聶宇澤 吳漢東 張玉科
(1.錦州醫(yī)科大學(xué)畜牧獸醫(yī)學(xué)院,遼寧 錦州 121000;2.錦州醫(yī)科大學(xué)食品與健康學(xué)院,遼寧 錦州 121000)
牛奶中含有多種易于人體吸收的營養(yǎng)物質(zhì),如蛋白質(zhì)、鈣、磷和維生素D 等,可為人體提供優(yōu)質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)以供代謝需求。近年來,我國牛奶的產(chǎn)量已能夠達(dá)到自給自足,但在高品質(zhì)牛奶產(chǎn)品消費(fèi)方面仍然存在產(chǎn)量不足和競爭力低的問題[1-2]。現(xiàn)代奶牛養(yǎng)殖生產(chǎn)過程中,常在日糧中外源添加多種有益物質(zhì)提升奶牛產(chǎn)奶性能,不同添加物質(zhì)所能達(dá)到的效用也不同。常見的飼用中草藥添加劑有蒲公英、金銀花、杜仲、黃芪、甘草、刺五加和南瓜子等,具有清熱解毒、抗菌消炎、補(bǔ)虛扶正、健脾益胃、驅(qū)蟲除積和安神鎮(zhèn)靜等作用[3]。中草藥飼料添加劑在我國奶牛養(yǎng)殖業(yè)中應(yīng)用廣泛,研究成果主要集中于提高產(chǎn)奶性能、治療奶牛乳房炎和改善產(chǎn)奶質(zhì)量等方面,多數(shù)復(fù)方中草藥制劑缺乏來源和成本考量[4-6]。本試驗(yàn)選用黃芪、蒲公英和金銀花3 種中草藥,研究不同比例中草藥添加劑飼喂條件下荷斯坦奶牛的產(chǎn)奶量差異并分析原因,了解黃芪、蒲公英和金銀花混合的中草藥飼料添加劑對奶牛產(chǎn)奶性能的影響,為提高奶牛的生產(chǎn)性能提供一定參考。
本試驗(yàn)隨機(jī)選用吉林省四平市某奶牛養(yǎng)殖場內(nèi)處于泌乳中期的中國荷斯坦奶牛20 頭。復(fù)方中草藥中黃芪、蒲公英、金銀花的混合比例為3∶3∶2,粉碎,過60目篩。
將20 頭試驗(yàn)?zāi)膛kS機(jī)分為4 組,每組5 個重復(fù),每個重復(fù)1 頭。對照組奶牛飼喂基礎(chǔ)日糧,各試驗(yàn)組分別在基礎(chǔ)日糧中添加100、200、300 g/d 的中草藥添加劑。預(yù)試期10 d,正式試驗(yàn)期21 d。
試驗(yàn)用中國荷斯坦奶牛均飼養(yǎng)于同一牛舍,按照養(yǎng)殖場的免疫標(biāo)準(zhǔn)接種疫苗,嚴(yán)格執(zhí)行牛舍消殺工作規(guī)程,自由采食與飲水,基礎(chǔ)日糧組成及營養(yǎng)水平見表1。
表1 基礎(chǔ)日糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))
1.4.1 產(chǎn)奶量及乳品質(zhì)
預(yù)試期后,每天記錄所有奶牛的產(chǎn)奶量,稱重,計(jì)算每頭奶牛平均每天產(chǎn)奶量。分別在預(yù)試期前和試驗(yàn)期末采集每頭牛的乳樣,使用Lactostar型牛奶成分分析儀(山東東方科儀器有限公司)測定牛奶的乳脂率和乳蛋白率。
平均日產(chǎn)奶量=周總產(chǎn)奶量/7(1)
1.4.2 血清生化、抗氧化、免疫指標(biāo)
試驗(yàn)結(jié)束,各組奶牛尾靜脈采血10 mL,傾斜靜置,30 min,以3 500 r/min離心15 min,獲得血清,檢測血清生化、抗氧化、免疫指標(biāo)。
使用全自動生化分析儀檢測奶牛靜脈血中尿素氮(BUN)、總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、肌酐(CRE)、葡萄糖(GLU)、丙二醛(MDA)含量,谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、肌酸激酶(CK)、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性。
使用EUSA 試劑盒(上海西塘生物科技有限公司)檢測奶牛血液中白細(xì)胞介素-2(IL-2)和白細(xì)胞介素-2受體(IL-2R)含量,計(jì)算IL-2R∶IL-2的比值,方法按照說明書。
采用單向環(huán)狀免疫擴(kuò)散法測定奶牛血清中免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)和免疫球蛋白A(IgA)含量。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010 軟件進(jìn)行初步分組與統(tǒng)計(jì),SPSS 23.0 軟件進(jìn)行單因素方差分析,Duncan's 法進(jìn)行多重比較。結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示,P<0.05 表示差異顯著。
表2 中草藥添加劑對奶牛平均日產(chǎn)奶量的影響 單位:kg/(頭·d)
由表2 可知,第1周,試驗(yàn)Ⅲ組奶牛的平均日產(chǎn)奶量最高,為26.39 kg/(頭·d),顯著高于對照組(P<0.05)。第2 周, 試驗(yàn)Ⅲ組奶牛的平均日產(chǎn)奶量為29.44 kg/(頭·d),顯著高于試驗(yàn)Ⅰ組和對照組(P<0.05);試驗(yàn)Ⅰ組奶牛的平均日產(chǎn)奶量顯著高于對照組(P<0.05)。第3 周,試驗(yàn)Ⅲ組奶牛的平均日產(chǎn)奶量最高,為30.88 kg/(頭·d),顯著高于試驗(yàn)Ⅰ組和對照組(P<0.05);試驗(yàn)Ⅰ組奶牛的平均日產(chǎn)奶量顯著高于對照組(P<0.05)。
表3 中草藥添加劑對奶牛乳品質(zhì)的影響
由表3 可知,試驗(yàn)Ⅲ組奶牛的乳脂率最高,顯著高于對照組(P<0.05)。對照組奶牛的體細(xì)胞數(shù)最高,顯著高于其他各組(P<0.05),試驗(yàn)Ⅲ組奶牛體細(xì)胞數(shù)最低,與試驗(yàn)Ⅱ組差異不顯著(P>0.05)。各組牛奶的乳蛋白率、乳糖含量差異均不顯著(P>0.05)。
表4 中草藥添加劑對奶牛血清生化指標(biāo)的影響
由表4 可知,試驗(yàn)Ⅱ組和試驗(yàn)Ⅲ組奶牛血清中AST和CK活性顯著低于對照組(P<0.05)。
表5 中草藥添加劑對奶牛血清抗氧化指標(biāo)的影響
由表5可知,試驗(yàn)Ⅱ組和試驗(yàn)Ⅲ組奶牛血清MDA含量、CAT活性顯著低于對照組(P<0.05)。各組奶牛血清SOD、GSH-Px活性差異不顯著(P>0.05)。
表6 中草藥添加劑對奶牛血清免疫指標(biāo)的影響
由表6可知,試驗(yàn)Ⅰ組奶牛血清IgG含量最高,顯著高于對照組和試驗(yàn)Ⅲ組(P<0.05)。
隨著我國奶牛養(yǎng)殖業(yè)不斷發(fā)展,奶牛產(chǎn)奶性能得到提升。中國荷斯坦奶牛是我國的主要奶牛品種,具有產(chǎn)奶量大的特點(diǎn),一頭飼養(yǎng)合格的中國荷斯坦奶牛平均日產(chǎn)奶量約25~40 kg/(頭·d),高于大多數(shù)國內(nèi)品種。外界環(huán)境等因素發(fā)生變化易對奶牛產(chǎn)生不良影響,影響奶牛產(chǎn)奶性能[7]。奶牛養(yǎng)殖生產(chǎn)過程中會通過觀察奶牛平均日產(chǎn)奶量判定其產(chǎn)奶性能,平均日產(chǎn)奶量越大則奶牛產(chǎn)奶性能越高。歐陽富龍等[8]發(fā)現(xiàn),復(fù)方中草藥添加劑可提升圍產(chǎn)期奶牛平均日產(chǎn)奶量,奶牛平均日產(chǎn)奶量隨著添加時(shí)間增加而明顯增加,當(dāng)添加比例為300 g/d 時(shí)效果最佳。李炎[9]研究表明,蒲公英可以顯著提高泌乳中期荷斯坦奶牛的泌乳性能,蒲公英添加比例為200 g/d時(shí)對奶牛平均日產(chǎn)奶量的提升效果最好,到400 g/d時(shí)奶牛平均日產(chǎn)奶量有下降趨勢,原因可能是蒲公英中富含維生素、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì),為奶牛提供充足營養(yǎng),蒲公英中的黃酮類化合物還能夠提升奶牛的免疫機(jī)能,增強(qiáng)奶牛的抗應(yīng)激能力,從而避免泌乳量下降。張二飛等[10]指出,金銀花等中草藥復(fù)方制劑能夠顯著提升熱應(yīng)激狀態(tài)下奶牛的日均產(chǎn)奶量,試驗(yàn)1 周后奶牛產(chǎn)奶量明顯上升,且隨著試驗(yàn)時(shí)間增加,奶牛產(chǎn)奶量持續(xù)上升,直至第6 周開始穩(wěn)定。柴守宏[4]發(fā)現(xiàn),中草藥飼料添加劑能夠給奶牛提供各類營養(yǎng)物質(zhì),還可起替代抗生素的作用,日糧中添加200 g/d的黃芪、黨參、金銀花和蒲公英等中草藥渣食用15 d 后,每頭奶牛的平均日產(chǎn)奶量增加1.37 kg。侯路釗等[11]指出,中草藥飼料添加劑可用于預(yù)防各類疾病,為奶牛提供蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)元素等營養(yǎng)物質(zhì),提升奶牛泌乳能力;試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),奶牛日糧中添加中藥增乳保健散能夠顯著提高奶牛的日均產(chǎn)奶量,添加比例為200 g/d 時(shí)效果較好。曾涵芳[12]指出,黃芪多糖具有顯著提升應(yīng)激狀態(tài)下奶牛生產(chǎn)性能的作用,且不同添加比例的影響存在顯著差異,分析認(rèn)為黃芪多糖能夠提升奶牛體內(nèi)多種抗氧化酶活性及清除氧化自由基的能力,提高奶牛免疫機(jī)能和健康水平,使奶牛產(chǎn)奶恢復(fù)正常。本試驗(yàn)中第1~3 周,試驗(yàn)Ⅲ組奶牛平均日產(chǎn)奶量最高,表明黃芪、蒲公英和金銀花混合的中草藥添加劑能夠提升奶牛的產(chǎn)奶性能。
乳脂率、乳蛋白率和乳糖是衡量奶牛產(chǎn)奶質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo),奶牛的乳脂率、乳蛋白率和乳糖含量越高奶牛的產(chǎn)奶質(zhì)量越高,產(chǎn)奶性能也越高。牛奶中體細(xì)胞數(shù)越多則牛奶品質(zhì)越低,小于50×104/mL 時(shí)對健康無明顯負(fù)面影響。馬亞偉[13]研究發(fā)現(xiàn),奶牛乳房炎具有發(fā)病率高、危害性大的特點(diǎn),奶牛養(yǎng)殖場內(nèi)各類乳房炎的發(fā)病率可達(dá)50%以上,患病奶牛分泌乳汁中各類營養(yǎng)物質(zhì)含量下降嚴(yán)重,特別是乳脂含量明顯低于正常水平,嚴(yán)重影響奶牛泌乳品質(zhì)??蛇x擇使用復(fù)方中草藥對奶牛乳房炎進(jìn)行治療和預(yù)防,提升奶牛泌乳品質(zhì)。毛桂蕓等[14]研究發(fā)現(xiàn),添加一定比例的黃芪可以顯著提高奶牛血液SOD、CAT 和抗氧化酶活性,增強(qiáng)奶牛的機(jī)體免疫水平,分析認(rèn)為主要是黃芪中含有的多糖類化合物具有一定生物活性,可以清除奶牛體內(nèi)氧化自由基,抑制細(xì)胞產(chǎn)生過氧化反應(yīng)。柳旭偉等[15]發(fā)現(xiàn),中草藥飼料添加劑能夠影響奶牛的產(chǎn)奶量和泌乳成分,在奶牛日糧中添加一定比例含金銀花等中藥成分飼料添加劑15 d 后,乳汁中乳脂含量顯著提升,但乳蛋白含量與添加前差異并不明顯。奶牛在感染病原菌后不但會引起乳腺組織炎癥反應(yīng),還會生成大量“毒素”融入乳汁,影響乳品質(zhì),危害消費(fèi)者健康。奶?;既榉垦缀螅橹谕庥^上無明顯變化,但其內(nèi)成分與理化性質(zhì)發(fā)生改變,如乳糖和乳脂等營養(yǎng)物質(zhì)含量下降,抗氧化酶活性降低,致病性細(xì)菌和乳清蛋白含量升高[16]。陸福強(qiáng)等[17]研究表明,含有黃芪的重要組方在治療奶牛乳房炎方面具有良好效果,分析認(rèn)為,黃芪中所含的多糖、黃酮類化合物是產(chǎn)生治療效果的原因,這些化合物具有較強(qiáng)的抗氧化生物活性,能夠提升奶牛的機(jī)體免疫力,提升產(chǎn)奶品質(zhì)。買買提·克玉木等[18]發(fā)現(xiàn),在奶牛日糧中添加黃芪、金銀花和蒲公英等復(fù)合中草藥能夠顯著降低牛奶中體細(xì)胞數(shù),且隨添加比例增加而降低。
本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),試驗(yàn)Ⅲ組奶牛的乳脂率最高,對照組最低且顯著低于其他各組。試驗(yàn)Ⅲ組奶牛的乳蛋白率和乳糖含量最高,隨添加量的增加呈上升趨勢;對照組奶牛的體細(xì)胞數(shù)最高,隨添加量的增加呈顯著下降趨勢,本研究結(jié)果與上述結(jié)論相符,表明黃芪、蒲公英和金銀花所混合的中草藥飼料添加劑能夠提升奶牛產(chǎn)乳品質(zhì)。
ALT、AST、TC 是衡量奶牛肝臟功能的關(guān)鍵指標(biāo)。CK 能夠反映奶牛當(dāng)下狀態(tài),應(yīng)激狀態(tài)下奶牛血清CK 活性顯著升高。BUN是衡量奶牛腎臟功能的指標(biāo),含量越高奶牛腎臟功能受損概率越大。趙程禹等[19]研究表明,肝臟是奶牛能量代謝主要場所,肝臟功能受損后奶牛機(jī)體代謝效率下降,對各類營養(yǎng)物質(zhì)的吸收效率也隨之降低,進(jìn)而導(dǎo)致奶牛產(chǎn)奶性能下降。通常部分奶牛場會選擇提高飼料中精料比例,提高奶牛的產(chǎn)奶量,這種方法在飼喂初期會大幅增加奶牛產(chǎn)奶量,但隨著飼喂時(shí)間增加產(chǎn)奶量反而降低,造成奶牛血清BUN 含量升高。Mao等[20]檢測長期飼喂高精飼料條件下荷斯坦奶牛糞便中的細(xì)菌構(gòu)成和血清BUN含量發(fā)現(xiàn),奶牛糞便的毛螺菌屬和血清BUN含量升高,進(jìn)而導(dǎo)致奶牛腎臟和腸道消化功能受損,影響奶牛對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。因此,奶牛腎臟和消化系統(tǒng)功能受血清BUN含量影響,且可導(dǎo)致奶牛產(chǎn)奶量下降。張新雨等[21]指出,中藥復(fù)方制劑對熱應(yīng)激狀態(tài)下的肉牛具有明顯的緩解作用,通過檢測肉牛血清中BUN的含量發(fā)現(xiàn),隨著肉牛日糧中中藥復(fù)方制劑添加比例增加,其血清BUN含量也隨之降低。高繼[22]指出,產(chǎn)奶過程中乳房受到機(jī)械性的持續(xù)擠壓,奶牛產(chǎn)生不適甚至損傷,易引起應(yīng)激反應(yīng),應(yīng)激反應(yīng)狀態(tài)下奶牛血清CK活性會明顯升高;進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),在奶牛日糧中添加中草藥添加劑能夠改善奶牛的應(yīng)激反應(yīng),降低奶牛血清中的CK活性。
本研究結(jié)果表明,奶牛血清中AST 和CK 活性有顯著變化,且隨中草藥添加劑添加比例的增加總體呈下降趨勢;奶牛血清ALT 活性和TC 和BUN 含量雖無顯著變化,但總體呈下降趨勢,本研究結(jié)果與上述結(jié)論相符,表明黃芪、蒲公英和金銀花所混合的中草藥飼料添加劑能夠改善奶牛血清生化指標(biāo)。
奶牛在代謝過程中體內(nèi)會產(chǎn)生對細(xì)胞膜具有破壞能力的氧化自由基,而SOD是對氧化自由基具有清除能力的一種功能性蛋白酶,可分解氧化自由基,產(chǎn)生對細(xì)胞無害的物質(zhì),測定奶牛體內(nèi)SOD活性可判斷其抗氧化性能[23]。奶牛體內(nèi)MDA來自氧化自由基參與的脂質(zhì)過氧化反應(yīng),對細(xì)胞具有毒性作用,MDA含量越大,表明奶牛體內(nèi)脂質(zhì)過氧化反應(yīng)越劇烈,抗氧化性能越低。GSH-Px是一種具有生物活性的同工酶,在動物體內(nèi)可通過催化酚類物質(zhì)產(chǎn)生氧化反應(yīng),GSH-Px活性過高表明動物機(jī)體氧化反應(yīng)劇烈,由于氧化反應(yīng)產(chǎn)生的氧化自由基濃度也明顯升高,對動物身體產(chǎn)生傷害,可通過測定動物體內(nèi)過氧化物酶的活性判定抗氧化性能,過氧化物酶含量越高則動物機(jī)體抗氧化性能越高[24]。CAT 是催化過氧化氫分解成氧和水的酶,CAT 活性越高說明奶牛體內(nèi)過氧化氫含量越低,抗氧化性能越強(qiáng)。胡永靈等[25]研究發(fā)現(xiàn),熱應(yīng)激狀態(tài)下奶牛血清中CAT和GSH-Px的基因表達(dá)水平和抗氧化性能均上升,中草藥制劑能夠提升奶??寡趸δ?。李炎[9]研究表明,蒲公英能夠改善奶牛的健康狀況,顯著提高奶牛血液中SOD 活性,降低MDA 含量。本研究結(jié)果顯示,各組奶牛血清SOD 和GSH-Px 活性差異不顯著;試驗(yàn)Ⅱ組和試驗(yàn)Ⅲ組奶牛血清MDA含量低于對照組,與上述結(jié)論相符,表明黃芪、蒲公英和金銀花所混合的中草藥飼料添加劑能夠改善奶??寡趸δ?。
IL-2 是動物免疫系統(tǒng)中的一類細(xì)胞生長因子,可調(diào)控免疫系統(tǒng)中白細(xì)胞的細(xì)胞活性。IL-2R 是一種在某些免疫細(xì)胞如淋巴細(xì)胞表面表達(dá)的異源三聚體蛋白,可結(jié)合和應(yīng)答細(xì)胞因子IL-2。在獸醫(yī)臨床治療中可通過測定IL-2 與IL-2R 判斷動物健康狀況,當(dāng)動物患有肝病和免疫疾病時(shí)體內(nèi)的IL-2 和IL-2R 含量會產(chǎn)生變化,主要表現(xiàn)為IL-2 含量上升,IL-2R 含量下降,IL-2R∶IL-2 值越大,動物免疫機(jī)能越強(qiáng)。IgG是奶牛血液中的主要抗體之一,參與奶牛機(jī)體的防御功能,含量升高表示奶牛機(jī)體免疫機(jī)能上升。鄭會超[26]研究發(fā)現(xiàn),飼喂白虎湯后熱應(yīng)激狀態(tài)下奶牛血液IL-2 含量上升,IL-2R 含量下降,且二者比值明顯上升,原因是中草藥中的物質(zhì)能夠調(diào)節(jié)奶牛細(xì)胞中的過度非特異性免疫反應(yīng),起改善奶牛機(jī)體免疫機(jī)能的作用。占今舜[27]研究表明,在奶牛日糧中添加苜蓿黃酮能夠提升血液中IgG 含量,隨添加比例上升呈下降趨勢。本研究結(jié)果顯示,各組奶牛血清IL-2、IL-2R 含量和IL-2R∶IL-2 差異不顯著,但I(xiàn)L-2 含量、IL-2R∶IL-2總體呈下降趨勢;試驗(yàn)Ⅰ組奶牛血液中IgG含量最高,顯著高于對照組和試驗(yàn)Ⅲ組,與上述結(jié)論相符,表明黃芪、蒲公英和金銀花所混合的中草藥飼料添加劑能夠改善奶牛免疫機(jī)能。
本試驗(yàn)研究表明,黃芪、蒲公英和金銀花復(fù)方中草藥添加劑能夠顯著提升奶牛的平均日產(chǎn)奶量和乳脂率,改善奶牛的肝腎功能、抗氧化功能和免疫機(jī)能,但對牛奶中乳蛋白和乳糖含量影響不明顯。根據(jù)養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)性原則,黃芪、蒲公英和金銀花復(fù)方中草藥添加劑的適宜添加量為200 g/d。