宋柏螈,陶振陽,任洪濤,王毅航,趙 路, 陳萬光，王占彬*

(1.河南科技大學(xué) 動物科技學(xué)院，河南 洛陽 471023；2.洛陽師范學(xué)院生命科學(xué)系，河南 洛陽 471002)

雜交構(gòu)樹(B.kazinoki×B.papyrifera)，又稱航天雜交構(gòu)樹、高蛋白飼料樹，屬?？茦?gòu)屬(Broussonetia)植物，是中國科學(xué)院植物研究所培育的綠化用材與飼料兼用、具有突出抗逆性和很高經(jīng)濟價值與生態(tài)價值的復(fù)合型多功能樹種[1-2]。雜交構(gòu)樹具有粗蛋白含量高、礦物質(zhì)維生素含量豐富、適口性好、木質(zhì)素含量低[2]，以及抑菌性強的特點[3]，可作為粗蛋白木本飼料加以開發(fā)利用[2]。此外，雜交構(gòu)樹中的多數(shù)氨基酸含量較苜蓿草粉高[4]，可替代苜蓿并改善TMR的發(fā)酵品質(zhì)[5]。司丙文等[6]在雜交構(gòu)樹青貯中添加糖蜜、酶菌復(fù)合制劑及防腐劑，對于發(fā)酵品質(zhì)和營養(yǎng)價值方面均有明顯的改善。屠焰等[7]采用尼龍袋法研究雜交構(gòu)樹的葉片、細枝條、全株嫩苗、莖桿在瘤胃內(nèi)24 h和48 h后的降解率，結(jié)果達到了90%左右。另外，單胃動物日糧中使用構(gòu)樹葉粉能降低腹瀉率及腹瀉指數(shù)，同時在不影響生產(chǎn)性能的前提下可改善肉、蛋品質(zhì)[8-9]。飼喂一定比例發(fā)酵構(gòu)樹飼料能夠增加奶牛產(chǎn)奶量，對其抗氧化能力和牛奶成分產(chǎn)生積極影響[10-11]。林萌萌等[12]研究表明，青貯雜交構(gòu)樹可以作為肉羊日糧中的蛋白飼料，降低飼料成本，但適宜添加量有待進一步研究。然而，目前關(guān)于雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料對牛乳品質(zhì)影響方面的研究報道較少，其適宜的添加比例還不明晰。本試驗旨在研究雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料在奶牛日糧中的適宜添加比例以及對牛乳品質(zhì)的影響，并對乳清抗氧化指標和生化指標進行檢測，為雜交構(gòu)樹飼料在泌乳奶牛上的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料由洛陽某公司提供。將鮮雜交構(gòu)樹葉枝機械收割，切碎至2 cm，用打包機直接打包發(fā)酵40 d做成發(fā)酵飼料。

1.2 試驗動物與試驗設(shè)計

本試驗采用單因素完全隨機分組試驗設(shè)計，選取泌乳天數(shù)、產(chǎn)奶量、胎次和乳成分相近、健康狀況良好的荷斯坦泌乳奶牛20頭，隨機分為4組，每組5個重復(fù)。對照組飼喂TMR全混合日糧，試驗Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ組分別在基礎(chǔ)日糧中添加4%、8%和12%的雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料，同時以風(fēng)干物質(zhì)為基礎(chǔ)替換苜蓿干草分別為1.3%，2.6%、3.9%。試驗于2018年8月17日在洛陽華豐奶牛場進行，預(yù)飼期5 d，試驗期40 d。

1.3 試驗日糧與飼養(yǎng)管理

試驗日糧參照美國NRC奶牛營養(yǎng)需要(2001版)標準[13]配制，基礎(chǔ)日糧組成及營養(yǎng)水平見表1。各組試驗牛飼養(yǎng)于同一半開放式牛舍，每日投料2次(5：30、18：00)，發(fā)酵雜交構(gòu)樹飼料直接混合于TMR日糧中，自由采食和飲水。

表1 試驗日糧組成和營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis)

1.4 樣品采集及測定方法

1.4.1 產(chǎn)奶量測定 試驗期每天測定2次，分別于4：30和17：30收集牛乳，采用美國 BouMatic 自動擠奶系統(tǒng)記錄產(chǎn)奶量。

1.4.2 牛奶成分分析 于試驗期第10、20、30和40天早晚按1∶1比例采集50 mL奶樣盛入加有重鉻酸鉀的離心管中混合均勻，送往洛陽市DHI檢測中心，采用美國本特利LY-YQ0002測定儀進行體細胞測定，F(xiàn)CM-150分析儀測定乳脂肪、乳蛋白、乳糖、非固體物質(zhì)、干物質(zhì)、尿素氮等指標。

1.4.3 乳清指標的測定 乳清指標均用上海翱藝UV-1200型紫外可見分光光度計測定。于試驗期第10、20、30和40天早晚按1∶1比例每頭牛各采集50 mL乳樣，經(jīng)4 ℃低溫離心(10 000 r/min，30 min)取中間層，將所得乳清分裝在10個離心管，-20 ℃冷凍保存待測。乳清測定指標包括：超氧化物歧化酶(SOD)、總抗氧化能力(TAC)、丙二醛(MDA)、蛋白定量、堿性磷酸酶(AKP)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)及谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)。試劑盒均購自南京建成生物研究所，按試劑盒操作說明進行測定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel進行初步整理，用SPSS 20.0進行單因素方差分析(one-way ANOVA)，采用Duncan法進行多重比較，數(shù)據(jù)以“平均值±標準差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料營養(yǎng)成分

雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料成熟后，莖葉清晰可見，氣味芳香，質(zhì)地柔軟。由表2可見，相對于苜蓿草粉而言，雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料的CP、TND和NEL相當(dāng)，NDF、EE、Ash與Ca的含量較高，而ADF、ADL、P 含量略低。從主要營養(yǎng)成分指標看，雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料替代苜蓿飼喂奶牛是可行的。

表2 雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料與苜蓿干草營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 2 Nutrient components of B.kazinoki×B.papyrifera silage and alfalfa hay (DM basis) %

2.2 奶牛產(chǎn)奶量和乳成分

奶牛產(chǎn)奶量和乳成分見表3。與對照組相比：試驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組產(chǎn)奶量、乳脂率、乳蛋白率和干物質(zhì)差異不顯著(P>0.05)；試驗Ⅰ組乳糖率顯著提高(P<0.05)，Ⅱ、Ⅲ組差異不顯著(P>0.05)，但Ⅰ組較Ⅱ組提高了1.39%(P<0.05)；試驗Ⅱ組非脂固體顯著降低(P<0.05)，Ⅰ、Ⅲ組無差異顯著(P>0.05)；Ⅰ組尿素氮顯著降低(P<0.05)，Ⅱ、Ⅲ組有降低趨勢但差異不顯著(P>0.05)；試驗Ⅲ組體細胞降低了36.11%(P<0.05)，Ⅰ、Ⅱ組差異不顯著(P>0.05)。

表3 雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料對產(chǎn)奶量和乳成分的影響Table 3 Effects of B.kazinoki×B.papyrifera silage on milk yield and milk composition

2.3 奶牛乳清指標

2.3.1 奶牛乳清抗氧化指標 由表4可見，與對照組相比，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組SOD均差異不顯著(P>0.05)；Ⅰ、Ⅱ組MDA含量差異均不顯著(P>0.05)，試驗Ⅲ組的含量顯著降低(P<0.05)；Ⅰ、Ⅱ組TAC均無顯著差異(P>0.05)，試驗Ⅲ組顯著提高了47.83%(P<0.05)。

表4 發(fā)酵雜交構(gòu)樹飼料對奶牛乳清抗氧化指標的影響Table 4 Effects of B.kazinoki×B.papyrifera silage on whey antioxidant capacity

2.3.2 奶牛乳清生化指標 由表5見，與對照組相比，試驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組蛋白定量及AKP均差異不顯著(P>0.05)；Ⅱ、Ⅲ組ALT顯著降低(P<0.05)，Ⅰ組差異不顯著(P>0.05)；Ⅰ組AST顯著降低71%(P<0.05)，Ⅱ、Ⅲ組差異均不顯著(P>0.05)。

表5 發(fā)酵雜交構(gòu)樹飼料對奶牛乳清生化指標的影響Table 5 Effects of B.kazinoki×B.papyrifera silage on whey biochemical indexes

3 討 論

3.1 雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料對產(chǎn)奶量及乳成分的影響

產(chǎn)奶量是衡量奶牛生產(chǎn)性能的直觀標準，飼喂雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料對奶牛產(chǎn)奶量及乳成分含量均有一定程度的積極影響，但奶量、乳脂率、乳蛋白和干物質(zhì)各組間差異均不顯著，這與Si等[11]的研究結(jié)果基本一致。非脂乳固體含量是衡量牛乳營養(yǎng)質(zhì)量的一項指標，會影響酸奶的粘稠度及保鮮度[14]，本試驗中8%添加量的試驗結(jié)果與張慧敏等[15]的非脂固體與乳糖、乳蛋白呈顯著正相關(guān)研究結(jié)果略有差異，但符合不得低于8.3%的標準[16]。

乳糖是乳中主要的碳水化合物，可以促進鈣和氨基酸的吸收、調(diào)節(jié)腸道菌群[16-17]。在斷奶前和剛斷奶的仔豬飼料中加入高濃度的乳糖可避免引發(fā)腸道的高滲透壓，降低腹瀉率[18]。利用牛奶尿素氮含量評價奶牛日糧粗蛋白水平、能氮平衡、氮利用率、繁殖率以及診斷代謝疾病已成為奶?？茖W(xué)研究的熱點[19]。有研究表明尿素氮值隨產(chǎn)奶量的增加而升高[20]，Broderick等[21]研究發(fā)現(xiàn)尿素氮值和產(chǎn)奶量呈負相關(guān)，并與乳蛋白、乳脂含量均呈負相關(guān)。此外，牛奶中的體細胞是反映乳腺健康和牛奶品質(zhì)的關(guān)鍵因素，因為這些細胞是在乳腺炎免疫反應(yīng)時產(chǎn)生的，每毫升含有40多萬體細胞的牛奶被認為不適合人類食用[22]，到達50萬則被認為是隱性乳腺炎。相關(guān)研究表明，如果將體細胞水平降低到50 000 個/mL，不僅能夠提高牛奶產(chǎn)量，農(nóng)場溫室氣體總排放強度也有可能降低3.7%[23]。在本試驗中，添加12%的雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料對降低牛奶體細胞效果明顯，這與Si等[11]研究結(jié)果相一致。此外，有報道體細胞的增加會導(dǎo)致脂肪和蛋白質(zhì)含量增加，而牛奶產(chǎn)量、乳糖和尿素氮含量將明顯下降[24]，但本試驗未發(fā)現(xiàn)此類情況，可能是由于雜交構(gòu)樹中的活性成分具有抗炎作用[3-4]，從而避免了因炎癥所導(dǎo)致的相關(guān)指標合成減少。Reis等[25]在乳體細胞的差異水平研究中發(fā)現(xiàn)了乳脂、蛋白質(zhì)和乳糖的相應(yīng)變化，并且乳體細胞與乳尿素氮值之間呈正相關(guān)，Mazal等[26]在研究中也得出了同樣的結(jié)論，即當(dāng)奶牛的乳房沒有被感染時，體細胞和牛奶中的蛋白質(zhì)含量之間可能沒有聯(lián)系。

3.2 雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料對乳清抗氧化指標的影響

牛乳中含有60種以上的酶，通過分析泌乳過程中進入乳中的酶，可以獲知乳腺細胞的代謝情況，并輔助進行相關(guān)疾病的診斷[17]，同時多種抗氧化物質(zhì)的攝取對于人類預(yù)防心血管、癌癥、神經(jīng)等疾病具有重要意義[27]。SOD和TAC是衡量生物機體內(nèi)抗氧化能力的重要指標，可降低自由基對機體的毒害程度；血漿酶活性在產(chǎn)奶期和干奶期有顯著變化，需要在產(chǎn)奶期對相關(guān)參數(shù)進行持續(xù)監(jiān)測[28]；脂質(zhì)過氧化被認為是包括炎癥在內(nèi)的許多疾病的關(guān)鍵因素，同時導(dǎo)致牛奶營養(yǎng)價值降低；MDA為脂質(zhì)過氧化標志物，檢測MDA的濃度不僅可以判斷脂質(zhì)過氧化程度，還可作為乳腺炎的診斷指標[29]?？寡趸到y(tǒng)能夠有效地應(yīng)對過氧化脂質(zhì)的產(chǎn)生，可在MDA中觀察到巨大的個體間變異[30]。

相關(guān)報道表明牛奶體細胞計數(shù)與MDA正相關(guān)，與TAC負相關(guān)[27]，本試驗與此研究結(jié)果一致。黃酮類化合物是影響雜交構(gòu)樹青貯飼料抗氧化活性的主要成分，隨著該成份的增加，雜交構(gòu)樹青貯飼料的抗氧化能力得到提高[2-4,31]。相關(guān)研究表明灌木和樹木的平均TAC水平高于草及干草，高TAC植物的攝入可能有利于牛的TAC狀態(tài)[32]。本試驗中雜交構(gòu)樹青貯飼料未對奶牛乳清SOD濃度產(chǎn)生影響，試驗結(jié)果均在正常范圍之內(nèi)，這可能是由于試驗周期或雜交構(gòu)樹青貯飼料的劑量不在適當(dāng)范圍內(nèi)所造成的。

3.3 雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料對乳清生化指標的影響

ALT、 AST和 AKP是重要的分解酶，在動物的肝功能方面有重要作用。牛乳中的AKP也來自中性粒細胞，在未感染乳腺炎外周血中，酶活性相對較低。當(dāng)微生物侵染時，機體啟動免疫防御機制的表現(xiàn)之一是帶有AKP活性的中性粒細胞比率增加，且在感染后第3天AKP的活性顯著提高，即AKP活性與炎癥嚴重程度密切相關(guān)[19]。也有研究表明體細胞和AKP呈極顯著正相關(guān)，但本試驗AKP各組間差異不顯著，這可能是由于試驗時間不足或添加劑量不在適當(dāng)范圍內(nèi)所造成的[33]。血清轉(zhuǎn)氨酶水平升高是肝臟疾病的一項指標，Liu等[34]研究發(fā)現(xiàn)牛奶和血漿中血清轉(zhuǎn)氨酶活性之間有顯著正相關(guān)性，檢測牛奶中ALT、AST、AKP活性可能是監(jiān)測奶牛肝功能的一種替代方法。Miles等[35]研究結(jié)果表明，機體內(nèi)的ALT和AST與牛齡正相關(guān)，而本試驗所選牛胎次為2～4胎，存在一定的年齡差距，因此對本項指標或有一定影響。乳清可用作功能性食品，乳清蛋白對與氧化應(yīng)激相關(guān)的疾病有治療作用，同時有助于降低血液中轉(zhuǎn)氨酶、尤其是ALT的水平。乳清在體外試驗中具有影響轉(zhuǎn)氨酶的還原、抑制酶活性等作用[36]。導(dǎo)致奶牛酶活性變化的原因是多方面的[37]，本試驗中檢測到的AST差異可能與試驗個體的生理階段以及環(huán)境等因素有關(guān)，這些因素還有待進一步研究。

4 結(jié) 論

添加8%和12%雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料可降低牛乳體細胞含量，并提高乳清抗氧化功能，雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料可作為新型木本飼料開發(fā)利用。