有抗奶的营养平衡对断奶前后犊牛生长性能和血清指标的影响

2019-01-03毕研亮成述儒张卫兵刁其玉

饲料工业 2018年9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）

在奶牛场，抗菌药常被用于治疗乳房炎、子宫炎和不产奶母牛等疾病的治疗，导致牛奶中含有抗生素残留[1-2]，被称为有抗奶。长期摄入含有抗生素残留的牛奶会严重影响人类健康，如过敏反应、破坏人体肠道内的正常菌群，并增加人体的抗药性[3]。为确保消费者健康，乳制品加工业拒收抗生素残留超标牛奶[4]，牧场为减少经济损失，通常选用这些有抗奶结合鲜奶经巴氏灭菌后饲喂犊牛[5-6]。有抗奶中抗生素的残留和相关营养物质的缺乏势必会对犊牛的健康生长和成年后的产奶性能产生巨大影响，因此亟待采用相关技术措施解决这些现实问题，为后备牛的培育提供技术指导。

应用代乳粉培育技术使犊牛早期断奶，从而促进犊牛瘤胃发育，节省奶源是奶牛养殖发达国家培育犊牛的成功经验，在美国超过85%的母犊牛使用代乳粉进行犊牛的早期培育[7]，我国奶牛养殖发展速度快，利用代乳粉培育犊牛逐渐得到示范和推广，并产生显著效果[8-9]。利用代乳粉饲喂犊牛可促进犊牛瘤胃发育，提高干物质采食，有利于犊牛早期的生长发育和骨骼发育[10-11]。营养增强剂是一类含有营养素与微生态制剂的复合剂，可补充有抗奶营养素的不足，如完善犊牛快速生长过程中所需的维生素、氨基酸等营养物质，补充益生菌、酸度调控剂、外源性酶制剂等可促进犊牛消化和健康的非营养添加剂，改善有抗奶中因抗生素残留和营养破坏、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。

本试验通过对饲喂有抗奶犊牛奶液中添加营养增强剂，研究其断奶前后生长性能和血清指标的变化情况，以确定营养增强剂对饲喂有抗奶犊牛生长性能及健康状况的影响，为犊牛的培育提供理论和实际指导。

1 材料与方法

1.1 试验动物与试验时间

试验选取刚出生体重为(40.30±3.67)kg、健康的42头荷斯坦犊牛，公母各半。试验于2017年8月至2017年11月在河北省张家口市现代牧业察北牧场开展。

1.2 试验饲粮

试验用营养增强剂和代乳粉由北京精准动物营养研究中心配制；有抗奶及犊牛开食料为现代牧业察北牧场饲喂犊牛专用料。有抗奶、营养增强剂、代乳粉和开食料的营养水平见下表1。

表1 有抗奶、营养增强剂、代乳粉和开食料营养水平（风干基础）

营养增强剂（由于已申请专利，配方未详细列出）产品特点：①强化了有抗奶中维生素的含量（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强化了有抗奶中微量元素（铜、铁、锌、硒）不足，尤其铁、锌的不足，其中铁含量为200～1 200 mg/kg，锌含量为200～1 000 mg/kg（微量元素采用氨基酸螯合物形式）；③强化了有抗奶中氨基酸[13-14]，尤其蛋氨酸、色氨酸等，其中蛋氨酸含量≥2%；④添加了促进犊牛消化吸收的各种酶制剂[15-17]（蛋白酶、纤维素酶等）；⑤添加了益生菌[18-19]（芽孢杆菌、乳酸菌等），提高犊牛消化吸收能力及免疫力；⑥添加了复合酸化剂[20-21]，降低奶粉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 试验设计与饲养管理

将出生健康、体重、日龄相近的荷斯坦犊牛42头，采用单因素完全随机试验设计分为3组，每组14头，公母各半，3组犊牛初始体重经方差分析差异不显著。试验分2个阶段进行。第1阶段（出生～70日龄），对照组（control，CON）犊牛饲喂巴氏灭菌有抗奶和开食料，营养增强剂组（nutrition enhancers，NE）饲喂巴氏灭菌有抗奶、营养增强剂和开食料，代乳粉组（milk replacer，MR）饲喂代乳粉和开食料。第2阶段组（71～98日龄），3组犊牛进行断奶过渡1周后停止饲喂奶液，至试验结束饲粮仅喂开食料。

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”。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，第一周饲喂鲜牛奶，各组犊牛在8～13日龄是奶液过渡期，过渡期内饲喂各组奶液与鲜牛奶的比例逐渐由1∶2增加到2∶1，使犊牛逐步适应新的饲料，至犊牛14日龄时全部饲喂各组相应奶液。犊牛自出生后第2 d每天饲喂2次（06：30，16：30），每次饲喂奶液量为4 L，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；整个试验期记录犊牛每日腹泻情况。

有抗奶、营养增强剂和代乳粉配制方法：①有抗奶：现代牧业察北牧场将泌乳牛休药期（泌乳牛生病治疗期间所用抗菌药：氟尼辛葡甲胺注射液、土霉素注射液、盐酸头孢噻呋注射液等）所产有抗奶和鲜牛奶按1∶2比例混匀，经巴氏灭菌后饲喂犊牛，饲喂给犊牛时温度在39℃左右；②营养增强剂配制方法：每100 kg巴氏灭菌有抗奶中添加1.307 kg营养增强剂和9.803 L巴氏杀菌温水，使用犊牛饲喂器将营养增强剂和有抗奶搅拌均匀，饲喂给犊牛时温度在39℃左右；③代乳粉配制方法：代乳粉干粉与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。

1.4 测定指标和分析方法

1.4.1 营养增强剂、代乳粉、开食料和有抗奶营养水平

每隔14 d采集营养增强剂、代乳粉和开食料样品及奶牛场有抗奶喷粉后纯奶粉干粉样品，4℃保存。试验结束后带回实验室，测定样品中干物质、粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、钙、磷及总能含量[22]。

1.4.2 犊牛的体重与体尺指标

称量犊牛出生重及犊牛70日龄和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。

记录犊牛每天有抗奶、营养增强剂、代乳粉和开食料摄入量，计算犊牛干物质采食量（DMI）和饲料转化效率（G/F）。

每天根据Lesmeister等[23]的方法进行粪便评分，犊牛粪便流动性和粘滞性均超过3分的记为腹泻。每头犊牛每腹泻1 d记为1个发病日数，试验过程中，记录犊牛腹泻天数和腹泻头数，统计计算腹泻率。

1.4.3 血清指标测定

分别于试验42、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-1280）测定血清中免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白A（IgA）和免疫球蛋白M（IgM）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）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、丙二醛（MDA）、过氧化氢酶（CAT）含量。

1.5 试验数据

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's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 营养增强剂对饲喂有抗奶犊牛断奶前后生长性能的影响(见表2)

表2结果表明，与CON组犊牛相比，营养增强剂显著提高了NE组犊牛70日龄体重（P＜0.05），体高和胸围有提高的趋势。

表2 营养增强剂对饲喂有抗奶犊牛断奶前后体重和体尺的影响

营养增强剂对饲喂有抗奶犊牛断奶前后体尺变化率的影响见表3。与CON组犊牛相比，营养增强剂显著提高了NE组犊牛出生～70日龄、出生～98日龄阶段体高变化率（P＜0.05），显著提高了NE组犊牛出生～70日龄阶段胸围变化率（P＜0.05），其他体尺指标在试验各阶段差异不显著（P＞0.05）。

表3 营养增强剂对饲喂有抗奶犊牛断奶前后体尺变化率的影响(cm/d)

营养增强剂对饲喂有抗奶犊牛断奶前后平均日增重、干物质采食量和饲料转化效率的影响见表4。在ADG方面，与CON组犊牛相比，营养增强剂显著提高了NE组犊牛出生～70日龄阶段ADG（P＜0.05）,代乳粉显著提高了MR组犊牛71～98日龄阶段ADG（P＜0.05）。在DMI方面，与CON组犊牛相比，营养增强剂显著提高了NE组犊牛出生～70日龄阶段DMI（P＜0.05），代乳粉显著提高了MR组犊牛出生～70日龄、71～98日龄、出生～98日龄阶段DMI（P＜0.05）。在饲料转化效率方面，MR组犊牛出生～70、71～98、出生～98日龄阶段饲料转化效率均显著低于CON组（P＜0.05）。

表4 营养增强剂对饲喂有抗奶犊牛断奶前后平均日增重、干物质采食量和饲料转化效率的影响

营养增强剂对饲喂有抗奶犊牛断奶前后腹泻率的影响见表5。出生～70日龄，相对于CON组而言，NE组犊牛腹泻率降低54.60%，MR组犊牛腹泻率增加5.93%；71～98日龄，MR组犊牛腹泻率最低，比对照组降低33.33%；从整个试验期来看，NE组犊牛腹泻率最低，比对照组降低46.13%。

表5 营养增强剂对饲喂有抗奶犊牛断奶前后腹泻率的影响(%)

2.2 营养增强剂对饲喂有抗奶犊牛断奶前后血清指标的影响(见表6)

表6 营养增强剂对饲喂有抗奶犊牛断奶前后血清免疫指标的影响(g/l)

表6结果表明，NE组犊牛血清各免疫指标和CON组在试验期间无显著差异（P＞0.05）。

营养增强剂对饲喂有抗奶犊牛断奶前后血清抗氧化指标的影响见表7。结果表明，相对于CON组，营养增强剂显著提高了NE组犊牛42日龄和98日龄血清SOD活性（P＜0.05），显著降低了NE组犊牛98日龄血清MDA含量（P＜0.05），代乳粉显著提高了MR组犊牛98日龄血清SOD活性（P＜0.05）。

表7 营养增强剂对饲喂有抗奶犊牛断奶前后血清抗氧化指标的影响

3 讨论

3.1 营养增强剂对饲喂有抗奶犊牛断奶前后生长性能的影响

抗生素的滥用导致牛奶中抗菌药物的残留，犊牛采食有抗奶会破坏其胃肠道内正常菌群，使犊牛对抗生素产生耐药性[2-3]，再加上营养物质的不平衡必将严重影响犊牛的早期生长发育，而营养增强剂针对有抗奶中抗生素残留和巴氏灭菌处理[24]等造成牛奶营养物质损失缺陷，完善了犊牛快速生长过程中所需的维生素、氨基酸等营养物质，补充了益生菌、酸度调控剂、外源性酶制剂等可促进犊牛消化和健康的非营养添加剂，从而促进犊牛快速健康生长。

犊牛早期增重主要是骨骼的生长，犊牛阶段的体尺指标可作为衡量犊牛早期培育阶段是否达标的重要依据之一。蛋白质是犊牛生长发育的基础，蛋白水平不同对犊牛的促生长作用也不同[25]，李辉等[25]研究表明，犊牛饲喂粗蛋白水平为22%时对犊牛哺乳阶段体尺改善效果最优。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[13]。王建红等[13]研究表明，犊牛采食扣除一定比例赖氨酸或苏氨酸的代乳粉后，其0～8周龄体高变化率和胸围变化率均低于氨基酸平衡组。本试验中相对于CON组，营养增强剂显著提高了NE组犊牛试验全期体高变化率和出生～70日龄阶段胸围变化率，这可能是营养增强剂补充完善了有抗奶中所缺乏的氨基酸，进而促进了NE组犊牛机体内氨基酸平衡，提高了NE组犊牛体尺变化率。犊牛干物质采食量的增加可促进其胃肠道发育，进而提高胸围变化率[26]，本试验出生～70日龄阶段NE组犊牛干物质采食量显著高于CON组，这可能也是此阶段中NE组犊牛胸围变化率显著提高的原因之一。

有研究报道[19]，犊牛代乳粉中添加植物乳杆菌和枯草芽孢杆菌可加快犊牛胃肠道菌群的建立，促进消化器官的发育，增加干物质采食量，提高犊牛平均日增重。符运勤等[18]在犊牛代乳粉中添加不同复合益生菌的研究中也取得类似报道。本试验中，犊牛出生～70日龄阶段主要靠采食奶液生长发育。研究发现，益生菌可减缓抗生素对机体的危害[27]，且益生菌本身就是生长促进剂[11]，NE组犊牛奶液中补充了氨基酸等营养素和益生菌，故此阶段生长发育优于CON组，而在71～98日龄期间，奶液不是主要的营养来源，犊牛饲粮以开食料为主，有抗奶的负作用被稀释，故两组犊牛生长速度无显著差异；代乳粉蛋白来源不同于牛奶以植物性蛋白为主，相较于乳源蛋白，犊牛对植物蛋白的营养物质吸收利用较差[28]，本试验中，MR组犊牛在出生～70日龄阶段奶液为代乳粉，故生长速度低于CON组。犊牛对植物蛋白的适应能力随日龄的增加不断提高，采食代乳粉可促进犊牛早期瘤胃发育[28]，这可能是本试验中71～98日龄阶段MR组犊牛增重显著高于CON组的原因之一，另外MR组犊牛在哺乳期生长受限，在断奶后表现出一定补偿生长能力，这可能是导致MR组犊牛此阶段增重加快的又一重要原因。

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。有研究报道[17-18，21]，饲粮中添加一定益生菌、酸度调控剂、外源性酶制剂等均可促进犊牛胃肠道发育，提高饲料转化效率，而本试验中NE组犊牛奶液中补充了益生菌、酸度调控剂、外源性酶制剂等非营养添加剂，但试验全期CON组和NE组犊牛饲料转化效率无显著差异，这可能是由于试验期间犊牛饲粮以奶液为主，犊牛采食大量奶液影响了犊牛胃肠道发育，减少了开食料采食[21]，导致两组犊牛饲料转化效率无显著差异。

Krueger等[24]研究发现，经巴氏消毒后的牛奶大约包含38.4 IU/l的维生素D3和1.8 IU/l的维生素E，不符合（NRC，2001）[29]规定的新生犊牛维生素D3和E的每日营养推荐量（582 IU和26.5 IU）。最近研究[24,30]表明，只饲喂巴氏消毒牛奶不能满足犊牛对维生素D3和E的营养需要量，导致犊牛免疫力下降，生长发育迟缓。因此，在巴氏消毒奶中补充维生素D3和E可能有助于新生犊牛的健康成长。Krueger等[31]研究报道，在犊牛饲粮中补充维生素D和E可显著降低犊牛腹泻率，且试验组犊牛精神状态优于对照组。Nonnecke等[30]也取得类似报道。本试验中，NE组犊牛腹泻率在出生～70日龄阶段比CON组降低54.60%，在出生～98日龄阶段比对照组降低46.13%，这可能是营养增强剂补充了有抗奶所缺乏的维生素等营养物质，维生素的添加可提高犊牛免疫力，减少腹泻的发生[31]。另外，有研究报道[32]，犊牛饲粮中添加益生菌可促进瘤胃中有益菌的生长，抑制有害菌，从而促进瘤胃发育，降低犊牛腹泻率，营养增强剂中益生菌的添加可能也是NE组犊牛腹泻发病率降低的重要原因。

3.2 营养增强剂对饲喂有抗奶犊牛断奶前后血清指标的影响

免疫球蛋白主要包括IgM、IgA、IgG等，其作为动物血清中的抗体可促进动物自身免疫器官的发育与成熟，提高机体免疫力，保证动物健康生长[33]。其中IgM是初次体液免疫应答中最早出现的抗体，血清IgM水平提高提示动物机体近期发生感染[34]，IgA是黏膜免疫的主要抗体，具有在非特异性免疫防护机制的协助下减少抗原入侵，IgG是体液免疫反应中的主要抗体[35]。本试验中NE组和CON组在98日龄阶段血清IgA、IgM含量均显著高于MR组，这可能是两组犊牛在出生～70日龄阶段均采食有抗奶的缘故，研究发现[36-37]，抗生素可刺激犊牛血清IgA、IgM含量的提高，本试验中饲喂有抗奶组犊牛在哺乳阶段没有表现出类似效果，可能是抗生素的作用较缓，需要一定时间才能表达出来。Leclercq S等[27]向怀孕小鼠提供低剂量的抗生素可造成小鼠后代肠道微生物菌群的失衡，影响后代小鼠免疫力，但同时给这些小鼠饲喂一定的益生菌就能帮助预防上述改变的出现。本试验中三组犊牛血清IgG含量差异不显著，但98日龄阶段NE组犊牛血清IgG含量高于CON组，这可能是营养增强剂添加的益生菌在动物肠道定植后，其分泌的活性成分可刺激肠道免疫应答机制，进而通过相应的免疫细胞、器官和系统来调节机体的免疫力[38-39]，最终改善了NE组犊牛机体免疫力。

T-AOC、SOD、GSH-Px和CAT是抗氧化系统中的重要酶系，其活性与动物机体清除自由基的能力成正比，而MDA是细胞膜脂质过氧化物的代谢终产物，其含量能够间接反映细胞损伤程度[40-41]。朱晓强等[42]和李万佳等[40]研究报道，适量的维生素A、D添加水平可显著提高獭兔血清SOD活性，降低血清MDA含量。SOD是动物体内重要的抗氧化物酶，是细胞膜结构与功能完整性的保护酶之一，其活性的高低可间接反映机体清除自由基的能力[43]。本试验中NE组犊牛在42和98日龄阶段血清SOD活性均显著高于CON组，NE组犊牛在98日龄阶段血清MDA含量显著低于CON组，这与上述研究相一致，同时，营养增强剂补充的维生素对犊牛其他血清抗氧化指标无显著影响，可能是犊牛机体在维生素缺乏时期主要通过血清中SOD活性和MDA含量两个指标反映机体清除自由基的能力，而其他抗氧化酶活性表现不明显。有研究表明[44]，蛋氨酸能提高SOD活性，增强机体免疫应答反应，有助于减少病原以及自由基对动物机体组织的损害。林祯平等[45]研究发现，饲粮中添加0.66%蛋氨酸可显著提高28～70日龄狮头鹅血清SOD活性。王杰等[44]采用蛋氨酸扣除法，发现扣除蛋氨酸能够显著降低羔羊血清SOD活性。综上，营养增强剂中蛋氨酸水平的补充可能也是NE组犊牛血清SOD活性显著提高的原因之一。目前为止，关于维生素、氨基酸水平对犊牛抗氧化防御系统的作用了解较少，缺乏相关报道，需要更多的试验进行研究。