茵香油对肉羊瘤胃总挥发性脂肪酸(VFA)浓度无显著影 响（P〉0.05);添加0.5g/头·天按叶油和茵香油对肉羊瘤胃各种VFA比例均无显著影响(P〉 0.05);添加0.5g/头?天按叶油和茵香油对肉羊瘤胃N也-脚^度也无显著影响(P〉0.05)。
[0080] 2种植物精油对肉羊瘤胃原虫数量的影响结果见表7:
[0081] 表7按叶油和茵香油对肉羊瘤胃内原虫总量的影响
[0082]
[0083] 同排数据肩标不同小写字母a、b表示差异显著（P<0.05)，相同或无字母肩标表示 差异不显著(P〉〇.〇5)。
[0084] 由表7可W看出，添加0.5g/头?天按叶油和茵香油对肉羊瘤胃内毛虫、双毛虫、头 毛虫、等毛虫和原虫总数均无显著影响(P〉〇.05)。
[0085] 2种植物精油对肉羊采食量和营养物质消化率的影响结果见表8:
[0086] 表8按叶油和茵香油对肉羊营养物质采食量和表观消化率的影响
[0087]
[008引
[0089] 同行数据肩标不同小写字母a、b表示差异显著（P<0.05)，相同或无字母肩标表示 差异不显著(P〉〇.〇5)
[0090] 由表8可W看出，添加按叶油和茵香油对肉羊采食量无显著影响(P = 0.20)。与对 照组相比，添加〇.5g/头?天按叶油对肉羊干物质(DM)、有机物(0M)、粗蛋白（CP)、中性洗涂 纤维(NDF)和酸性洗涂纤维(ADF)的表观消化率均无显著影响(P〉0.05)，但按叶油的添加， 对肉羊DM、0M、CP和ADF的表观消化率在数值上有所提高，在统计学上虽然没有显著差异，但 在生产上仍是有意义的，说明按叶油的添加，对提高肉羊营养物质消化率有一定的促进作 用。添加〇.5g/头?天茵香油，对肉羊DM、OM、CP、NDF和ADF的表观消化率均无显著影响（P〉 0.05)。
[0091] 综上所述，按叶油对肉羊瘤胃发酵有一定的改善作用，并且不产生其他不利影响 的副作用，可作为添加到日粮中的一种优选植物精油。
【主权项】
1. 一种用于改善反刍动物瘤胃发酵的添加物，其特征在于，选自如下一种或多种植物 精油:桉叶油、丁子香酚、香芹酚、茴香脑、百里香酚、D-柠檬烯或肉桂醛。2. 根据权利要求1所述的添加物，其特征在于，选自如下一种植物精油:桉叶油、丁子香 酚、香芹酚、茴香脑、百里香酚、D-柠檬烯或肉桂醛。3. 根据权利要求1或2所述的添加物，其特征在于，选自如下一种或多种植物精油：百里 香酚、香芹酚、D-柠檬烯、茴香脑或桉叶油。4. 根据权利要求3所述的添加物，其特征在于，选自如下一种植物精油：百里香酚、香芹 酚、D-柠檬烯、茴香脑或桉叶油。5. 根据权利要求4所述的添加物，其特征在于，选自如下一种植物精油:桉叶油。6. 根据权利要求1所述的添加物，其特征在于，使用上述添加物进行体外发酵培养时的 添加量为:50mg/L发酵培养液 < 添加浓度<400mg/L发酵培养液。7. 根据权利要求6所述的添加物，其特征在于，添加物的添加量可优化为：50mg//L发酵 培养液 < 添加浓度< 200mg/L发酵培养液。8. -种用于改善反刍动物瘤胃发酵的方法，包括以下步骤:将权利要求1所述的添加物 添加至反刍动物的日粮中饲喂反刍动物。9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，每天以每千克动物体重7.0~9. Omg的量给 予所述添加物。10. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述反刍动物的日粮以玉米、豆柏和羊草 作为主要原料，精粗比为6:4。
【文档编号】A23K10/12GK105918649SQ201610262461
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】李艳玲, 丁健, 方洛云, 蒋林树
【申请人】北京农学院