顧鯤濤 趙連生 王留香 卜登攀,4,5 劉 寧 王建平*

(1.河南科技大學(xué)動物科技學(xué)院，洛陽 471023；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，動物營養(yǎng)學(xué) 國家重點實驗室，北京 100193；3.樂斯福管理有限公司，上海 200235;4.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院與 世界農(nóng)用林業(yè)中心農(nóng)用林業(yè)與可持續(xù)畜牧業(yè)聯(lián)合實驗室，北京 100193； 5.湖南畜產(chǎn)品質(zhì)量安全協(xié)同創(chuàng)新中心，長沙 410128)

圍產(chǎn)期包括圍產(chǎn)前期和圍產(chǎn)后期，為產(chǎn)前21 d至產(chǎn)后21 d，奶牛要經(jīng)歷由干奶到泌乳、由妊娠到空懷的轉(zhuǎn)變[1]。圍產(chǎn)期奶牛物質(zhì)代謝發(fā)生劇烈改變，免疫力降低、抗病能力下降、食欲減退，機(jī)體處于應(yīng)激狀態(tài)[2]，奶牛易發(fā)生乳房炎、酮病、子宮炎等一系列疾病[3]，影響奶牛的繁殖和產(chǎn)奶。提高奶牛圍產(chǎn)期的抗應(yīng)激能力具有重要意義。

酵母β-葡聚糖是酵母細(xì)胞壁中的主要成分，極富生物活性，是以β-1,3和1,6鍵連接的以β-1,3-D-葡聚糖苷為重復(fù)單元的具有空間構(gòu)象的結(jié)構(gòu)多糖[4]。研究表明，酵母β-葡聚糖可提高機(jī)體非特異性免疫機(jī)能，改善動物腸道內(nèi)環(huán)境、調(diào)控腸道微生物區(qū)系、抑制有害菌增殖，進(jìn)而提高動物的生產(chǎn)性能、抗應(yīng)激能力和免疫能力[5-7]。周懌等[8]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加酵母β-葡聚糖可優(yōu)化早期斷奶犢牛腸道微生物結(jié)構(gòu)、刺激瘤網(wǎng)胃的發(fā)育、提高犢牛的生產(chǎn)性能。此外，酵母β-葡聚糖可提高動物機(jī)體抗氧化酶的活性。劉群芳等[9]研究表明，飼糧中添加β-葡聚糖可提高凡納濱對蝦血清中谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性，降低丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量，其中GSH-Px和SOD活性分別提高了0.64%、50.80%，MDA含量降低了49.81%。目前，飼糧中添加酵母β-葡聚糖在單胃動物[10]、幼齡反芻動物[11]和水產(chǎn)動物[6]上的研究已經(jīng)證明，酵母β-葡聚糖作為一種微生態(tài)制劑的有效性，但有關(guān)圍產(chǎn)期奶牛飼糧中添加酵母β-葡聚糖對母牛生產(chǎn)性能、血液生化指標(biāo)及抗氧化能力的影響未有報道。因此，本試驗旨在探究飼糧中添加酵母β-葡聚糖對圍產(chǎn)期奶牛生產(chǎn)性能、血液生化指標(biāo)及抗氧化能力的影響，為奶牛生產(chǎn)應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 酵母β-葡聚糖來源

試驗用酵母β-葡聚糖由法國樂斯福集團(tuán)生產(chǎn)，主要成分為70% β-葡聚糖、4%蛋白質(zhì)、2%脂肪、5%甘露寡糖、5%灰分、4%水分和10%其他多糖。

1.2 試驗動物與試驗設(shè)計

試驗采用完全隨機(jī)設(shè)計，選擇體況評分(3.63±0.06)、胎次(2.88±0.05)、上一泌乳期產(chǎn)奶量[(36.86±1.06) kg/d]及預(yù)產(chǎn)期[(28±1) d]相近的40頭干奶牛健康荷斯坦奶牛，隨機(jī)分為2組，每組20頭。對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，試驗組飼喂在基礎(chǔ)飼糧中添加10 g/(頭·d)酵母β-葡聚糖的試驗飼糧。產(chǎn)前21 d開始飼喂，晨飼時將酵母β-葡聚糖撒在基礎(chǔ)飼糧表面，保證奶牛進(jìn)食完全。試驗期49 d，其中預(yù)試期7 d，正試期42 d。本試驗于2016年12月1日至2017年1月18日在山東省東營市澳亞現(xiàn)代牧場進(jìn)行。

1.3 飼糧與飼養(yǎng)管理

飼糧參照NRC(2001)奶牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)配制，以全混合日糧(TMR)形式飼喂。試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。試驗牛采用的散欄式飼養(yǎng)(帶臥床)，每天飼喂2次(07:00和14:00)，自由采食、飲水，保證剩料量在5%～10%。母牛產(chǎn)后在07:00、14:00和20:00采用利拉伐PR3100HD自動轉(zhuǎn)盤擠奶系統(tǒng)擠奶3次。

表1 試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))

續(xù)表1項目 Items產(chǎn)前 Prepartum產(chǎn)后 Postpartum中性洗滌纖維 NDF47.6630.55酸性洗滌纖維 ADF25.3020.17粗灰分 Ash7.215.91泌乳凈能 NEL/(MJ/kg)5.576.95鈣 Ca0.731.03磷 P0.300.40

1)每千克初產(chǎn)奶牛預(yù)混料含 One kilogram of premix for primiparous cow contained the following:I 100 mg,Cu 1 500 mg,Mn 3 300 mg,Zn 5 000 mg,Co 36 mg,VA 550 000 IU,VD 220 000 IU,VE 3 100 IU。

2)每千克干奶牛預(yù)混料含One kilogram of premix for dry cow contained the following:I 100 mg,Cu 2 200 mg,Mn 5 000 mg,Zn 7 500 mg, Co 40 mg,VA 675 000 IU,VD 225 000 IU,VE 7 200 IU。

3)泌乳凈能為計算值[根據(jù)NRC(2001)]，其余指標(biāo)均為實測值。NELwas a calculated value [according to NRC(2001)], while other nutrient levels were measured values.

1.4 樣品的采集與分析

1.4.1 飼糧樣品的采集與分析

正試期每周最后3 d，每天記錄每組牛的加料量和剩料量，計算每組牛的采食量，按四分法采集飼糧樣和剩料樣，使用DGG-9203A型鼓風(fēng)機(jī)干燥箱65 ℃烘至恒重，制備成風(fēng)干樣品，再將風(fēng)干樣品使用RETSCH-SM100型切割式研磨儀粉碎，過2 mm孔徑篩保存，測定干物質(zhì)(DM)含量，計算干物質(zhì)采食量(DMI)。DM、粗蛋白質(zhì)(CP)、中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量的測定參照張麗英[12]的方法。

1.4.2 奶樣的采集與分析

奶牛產(chǎn)犢后，每天逐頭牛記錄產(chǎn)奶量。分娩后每周最后1天將采集的正常乳樣按早∶中∶晚=4∶3∶3混合，取50 mL加入溴硝丙二醇防腐劑，立即送往北京奶牛中心乳品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站，采用FOSS乳成分分析儀(MilkoScanTMFT6000)測定乳成分。按照以下公式計算4%乳脂校正乳產(chǎn)量：

4%乳脂校正乳產(chǎn)量(kg/d)=0.4×產(chǎn)奶量(kg/d)+ 15×乳脂產(chǎn)量(kg/d)。

1.4.3 血樣的采集與分析

分別于產(chǎn)前21、7 d晨飼前，產(chǎn)后2 h，產(chǎn)后3、7、15、21 d晨飼前用真空采血管于尾靜脈采集血樣10 mL，室溫靜置30 min后，3 000×g4 ℃離心15 min制備血清，血清分裝于500 μL無菌離心管，-20 ℃冷凍保存?zhèn)溆?。采用南京建成生物工程研究所的試劑盒，按照操作說明測定血清的總抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)、SOD和GSH-Px活性、MDA及非酯化脂肪酸(nonesterified fatty acid,NEFA)含量；采用葡萄糖氧化酶法檢測血清葡萄糖(glucose,GLU)含量；采用雙縮脲法檢測血清總蛋白(total protein,TP)含量；采用溴甲酚綠法檢測血清白蛋白(albumin,ALB)含量；血清結(jié)合珠蛋白(haptoglobin，Hp)、淀粉樣蛋白A(amyloid A，AA)和C-反應(yīng)蛋白(C-reactive protein，CRP)含量由北京華英生物技術(shù)研究所采用酶聯(lián)免疫競爭法檢測。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)采用SAS 9.4中的PROC MIXED模塊進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)檢驗，以最小二乘平均值表示統(tǒng)計結(jié)果。試驗牛為隨機(jī)因素，試驗處理為固定因素，采用Duncan氏法進(jìn)行多重比較。P<0.05表示差異顯著，0.05≤P<0.10表示有差異趨勢。

2 結(jié)果與分析

2.1 酵母β-葡聚糖對圍產(chǎn)期荷斯坦奶牛生產(chǎn)性能的影響

由表3可知，試驗組產(chǎn)前DMI與對照組之間差異不顯著(P>0.05)，但產(chǎn)后DMI提高了9.66%，差異顯著(P<0.05)；試驗組奶牛的產(chǎn)奶量比對照組提高了1.68 kg/d，差異顯著(P<0.05)，乳蛋白產(chǎn)量提高了0.09 kg/d，差異顯著(P<0.05)，乳脂率、乳糖率及乳蛋白率與對照組差異不顯著(P>0.05)。

表3 飼糧中添加酵母β-葡聚糖對圍產(chǎn)期荷斯坦奶牛生產(chǎn)性能的影響

2.2 酵母β-葡聚糖對圍產(chǎn)期荷斯坦奶牛血清生化指標(biāo)的影響

由表4可知，試驗組奶牛血清TP和ALB含量與對照組間差異不顯著(P>0.05)，但產(chǎn)后血清TP含量有升高的趨勢(P=0.06)；試驗組產(chǎn)后血清中GLU含量較對照組提高了9.43%，差異顯著(P<0.05)；試驗組產(chǎn)后血清中NEFA含量較對照組低17.92%，差異顯著(P<0.05)；在產(chǎn)前和產(chǎn)后，試驗組與對照組奶牛血清CRP、AA和Hp含量均沒有顯著差異(P>0.05)。

表4 飼糧中添加酵母β-葡聚糖對圍產(chǎn)期荷斯坦奶牛血清生化指標(biāo)的影響

2.3 酵母β-葡聚糖對圍產(chǎn)期荷斯坦奶牛血清抗氧化能力的影響

由表5可知，試驗組產(chǎn)前和產(chǎn)后血清MDA含量較對照組分別降低了29.71%、8.54%，差異不顯著(P>0.05)，血清GSH-Px活性分別比對照組提高了58.25%、27.00%，差異顯著(P<0.05)；試驗組產(chǎn)前和產(chǎn)后血清T-AOC較對照組分別提高5.14%、1.96%，血清SOD活性較對照組分別提高5.32%、8.20%，差異均不顯著(P>0.05)。

表5 飼糧中添加酵母β-葡聚糖對圍產(chǎn)期荷斯坦奶牛血清抗氧化能力的影響

3 討 論

3.1 酵母β-葡聚糖對圍產(chǎn)期荷斯坦奶牛生產(chǎn)性能的影響

酵母β-葡聚糖與許多功能性寡糖的作用相似，可增加動物腸道乳酸桿菌等有益菌增殖，降低大腸桿菌等有害菌數(shù)，對提高動物的生產(chǎn)性能有重要作用[13-14]。周懌等[8]研究表明，酵母β-葡聚糖可顯著提高早期斷奶犢牛瘤胃乳頭長度(1 059.05 μm vs. 1 521.82 μm)、寬度(392.95 μm vs. 457.16 μm)和黏膜厚度(1 310.77 μm vs. 1 679.56 μm)，促進(jìn)瘤胃組織發(fā)育，調(diào)節(jié)微生物結(jié)構(gòu)，提高生產(chǎn)性能。魏占虎等[15]研究表明，飼糧中添加酵母β-葡聚糖可提高早期斷奶羔羊的日增重，調(diào)節(jié)瘤胃微生物區(qū)系的平衡，促進(jìn)瘤胃表皮發(fā)育，改善羔羊的生長性能。Dritz等[11]和Schoenherr等[14]研究表明，飼糧中添加0.025%的β-葡聚糖可以增加斷奶仔豬的采食量而顯著提高日增重。本試驗結(jié)果表明，飼糧中添加酵母β-葡聚糖使奶牛的產(chǎn)后DMI、產(chǎn)奶量和乳蛋白產(chǎn)量分別提高了9.66%、1.68 kg/d和0.09 kg/d。這可能是瘤胃乳酸菌和纖維分解菌菌群在酵母β-葡聚糖的刺激下進(jìn)行增殖，增加了有益菌的數(shù)量與生長速度，有助于粗纖維的消化和緩解進(jìn)食后瘤胃液pH的降低，維持瘤胃內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定；酵母菌細(xì)胞壁的破裂，釋放了豐富的風(fēng)味化合物，增加了飼料的適口性，刺激奶牛采食，增加產(chǎn)奶量。此外，酵母β-葡聚糖可以提高瘤胃微生物蛋白的濃度與質(zhì)量，有助于腸道中乳蛋白的產(chǎn)生，提高乳蛋白產(chǎn)量。

3.2 酵母β-葡聚糖對圍產(chǎn)期荷斯坦奶牛血清生化指標(biāo)的影響

血清TP與ALB可以反映機(jī)體對蛋白質(zhì)的吸收、合成、分解情況，正常范圍分別為67.4～74.6 g/L和29.0～36.6 g/L[16]。本試驗結(jié)果表明，飼糧中添加酵母β-葡聚糖對奶牛血清的TP和ALB含量無顯著影響，且均在正常范圍內(nèi)，與Ma等[17]研究結(jié)果相一致。但產(chǎn)后奶牛血清中TP含量在數(shù)值有升高的趨勢，可能是酵母β-葡聚糖提高了瘤胃中纖維分解菌的活性，促進(jìn)纖維的消化和乳酸的利用，增加瘤胃至十二指腸的微生物蛋白含量，從而提高了血清中TP的含量。

血清GLU含量是反映機(jī)體內(nèi)能量平衡的一種常用指標(biāo)，血清GLU含量低是能量缺乏的標(biāo)志[18]。NEFA是機(jī)體處于能量負(fù)平衡狀態(tài)時，分解脂肪組織中的甘油三酯的產(chǎn)物，NEFA含量高是誘發(fā)機(jī)體氧化應(yīng)激的主要原因，其可以抑制GSH-Px的活性，引起線粒體中超氧陰離子、過氧化氫的生成，產(chǎn)生更多的活性氧等自由基[19]。本試驗結(jié)果表明，飼糧中添加酵母β-葡聚糖顯著提高了圍產(chǎn)期奶牛血清GLU含量，降低了血清NEFA含量。這可能是試驗組奶牛血清抗氧化能力及DMI較高，增強(qiáng)了圍產(chǎn)期的奶牛糖異生作用，緩解了奶牛的能量負(fù)平衡及脂質(zhì)動員，使得血清GLU含量升高且血清NEFA含量降低。

β-葡聚糖可以改變白細(xì)胞介素1(IL-1)和其他細(xì)胞因子受體拮抗劑的平衡，減少急性期蛋白Hp的合成，使拮抗劑被優(yōu)先合成分泌，減少免疫反應(yīng)，降低免疫反應(yīng)營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，提高動物的生產(chǎn)性能[11,20]。Hp是動物受到來自內(nèi)外的刺激，如感染、炎癥、外傷等應(yīng)激后，機(jī)體出現(xiàn)急性期反應(yīng)時，發(fā)生急劇變化的蛋白質(zhì)，除Hp以外，急性期蛋白還包括AA、CRP等[21-22]。Lei等[23]研究肉牛飼糧中添加酵母細(xì)胞壁可降低血漿中Hp、AA及CRP含量，提高肉牛生產(chǎn)性能。Dritz等[11]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加β-葡聚糖可降低斷奶仔豬血漿中Hp含量，提高了仔豬的日增重。本試驗飼糧中添加酵母β-葡聚糖對急性期蛋白沒有顯著影響，有待于進(jìn)一步研究。

3.3 酵母β-葡聚糖對圍產(chǎn)期荷斯坦奶牛血清抗氧化能力的影響

酵母β-葡聚糖作為一種具有廣泛免疫活性的多糖類物質(zhì)，可以有效地清除體內(nèi)的自由基，阻止過氧化氫和其他活性氧對機(jī)體的損害，同時也可以提高機(jī)體內(nèi)的抗氧化酶活性，降低氧化產(chǎn)物對細(xì)胞的毒害作用，保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的完整性[6,24]。GSH-Px是機(jī)體內(nèi)廣泛存在的一種抗氧化酶，可催化過氧化氫分解，使機(jī)體組織的大分子成分免受氧自由基的侵襲。MDA是氧自由基攻擊生物膜中多不飽和脂肪酸導(dǎo)致其發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng)生成的主要產(chǎn)物，可引起細(xì)胞損傷，降低血清中的抗氧化酶GSH-Px和SOD的活性[25-26]。劉金艷等[27]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加400 mg/kg的β-葡聚糖可顯著提高斷奶仔豬血漿中GSH-Px活性。段麗娟[28]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加0.025%的β-葡聚糖可顯著提高早期斷奶仔豬的血液抗氧化能力，降低血液MDA含量。本研究中，添加酵母β-葡聚糖顯著提高了圍產(chǎn)期奶牛血清GSH-Px活性，有降低產(chǎn)前血清MDA含量的趨勢，有效地提高了圍產(chǎn)期奶牛的抗氧化能力，降低了脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，緩解了圍產(chǎn)期奶牛的氧化應(yīng)激。

4 結(jié) 論

在本試驗條件下，圍產(chǎn)期飼糧中添加10 g/(頭·d)酵母β-葡聚糖可提高奶牛的產(chǎn)后DMI、產(chǎn)奶量、乳蛋白產(chǎn)量，提高產(chǎn)后血清GLU含量及血清抗氧化能力，降低產(chǎn)后血清NEFA含量。

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