还原奶补充营养平衡剂对犊牛生长性能及血清学指标的影响

2018-10-30毕研亮成述儒张卫兵刁其玉

家畜生态学报 2018年10期

李双，毕研亮，成述儒，屠焰，张卫兵，刁其玉*

(1. 中国农业科学院饲料研究所，农业部饲料生物技术重点实验室，奶牛营养学北京市重点实验室，北京 100081；2.甘肃农业大学动物科学技术学院，甘肃兰州 730070)

近几年，随着中国奶牛养殖规模化、集约化的迅猛发展，奶牛单产量大幅提升，然而在产奶旺季往往造成鲜奶过剩，牧场为避免资源浪费，多将过剩鲜奶喷粉储存。为消化大量奶粉库存，牧场多选用奶粉代替牛奶或代乳粉进行犊牛的早期培育。鲜牛奶在热处理加工过程中经高温高压环境喷雾干燥，造成大量营养成分、特别是氨基酸、维生素等营养素损失，造成营养物质不平衡[1-2]，严重影响犊牛生产潜力的发挥和成年后的产奶性能。

应用代乳粉培育技术使犊牛早期断奶是奶牛养殖发达国家培育犊牛的成功经验，适宜的代乳粉饲喂水平可有效促进犊牛消化器官发育，有利于犊牛及早进食常规饲料，从而促进犊牛生长发育和机体健康[3-5]。营养素平衡剂是一种添加于纯奶粉中的代乳粉浓缩饲料，能改善纯奶粉中因营养破坏、损失及某些营养素不足对犊牛生长造成的不良影响，从而促进犊牛快速健康生长。

本试验通过在纯奶粉中添加营养素平衡剂，研究断奶前后犊牛采食量、增重、体尺、血清生化指标及抗氧化指标的变化情况，以确定营养素平衡剂对断奶前后犊牛生长性能及健康状况的影响，为营养素平衡剂在犊牛培育中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物与试验时间

本试验于2016年8月～2016年11月在河北张家口市现代牧业察北牧场完成。选择28头刚出生、体重为(39.99±4.65)kg的健康中国荷斯坦犊牛，按照体重和日龄相一致原则分成对照组和试验组，每组14头犊牛，公母各半。

1.2 试验设计和试验饲粮

采用单因素完全随机设计，对照组(control，CON)犊牛饲喂纯奶粉兑成的奶液；试验组(nutrient balance，NB)犊牛饲喂纯奶粉+营养素平衡剂兑成的奶液。试验期为98 d。

纯奶粉饲喂方法：纯奶粉干粉与45 ℃左右巴氏杀菌温水重量体积比按1：7.5的比例配制，饲喂给犊牛时温度在39 ℃左右。

纯奶粉+营养素平衡剂饲喂方法：营养素平衡剂按10%加入到纯奶粉中，复合纯奶粉(纯奶粉+营养素平衡剂)与45 ℃左右巴氏杀菌温水重量体积比按1：7.5配制，饲喂给犊牛温度在39 ℃左右。

试验用营养素平衡剂由北京精准动物营养研究中心配制，纯奶粉及犊牛开食料为现代牧业察北牧场饲喂犊牛专用料。纯奶粉、营养素平衡剂和开食料的营养水平见表1。

表1 纯奶粉、营养素平衡剂和开食料营养水平(风干基础) Table 1 Nutrient levels of pure milk powder, nutrient balance agent and starter (air-dry basis)

注：营养水平均为实测值。

Notes:Nutrient levels were measured values.

营养素平衡剂(由于已申请专利，配方未详细列出)产品特点：(1)强化了纯奶粉中维生素的含量(包括脂溶性维生素A、D、E、水溶性B族维生素以及缓解应激的维生素C等)，其中维生素A含量为100 000～350 000 IU/kg，维生素E含量≧600 IU/kg；(2)强化了纯奶粉中氨基酸[6-8]，尤其蛋氨酸、色氨酸、谷氨酸等，其中蛋氨酸含量≧2%；(3)添加了促进犊牛消化吸收的各种酶制剂[9-10](脂肪酶、蛋白酶、葡聚糖酶、纤维素酶等)；(4)添加了益生菌[11-12](地衣芽孢杆菌、乳酸杆菌等)，提高犊牛消化吸收能力及免疫力；(5)添加了复合酸化剂[13-14]，降低纯奶粉pH值，使犊牛采食奶液后，真胃中酸度降低，奶液停留时间长，有利于蛋白凝固，同时减少了细菌繁殖的机会和腹泻的发生。

1.3 饲养管理

试验犊牛采用犊牛岛单栏饲养，每头犊牛占地约3 m2，保持圈舍卫生干净。饲喂过程中认真执行“四定”原则，即“定时、定量、定温、定人”。试验犊牛在出生后1 h内饲喂4 L初乳，第12 h再饲喂2 L初乳，第一周饲喂牛奶，8～13日龄是奶液过渡期，奶液与牛奶的比例逐渐由1∶2增加到2∶1，至犊牛14日龄时全部饲喂各组相应奶液。犊牛自出生后第二天每天饲喂2次(06∶30，16∶30)，每次饲喂奶液量为4升，犊牛自14日龄供给开食料和39 ℃左右温水，自由采食和饮水，并记录开食料每日采食量。

1.4 样品采集与测定

1.4.1 饲粮成分每隔14 d采集纯奶粉、营养素平衡剂和开食料样品，4 ℃保存。试验结束后带回实验室，分别测定样品中干物质、粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、钙、磷及总能含量[15]。

1.4.2 生长性能称量犊牛出生重及犊牛70和98日龄晨饲前空腹重，测量犊牛体尺(体高、体斜长和胸围)，计算平均日增重(ADG)、体高变化率、体斜长变化率和胸围变化率。

记录犊牛每天纯奶粉、营养素平衡剂和开食料摄入量，计算两组干物质采食量(DMI)和饲料转化效率(G/F)。

1.4.3 血清指标试验42和98日龄晨饲前，每组随机选取6头公犊牛，颈静脉采血约10 mL，3 000 r/min离心10 min，收集血清并分装于1.5 mL离心管中，-20 ℃保存待测。

采用全自动生化仪(科华ZY KHB-1 280)测定血清中总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)、尿素氮(UN)、葡萄糖(GLU)和甘油三酯(TG)含量；采用半自动生化分析仪(L-3180)测定血清中总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化酶(GSH-Px)、丙二醛(MDA)和过氧化氢酶(CAT)含量。

1.5 统计分析

用Excel软件对试验数据进行初步处理，采用数据统计软件SPSS 19.0的单因素方差分析(one-way ANOVA)和Duncan氏法进行差异显著性分析，P<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 营养素平衡剂对断奶前后犊牛生长性能的影响

营养素平衡剂对断奶前后犊牛体重和体尺的影响见表2。CON组和NB组犊牛初始体重差异不显著(P>0.05)，符合随机分组设计原则。在初生(0日龄)和70日龄阶段，CON组和NB组犊牛体重和体尺指标差异均不显著(P>0.05)，在98日龄阶段，NB组犊牛体重显著高于CON组(P<0.05)。

表2 营养素平衡剂对断奶前后犊牛体重及体尺的影响Table 2 Effects of nutrient balance agent on body weight and body size of pre-and post-weaning calves

注：同行数据肩标为不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。

Note: In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same below.

营养素平衡剂对断奶前后犊牛体尺变化率的影响见表3。NB组犊牛在0～70、0～98日龄阶段体高变化率和胸围变化率均显著高于CON组(P<0.05)。其他各指标在试验各阶段差异不显著(P>0.05)。

营养素平衡剂对断奶前后犊牛平均日增重、干物质采食量和饲料转化效率的影响见表4。在ADG方面，NB组犊牛在71～98、0～98日龄阶段均显著高于CON组(P<0.05)。在DMI方面，NB组犊牛在0～70、71～98、0～98日龄阶段均显著高于CON组(P<0.05)。两组犊牛在饲料转化效率方面差异不显著(P>0.05)。

表3 营养素平衡剂对断奶前后犊牛体尺变化率的影响Table 3 Effects of nutrient balance agent on ratios of body size changes of pre-and post-weaning calves (cm/d)

表4 营养素平衡剂对断奶前后犊牛平均日增重、干物质采食量和饲料转化效率的影响Table 4 Effects of nutrient balance agent on ADG, DMI and feed conversion ratio of pre-and post-weaning calves (cm/d)

2.2 营养素平衡剂对断奶前后犊牛血清生化指标的影响

营养素平衡剂对断奶前后犊牛血清生化指标的影响见表5。在42日龄，两组犊牛血清ALB、GLB、UN和TG含量无显著差异(P>0.05)，在98日龄，两组犊牛血清TP、ALB、GLB和UN含量无显著差异(P>0.05)。在42日龄NB组犊牛血清TP含量显著高于CON组(P<0.05)。试验42和98日龄NB组犊牛血清GLU含量均显著高于CON组(P<0.05)。在98日龄NB组犊牛血清TG含量显著高于CON组(P<0.05)。

2.3 营养素平衡剂对断奶前后犊牛血清抗氧化指标的影响

营养素平衡剂对断奶前后犊牛血清抗氧化指标的影响见表6。在42日龄，NB组犊牛血清中T-AOC显著高于CON组(P<0.05)，其他各抗氧化指标在2组间差异不显著(P>0.05)。

表5 营养素平衡剂对断奶前后犊牛血清生化指标的影响Table 5 Effects of nutrient balance agent on serum biochemical indexes of pre-and post-weaning calves

表6 营养素平衡剂对断奶前后犊牛血清抗氧化指标的影响Table 6 Effects of nutrient balance agent on serum antioxidant indexes of pre-and post-weaning calves (U/mL)

3 讨论

3.1 营养素平衡剂对断奶前后犊牛生长性能的影响

鲜牛奶在喷粉过程中经高温高压环境喷雾干燥造成氨基酸、维生素等大量营养成分缺失[1-2]，严重影响犊牛的早期生长发育，而营养素平衡剂补充或强化了有利于犊牛生长发育的氨基酸、维生素等营养素并添加了益生菌、酸度调控剂、外源性酶制剂等非营养添加剂，可满足犊牛快速生长发育的需要。

犊牛早期增重主要是骨骼生长发育，体尺指标可反映犊牛受饲养管理水平和遗传因素的影响[11]，而满足犊牛早期营养需要量是衡量饲养管理水平的重要因素。蛋白质是犊牛生长发育的基础，蛋白质营养价值的高低主要取决于饲粮中氨基酸组成、尤其是必需氨基酸组成，氨基酸平衡是决定蛋白质品质的关键因素[6]。王建红等[6]在犊牛代乳粉中分别扣除一定比例的赖氨酸和苏氨酸，结果发现，相对于氨基酸平衡组，2组氨基酸扣除组犊牛体高变化率和胸围变化率均有降低趋势。本试验中营养素平衡剂显著提高了NB组犊牛0～70、0～98日龄阶段体高变化率和胸围变化率，这与上述结果相似，王建红试验中氨基酸扣除组未显著影响犊牛体尺变化率可能是氨基酸扣除比例较低所致。本试验中饲喂纯奶粉组犊牛体高变化率和胸围变化率低于NB组可能是牛奶喷粉造成氨基酸含量的极度缺乏[1-2]，抑制了犊牛早期的骨骼发育。研究报道[16]，提高干物质采食量可促进犊牛胃肠道发育，提高犊牛胸围变化率，本试验中NB组犊牛在整个试验期干物质采食量显著提高，这可能也是NB组犊牛在整个试验期胸围变化率显著提高的原因之一。

符运勤等[11]研究发现，犊牛代乳粉中添加益生菌可加快犊牛胃肠道菌群的建立，促进消化器官发育，增加干物质采食量，显著提高犊牛平均日增重。董晓丽等[12]在犊牛代乳粉中添加植物乳杆菌和枯草芽孢杆菌的研究中也取得相似结果。本试验中NB组犊牛在整个试验期干物质采食量显著高于CON组，试验全期NB组犊牛ADG水平的显著提高，这与上述研究结果相一致。犊牛增重主要受干物质采食量的影响，而益生菌本身就是生长促进剂[17]，营养素平衡剂中益生菌的添加也可能是NB组犊牛体重快速增加的原因之一。

饲料转化效率是评价饲料报酬的重要指标，提高饲料转化效率可以节省饲养成本。研究报道[10,14]，犊牛饲粮中添加外源性酶制剂和酸度调控剂可提高饲料转化效率。本试验中，营养素平衡剂对NB组纯奶粉奶液补充有外源性酶制剂和酸度调控剂，但试验期间营养素平衡剂对2组犊牛的饲料转化效率无显著影响，究其原因，可能是本试验中NB组犊牛在试验全期干物质采食量显著高于CON组，采食量的大幅增高影响了犊牛胃肠道的消化吸收，造成了犊牛饲料转化效率的短期降低。

3.2 营养素平衡剂对断奶前后犊牛血清生化指标的影响

动物血清指标有着评价机体物质代谢及健康状况的指导作用，而氨基酸摄入不足或吸收障碍最直接的表现就是血清TP和ALB含量降低[7]。血清ALB具有作为营养物质的载体、维持血浆渗透压、提供机体蛋白质等功能，血清GLB反映机体的免疫能力[6]。王建红等[6]研究发现，血清TP、ALB和GLB含量在部分扣除Lys组均低于氨基酸平衡组。李雪玲等[7]利用氨基酸部分扣除法选取100只50日龄，初始体重平均为11.00 kg的断奶公羔羊，研究开食料中Lys、Met、Thr和Trp对羔羊生长性能和血清生化指标的影响，结果发现氨基酸平衡组在羔羊120日龄时血清TP、GLB含量均显著高于蛋氨酸扣除组。蛋白质摄入不足或吸收障碍，可引起血清总蛋白和白蛋白含量降低，幼龄动物反应更为敏感[6]。本试验中NB组犊牛血清TP含量在42和98日龄时均高于CON组，尤其在42日龄时显著高于CON组，另外NB组犊牛血清中ALB和GLB含量在42日龄和98日龄时均高于CON组。这可能是由于牛奶喷粉造成氨基酸营养损失[1-2]，营养素平衡剂补充了纯奶粉所缺失的Met等必需氨基酸，使机体氨基酸达到平衡状态，满足了犊牛正常生长所需的氨基酸营养。

Stanley等[18]指出血清尿素氮浓度的高低可以反映动物体内可消化蛋白质的利用率和饲粮中氨基酸的平衡状况。有研究发现[19]，氨基酸平衡状况良好时，血清中尿素氮浓度非常低。王建红等[6]和李雪玲等[7]利用氨基酸部分扣除法分别研究日粮中Met、Lys等必需氨基酸对犊牛和羔羊血清生化指标的影响发现，在试验末，犊牛和羔羊氨基酸平衡组血清尿素氮浓度均低于蛋氨酸扣除组和赖氨酸扣除组。本试验中，NB组犊牛在42和98日龄阶段血清尿素氮浓度比CON组分别降低11.62%和7.03%，这可能是由于营养素平衡剂补充的Met、Lys等必需氨基酸促进了机体氨基酸平衡，从而提高了犊牛氮在体内的代谢。

血糖主要指血液中的葡萄糖，是蛋白质合成的重要底物，血清葡萄糖丰富时，胰岛素能通过影响细胞膜的转运系统促进细胞对氨基酸和葡萄糖的摄取，从而增加蛋白质和糖原的合成[6]。Preynat等[20]研究表明，添加1.83%过瘤胃保护蛋氨酸，试验组血清GLU含量比对照组降低49.15%。氨基酸不平衡可导致血清GLU浓度下降，李雪玲等[7]也取得相似结果。本试验中，NB组犊牛在42和98日龄阶段血清GLU含量均显著高于CON组，这可能是由于CON组犊牛饲粮中必须氨基酸补充不充足，破坏了机体糖代谢的动态平衡，进而影响胰岛素的分泌释放，减少了体内蛋白质的合成，这可能也是CON组犊牛生长性能低于NB组的原因之一。周小乔等[21]研究发现适量维生素E水平的添加可提高青农灰鹅血清GLU浓度，而孙淑洁等[22]研究发现维生素A的添加降低了青农灰鹅血清GLU浓度，这可能是因为添加维生素的种类不同所致，关于不同维生素对犊牛血清GLU浓度的影响还有待进一步研究。

甘油三酯是长链脂肪酸和甘油形成的脂肪分子，大部分组织均可以利用甘油三酯分解产物供给能量，同时肝脏、脂肪等组织还可以进行甘油三酯的合成，在脂肪组织中贮存。研究发现[23]，皮下脂肪具有保持体温、保护身体免受寒冷袭击的类似隔热材料的功能，以及保护身体免受外来袭击的缓冲材料的功能。血清甘油三酯作为低密度脂蛋白胆固醇的组成成分，常用来反映鱼体脂肪代谢情况，马飞等[24]在罗非鱼饲粮中添加不同比例的维生素预混料，发现添加高比例维生素预混料组获得更高的血清TG含量，说明维生素可提高饲料中脂类物质的分解，进而转化为机体所需要的营养物质，而不是沉积在肝脏中。本试验中，NB组犊牛在42和98日龄阶段血清甘油三酯含量均高于CON组，在98日龄时显著高于CON组。考虑到试验场地位于中国北方较寒冷城市，且昼夜温差大，营养素平衡剂补充了犊牛所需的维生素等营养物质，血清甘油三酯浓度的增加有助于犊牛在寒冷环境中获得更好的生长性能，NB组犊牛在98日龄时血清甘油三酯含量显著高于CON组，可能是NB组犊牛对寒冷所做的健康应激反应。

通过以上血清相关指标的结果，更进一步说明营养素平衡剂补充的牛奶喷粉所缺失的氨基酸、维生素等营养物质有利于提高饲粮蛋白质的代谢利用状况，但有关氨基酸、维生素在犊牛机体内的代谢机理还有待进一步研究。

3.3 营养素平衡剂对断奶前后犊牛血清抗氧化指标的影响

动物机体能够不断产生多种抗氧化物质，以用于清除自身产生的过剩自由基，进而维持机体的动态平衡，保持健康，使细胞免受氧化损害[25]。动物试验中常以血清总抗氧化能力、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化酶和过氧化氢酶活性的增加或血清中丙二醛含量的降低表示机体抗氧化能力增强，反之表明机体抗氧化能力减弱。血清T-AOC活性是衡量动物机体抗氧化能力的最佳指标之一，可反映机体抗氧化防御体系对体内自由基的代谢状态[26]，对机体抗氧化性能的综合评判具有重要意义。

维生素对动物机体血清抗氧化指标的影响多见于獭兔或禽类的研究。有研究报道[27-28]，饲粮中分别添加适量维生素A、维生素D均可提高獭兔血清中T-AOC、T-SOD和GSH-Px活性，降低血清MDA含量，从而改善血清抗氧化性能，增强机体抗氧化防御体系。洪平等[29]研究报道，黄羽肉鸡饲粮中添加3 000 IU/kg维生素A能够显著提高血清T-AOC和CAT活性。本试验中，NB组犊牛在42日龄时血清T-AOC显著高于CON组，这可能是由于营养素平衡剂补充的维生素改善了犊牛血清抗氧化性能，增强了机体抗氧化防御能力。营养素平衡剂未显著影响犊牛其他血清抗氧化指标可能是由于营养素平衡剂补充维生素不足所致，也可能是物种的差异导致维生素在动物机体血清抗氧化功能的影响不同。另外，营养素平衡剂补充的氨基酸也可能是犊牛血清抗氧化指标提高的原因之一，王杰等[30]降低羔羊饲粮中蛋氨酸添加水平，结果发现扣除蛋氨酸可显著降低羔羊56日龄血清SOD活性和84日龄血清GSH-Px活性。

张帆等[25]研究发现，低营养水平可降低羔羊初生重，但在后期营养水平一致情况下，低营养组羔羊经补偿生长作用，其血清抗氧化能力得到短暂性提高。本试验在98日龄阶段，两组犊牛血清各抗氧化指标与42日龄阶段表现出相反结果，但差异不显著，这可能是断奶后期，犊牛均采食含同种营养素水平开食料，CON组犊牛在断奶后期出现短暂的补偿性生长。