朱春俠，鳳 英，張金文，成立新，胡 明，杜瑞平，趙 霞，楊 坤，張興夫

（1. 內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院， 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031；2. 呼和浩特市家畜改良工作站， 內(nèi)蒙古 呼和浩特010020）

γ-聚谷氨酸（PGA）是D-谷氨酸和L-谷氨酸通過γ-酰胺鍵聚合而成， 通常由500～5 000 個(gè)谷氨酸分子組成，分子量在10～10 000 kDa［1］。特殊的分子結(jié)構(gòu)賦予了γ-PGA 極強(qiáng)的保水性、 抗逆性、離子吸附性和易降解性，引起了人們的關(guān)注。作為一種新型的多功能生物制品，γ-PGA 被廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、化妝品、食品和環(huán)保等多個(gè)領(lǐng)域。有研究發(fā)現(xiàn)γ-PGA 能夠顯著提高植物對氮、磷和鉀的吸收水平［2］，也有研究發(fā)現(xiàn)，施用γ-PGA 能夠顯著提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和肥料的利用率［3］。 目前，關(guān)于γ-PGA 的研究集中在制備工藝、食品、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域， 而作為飼料添加劑應(yīng)用到反芻動(dòng)物營養(yǎng)調(diào)控中鮮有報(bào)道。 該試驗(yàn)主要研究γ-聚谷氨酸對奶牛犢牛血清生化指標(biāo)的影響，為γ-聚谷氨酸在反芻動(dòng)物營養(yǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選用平均體重為（220±30）kg 的荷斯坦斷奶犢牛16 頭， 按同質(zhì)原則分為對照組和試驗(yàn)組，每組8 頭。 對照組和試驗(yàn)組犢牛每天每頭牛飼喂3 kg 顆粒飼料（見表1），玉米秸稈隨意采食。 試驗(yàn)組顆粒飼料中按照千分之五的比例加入聚谷氨酸。 試驗(yàn)進(jìn)行70 d，前10 d 為預(yù)飼期，后60 d為試驗(yàn)期。 試驗(yàn)開始前對試驗(yàn)牛進(jìn)行驅(qū)蟲和防疫，打耳號，圈舍消毒。 正式試驗(yàn)開始時(shí)清晨對試驗(yàn)?？崭狗Q重，并對個(gè)別試驗(yàn)牛進(jìn)行調(diào)整，使兩組牛體重差異不顯著（P＞0.05）。 每天分別在7：00 和18：00 按照5∶5 的比例投放顆粒飼料，自由飲水。

1.2 試驗(yàn)材料

γ-聚谷氨酸購自武漢光華時(shí)代生物科技有限公司，膏狀液體，含量為20%。將1.5 kg γ-聚谷氨酸液體溶解到16.5 kg 水中，攪拌均勻，加入300 kg精料， 使用混合機(jī)混合均勻后應(yīng)用小型平模制粒機(jī)（22 kW）制作顆粒飼料。

1.3 樣品的采集和測定

1.3.1 樣品的采集試驗(yàn)期最后一天清晨， 對試驗(yàn)?？崭诡i靜脈穿刺采血， 用10 mL 的無菌采血管采集血液，靜置30 min。 最后于2～8 ℃條件下置于離心機(jī)3 000 r/min 離心10 min， 用干燥EP管收集血清。

1.3.2 樣品的測定血清測定指標(biāo)有如下幾個(gè)方面：①免疫指標(biāo)，包括IgG、IgA、IgM；②抗氧化指標(biāo)，包括谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）、超氧化物歧化酶（SOD）、總抗氧化能力（T-AOC）、丙二醛（MDA）；③營養(yǎng)代謝指標(biāo)，包括總蛋白（TP）、白蛋白（ALB）、血尿素氮（BUN）、葡萄糖（GLU）、非酯化脂肪酸（NEFA）和β-羥基丁酸（β-HB）；④肝臟功能指標(biāo)， 包括谷草轉(zhuǎn)氨酶 （AST） 和谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）；⑤礦物質(zhì)指標(biāo)，包括Fe、Zn、Cu、Ca 和P；⑥維生素指標(biāo)，包括VA 和VC。 以上指標(biāo)由北京華英生物技術(shù)研究所測定， 所用試劑盒購自南京建成公司， 測定儀器為邁瑞B(yǎng)S-420 全自動(dòng)生化儀，檢測方法為比色法。

表1 基礎(chǔ)顆粒飼料原料組成與營養(yǎng)成分（干物質(zhì)基礎(chǔ)）

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

數(shù)據(jù)應(yīng)用SAS 9.2 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件中的Paired ttest 檢驗(yàn)過程進(jìn)行分析， 因子顯著性采用t 檢驗(yàn)。P＜0.05 為差異顯著，P＞0.05 為差異不顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 γ-聚谷氨酸對犢牛血清免疫指標(biāo)的影響

表2 結(jié)果顯示，對照組犢牛血清當(dāng)中IgG、IgA和IgM 含量顯著（P＜0.05）高于試驗(yàn)組。

2.2 γ-聚谷氨酸對犢牛血清抗氧化指標(biāo)的影響

由表3 結(jié)果可以看出， 對照組犢牛血清中SOD、GSH-Px 活性顯著（P＜0.05）高于試驗(yàn)組。 總抗氧化能力（T-AOC）和丙二醛（MDA）含量兩組之間差異不顯著（P＞0.05）。

2.3 γ-聚谷氨酸對犢牛血清中肝臟功能指標(biāo)的影響

由表4 結(jié)果可以看出，AST 與ALT 活性兩組差異不顯著（P＞0.05）。

2.4 γ-聚谷氨酸對犢牛血清中營養(yǎng)代謝指標(biāo)的影響

由表5 可以看出， 對照組和試驗(yàn)組犢牛血清中TP、ALB、BUN、NEFA、GLU、Ca、P、Fe、Zn 含 量差異不顯著（P＞0.05）。 對照組犢牛血清中Cu、VA和VC 含量顯著（P＜0.05）高于試驗(yàn)組。

3 討論

3.1 γ-聚谷氨酸對犢牛血清免疫指標(biāo)的影響

γ-聚谷氨酸（PGA）具有特殊的分子結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、化妝品、食品和環(huán)保等領(lǐng)域，但鮮有作為飼料添加劑應(yīng)用在動(dòng)物養(yǎng)殖尤其是反芻動(dòng)物養(yǎng)殖領(lǐng)域的報(bào)道。 玉蕾葉等［4］研究發(fā)現(xiàn)，在體外γ-聚谷氨酸能夠促進(jìn)鈣的溶解，在體內(nèi)γ-聚谷氨酸能夠促進(jìn)小鼠小腸對鈣的吸收， 并能夠增加小鼠骨鈣和骨磷的含量。 張彩霞等［5］使用小鼠為試驗(yàn)動(dòng)物驗(yàn)證γ-聚谷氨酸（PGA）的安全性，試驗(yàn)結(jié)果表明，γ-聚谷氨酸（PGA）對小鼠健康無不良影響，屬于無毒級別。曹琪娜等［6］研究發(fā)現(xiàn)γ-聚谷氨酸能顯著提高小尾寒羊瘤胃乙酸、 氨態(tài)氮含量及菌群的多樣性。 由此，可以看出，γ-聚谷氨酸（PGA）在反芻動(dòng)物養(yǎng)殖領(lǐng)域應(yīng)用的前景廣闊。

表2 γ-聚谷氨酸對斷奶犢牛血清免疫指標(biāo)的影響 單位：g/L

表3 γ-聚谷氨酸對斷奶犢牛血清抗氧化指標(biāo)的影響

表4 γ-聚谷氨酸對斷奶犢牛血清AST 和ALT 活性的影響 單位：U/L

表5 γ-聚谷氨酸對犢牛血清中營養(yǎng)代謝指標(biāo)的影響

血清生化指標(biāo)能夠反映動(dòng)物機(jī)體健康狀況和營養(yǎng)物質(zhì)消化代謝情況。 在該試驗(yàn)中， 主要關(guān)注γ-聚谷氨酸（PGA）對斷奶犢牛免疫指標(biāo)、抗氧化指標(biāo)、 肝臟功能指標(biāo)以及營養(yǎng)物質(zhì)代謝指標(biāo)的影響。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，γ-聚谷氨酸顯著降低了犢牛血清當(dāng)中IgG、IgA 和IgM 含量， 但對照組和試驗(yàn)組血清中IgG 含量均在正常范圍內(nèi)。 相對于周芳芳等［7］測定的荷斯坦奶公犢血清中IgG、IgA 和IgM 含量， 該試驗(yàn)中測定IgG 含量偏低，IgA 含量偏低，IgM含量偏高，這可能與肉牛品種及所處生理階段有關(guān)。

3.2 γ-聚谷氨酸對犢牛血清抗氧化指標(biāo)的影響

T-AOC 代表整個(gè)機(jī)體的抗氧化能力，反映了動(dòng)物機(jī)體各種抗氧化酶協(xié)同作用結(jié)果。 超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）的作用是抑制自由基的生成與清除自由基， 其作用是防止自由基對生物膜和細(xì)胞質(zhì)的損傷。丙二醛（MDA）含量能反映機(jī)體脂質(zhì)過氧化的程度，從而間接地反映機(jī)體細(xì)胞損傷的程度［8］。 在該試驗(yàn)中試驗(yàn)組犢牛血清中SOD 和GSH-Px 的活性較低，說明氧化應(yīng)激的水平較低。相對于對照組，試驗(yàn)組犢牛血清中MDA 含量并沒有顯著提高，兩組總抗氧化能力（T-AOC）也沒有表現(xiàn)出顯著的差異，說明γ-聚谷氨酸對犢牛的抗氧化能力沒有負(fù)面的作用，甚至γ-聚谷氨酸有提高機(jī)體抗氧化能力的可能。 在抗氧化指標(biāo)的數(shù)值上與畢宇霖等［9］測定的抗氧化指標(biāo)結(jié)果在同一數(shù)量級。

3.3 γ-聚谷氨酸對犢牛血清中谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）和谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）活性的影響

谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）和谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）指標(biāo)主要用來反映肝臟的功能。 該試驗(yàn)的目的是檢測γ-聚谷氨酸是否會(huì)引起犢牛肝臟功能的損傷。 在該試驗(yàn)中，試驗(yàn)組與對照組血清中AST 和ALT 活性差異不顯著，說明γ-聚谷氨酸未對斷奶犢牛肝臟功能產(chǎn)生負(fù)面影響，與郭峰等［10］的研究結(jié)果比較， 該試驗(yàn)斷奶犢牛血清中的谷草轉(zhuǎn)氨酶和谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性均處在正常范圍內(nèi)。

3.4 γ-聚谷氨酸對犢牛血清中營養(yǎng)代謝指標(biāo)的影響

有研究發(fā)現(xiàn)，犢牛血清當(dāng)中總蛋白（TP）含量在55 g/L 以下會(huì)影響健康［11］。 在該研究中對照組和試驗(yàn)組血清中總蛋白TP 含量均在55 g/L 以上，且兩組差異不顯著（P＞0.05）。血清中白蛋白（ALB）含量可以反映動(dòng)物機(jī)體能量和蛋白質(zhì)營養(yǎng)狀況。蛋白質(zhì)長期攝入不足可使血清蛋白含量下降，在該試驗(yàn)中對照組和試驗(yàn)組血清ALB 含量差異不顯著（P＞0.05），說明γ-聚谷氨酸不會(huì)影響斷奶犢牛蛋白質(zhì)的攝入。非酯化脂肪酸（NEFA）是血液中的能量代謝物，反映了機(jī)體的能量代謝狀況。血清中的葡萄糖 （GLU） 是反映機(jī)體內(nèi)能量平衡的指標(biāo)， 在該試驗(yàn)中對照組和試驗(yàn)組犢牛血清中NEFA 含量、GLU 含量和BUN 含量差異均不顯著（P＞0.05）。以上研究結(jié)果說明γ-聚谷氨酸對斷奶犢牛能量代謝、能量平衡、蛋白質(zhì)利用無負(fù)面影響。

鈣、磷、鐵、鋅、銅是重要的礦物質(zhì)元素，在營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)與儲(chǔ)存代謝、維持膜結(jié)構(gòu)、酶的合成、骨的形成等方面發(fā)揮重要作用［12］。在該試驗(yàn)中，與對照組相比，γ-聚谷氨酸對犢牛血清中鈣、磷、鐵、鋅的含量無顯著影響（P＞0.05），卻顯著（P＜0.05）降低了血清中Cu 的含量，這個(gè)結(jié)果可能由兩方面的因素引起， 一是血清當(dāng)中存在γ-聚谷氨酸與Cu離子的絡(luò)合物，導(dǎo)致游離Cu 離子含量降低；二是γ-聚谷氨酸能夠促進(jìn)機(jī)體對Cu 的利用，導(dǎo)致血清中Cu 含量的降低。

VA 和VC 是維持動(dòng)物機(jī)體正常生理功能的重要微量營養(yǎng)素。在該試驗(yàn)中，試驗(yàn)組犢牛血清中VA 和VC 的含量顯著低于對照組，說明γ-聚谷氨酸可能促進(jìn)了動(dòng)物機(jī)體對VA 和VC 吸收利用。

4 結(jié)論

①γ-聚谷氨酸會(huì)降低斷奶犢牛血清中免疫球蛋白（IgG、IgM、IgA）的含量。

②γ-聚谷氨酸有提高斷奶犢牛機(jī)體抗氧化能力的可能。

③γ-聚谷氨酸可能會(huì)促進(jìn)斷奶犢牛對Cu、VA 和VC 的吸收與利用。

④γ-聚谷氨酸對斷奶犢牛肝臟功能、 能量代謝、能量平衡、蛋白質(zhì)利用無負(fù)面影響。