纤维素酶和丙二醇对产犊后奶牛消化及产奶性能的影响

张军，陈连民，王梦芝*，沈宜钊，蔡青和，张婵娟

（1. 扬州市扬大康源乳业有限公司，江苏扬州225004；2. 扬州大学动物科学与技术学院，江苏扬州225009；3. 上海欧耐施生物技术有限公司，上海201613）

纤维素酶和丙二醇对产犊后奶牛消化及产奶性能的影响

张军1，2，陈连民2，王梦芝2*，沈宜钊2，蔡青和3，张婵娟3

（1. 扬州市扬大康源乳业有限公司，江苏扬州225004；2. 扬州大学动物科学与技术学院，江苏扬州225009；3. 上海欧耐施生物技术有限公司，上海201613）

本文旨在研究日粮中添加纤维素酶和丙二醇对围产期奶牛消化和产奶性能的影响。试验选择24头处于围产期的奶牛，随机分成3组。对照组饲喂基础日粮，另设置试验A组（基础日粮+0.5%丙二醇制剂）和试验B组（基础日粮+0.1%纤维素酶制剂）。结果表明：在产后第40天和第100天，试验组A体重显著高于其他组（P＜0.05）；在产后第40天和第100天，试验组CP和NDF的消化率显著高于对照组（P＜0.05），试验A组的DM消化率显著高于试验B组和对照组（P＜0.05）；在第100天试验组产奶量显著高于对照组（P＜0.05），且试验A组高于（P＜0.05）试验B组；试验A组在第20天乳脂显著高于其他组（P＜0.05），在第40天非脂固形物显著高于对照组（P＜0.05）。综上，日粮中添加丙二醇制剂及纤维素酶制剂能够在一定程度上促进产后奶牛消化及产奶性能的提高，并以添加0.5%丙二醇制剂的效果较好。

纤维素酶；丙二醇；产后奶牛；消化性能；产奶性能

奶牛分娩后由于产犊带来的应激,其消化道生理机能将发生一定程度的改变,如胃肠道的蠕动能力下降、营养物质消化吸收不完全等。与此同时,其还需产奶以供犊牛哺育和满足人类日常消费需要。在泌乳早期,高产奶牛需要动员自身身体脂肪和蛋白储备才够维持产奶量,这种状态一直维持到其能量的摄入与产奶输出达到平衡为止。这一时期的高产奶牛处于能量和氮负平衡状态［1］。长期处于这种状态而不能尽快恢复将会导致机体代谢紊乱、繁殖性能和泌乳性能降低等,影响奶牛的健康及再生产［2］。为此,相关研究者认为可以通过在日粮中添加酶制剂以帮助产后母牛改善其胃肠道的消化功能,提高其对营养物质的消化吸收率,增加其采食欲望,从而达到能量等营养物质摄入与输出的平衡状态［3］；也有学者认为,为实现产犊后母牛营养、生理平衡状态,直接补充能量替代物相比通过改善其消化功能更加直接有效［4］。但目前有关两者对产后奶牛消化和生产性能作用效果的比较研究还相对较少。本试验即通过向产后奶牛日粮中添加消化改善剂纤维素酶制剂以及能量补充剂丙二醇制剂,比较其在产后奶牛营养物质消化和产奶性能作用效果的影响,为纤维素酶制剂及丙二醇制剂在奶牛生产实践应用中提供资料参考。

1 材料与方法

1.1 试验动物选择江苏省宿迁市泗阳县某牛场处于匣产前期(3～5胎次,产前8～10 d)的健康中国荷斯坦母牛24头,体重(590±20)kg,305 d泌乳量5 000 kg左右,随机分成3组,各组间牛的生理状况基本一致。采取单头栓养,饲喂TMR日粮,自由采食并自由饮水。试验期为2013年11月至2014年3月。

1.2 试验方法试验用基础日粮配方的蛋白质、能量等营养物质需要量依照NRC标准进行配制［5］。以饲喂不添加任何其他成分的基础日粮组为对照组,设置试验组A(基础日粮+0.5%丙二醇制剂,5 kg/t)和试验组B(基础日粮+0.1%纤维素酶制剂,10 kg/t),2种添加剂的添加量为上海欧耐施生物技术有限公司的推荐最优用量,基础日粮配方及营养成分见表1。试验预饲期为15 d,正饲期为100 d。据奶牛生产情况配置试验日粮总量,分别于每日09：00、15：00进行定时统一饲喂。

表1 基础日粮组成及营养成分比例

1.2 样品采集及保存

1.2.1 体尺测量于奶牛产犊后第1、20、40、100天07：00晨饲前进行体高、体斜长、胸匣等相关指标的测量,用以估算体重的变化情况。

1.2.2 饲料样品采集及保存于饲喂前多点采集试验TMR日粮样,饲料样品称出重量,利用烘箱60℃烘24 h至半干,放置室温下回潮24 h后再次称量并粉碎后装入袋中编号保存,以供相关营养物质含量的测定。

1.2.3 粪样采集及保存在试验牛的尾部系一集粪袋,收集奶牛产犊后的第1、20、40、100天时间点前后各2 d粪便,充分混匀称重。按每日排泄物的1/50取样并混合,将粪便样品放在自制的塑料瓶底中,每100 g鲜粪加10%盐酸10 mL,并放入烘箱中,60℃烘干24 h,再取出回潮,粉碎装袋并编号,以供相关营养物质的消化率测定。

1.2.4 奶样采集及保存逐日记录每头试验牛的日产奶量,采集奶牛产犊后第1、20、40、60、100天时间点的前1 d、当日以及后1 d 03∶00时和15∶00时奶样各50 mL并加入防腐剂重铬酸钾,将采集的6次奶样进行等比例混合置于冰箱4℃保存,以供乳品相关指标的测定。

1.3 指标测定

1.3.1 体重估算公式体重(kg)=胸匣(m2)×体斜长(m)×90。

1.3.2 消化率测定饲料和粪便中常规成分的测定分析方法参照杨胜主编的《饲料分析及饲料质量检测》进行［6］。采用2 mol/L盐酸不溶灰分法测定产犊后母牛对日粮干物质(DM)、粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)的消化率,具体公式如下：

营养物质消化率(%)=100%-(粪中营物质含量×日粮酸不溶灰分含量/日粮营养物质含量×粪中酸不溶灰分含量)

1.3.3 乳成分测定乳蛋白、乳脂、乳糖和非脂乳固物(SNF)的测定由扬州市扬大康源乳业通过舟麦FOSS全自动乳成分分析仪测定。

1.4 统计分析利用Excel2003对试验数据进行整理,采用SPSS16.0软件进行单因素方差分析,邓肯氏法进行多重比较。P值表示差异显著(P＜0.05)。

2 结果与分析

2.1 母牛产后体重变化由表2可知,母牛产犊后体重呈现先下降再上升的趋势。处理组与对照组相比在产后第1天和第20天,组间未见显著差异(P＞0.05)；在产第40天和第100天试验组A体重要显著高于其他组,但试验组B和对照组体重相比差异并不显著(P＞0.05)。

表2 各试验组不同时期体重变化情况kg

2.2 试验组母牛产后营养物质消化率的变化由表3可知,产后1～100 d母牛对DM、CP、NDF及ADF的消化率总体呈上升趋势。在产后的第40天和第100天,试验A组对干物质的消化率要高于(P＜0.05)B组及对照组,试验B组与对照组的差异则不显著(P＞0.05)；在产后的第40天和第100天,试验A组和试验B组的CPWDF消化率显著高于对照组(P＜0.05)；另外,试验组间ADF消化率在产后各时期却未见显著差异(P＞0.05)。

表3 各试验组营养物质消化率的变化%

2.3 产奶量及乳成分的变化情况由表4可知,产后母牛的泌乳量大致呈现先上升后下降的趋势。在产后的第60天,A组的日产奶量显著高于对照组(P＜0.05),但与试验B组差异不显著(P＞0.05)。在产后的第100天,试验A组的日产奶量最高,与其他2组相比差异显著(P＜0.05)。同时,试验B组的日产奶量也显著高于对照组(P＜0.05)。在其余的时间点中,试验A组的日产奶量高于其余2组,但组间未见显著差异(P＞0.05)。

乳成分变化情况方面,试验A组和试验B组在各时期乳蛋白的含量要稍高于对照组,但差异不显著(P＞0.05)；产后的第20天,试验A组的乳脂含量显著高于其余2组(P＜0.05),其他时间点则未见显著差异；产后的整个时期中,乳糖的含量保持恒定,组间未见显著差异；非脂乳固物方面,在产后的第40天,试验A组的含量显著高于对照组(P＜0.05),其余时间点的测定值未见显著差异。

表4 各试验组产奶量和乳成分的变化

3 讨论

3.1 纤维素酶和丙二醇对产后母牛体重恢复的影响奶牛在产犊后一段时间内泌乳量迅速上升达到高峰,使得奶牛不得不动用自身的能量、蛋白储备以维持产奶。伴随着这样的一个过程,短期内产后母牛的体重会呈现迅速下降的趋势［1］。本试验中,在奶牛产后第1天和第20天,各试验组奶牛体重均有下降趋势但组间未见显著差异。在产后第40天和第100天试验A组体重显著高于对照组,而试验B组与对照组相比差异则不显著。Fonseca等［7］研究了向匣产期奶牛日粮中添加丙二醇制剂对奶牛体况评分、体重等变化情况的影响发现试验组奶牛体重在匣产前期出现了下降且与对照组相比差异不显著,但在匣产后期试验组体重下降幅度要显著低于对照组。刘强等［8］在丙二醇对匣产期奶牛能量负平衡及代谢产物的影响研究中也得到了与以上研究相一致的结果,说明日粮添加丙二醇制剂对于产后牛体重恢复有一定的促进作用。

3.2 纤维素酶和丙二醇对产后母牛营养物质消化率的影响本试验中,营养物质的消化率在产后第1天和第20天并未出现显著差异,可能是由于奶牛产犊后机体处于产犊应激之下,其消化吸收生理机能此期间内尚处于一相对较差水平,通过添加纤维素酶制剂及丙二醇制剂并不能显著改善营养物质的消化利用率［9-10］。但在产后的第40和第100天,试验A组DM、CP以及NDF的消化率均显著高于对照组,该结果与刘强等［11］的研究结果相一致,即日粮中添加丙二醇制剂明显改善了匣产后期母牛对DM、CP、NDF等营养物质的消化率。Chibisa等［12］研究也表明,日粮中添加600 mL/d丙二醇对匣产前期母牛营养物质消化率无显著影响,但匣产后期DM和OM消化率提高趋向显著,NDF消化率显著提高。其他相关研究也证实了日粮添加丙二醇具有提高产奶量和饲料效率的作用［13］。Colucci等［14］认为丙二醇改善日粮营养物质消化的机理,是由于饲喂丙二醇后延长了饲料在瘤胃内的发酵时间,从而增加了营养物质的消化率,这也可能是上述有助于产后母牛体重恢复的因素之一。

另本试验中,在产后第40天试验B组CP和NDF的消化率也显著高于对照组,这与Beauchemin等［15］添加外源纤维素酶后,奶牛DM、OM、NDF、ADF等的全消化道消化率都有不同程度提高的结果相一致。本试验中,纤维素酶虽然为最优添加量但对DM和CP消化率的改善及后期体重的恢复作用没有丙二醇制剂好。造成该差异的原因可能是丙二醇作为瘤胃丙酸盐的前体物质,能够迅速被吸收作为肝糖异生的前体物质使得作用效果更明显［16］,而纤维素酶的使用效果受环境因素及机体状态等多种因素的影响。纤维素酶主要通过提高瘤胃对日粮纤维的消化率,提高瘤胃VFA的浓度进而提高了能量的利用效率,但整个过程需要足够的作用时间。另外,纤维素酶作用的发挥受反应底物、瘤胃状态等多重因素的制约,而产后奶牛的生理发生了巨大的变化,这可能也是作用效果不明显的原因［17］。

3.3 纤维素酶和丙二醇对产后母牛泌乳量及乳成分的影响Yang等［18］报道,纤维素水解酶按一定比例添加于饲料中能够提高泌乳奶牛的产奶量。本试验中试验B组在试验后期的产奶量要高于对照组且在产后的第100天达到差异显著。周丽芬等［19］研究了日粮中添加不同比例纤维素酶对奶牛乳品质的影响发现不同比例纤维素酶的添加对乳成分的影响差异不显著。本试验中试验B组乳成分变化情况与对照组相比也未见显著差异,这与上述研究结果基本一致。刘强等［20］研究结果表明,对其泌乳早期产奶量、乳蛋白、乳脂、乳糖及乳干物质等均无显著影响。本试验中,试验A组乳成分也仅在产后第20天乳脂高于对照组,其他皆未见显著变化,这与刘强等［20］的研究有一定的一致性。但本研究试验A组显著提高了产后奶牛的产奶量,与上述研究有所不同。造成产奶量研究结果不同的原因,可能是由于所测定的泌乳期不同所致。在本研究中测定了奶牛产后至泌乳100 d的产奶量；而刘强等［20］是研究泌乳早期的产奶量,奶牛在产后早期其体况尚未完全恢复。本研究中丙二醇制剂组提高产奶量的原因则可能是因为,丙二醇制剂改善了营养物质的消化吸收,在一定程度上缓解了能量负平衡对机体造成的伤害,促进了产后奶牛体况恢复所致；也有可能是因为其作为能量补充物能直接被瘤胃壁吸收,而减少了体脂的动员,缓解了能量负平衡所致。

4 结论

本试验条件下通过向产后奶牛基础日粮中添加0.5%的丙二醇制剂及0.1%的纤维素酶制剂可以改善产后奶牛对部分营养物质的消化率,促进体重恢复并对泌乳性能的改善具有一定的作用,其中以添加0.5%的丙二醇制剂效果相对更好。

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Effects of Cellulase and Propylene Glycol on Digestion and Milk Production Performance in Postpartum Cows

ZHANG Jun1,CHEN Lian-min2,WANG Meng-zhi2*,SHEN Yi-zhao2,CAI Qing-he3*,ZHANG Chan-juan3
（1.Yang Da Kang Yuan Dairy Company Limited；JiangsuYangzhou 225004,China；2.College of Animal Science and Technology,Yangzhou University,JiangsuYangzhou 225009,China；3.Shanghai Honest Biological Company Limited,Shanghai 201613,China）

The objective of this study was to investigate the effects of cellulase and propylene glycol on digestion and milk production performance of cows in postpartum cow.Twenty four perinatal cows were randomly divided into 3 groups with 8 cows per group.Three groups respectively were,control group（basal diet）,group A（basal diet+0.5% propylene glycol）and group B（basal diet+0.1%cellulase）.The results showed that.the cow body weight of group A was higher that those of other groups at d 40 and 100（P＜0.05）.Compared with the control group,experimental groups were significantly higher in digestibility of CP and NDF at d 40 and 100（P＜0.05）.The digestibility of DM in group A was significantly higher than those in group B at d 40（P＜0.05）.The milk yields of experimental groups were higher than those of the control group at d 100（P＜0.05）,and moreover the group A was significantly higher than the group B（P＜0.05）.The milk fat in group A was higher than those in other groups at d 20（P＜0.05）and higher milk SNF the control group in at d 40（P＜0.05）.It was concluded,diets adding with cellulase and propylene glycol had certain improvement on digestion and milk production performance；and the addition of 0.5%propylene glycol in diet had a better improving effect.

cellulase；propylene glycol；postpartum cows；digestibility；milk yield

S823.5

A

0258-7033（2015）09-0026-05

2014-07-18；

2014-11-28

江苏省自然科学基金项目（BK20141270）；江苏省农业三新工程项目（SXGC；2013］321）；江苏省优势学科

张军（1969-），男，江苏响水人，硕士，副教授，从事动物遗传育种与营养相关研究工作，E-mail：yzu7788@163.com

*通讯作者：王梦芝，动物营养学博士，副教授，硕士生导师，E-mail：mengzhiwangyz@126.com