陈根元 周小玲，2 蒋 慧，2 唐显喜 袁亚丽 方 雷，2 肖国亮

(1 塔里木大学动物科学学院，新疆 阿拉尔843300)(2 新疆生产建设兵团塔里木畜牧科技重点实验室，新疆 阿拉尔843300)(3 喀什地区畜牧技术推广中心站，新疆 喀什 844000)

挥发性脂肪酸(VFA)是草食动物消化道中微生物发酵的主要产物，在以粗饲料为主的家畜中，以VFA 形式提供的能量及营养物质具有重要作用。驴为马科马属动物，作为极耐粗饲的单胃草食动物，在饲料消化方面有着与单胃动物和反刍动物不同的特点。驴的消化道前段类似于单胃动物，不同的是，它还具备由盲肠、结肠和直肠组成［1］的发达后肠(hindgut)，后肠是马属动物VFA 产生的主要部位，后肠发酵主要产生以乙酸、丙酸、丁酸等为主的VFA［2，3］，在盲肠中产生的VFA 可满足马维持能量需要的30%［4］。马属动物对纤维素的消化率可能不逊于反刍动物，Cuddeford 等［5］研究表明驴对纤维的消化比矮种马更完全。方雷等［6，7］研究也发现，驴对麦秸、稻草、玉米秸秆和青贮饲料具有良好消化性。

在其它家畜中的研究都证明，饲粮成分尤其是碳水化合物组成无疑是影响后肠VFA 产生的主要因素［8-10］，但马属动物的后肠随年龄而增加，结肠至少在20 岁时仍然增加［1］，这种发育特点说明老龄动物对粗饲料的依赖性增加，推测不同年龄驴的不同消化道部位在VFA 含量及组成方面可能存在某种程度差异，但目前尚未见相关报道。此研究主要通过采集不同年龄驴的不同消化道部位食糜液，初步了解年龄和不同肠道部位中VFA的含量及组成特点，以期为深入研究驴后肠营养与代谢生理提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点及动物

在新疆阿克苏某驴屠宰场，根据待驴的年龄及体况，选取幼龄(1～3 岁)、壮年(4～8 岁)和老龄(9～13 岁)的新疆驴作为试验动物。

1.2 仪器设备及试剂

离心机(TGL -20A)，气相色谱仪(GC -2014C，日本岛津)，配AT.FFAP 毛细管柱(30 m ×0.25 mm×0.25 mm)，氢火焰离子化检测器(FID)。

乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸标准品(购自Sigma -Aldrich 公司)，氯化汞(分析纯)，偏磷酸(分析纯)

1.3 样品采集及处理

待实验动物屠宰后，取出消化道，鉴别回肠、盲肠、右腹结肠和右背结肠部位，回肠食糜采集部位为距回盲端30 cm 至回盲端之间，用拴系法结扎后，剪开相应肠段，收集相应肠段内容物。

第一期(2011年8～9月)，选择3 头幼龄及3头老龄驴，采集回肠末端、盲肠、右腹结肠的食糜液，比较前肠与后肠VFA 差异。

第二期(2011年9月)，选取3 头壮年驴，采集盲肠、右腹结肠、右背结肠3 个部位食糜液，比较后肠不同部位VFA 差异。

第三期(2011年10月～11月)，选取幼龄10头、壮年17 头及老龄10 头共37 头驴，采集盲肠与右腹结肠食糜液，调查不同年龄动物后肠VFA 含量情况。

所有样品经四层纱布过滤后，按10%比例(V/V)添加浓度为25%的磷酸溶液，及数滴饱和氯化汞溶液，混匀并置于冰盒，待当天采样完成后，置冰箱中于-20℃冷冻保存后分析。

1.4 测定方法

按各VFA 标准品保留时间定性，以外标法定量。

1.4.1 标准品制备

分别量取不同体积的乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸和异戊酸标准品，制成含乙酸1～100 mmol/L，丙酸、丁酸0.5～50 mmol/L，异丁酸、戊酸和异戊酸0.2～20 mmol/L的标准品梯度溶液，取1 μL 上述各梯度溶液上机测试，用于制作标准曲线(见表1)。

表1 各VFA 标准品的标准曲线

1.4.2 样品制备

样品解冻混匀后，取10 ml 滤液4 000 rmp 离心15 min，再取上清液2 mL，10 000 rmp 离心15 min，上清液用0.22 μm 水系滤膜过滤后，取1 μL 滤液上机测定。如峰面积超过上述标准曲线值范围，则将滤液用去离子水稀释一倍后再取1 μL 上机测试。

1.4.3 分析条件

采用程序升温，初始温度120℃，保持4 min，后以20℃速率升温到180℃，保留1 min，整个程序持续时间为8 min。进样口温度230℃，检测器温度230℃。载气为高纯氮气，色谱柱流量为0.9 mL/min，氢气流量45 mL/min，空气流量450 mL/min，分流比30:1，尾吹气流量30 mL/min。图1 为某肠道食糜样品的气相色谱出峰图。

图1 某样品的气相色谱出峰图

1.5 数据分析

数据分析采用EXCEL 和SPSS 11.5 软件进行，采用t 检验(t test)或单因素方差分析(one -way ANOVA)进行显著性检验，P＜0.05 为差异显著，用Duncan 氏法进行多重比较，结果以平均值±标准误(SE)表示。

表2 幼龄和老龄驴回肠、盲肠与右腹结肠VFA 含量和比例

2 结果与分析

2.1 幼龄和老龄驴前、后消化道的VFA 组成

由表2 可知，在VFA 含量方面，幼龄和老龄驴的回肠和盲肠中各VFA 含量无显著差异(P ＞0.05)，但在右腹结肠中，除丁酸和异戊酸外，其它VFA 在老龄动物中都显著高于幼龄动物(P＜0.05)。在幼龄驴中，右腹结肠乙酸、丙酸、丁酸和总VFA 含量显著高于回肠(P＜0.05)，但与盲肠无显著差异(P ＞0.05)，尽管在右腹结肠中各指标数值高于盲肠;而盲肠的乙酸和总VFA 含量显著高于回肠(P＜0.05)。在老龄驴中，乙酸、丙酸和总VFA含量显著高于盲肠和回肠(P＜0.05)，而盲肠除乙酸含量显著高于回肠(P＜0.05)外，其它各VFA 与回肠间无显著差异(P ＞0.05)。但需特别说明地是，回肠中各VFA 和总VFA的含量都较低，而盲肠和右腹结肠VFA 含量个体间在数值上变异较大，可能在统计上掩盖VFA 在各部位间的差异性，仅就某一个体值进行比较时，所有个体均呈现出右腹结肠和盲肠VFA 含量远高于回肠的特点。

在VFA比例方面，幼龄和老龄驴的各肠段中VFA比例无显著差异(P ＞0.05)。但在幼龄驴的盲肠和右腹结肠中乙酸比例显著高于回肠(P＜0.05)，而回肠中丁酸和异戊酸比例显著高于盲肠和右腹结肠(P＜0.05)，且在老龄驴中，回肠中戊酸含量显著高于盲肠和右腹结肠(P＜0.05);在数值上，不同年龄驴回肠中异丁酸、异戊酸和戊酸含量高于盲肠和右腹结肠。另外，在回肠中未检测出异丁酸。

2.2 壮年驴不同后肠部位VFA 组成

由表3 可知，由于个体间VFA 含量差异较大，在盲肠、右腹结肠和右背结肠中各VFA 含量无显著差异(P ＞0.05)，但就单一个体而言，在单个VFA或总VFA 含量间，总是呈现出盲肠＜右背结肠＜右腹结肠的规律。

就三个部位各VFA比例来说，各VFA的比例无显著差异(P ＞0.05)，平均乙酸:丙酸:丁酸的比例约为67:17:8，都是以乙酸为主的发酵类型，而异丁酸、异戊酸和戊酸比例变化较大。

表3 壮年驴不同后肠部位VFA 含量和比例

2.3 不同年龄段驴盲肠和右腹结肠VFA 含量及比例

由图2 和图3 所示，不同年龄驴个体间VFA 含量差异很大，将各VFA 含量数值做成频次分布图。同一年龄段驴，在右腹结肠各VFA 中位于中含量和高含量区段的比例总是高于盲肠。在不同年龄段盲肠，乙酸、丙酸和异丁酸中位于中和高含量区段的比例随年龄增加而增加，而其余VFA 变化无明显特点。在不同年龄段右腹结肠，丙酸中位于中和高含量区段的比例随年龄增加而增加，而异丁酸中位于中和高含量区段的比例随年龄增加而减少，其余VFA 无特定趋势。

图2 不同年龄段驴盲肠和结肠中乙酸、丙酸和丁酸含量频次分布

图3 不同年龄段驴盲肠和结肠中异丁酸、异戊酸和戊酸含量频次分布

由表4 可知，右腹结肠中幼龄动物丙酸比例显著高于壮年动物(P＜0.05)，而壮年组中右腹结肠异戊酸和戊酸比例显著高于其盲肠(P＜0.05)，其余各VFA比例无显著差异(P ＞0.05)。但在盲肠中呈现出乙酸比例随年龄增加，而丁酸、异丁酸、异戊酸和戊酸比例则随年龄而降低的趋势;在结肠中乙酸和丁酸比例随年龄而增加。其它VFA 无明显变化规律。

表4 不同年龄段驴盲肠与右腹结肠中VFA比例%

3 讨论

在幼龄和老龄驴中，回肠的丁酸、异戊酸和戊酸比例高于盲肠和右腹结肠，而乙酸比例则较低，且未检测到异丁酸，表明驴回肠微生物发酵模式的一些特殊性，但其产生原因及生理功能尚不清楚。

驴盲肠是主要的VFA 产生部位，但从壮年驴中发现，盲肠中VFA 含量比右腹结肠和右背结肠低，其原因是为何呢?从表观上，我们在采样过程中发现，盲肠中食糜液较稀，而右背结肠较干燥，不易采集食糜液，而右腹结肠则介于二者之间。按照Frape［1］的报道，通过回盲结点的水分中被盲肠腔吸收的比例最多，其次被腹结肠吸收最多，微生物降解速率在盲肠和腹结肠中高于背结肠。从生理上可进一步解释为，盲肠是主要的VFA 产生部位和吸收部位，也是水分吸收重要部位，但盲肠食糜中水分含量仍较多，VFA 被吸收和稀释，因此VFA 含量低。而右腹结肠可部分产生VFA，加之进一步对水分大量吸收，导致此部位食糜液VFA被浓缩，因而VFA 含量高。而右背结肠部位，由于食糜水分含量少，已不宜于微生物发酵产生VFA，但此处VFA 吸收也少，却对水分有部分吸收，同样具有浓缩效应，导致此处的VFA 含量高于盲肠，但却比右腹结肠低。

除个别部位丙酸、异戊酸和戊酸存在差异外，不同年龄驴的盲肠和右腹结肠各VFA比例都较接近，表明其发酵类型和模式基本相同，间接表明大于1 岁驴后肠及其微生物发酵系统基本完善，这对主要以低质粗饲料为食的驴具有特殊的生理意义。徐崇荣［11］对牦牛犊牛瘤胃中VFA 研究发现，其VFA 总量随年龄增长而增加，而邵彩霞与韩正康［12］也发现鹅盲肠中VFA 含量有随年龄增长而增加的趋势，Guedes 等［13］研究发现34～90日龄内，年龄显著地影响家兔盲肠中VFA 含量，但本文结果说明:大于1 岁龄时，年龄不是影响驴盲肠和结肠发酵的主要因素。但另一方面，老龄驴中右腹结肠乙酸、丙酸和总VFA 含量高于低龄驴，且盲肠中乙酸比例随驴年龄增加而增加，表明老龄动物在纤维素利用上更占优势，也说明老龄驴后肠发育比幼龄动物更加完善。Frape［1］报道马属动物大肠随年龄增加而增加，结肠在至少20 岁时仍然增加，且大肠的末端比始端能在更大的年龄上持续伸长。这种发育反映了老龄动物对粗料的依赖增加，也进一步说明粗饲料在驴营养供给和后肠发育中的重要作用。

马属动物后肠发酵与瘤胃的典型区别是后肠中淀粉含量更低，马小肠中可高效地消化可溶性淀粉，因此到达大肠的淀粉较少，除非饲喂大量含淀粉饲粮［1］。马属动物大肠食糜内容物以结构性碳水化合物为主，乙酸和丁酸是其消化的主要产物，因此，驴后肠都是以乙酸为主的发酵类型，乙酸摩尔比例约为60～69%，丙酸摩尔比例介于16～23%间，丁酸介于7～11%间，乙酸:丙酸:丁酸比例一般为65:20:10，这3 种VFA 为驴盲肠和结肠中主要的VFA，占总VFA比例大于90%，异丁酸、异戊酸和戊酸所占比例很小。牛羊瘤胃中乙酸/丙酸比值在3 左右［14，15］，而在驴后肠中普遍大于3，最高者可达4.3，表明驴后肠乙酸产生量很高，也间接说明其在结构性化合物消化中的重要地位。

孔祥浩等［2］报道后肠中还含有较高浓度的支链脂肪酸，从本文结果来看，驴后肠中支链脂肪酸(异戊酸和异丁酸)比例为5～7%，略高于Bovera等［16］对家兔盲肠的报道，高于张莹等［15］对牦牛瘤胃的报道。异位酸可促进纤维分解菌生长［17］，提高纤维的消化率［18］。驴后肠中高比例异位酸可能也对其纤维发酵具有潜在的益处。

本研究的不足在于未在相同饲粮条件下对试验动物各指标进行比较，因此不能消除由饲粮引起的差异。李旺［19］总结发现，VFA 含量受粗精比的影响较大，而挥发性脂肪酸组成则受饲料中NDF 和非NDF比例影响较大。Fleming 等［20］研究发现不同粗料日粮对VFA 含量影响显著，但VFA比例差异小。在新疆当地，驴饲粮以麦秸、玉米秸为主，这可能是导致驴个体间VFA 含量差异大而VFA比例接近的主要原因。另外，在屠宰前驴个体间未进食时间不同，Rérat 等［21］研究表明VFA组成不受禁食时间所影响，但VFA 含量变化明显，这可能是引起个体间VFA 含量差异大的另一个原因。

4 结论

4.1 不同年龄和部位，驴个体间VFA 含量差异较大。就单一个体而言，回肠中VFA 含量低，而驴后肠VFA 含量高，VFA 含量通常为右腹结肠＞右背结肠＞盲肠＞回肠。

4.2 各VFA比例在不同年龄驴的不同后肠部位几乎都无明显差异，但回肠各VFA比例与后肠差异较大。在大于1 岁龄驴中，年龄不是影响驴后肠VFA 含量及比例的主要因素，表明大于1 岁龄驴的后肠发酵系统已经基本完善。

4.3 在驴后肠中，微生物发酵类型为乙酸型，VFA含量及比例以乙酸为主，其次是丙酸和丁酸，也能产生少量的异丁酸、异戊酸和戊酸。

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