梅 杰 呂 美 曾 佳 劉紅云
(浙江大學動物科學學院,奶業(yè)科學研究所,杭州310058)
熱應激是阻礙奶山羊產業(yè)發(fā)展的重要因素之一。研究表明,當環(huán)境溫濕度指數(temperature and humidity index,THI)>70時,奶山羊便會產生熱應激[1]。熱應激可顯著降低奶山羊的采食量[2]、奶產量和乳成分含量[3]。熱應激還會引起動物機體氧化還原平衡紊亂,發(fā)生氧化應激[4],使奶品質下降,繁殖及代謝疾病發(fā)生,甚至引起動物死亡[1]。因此,采取有效措施緩解奶山羊熱應激具有重要意義。營養(yǎng)調控是生產上緩解畜禽熱應激的常用方法之一,其中植物提取物和中草藥可以通過提高動物抗氧化能力、降低機體氧化損傷進而緩解熱應激[5],又因其安全性高,已經得到廣泛研究并獲取一定效果。
金銀花又名忍冬花,屬忍冬科、忍冬屬植物,在我國藥用歷史悠久,素有“中藥中的抗生素”之稱[6]。金銀花中的化學成分主要為有機酸類、黃酮類、環(huán)烯醚萜苷類、三萜皂苷類、揮發(fā)油類等[7]。研究表明,金銀花具有解熱、抗炎、抗菌、抗氧化、抗病毒、免疫調節(jié)、護肝和降糖降脂等多種生物學功能[8-9]。金銀花提取物能夠緩解圍產期奶牛氧化應激引起的炎癥反應,通過抑制致病菌的生物活性,有效降低圍產期奶牛乳房炎的發(fā)生率[10]。在熱應激奶牛飼糧中添加金銀花提取物可改善奶牛的直腸溫度,提高免疫應答,增強抗氧化能力,有效緩解熱應激[11]。在熱應激肉牛飼糧中添加金銀花提取物可改善肉牛抗氧化能力,促進熱應激肉牛骨骼肌纖維結構損傷的修復[12]。金銀花提取物應用于奶牛和肉牛試驗均有積極效果,但在奶山羊上,尤其是熱應激奶山羊的應用鮮有報道。因此,本試驗旨在研究熱應激奶山羊飼糧中添加金銀花提取物對其生產性能、乳成分、血清生化指標和抗氧化能力的影響,以期為奶山羊產業(yè)提供有效緩解熱應激的營養(yǎng)措施。
試驗于2020年7—9月在浙江省杭州市臨安區(qū)昌化鎮(zhèn)彩洋牧業(yè)有限公司進行。
金銀花提取物主要成分為綠原酸(含量為10%),購自陜西某生物技術有限公司。
選取30只體重[(55.2±9.4) kg]、泌乳天數[(198±38) d]、產奶量[(1.31±0.29) kg/d]相近的健康薩能奶山羊,采用單因素試驗設計,隨機分為3組,每組10只。對照組飼喂基礎飼糧,試驗組分別在基礎飼糧中添加1.4(Ⅰ組)和2.8 g/kg DM(Ⅱ組)金銀花提取物。試驗期為42 d,其中預試期7 d,正試期35 d。
試驗期間,所有羊只處于人工熱應激室,人工控溫控濕。奶山羊所處環(huán)境的全天平均溫度為26.0~38.0 ℃,平均相對濕度為38%~82%,THI為77.45~89.58,說明本試驗環(huán)境已達造成山羊中度至高度熱應激的水平。各組試驗羊只單欄飼養(yǎng),每日飼喂2次,飼喂時間分別為08:00和18:00,自由采食和飲水。試驗羊只每日擠奶1次,擠奶時間為06:00。根據NRC(2001)[13]推薦的奶山羊飼養(yǎng)標準配制基礎飼糧,基礎飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。
1.5.1 直腸溫度和呼吸頻率的測定
試驗期間,每周連續(xù)2 d每天3次測定每只羊的直腸溫度和呼吸頻率,然后計算每只羊的平均值。測定時間分別為07:30—09:00、13:30—15:00和18:30—20:00。用普通水銀溫度計測定直腸溫度。通過目測胸腹部起伏的動作測定呼吸頻率,用1 min內的呼吸次數作為呼吸頻率。
表1 基礎飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質基礎)
1.5.2 采食量與飼料養(yǎng)分的測定
試驗期間每天記錄每只試驗羊的投料量和剩料量,計算每只羊每天的干物質采食量(dry matter intake,DMI)。采用四分法每周采集1次飼料樣品,于65 ℃烘箱烘干,并將烘干樣室溫回潮24 h過1 mm篩粉碎制備風干樣,測定干物質(方法編號:930.15,AOAC)、粗蛋白質(方法編號:945.16,AOAC)、粗脂肪(方法編號:945.16,AOAC)、粗灰分(方法編號:942.05,AOAC)含量,參照Van Soest等[14]的方法測定中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量。
1.5.3 產奶量和乳成分的測定
試驗期間每天準確記錄每只試驗羊的產奶量,于正試期的每周連續(xù)2 d采集羊奶樣品,將第1天和第2天的羊奶樣品混合均勻,加入高錳酸鉀(KMnO4)防腐劑置于4 ℃保存,用于測定乳糖率、乳脂率、乳蛋白率、體細胞數及總固形物、尿素氮(UN)含量。
1.5.4 血清生化指標和抗氧化指標的測定
正試期每周采集血液樣品,在晨飼后3 h用肝素鈉抗凝管頸靜脈采血10 mL,采集完成后立即3 000×g、4 ℃離心15 min,制備血清樣品,分裝后凍存于-20 ℃?zhèn)溆?。采用全自動生化分析儀(日立7020)測定血清谷丙轉氨酶(ALT)、谷草轉氨酶(AST)、堿性磷酸酶(ALP)活性及總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、葡萄糖(GLU)、UN、膽固醇(CHOL)、甘油三酯(TG)、游離脂肪酸(NEFA)含量,采用酶聯免疫吸附(ELISA)法測定血清總抗氧化能力(T-AOC)、丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性,試劑盒購自江蘇酶免實業(yè)有限公司。
試驗數據使用Excel 2019進行初步統計,然后采用SAS 9.2軟件系統中的MIXED模型進行統計學分析。統計模型如下:
Yijk=μ+Ti+Gj+Bk+eijk。
式中:Yijk表示因變量;μ表示總體均值;Ti表示試驗處理的固定效應;Gj表示試驗羊只的隨機效應;Bk表示區(qū)組的隨機效應;eijk表示總體隨機誤差。采用Turkey法分析檢測組間差異,結果用平均值和均值標準誤(SEM)表示,P<0.05和0.05≤P≤0.10分別表示差異顯著和有顯著趨勢。
由表2可知,與對照組相比,Ⅰ組熱應激奶山羊的直腸溫度和呼吸頻率顯著降低(P<0.05),但Ⅱ組無顯著變化(P>0.05)。
表2 金銀花提取物對熱應激奶山羊直腸溫度和呼吸頻率的影響
由表3可知,飼糧中添加金銀花提取物對熱應激奶山羊的干物質采食量、產奶量、乳糖率、乳脂率、乳蛋白率及乳中體細胞數和UN、總固形物含量均無顯著影響(P>0.05)。
由表4可知,與對照組相比,飼糧中添加金銀花提取物有提高熱應激奶山羊血清UN含量趨勢(P=0.10)。飼糧中添加金銀花提取物對熱應激奶山羊血清TP、ALB、GLU、CHOL、TG、NEFA含量及ALT、AST、ALP活性均無顯著影響(P>0.05)。
由表4可知,與對照組相比,Ⅰ、Ⅱ組熱應激奶山羊血清MDA含量顯著降低(P<0.05),血清GSH-Px活性和T-AOC顯著增加(P<0.05),但Ⅰ組和Ⅱ組之間無顯著差異(P>0.05);Ⅱ組熱應激奶山羊血清SOD活性顯著增加(P<0.05),但Ⅰ組差異不顯著(P>0.05)。
表3 金銀花提取物對熱應激奶山羊生產性能和乳成分的影響
表4 金銀花提取物對熱應激奶山羊血清生化指標的影響
表5 金銀花提取物對熱應激奶山羊血清抗氧化指標的影響
THI是判斷動物熱應激程度的常用指標。當70 熱應激可導致奶山羊機體代謝紊亂,干物質采食量和產奶量下降。研究表明,環(huán)境THI每增加1,泌乳奶牛的產奶量大約減少0.32 kg[22]。相比于奶牛,奶山羊具有更強的熱應激耐受力,且不同地區(qū)和品種的奶山羊間的體溫調節(jié)能力和抗熱應激能力不同,在不同的試驗條件下得到的試驗結果也不盡相同。Brown等[23]研究不同品種的山羊對熱應激耐受力的差異,發(fā)現熱應激持續(xù)5周后,阿爾卑斯奶山羊產奶量顯著下降,而努比亞奶山羊產奶量無顯著差異。勞雪芬[24]研究發(fā)現,熱應激使薩能奶山羊奶產量下降約10%。Hamzaoui等[1]研究發(fā)現,熱應激可顯著降低奶山羊乳蛋白和乳脂含量,但未影響奶山羊產奶量。本試驗中,飼糧中添加金銀花提取物對熱應激奶山羊干物質采食量、產奶量和乳成分含量均無顯著影響,可能是由于試驗羊只處于重度熱應激狀態(tài)所致。 血液中UN含量變化可以反映機體利用氮合成蛋白質的水平[25]。在熱應激狀態(tài)下,奶牛氮代謝發(fā)生變化,蛋白質合成減少而UN含量升高。在本試驗中,試驗組熱應激奶山羊血清UN含量有升高的趨勢,但乳蛋白含量并未有顯著變化,可能是因為金銀花提取物的添加提高了奶山羊對飼料的消化和吸收率;其余血清生化指標無顯著變化,可能的原因是奶山羊相比于奶牛具有更強的熱應激耐受力,在熱應激條件下的機體自我調節(jié)能力更強。研究表明,熱應激會降低動物的采食量和營養(yǎng)物質的吸收,影響機體代謝水平,使機體產生過多的自由基,引起機體抗氧化性能紊亂[4]。機體內存在包括SOD、GSH-Px等抗氧化酶系統,保護機體免受氧化應激的損傷。SOD是反映動物抗氧化狀態(tài)的重要標志之一,它是清除自由基的主要物質;GSH-Px是動物血液和組織中一種重要的含硒酶,可防止活性氧積累的有害影響;T-AOC是反映機體抗氧化功能綜合表現的指標;MDA是反映脂質過氧化的指標,是自由基作用于脂質發(fā)生過氧化反應的終產物,機體MDA的含量取決于多不飽和脂肪酸的水平和抗氧化能力的強弱。金銀花提取物中含有的酚酸類、黃酮類物質能發(fā)揮抗氧化活性,其中綠原酸是抗氧化作用的主要成分。研究表明,金銀花在體內發(fā)揮抗氧化作用可能的途徑之一是抑制核因子κB(NF-κB)和熱休克蛋白70(HSP70),阻斷NF-κB信號傳導通路,從而提高細胞內抗氧化酶防御體系的水平[26]。本試驗中,與對照組相比,飼糧中添加金銀花提取物顯著提高了熱應激奶山羊血清T-AOC和GSH-Px活性,顯著了降低血清MDA含量。馬峰濤[11]研究發(fā)現,在奶牛飼糧中添加金銀花提取物可顯著增加血清GSH-Px活性和T-AOC,顯著降低血清MDA含量。宋小珍等[12]研究發(fā)現,在高溫高濕條件下向肉牛精料中添加金銀花提取物,可提高肉牛血清GSH-Px活性和T-AOC,并降低血清MDA含量。這與本試驗結果相符,說明在飼糧中添加金銀花提取物能提高熱應激奶山羊的抗氧化能力,有效清除自由基,降低機體氧化損傷以緩解熱應激。 在本試驗條件下,飼糧中添加1.4 g/kg DM金銀花提取物雖然對熱應激奶山羊的生產性能無顯著影響,但可顯著降低熱應激奶山羊的直腸溫度和呼吸頻率,提高熱應激奶山羊抗氧化能力,有效緩解奶山羊熱應激。3.2 金銀花提取物對熱應激奶山羊生產性能和乳成分的影響
3.3 金銀花提取物對熱應激奶山羊血清生化指標和抗氧化能力的影響
4 結 論