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        β-胡蘿卜素對奶牛生產(chǎn)性能及血液指標的影響

        2022-12-26 11:12:42盧金河趙曉靜沈宜釗王美美李建國高艷霞
        中國飼料 2022年23期
        關鍵詞:影響

        袁 博, 盧金河, 趙曉靜, 馬 寧, 沈宜釗,李 妍, 王美美, 李建國,5,6, 高艷霞,5,6*

        (1.河北農(nóng)業(yè)大學動物科技學院,河北保定 071001;2.石家莊水務投資集團,河北石家莊 050000;3.保定職業(yè)技術學院,河北保定 071001;4.河北農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學院,河北保定 071001;5.河北省牛羊胚胎技術創(chuàng)新中心,河北保定 071001;6.河北省乳制品產(chǎn)業(yè)技術研究院,河北石家莊 050000)

        β-胡蘿卜素作為一種天然性、健康且安全的飼料添加劑,通過波動擴散的方式進行吸收(Bie,2016),沉積于血液、脂肪和肝臟中。β-胡蘿卜素-15,15’雙氧酶存在小腸黏膜里,把β-胡蘿卜素轉(zhuǎn)化成維生素A(VA)(林仕梅,1998)。研究表明,補充β-胡蘿卜素能夠?qū)δ膛.a(chǎn)生積極影響,但其具體發(fā)揮作用的機制并不十分清楚。

        有研究表明,β-胡蘿卜素加入到產(chǎn)后奶牛的日糧當中,能夠刺激乳腺細胞的增長,提升乳腺細胞的泌乳能力,能在保證產(chǎn)奶量的基礎上,提高乳質(zhì)量(馬吉鋒等,2015)。乳品質(zhì)相應提高,對乳蛋白、乳糖、乳中干物質(zhì)含量有一定積極影響(朱芬花等,2017)。研究發(fā)現(xiàn),β-胡蘿卜素是一種天然的抗氧化劑,能夠清除體內(nèi)自由基、淬滅單線態(tài)氧,強化細胞之間的交流(Krinsky,1991),從而提高機體免疫力,預防疾病。脂質(zhì)受到過氧化作用,會產(chǎn)生分解產(chǎn)物,即丙二醛(MDA)。它能與生物膜中多不飽和脂肪酸發(fā)生過氧化作用,從而引起細胞損傷(劉汝祥等,2008)。因此,血清中MDA的含量水平能夠直觀地反映機體脂質(zhì)過氧化的程度。血清葡萄糖(GLU)、尿素氮(BUN)、甘油三脂(TG)與總膽固醇(T-CHO)水平可直接反映機體糖、蛋白與脂肪的代謝狀況(Leroy,2011)。BUN值大小代表著血液當中氨基酸合成蛋白質(zhì)能力的高低,可以將其作為機體蛋白質(zhì)沉積的關鍵判定指標(Park,2004)。

        目前關于在奶牛生產(chǎn)中β-胡蘿卜素或是VA的研究發(fā)現(xiàn),胡蘿卜素添加量受到VA影響,只有在保證VA充足的前提下,添加的β-胡蘿卜素才能起到其本身作用,在奶牛的實際生產(chǎn)中沒有確切的β-胡蘿卜素適宜添加量。因此,本試驗通過研究基礎日糧中添加VA和β-胡蘿卜素對奶牛生產(chǎn)性能及血液指標的影響,以期篩選出高產(chǎn)奶牛β-胡蘿卜素的最適添加量,為奶牛日糧中β-胡蘿卜素的添加提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗材料 飼料用β-胡蘿卜素(有效物質(zhì)含量1%)、VA(50萬IU/g),儲存在避光、干燥的條件中待用。

        1.2 試驗設計及日糧組成 選取日平均產(chǎn)奶量(42.4±3.22)kg(P>0.05)、平均胎次(2.7±0.41)胎(P>0.05)、平均泌乳天數(shù) (41.3±7.93)d(P>0.05)荷斯坦奶牛60頭,隨機分成4組,每組15個重復,每個重復1頭牛。于晨飼時將稱取的添加劑與200 g TMR混合,通過趕牛上枷單獨飼喂的方式進行飼喂。其中對照組(CON)奶牛僅飼喂基礎日糧,Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ組在基礎日糧中分別添加200 mg/(d·頭)β-胡蘿卜素、75000 IU/(d·頭)VA+200 mg/(d·頭)β-胡蘿卜素 和75000 IU/(d·頭)VA+400 mg/(d·頭)β-胡蘿卜素,基礎日糧組成及營養(yǎng)水平見表1,其中VA添加劑量通過《NRC 2001》計算得出。4組均飼養(yǎng)于同一大圈舍內(nèi),每頭牛單獨飼喂添加劑,自由飲水,定期清理水槽。預飼期7 d,試驗期90 d。

        表1 基礎日糧組成和營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎)

        1.3 試驗樣品采集與處理1.3.1 乳樣的采集與處理 每天記錄產(chǎn)奶量,試驗第30、60、90天,早、中、晚采集乳樣,按照4:3:3的比例混合,冷藏保存,次日送檢測定乳成分。

        1.3.2 血液樣品的采集與處理 在試驗期第90天,每組隨機挑選6頭,晨飼后尾根采血30 mL,37℃水浴15 min,3500 r/min離心15 min。制備的血清分裝于1.5 mL離心管中,-20℃保存待測。

        1.4 樣品測定指標及方法

        1.4.1 乳樣測定指標及方法 取50 mL奶樣送到河北省DHI檢測中心進行乳成分測定,計算整個試驗期的平均乳成分指標。

        1.4.2 血液樣品測定指標及方法 血液指標堿性磷酸酶(AKP)、血清總蛋白(TP)、甘油三酯(TG)、總膽固醇(T-CHO)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)、白蛋白(ALB)、血尿素氮(BUN)、血糖(GLU)、總抗氧化能力(T-AOC)及丙二醛(MDA)均使用南京建成試劑盒測定。

        1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析 β-胡蘿卜素對奶牛生產(chǎn)性能和血液生化的研究數(shù)據(jù)采用SPSS 24.0軟件(美國SPSS公司)進行單因素方差分析(one-way ANOVA),差異顯著用Duncan氏法進行多重比較檢驗。計量數(shù)據(jù)用平均值表示,符合正態(tài)分布的資料采用方差分析,非正態(tài)分布資料采用秩和檢驗。

        2 結果與分析

        2.1 β-胡蘿卜素對生產(chǎn)性能的影響 由表2可知,各組的全期干物質(zhì)采食量(DMI)無顯著差異。Ⅱ組產(chǎn)奶量,在試驗60 d階段分別較CON、Ⅰ組、Ⅲ組提升6.54%、4.51%、3.53%(P<0.05);全期產(chǎn)奶量分別較CON、Ⅰ組、Ⅲ組提升2.9%、2.4%、2.2%(P<0.05);Ⅱ組脂肪校正乳產(chǎn)量(FCM),在試驗60 d階段分別較CON、Ⅰ組、Ⅲ組提升8.1%、5.8%、4.4%(P<0.05);全期FCM分別較CON、Ⅰ組、Ⅲ組提升4.6%、2.7%、2.7%(P<0.05)。

        表2 β-胡蘿卜素對DMI及產(chǎn)奶量的影響

        2.2 β-胡蘿卜素對乳成分的影響

        2.2.1 β-胡蘿卜素對乳蛋白的影響 由表3可知,Ⅱ組乳蛋白產(chǎn)量(MP)在試驗60 d階段較CON提高10.9%(P=0.05),全期提高7.7%(P<0.05)。Ⅱ組和Ⅲ組乳蛋白率(MPP)在全期階段分別較CON提高4.6%、5.3%(P<0.05)。

        表3 β-胡蘿卜素對乳蛋白的影響

        2.2.2 β-胡蘿卜素對乳脂的影響 由表4可知,Ⅱ組乳脂產(chǎn)量(MF)在試驗60 d階段,分別較CON和Ⅰ組提高8.8%、7.2%(P<0.05);全期階段,Ⅱ組的MF較CON提高5.1%(P<0.05)。各組乳脂率(MFP)無顯著差異。

        表4 β-胡蘿卜素對乳脂的影響

        2.2.3 β-胡蘿卜素對脂蛋比及MUN的影響 由表5可知,各試驗組脂蛋比(MF/MP)均無顯著差異。在試驗90 d階段,Ⅱ組乳中尿素氮(MUN)分別較CON、Ⅰ組、Ⅲ組降低16.3%、21.2%及24.5%(P<0.05)。

        表5 β-胡蘿卜素對脂蛋比及MUN的影響

        2.3 β-胡蘿卜素對血液指標的影響 由表6可知,各組添加不同量的β-胡蘿卜素對奶牛的TG、TP、ALB、GLU、T-CHO、GOT及GPT無 顯 著 影響。Ⅱ組和Ⅲ組的BUN較CON分別降低20.9%、20.9%(P<0.05);Ⅰ組、Ⅱ組、Ⅲ組的AKP較CON分別提高6.2%、8.1%、10.4%(P<0.05),TAOC較CON分別提高7.5%、8.4%、8.4%(P<0.05),MDA較CON分別降低21.2%、21.2%、24.2%(P<0.05),且在Ⅰ組處理量開始趨于平緩,接近飽和狀態(tài)。

        表6 β-胡蘿卜素對血液指標的影響

        3 討論

        3.1 β-胡蘿卜素對DMI及產(chǎn)奶量的影響 影響奶牛DMI的因素有飼糧組成、適口性和環(huán)境應激等。畢宇霖等(2014)、姚元林等(1997)、賈福昌等(2003)的試驗結果表明,β-胡蘿卜素對牛、雞和兔的采食量無顯著影響。在本試驗條件下,日糧中添加β-胡蘿卜素對奶牛的DMI無顯著影響,與前人研究結果基本一致。

        本試驗中,試驗60 d階段產(chǎn)奶量顯著高于其他三組,呈現(xiàn)增高后降低的趨勢,并在試驗60 d階段時達到峰值。與夏耘等(2007)和Aréchiga等(1998)的研究結果基本一致。從全期產(chǎn)奶量來看,Ⅱ組顯著高于其他三組,有研究表明,在奶?;A飼糧中分別添加不同劑量的β-胡蘿卜素后,其產(chǎn)奶量與對照組相比有不同程度的提高(馬吉鋒等,2015)。關于中國荷斯坦奶牛飼糧中添加β-胡蘿卜素的效果研究表明,在保證VA攝入充足的情況下添加β-胡蘿卜素對牛群產(chǎn)奶量提高有顯著影響(何文娟等,2006)。由此推斷,β-胡蘿卜素的生物學功能與VA并不完全相同,VA可能是通過提高機體的抗氧化能力而提高產(chǎn)奶量,且達到奶牛所需的VA攝入量并不會產(chǎn)生明顯的積極影響,而β-胡蘿卜素能夠?qū)θ橄偌毎a(chǎn)生作用,刺激乳腺細胞的生長與更新(彭光華等,2003),使乳腺細胞的泌乳能力得到提高,從而提高產(chǎn)奶量。

        3.2 β-胡蘿卜素對乳成分的影響 由于β-胡蘿卜素能夠直接對乳腺細胞產(chǎn)生影響,所以奶牛的日糧中添加β-胡蘿卜素,可能會對乳成分產(chǎn)生一定的影響。研究表明,與對照組比較,對泌乳200 d荷斯坦奶牛補充300、600 mg/d及900 mg/d的β-胡蘿卜素能夠顯著提高MF(夏耘等,2007)。本試驗發(fā)現(xiàn)MF在試驗60 d階段,Ⅱ組顯著高于CON和Ⅰ組;全期階段,Ⅱ組MF顯著高于CON。分析原因,可能是由于試驗60 d階段,試驗牛正處于熱應激階段,通過添加VA和β-胡蘿卜素,一方面能夠提高奶牛的抗氧化能力,清除機體內(nèi)的自由基,降低脂質(zhì)的過氧化作用;另一方面可能是能夠穩(wěn)定瘤胃中纖維分解菌群結構,從而提高纖維利用率,提高不飽和脂肪酸的生成,進而提高MF。在試驗60 d階段和全期階段,Ⅱ組的MP顯著高于CON,Ⅱ組和Ⅲ組的MPP顯著高于CON。與前人研究結果一致(何文娟等,2007;夏耘等,2007)。分析原因:一方面可能是對瘤胃微生物生長、繁殖提供了有利條件,提高MCP的產(chǎn)量,這樣動物機體對于攝入日糧中的CP會有更高的利用率,隨之影響到乳中的MP含量;另一方面,一般認為,飼養(yǎng)水平相同的奶牛MUN正常范圍應介于10~16 mg/dL。MUN含量低于這一范圍則表示蛋白質(zhì)缺乏,會影響到瘤胃降解蛋白含量,導致奶牛消化率下降,嚴重影響到產(chǎn)奶量。本試驗結果發(fā)現(xiàn),在試驗90 d階段,Ⅱ組的MUN含量顯著低于其他三組,但均處于正常值范圍,且符合MUN與MPP存在負相關(李大剛等,2005),與MFP存在正相關(Godden,2001),說明添加β-胡蘿卜素能夠?qū)Φ睦卯a(chǎn)生積極影響。研究表明,蛋白質(zhì)的攝入量是影響MUN的主要營養(yǎng)因素(Broderick等,2004)。非降解蛋白氨基酸與MCP氨基酸進行互補,可以滿足奶牛對賴氨酸和蛋氨酸兩種限制性氨基酸的需要,這兩種氨基酸對提高產(chǎn)奶量和MP至關重要(Schwab等,1992)。由此總結,β-胡蘿卜素可能通過改善瘤胃微生物的菌群結構,獲得更多MCP與非降解蛋白互補,提高氮的利用,從而對乳成分起到積極作用。

        3.3 β-胡蘿卜素對血液生化指標的影響 血清GLU、BUN、TG與T-CHO水平可直接反映出機體糖、蛋白與脂肪的代謝狀況(Hansson,1990)。本試驗中,各組TG、TP、ALB及GLU無顯著差異。但是,Ⅱ組和Ⅲ組的BUN均顯著低于CON。BUN能夠反映出血液當中氨基酸合成蛋白質(zhì)的能力,且直接影響MUN。因此,可以將其作為機體蛋白質(zhì)沉積的關鍵判定指標(Park,2004)。Ⅰ組的BUN與CON差異不顯著,一方面說明VA和β-胡蘿卜素的添加增強了奶牛機體合成蛋白質(zhì)的能力,所以對氮的吸收代謝性也更佳,提高了氮的利用率;另一方面說明奶牛補充基礎所需量的VA,能夠使β-胡蘿卜素更好地發(fā)揮其生物活性。研究發(fā)現(xiàn),β-胡蘿卜素會顯著影響AKP在奶牛機體中的代謝(王九峰等,1999),本試驗結果與其一致。血清AKP活性也已經(jīng)被普遍作為奶牛鋅營養(yǎng)狀況的判斷參考(Kume,2016),通過去磷酸化過程推斷,β-胡蘿卜素可能會提高鎂的吸收及利用,此推斷有待進一步驗證。

        本試驗結果表明,三個處理組T-AOC含量顯著高于CON,MDA顯著低于CON。有研究表明,添加不同劑量的β-胡蘿卜素能夠顯著提高T-AOC及顯著降低MDA(畢宇霖等,2014)。張相倫等(2017)認為,日糧當中添加β-胡蘿卜素之后,肉牛血清中T-AOC顯著提升,同時MDA含量明顯降低,當停止添加后,上述抗氧化指標水平便會慢慢恢復至添加前。因此,在日糧中添加β-胡蘿卜素能顯著影響肉牛的抗氧化功能。分析原因,可能是由于β-胡蘿卜素能夠有效清除機體內(nèi)的-OH、-O2等自由基相關抗氧化活動(周丹蓉等,2013),從而提高奶牛機體內(nèi)的抗氧化能力。通過試驗結果可以看出,三個處理組的T-AOC及MDA無顯著差異,T-AOC仍然處于上升態(tài),MDA處于降低態(tài);Ⅱ組和Ⅲ組開始趨于平緩,接近飽和狀態(tài)。由此推斷,當VA攝入量不足時,β-胡蘿卜素會轉(zhuǎn)化為VA,進行抗氧化活動且通過《NRC 2001》的當量換算推斷可知,同等當量β-胡蘿卜素對奶牛的抗氧化作用優(yōu)于VA;當VA攝入量充足時,200 mg/(d·頭)β-胡蘿卜素的添加量為抗氧化效果最佳添加計量。

        4 結論

        本試驗結果表明,飼糧VA充足的條件下(75000 IU/d),補充β-胡蘿卜素(200 mg/d)能夠提高產(chǎn)奶量和乳品質(zhì),降低尿素氮水平,有效提升抗氧化能力。

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