《Italian Journal of Animal Science》:In vitro effects of saponins, tannins and lipids on rumen fermentation and intestinal health markers in a ruminant weaning context
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本综述通过体外模型系统评估了六种商业饲料添加剂(皂苷、单宁、月桂酸、鱼油、高不饱和油精和高饱和油精)在反刍动物断奶背景下对瘤胃发酵参数(如氨氮、VFA、CH4)和肠道健康指标(细胞代谢活性、IL-6、MDA)的剂量效应。研究发现皂苷(SAP)和单宁(TAN)可线性降低瘤胃氨氮浓度(p<0.05),并分别通过提升Caco-2细胞代谢活性和抑制促炎因子IL-6发挥肠道保护作用,而脂类添加剂的影响具剂量依赖性。研究为优化断奶期营养策略提供了体外理论依据。
引言
在集约化奶牛养殖中,新生反刍动物常与母畜分离,导致断奶期瘤胃微生物群落发育不成熟、原生动物缺失,进而引发瘤胃发酵功能低下和肠道炎症性腹泻。植物次级代谢产物(如皂苷、单宁)和脂肪酸(FA)作为饲料添加剂,可能通过调控瘤胃微生物发酵和肠道屏障功能缓解断奶应激。本研究利用体外模型筛选具有双重作用机制的添加剂,以支持人工饲养反刍动物的健康过渡。
材料与方法
实验选用六种商业添加剂:皂苷提取物(SAP,来源为丝兰、皂树和燕麦)、单宁提取物(TAN,含水解单宁和缩合单宁)、月桂酸(LAU)、鱼油(FIO,富含Omega-3 FA)、高不饱和油精(HUO)和高饱和油精(HSO)。添加剂以0、100、300和600 mg/L四个剂量进行测试。瘤胃发酵实验采用断奶后一周的羔羊瘤胃液作为接种物,在高精料底物中进行24小时批次培养,评估产气量(GP)、挥发性脂肪酸(VFA)、氨氮(NH3-N)和甲烷(CH4)产量。肠道健康实验通过Caco-2细胞模型检测细胞代谢活性(MTT法)、氧化应激标志物丙二醛(MDA)和炎症因子白细胞介素-6(IL-6)浓度。
结果
瘤胃接种物分析显示,所有羔羊瘤胃液均无原生动物,初始pH为5.84±0.27,VFA以丙酸(47.8%)为主。皂苷补充线性降低瘤胃氨氮浓度(p=0.01),并显著提升Caco-2细胞代谢活性(p<0.01)。单宁线性降低氨氮(p<0.01)和支链VFA(BCVFA)比例(p=0.01),同时抑制GP(p=0.03)和CH4产生趋势(p=0.08),并显著降低IL-6水平(p<0.01)。脂类添加剂中,LAU和HSO线性增强细胞代谢活性(p<0.05),而FIO和HUO在中等剂量(100–300 mg/L)时改善代谢活性,高剂量(600 mg/L)则诱发氧化应激或炎症反应。
讨论
实验设计通过模拟断奶期瘤胃环境(低pH、无原生动物、高精料底物)揭示了添加剂作用的局限性。皂苷可能通过抑制产氨细菌或促进微生物氮利用降低氨氮,其抗氧化成分(如Sar sapogenin、Quillaic acid)有助于缓解肠道氧化损伤。单宁的蛋白结合特性抑制了瘤胃蛋白降解,其多酚结构(如Vescalagin)通过调控NF-κB通路抑制IL-6分泌。脂类添加剂的效应依赖其链长和饱和度:MCFA(如LAU)作为肠细胞能源支持代谢,而高剂量PUFA(如FIO)可能因脂质过氧化加剧细胞应激。
结论
皂苷和单宁在体外表现出优化断奶期瘤胃氮代谢和肠道免疫平衡的潜力,而脂类添加剂需谨慎控制剂量以避免负面效应。本研究为后续体内试验提供了剂量参考和作用机制假说,但需结合长期发酵系统或动物实验验证其实际应用价值。