許 鵬 楊致玲 曹名玉 段增亮 馬曉強 王苗苗 張拴林 劉 強 郭 剛

(山西農業(yè)大學動物科學學院，太谷030801)

近20年來，我國奶牛平均單產增加了149.58%，但人均牛奶占有量在2018年和2019年分別為世界平均水平的20.78%和22.45%；牛奶中的脂肪酸以棕櫚酸(C16∶0)等飽和脂肪酸(SFA)為主，占乳脂肪的比例高達60%～66%[1-2]，SFA中的肉豆蔻酸(C14∶0)和C16∶0已被證明具有不良的高膽固醇作用，有引發(fā)心血管疾病的潛在危險[3]；提高奶牛生產水平和降低牛乳中SFA比例是目前奶業(yè)面臨的重要問題之一。處于泌乳盛期高產奶牛的生理特點是出現(xiàn)能量負平衡，隨著奶牛生產水平的不斷提高，高產奶牛的能量負平衡程度愈演愈烈，嚴重影響了奶牛生產性能、健康狀況和繁殖力，是成年奶牛被動淘汰的主要原因[4]。在奶牛飼糧中添加植物油可以滿足其對飼糧能量不斷提高的需求，不僅能避免泌乳前期能量負平衡導致體重快速下降對其健康造成的影響，而且能提高乳中多不飽和脂肪酸(PUFA)的含量[5-6]。

胡麻油是被廣泛應用于泌乳奶牛飼糧中用于提高牛奶中功能脂肪酸的物質[7-8]，已經證實，飼喂胡麻籽能使牛奶中功能性脂類如共軛亞油酸(CLA)和n-3脂肪酸含量增加[9]，給泌乳早期奶牛添加微粉化和全顆粒的胡麻籽[10]和泌乳中期添加膨化和研磨胡麻籽[11]，均能提高α-亞麻酸(ALA)和CLA含量。這些物質有利于嬰幼兒大腦發(fā)育、免疫力的提高和預防成年人的心腦血管疾病[12]，但直接添加脂肪不利于養(yǎng)分在瘤胃中降解，因為單不飽和脂肪酸(MUFA)對瘤胃微生物有害[13]，其適宜的添加量為4%[14]。許鵬等[15]用不同類型過瘤胃脂肪飼養(yǎng)泌乳盛期奶牛的結果表明，飼喂過瘤胃不飽和脂肪(RPUF)組奶牛乳中的順式油酸(C18∶1n9c)、順式亞油酸(C18∶2n6c)和總不飽和脂肪酸(∑UFA)含量比飼喂過瘤胃飽和脂肪(RPSF)組和對照組顯著提高，SFA含量顯著降低，而添加RPSF組的C16∶0和總飽和脂肪酸(∑SFA)含量則顯著增加，∑UFA含量顯著降低，但在奶牛和育肥肉牛飼糧中添加RPUF，均不能獲得含CLA的牛奶和牛肉[15-16]。由于CLA是溶纖維丁酸弧菌對反芻動物飼糧中亞油酸(C18∶2)異構化結果，而RPUF中的C18∶2在瘤胃不能降解，雖然胡麻油中富含C18∶2，但單獨添加胡麻油的用量卻受到了限制，不能很好緩解能量負平衡。如果把RPUF和胡麻籽結合起來使用，既能滿足高產奶牛對泌乳凈能的需要，又能產生含CLA的牛奶，還可以調控牛奶中脂肪酸的組成。曹名玉等[17]把RPUF和胡麻油(以胡麻籽形式添加)按照不同比例混合添加，以養(yǎng)分消化率為指標，結果顯示，脂肪添加水平為4%～5%、RPUF/胡麻油比例為45～70/30～55較為適宜。目前關于不同類型過瘤胃脂肪以不同添加水平對于奶牛生產性能和乳中脂肪酸組成的影響還未見報道。因此，本試驗通過研究不同類型過瘤胃脂肪以不同添加水平對于奶牛生產性能和乳中脂肪酸組成的影響，探究不同類型及添加水平的過瘤胃脂肪對泌乳盛期奶牛生產性能和乳中脂肪酸組成的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

RPUF由山西農業(yè)大學動物科學學院研制，系以胡麻油為脂肪源經皂化反應形成的脂肪酸鈣皂。其干物質(DM)含量為97.00%，以DM為基礎，脂肪含量為83.14%，其中月桂酸(C12∶0)、C14∶0、C16∶0和棕櫚油酸(C16∶1)含量均為0，硬脂酸(C18∶0)含量為3.74%，C18∶1n9c含量為18.96%，C18∶2n6c含量為12.16%，亞麻酸(C18∶3n3)含量為39.83%，其余長鏈脂肪酸(LCFA)含量為0.61%，24和48 h瘤胃平均消失率分別為5.15%和8.63%。RPSF為棕櫚脂肪粉，由某食油工業(yè)有限公司生產，其DM含量為97.00%，以DM為基礎，脂肪含量為99.50%，其中C14∶0含量<3.5%，C16∶0含量為80%～90%，C18∶0含量為1%～10%，C18∶2n6c和C18∶3n3含量<4.0%，24和48 h瘤胃平均消失率分別為2.03%和3.12%。胡麻籽購自山西某農業(yè)發(fā)展有限公司，其DM含量為90.70%，以DM為基礎，脂肪含量為38.32%，其中C12∶0、C14∶0和C16∶1含量均為0，C16∶0、C18∶0、C18∶1n9c、C18∶2n6c和C18∶3n3的含量分別為2.80%、1.93%、8.92%、5.31%和18.84%，其余LCFA含量為0.30%。

1.2 試驗動物與試驗設計

選用健康的中國荷斯坦奶牛40頭[泌乳天數(shù)(33.61±7.78) d、胎次(1.5±0.51)、體重(609.72±46.40) kg]，按隨機單位區(qū)組法將奶牛分為5組，第1組飼喂以全株玉米青貯、苜蓿干草及精補料組成的基礎飼糧，第2組和第3組分別在基礎飼糧中添加4%和5%的RPUF，所添加的RPUF中，RPUF/胡麻油(以整粒胡麻籽的形式添加)為60/40，第4組和第5組分別在基礎飼糧中添加4%和5%的RPSF，每組8頭。試驗包括7 d的預試期和60 d的正試期。試驗于2019年6月22日至2019年8月30日在位于山西省河曲縣的河灘奶牛育種有限公司進行，試驗牛集中于同一牛舍，配置有運動場、自由臥床和水槽，飼糧以全混合日糧(TMR)形式飼喂，自由采食，每日擠奶(03:30、13:00和19:00)和飼喂(04:00、13:30和19:30)各3次，每天測定和記錄實際采食量。試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

1.3 樣品采集

試驗期間每周采集TMR樣品和剩余飼糧，經粉碎、過篩、混勻后用四分法制樣500 g。在試驗中期，從每組選擇4頭試驗牛，連續(xù)3 d每天分2次(06:00和18:00)從每頭牛的直腸采糞500 g左右，混合均勻后準確稱取糞樣200 g，按照200 g糞樣加50 mL 10%酒石酸比例混勻并在-20 ℃條件下貯存，同時采集該牛飼糧樣品，測定DM、粗蛋白質(CP)、粗脂肪(EE)、中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)的含量，并計算養(yǎng)分表觀消化率。

每10 d采集奶樣1次，每次采集24 h的奶樣，按3次擠奶量的比例取樣后混合制成樣本，測定乳脂率、乳蛋白率和體細胞數(shù)(SCC)等常規(guī)成分，采集奶樣當天的中午采集2份奶樣，除一份用于常規(guī)分析外，另一份于-80 ℃冷凍保存，用于測定乳中脂肪酸的組成。在試驗最后1 d于晨飼前對所有試驗牛進行尾靜脈采血制取血清，用于測定血清生化指標。

1.4 測定指標與方法

記錄每天每頭試驗牛的飼糧添加量、日剩余量，計算DM采食量。

飼料轉化率(%)=(4%乳脂校正乳產量/
飼糧DM日采食量)×100；
飼糧某養(yǎng)分表觀消化率(%)=[(飼糧該養(yǎng)分的
食入量-糞中該養(yǎng)分的排出量)/飼糧
該養(yǎng)分的食入量]×100。

飼糧樣品中水分含量用恒溫(105 ℃)干燥法(GB 5009.3—2016)測定，CP和EE含量分別用凱氏定氮法(GB 5009.5—2010)和索氏抽提法(GB 5009.6—2010)測定，NDF和ADF含量采用Van Soest等[18]的方法測定。

用福斯公司Milko Scan FT1多功能乳品分析儀分析乳中乳脂率、乳蛋白率、SCC數(shù)等常規(guī)指標。采用GB 5009.168—2016[19]的方法測定乳中脂肪酸組分，所用儀器為氣相色譜-質譜聯(lián)用儀(島津2010)，色譜條件：用HP-5彈性石英毛細管色譜柱(300 m×25 mm×0.25 μm)，進樣口溫度280 ℃，分流比20∶1，進樣量0.2 μL；質譜條件：離子源為EI源，電離電壓70 eV,離子源溫度280 ℃，發(fā)射電流34.6 mA，掃描范圍30～500 amp。

血清生化指標中葡萄糖(GLU)含量用氧化酶法測定，白蛋白(ABL)含量用溴甲酚綠比色法測定，谷丙轉氨酶(ALT)活性用微板法測定，谷草轉氨酶(AST)活性用賴氏法測定，甘油三酯(TG)含量用GPO-PAP法測定，總膽固醇(TC)含量用COD-POP法測定，總蛋白(TP)含量用微量酶標法測定，以上指標測定所用儀器為UV-2802紫外可見分光光度計。

血清胰島素(INS)、胰高血糖素(GC)、生長激素(GH)、瘦素(Leptin)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、極低密度脂蛋白膽固醇(VDL-C)含量使用酶標儀(Synergy H1，美國伯騰)進行測定，試劑盒購自南京建成生物工程研究所。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

用Excel 2010對試驗結果進行簡單數(shù)據(jù)分析后，用SPSS 21.0的one-way ANOVA進行單因素方差分析，用Duncan氏法進行多重比較，分析結果用平均值±標準差來表示，P<0.05為差異顯著，P<0.01為差異極顯著。

2 結 果

2.1 飼糧添加不同類型及水平過瘤胃脂肪對奶牛養(yǎng)分采食量、飼料轉化率及養(yǎng)分表觀消化率的影響

由表2可知，各試驗組的飼料轉化率差異不顯著(P>0.05)；第1組和第5組的NDF采食量極顯著高于第3組(P<0.01)，顯著高于第2組(P<0.05)；第5組的DM、非纖維碳水化合物(NFC)與CP采食量均顯著高于第2組和第3組(P<0.05)，第5組的EE采食量極顯著高于其他組(P<0.01)，第2、3和4組極顯著高于第1組(P<0.01)，第3組顯著高于第1組和第2組(P<0.05)。第2組DM表觀消化率顯著高于第5組(P<0.05)，第3組EE表觀消化率顯著高于第4組(P<0.05)，其余各養(yǎng)分表觀消化率各組間差異不顯著(P>0.05)。

表2 飼糧添加不同類型及水平過瘤胃脂肪對奶牛養(yǎng)分采食量、飼料轉化率及養(yǎng)分表觀消化率的影響

2.2 飼糧添加不同類型及水平過瘤胃脂肪對奶牛生產性能及乳品質的影響

由表3可知，各組間乳脂率、乳脂產量和乳糖率差異不顯著(P>0.05)。第1組的4%乳脂校正乳產量顯著低于第2、4和5組(P<0.05)。第1組的乳糖產量顯著低于第4和5組(P<0.05)，第3組顯著低于第5組(P<0.05)。第1組的乳蛋白產量顯著低于第3、4和5組(P<0.05)。而SCC則顯著高于第3、4和5組(P<0.05)。第3組乳蛋白率極顯著高于第1、2組(P<0.01)，顯著高于第5組(P<0.05)。

表3 飼糧添加不同類型及水平過瘤胃脂肪對奶牛生產性能及乳品質的影響

2.3 飼糧添加不同類型及水平過瘤胃脂肪對奶牛血清激素含量的影響

由表4可知，各組血清中的Leptin、GH、INS和GC含量無顯著差異(P>0.05)。

表4 飼糧添加不同類型及水平過瘤胃脂肪對奶牛血清激素含量的影響

2.4 飼糧添加不同類型及水平過瘤胃脂肪對奶牛血清生化指標的影響

由表5可知，各組間血清ALT活性無顯著差異(P>0.05)；血清HDL-C、VLDL-C、TG、GLU、TP含量各組間無顯著差異(P>0.05)。但第4組血清AST活性極顯著高于第2組和第5組(P<0.01)，血清ALB含量顯著低于其他組(P<0.05)；第3組血清LDL-C含量顯著高于第4組(P<0.05)；第5組血清TC含量顯著高于其他組(P<0.05)，其余指標各組之間差異不顯著(P>0.05)。

表5 飼糧添加不同類型及水平過瘤胃脂肪對奶牛血清生化指標的影響

2.5 飼糧添加不同類型及水平過瘤胃脂肪對奶牛乳中脂肪酸組成的影響

由表6可知，各組乳中的己酸(C6∶0)、辛酸(C8∶0)、十三碳酸(C13∶0)、肉豆蔻油酸(C14∶1n5)、十五碳酸(C15∶0)、硬脂酸(C18∶0)、γ-亞麻酸(C18∶3n6)含量均無顯著差異(P>0.05)。第2組和第3組的葵酸(C10∶0)含量顯著低于第4組和第5組(P<0.05)；第4組的C12∶0含量極顯著高于第1、2和3組(P<0.01)，第4組和第5組顯著高于其余組(P<0.05)；第5組的C14∶0含量極顯著高于第2組(P<0.01)，顯著高于第1組和第3組；第3組的十五碳一烯酸(C15∶1n5)含量顯著低于第4和5組(P<0.05)，第1和2組顯著低于第4組(P<0.05)；第1組的C16∶0含量極顯著高于第2、3、4組(P<0.01)，顯著高于第5組(P<0.05)；第2組的C16∶1含量顯著低于第3、4和5組(P<0.05)；第5組的十七烷酸(C17∶0)含量極顯著高于第3組(P<0.01)，顯著高于第2組和第4組(P<0.05)；第5組的十七碳一烯酸(C17∶1)含量顯著高于第1、2和5組(P<0.05)；第3組的C18∶1n9c含量顯著高于第1、4和5組(P<0.05)，反式亞油酸(C18∶2n6t)含量極顯著高于第1組(P<0.01)，顯著高于第4組(P<0.05)，α-亞麻酸(C18∶3n3)含量顯著高于第1組(P<0.05)。第2組和第3組的∑UFA和總單不飽和脂肪酸(∑MUFA)含量極顯著高于第5組(P<0.01)，顯著高于第1組和第4組(P<0.05)，而∑SFA含量則相反，第2組和第3組的∑SFA含量極顯著低于第5組(P<0.01)，顯著低于第1組和第4組(P<0.05)。第5組的∑SFA/∑UFA極顯著高于第2組和第3組(P<0.01)，∑PUFA含量極顯著高于第1組和4組(P<0.01)；第2組和第3組的共軛亞油酸(cis9,trans11-CLA)含量顯著高于第1、4、5組(P<0.05)。

表6 飼糧添加不同類型及水平過瘤胃脂肪對奶牛乳中脂肪酸組成的影響

2.6 飼糧添加不同類型及水平過瘤胃脂肪對奶牛經濟效益的影響

由表7可知，雖然過瘤胃脂肪成本較高，但由于采食量較低和飼喂量較少，導致飼料成本并沒有增加，反而略有降低，但由于養(yǎng)分表格消化率和利用效率的提高，第2、3、4和5組試驗牛比第1組每頭多盈利分別為17.32、11.91、21.72和28.24元。

表7 飼糧添加不同類型及水平過瘤胃脂肪對奶牛經濟效益的影響

3 討 論

3.1 飼糧添加不同類型及水平過瘤胃脂肪對奶牛養(yǎng)分采食量、飼料轉化率及養(yǎng)分表觀消化率的影響

不同泌乳時期和生理階段的奶牛DM采食量差異較大，這與能量需要、內分泌和瘤胃容積變化等有關[20]。在本試驗中，給泌乳早期奶牛飼喂不同水平的過瘤胃脂肪，各組間DM、NDF、CP、EE和NFC采食量差異顯著。Schroeder等[21]給奶牛分別添加了10%不同處理的亞麻籽，奶牛的DM采食量差異不顯著。同樣，李蘭等[22]發(fā)現(xiàn)，給奶牛飼喂不同水平的RPSF，對奶牛DM采食量無顯著影響。造成這種結果的原因可能是試驗牛的生產性能、飼糧結構及過瘤胃脂肪類型等不同引起的。由于RPSF組提高了DM采食量的攝入量，從而提高了其他營養(yǎng)物質的攝入量。楊致玲等[23]研究表明，隨著RPUF添加量的提高，可極顯著提高EE表觀消化率；同時，本試驗中不同過瘤胃脂肪的類型可能也是造成EE表觀消化率差異的原因。

3.2 飼糧添加不同類型及水平過瘤胃脂肪對奶牛生產性能及乳成分的影響

給泌乳早期奶牛補充不同類型及水平的過瘤胃脂肪，與不添加過瘤胃脂肪的組相比，其他組均提高了產奶量。這可能是由于脂肪的添加使飼糧能量提升，乳腺對脂肪的利用效率提高以及乳腺組織動員的增強[24]，有試驗發(fā)現(xiàn)在泌乳期隨著脂肪酸鈣中UFA含量的提升，奶牛的產奶量線性提高，長鏈脂肪酸鈣鹽(Ca-LCFA)的添加水平也影響著奶牛的產奶量，當添加水平達到飼糧DM的6%時，奶牛產奶量顯著提高[25]。本試驗中添加過瘤胃脂肪對乳脂率均沒有顯著影響。有研究者認為給奶牛飼喂富含UFA的飼糧對乳脂有抑制作用，UFA在瘤胃中發(fā)生不完全氫化產生了反式C18∶1和trans-10,cis-12 CLA等中間體，這些中間體抑制脂肪酸從頭合成，引起乳脂降低綜合征(MFD)[10]。這種不一致可能是由于本試驗RPUF添加水平較低(≤5%)，使得瘤胃中氫化的中間體較少，但乳脂率存在下降的趨勢；在本試驗中，添加過瘤胃脂肪后乳蛋白率及乳糖產量有所提高。有研究發(fā)現(xiàn)，給奶牛補充脂肪通常會使乳蛋白率有所下降，而不會影響乳糖[26-27]。而本試驗中的不同是由于補充過瘤胃脂肪后，提供大量丙酸用于糖異生作用，同時減少氨基酸的糖異生作用，使得乳蛋白率與乳糖產量有一個顯著的提高，與Ye等[28]研究結果一致。SCC是反映奶牛乳房健康的重要指標，許鵬等[15]研究發(fā)現(xiàn)，給泌乳盛期奶牛補充不同過瘤胃脂肪源，均能降低牛奶中SCC。Lessard等[29]對從產犢后就飼喂亞麻籽的奶牛的研究結果發(fā)現(xiàn)，在第5天其淋巴細胞增殖反應降低，Mach等[30]觀察到在泌乳中期補充不飽和脂肪酸的奶牛乳腺免疫功能受到正向影響。添加RPUF降低奶牛中SCC可能是其中的n-3脂肪酸影響乳腺中的細胞免疫的結果；而添加RPSF降低奶牛中SCC可能是因為添加脂肪有抗熱應激的作用。在本試驗中有38 d的溫熱指數(shù)(THI)超過72.00，在極端天氣時為78.13[31]。

3.3 飼糧添加不同類型及水平過瘤胃脂肪對奶牛血清激素含量及生化指標的影響

反芻動物體內調節(jié)能量代謝水平的主要激素為INS和GC。本試驗各組的血清INS和GC含量差異不顯著，但其他各組INS含量在數(shù)值上均高于不添加過瘤胃脂肪的組，原因是泌乳早期的奶牛大都處于能量負平衡狀態(tài)，體脂肪的動員增加了血清中GLU含量，促進INS的分泌，但由于過瘤胃脂肪添加劑量小，所以差異不顯著。

AST與ALT是動物體內最重要的2種轉氨酶，雖然各組之間酶活性差異不顯著，但添加過瘤胃脂肪的組與不添加過瘤胃脂肪的組相比，2種酶的活性均有提高的趨勢，說明飼糧添加過瘤胃脂肪能促進機體蛋白質的合成，與許鵬等[15]研究結果一致。血漿中的非酯化脂肪酸以及飼糧中的脂肪酸都可以在肝臟中轉化為TG，與脂蛋白結合形成VLDL，進入血液，然后運輸?shù)街窘M織儲存[32]。楊致玲等[16]研究發(fā)現(xiàn)給安格斯肉牛飼喂RPUF后，血清TG含量顯著升高。在本試驗中，添加過瘤胃脂肪的組血清HDL-C與TC含量有所提高，但是各組間血清TG、LDL-C及VLDL-C含量差異不顯著。有研究證明，飼糧添加全亞麻籽會提高膽固醇含量，提高機體合成激素的水平[33]。本試驗中，可能是因為添加過瘤胃脂肪后提供大量游離脂肪酸，使得TC的合成前體增加。

3.4 飼糧添加不同類型及水平過瘤胃脂肪對奶牛乳中脂肪酸組成的影響

乳脂中的脂肪酸主要來源于2個部分，瘤胃發(fā)酵產物乙酸、β-羥丁酸在乳腺組織中合成的中短鏈脂肪酸(SMCFA)和約50%的C16∶0，另外50%的C16∶0和所有的18碳脂肪酸來源于血液，血液中的脂肪酸則直接來源于飼糧或機體脂肪組織中體脂肪的動員。Harvatine等[34]研究發(fā)現(xiàn)，給奶牛飼喂富含SFA的脂肪，奶牛乳脂中脂肪酸的組成與對照組相比差異不大，而當給奶牛飼喂UFA時，顯著降低了SMCFA的含量。其原因是長鏈脂肪酸(LCFA)的攝取對SMCFA從頭合成有抑制作用。與此結果相一致，本試驗中添加RPUF的組乳中LCFA含量也顯著增加。在本試驗中，飼糧添加RPUF后能有效提高乳中UFA的含量，降低SFA的含量。Mustfa等[35]也通過飼糧調控乳脂肪酸成分，期望增加乳脂中UFA的含量，降低SFA的含量，且本試驗中添加RPUF的組乳中MUFA的含量也顯著增加，主要是飼喂的RPUF與胡麻籽富含豐富的C18∶3n3與C18∶2n6c，在乳腺內通過生物氫化作用，大量轉化為C18∶1所導致，這與Kennelly[36]的研究結果相一致，在奶牛飼糧中添加RPUF與全粒亞麻籽可以顯著降低SFA的含量并增加MUFA的含量。本試驗添加RPUF的組乳中的cis-9,trans-11 CLA的含量顯著增加。原因主要是增加了到達真胃的十八碳的UFA的含量，通過血液循環(huán)進入乳腺組織，在乳腺內的△9去飽和酶作用下，合成大量的cis-9,trans-11 CLA[37]。

4 結 論

奶牛飼糧中添加過瘤胃脂肪可有效提高產奶量及乳蛋白率，降低乳中SCC，且添加RPUF可以顯著提高牛奶中UFA、MUFA及CLA的含量，有效改善乳品質。以添加5%的RPUF對于泌乳盛期的奶牛效果最佳。