小肽对奶牛产奶量、血清生化指标和营养物质消化率的影响

2019-10-11司丙文张晓东张杰张彦军付瑶毕研亮屠焰

中国奶牛 2019年9期

司丙文，张晓东，张杰，张彦军，付瑶，毕研亮，屠焰

(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，北京 100081；

2.河北肽丰生物科技有限公司，邯郸 056900；3.邯郸市饲料工业办公室，邯郸 056900；4.北京畜牧总站，北京 100107）

蛋白质饲料资源短缺是制约我国畜牧业发展的主要瓶颈，我国每年都大量进口豆粕、鱼粉等蛋白质原料。提高蛋白质饲料的利用率，不仅可以缓解蛋白质饲料资源短缺，同时还能减少氮排放，对环境保护有积极的意义。动物对蛋白质的利用，长期以来一直认为是蛋白质水解成游离氨基酸后才被吸收的。但近年来的研究表明，动物对蛋白质的利用并不局限于游离氨基酸的形式，大部分是以2～3个氨基酸组成的小肽形式吸收的。与游离氨基酸相比，小肽吸收具有转运速度快、耗能低、不易饱和等特点，以小肽形式供给动物蛋白质营养，可提高动物对蛋白质的利用率、增强动物免疫力和防病抗病能力、改善动物产品的品质，从而可更好地发挥动物的生产潜能[1,2]。

本试验拟通过向奶牛日粮中添加不同水平的小肽，探讨小肽对奶牛生产性能、血清生化指标和营养物质消化率的影响。

1 材料与方法

1.1 试验时间与地点

本试验于2019年1月5日-3月20日在山东省曹县银香伟业集团有限公司第二牧场进行。

1.2 试验材料

小肽由河北肽丰生物科技有限公司提供，呈粉末状，主要由大豆肽、黄芪活性肽、当归活性肽、王不留行活性肽、杜仲叶活性肽、丝瓜络活性肽组成，平均分子质量小于500Da的肽含量占76.13%。具体营养成分见表1。

1.3 试验设计

选用80头泌乳天数为（81.7±7.2）d、日产奶量（43.8±0.9）kg的健康荷斯坦牛，按照泌乳期、产奶量和胎次基本一致的原则分为A、B、C、D 4个处理组，每组20头。其中A组为对照组，仅饲喂基础日粮，不添加小肽；B、C和D组在基础日粮基础上分别添加小肽5、10和15g/（头·d）。小肽以口服形式投喂，预饲期7d，正试期60d。牛场TMR营养水平见表2。

表2 日粮组成及营养水平（干物质基础，%）

1.4 饲养管理

试验牛为散栏式饲养，由专职饲养员饲喂，自由饮水。每天08:00、17:00各饲喂1次日粮，自由采食，保证次日晨食槽有10%的剩料。每天06:00、13:00和19:30奶厅挤奶。试验期间其他管理按牧场常规方法进行，各组间饲养方式、管理模式及环境条件一致。

1.5 检测指标

1.5.1 饲料营养成分含量

试验正试期开始后每两周采集一次饲料样品，包括各种饲料原料、日粮和剩料，65℃烘箱中烘干48h，取出在自然温度下放置24h，粉碎过40目标准筛，根据常规方法测定干物质（DM）、粗蛋白质（CP）、有机物（OM）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）含量。

1.5.2 产奶量和乳成分

试验期间每天记录奶牛产奶量，每两周测定一次乳成分，按早、中、晚4:3:3比例混合采集奶样50mL，加重铬酸钾防腐剂混合均匀，送至山东省农业科学院进行乳成分分析。

1.5.3 营养物质表观消化率测定

营养物质表观消化率以酸不溶灰分（AIA）为内标，采用内源指示剂法测定 DM、CP、NDF、ADF和OM的表观消化率。

某营养物质表观消化率(%) =100×［1-(A×D/B×C）］

式中：A为饲粮中AIA含量(g/kg)；B为饲粮中该营养物质含量（g/kg）；C为粪中AIA含量（g/kg）；D为粪中该营养物质含量（g/kg）。

1.5.4 血样的采集与分析

于正试期结束日晨饲前每组随机选取10头牛进行尾根静脉采血10mL。将采集的血样立刻放入离心机中，以3500r/min离心20min制取血清，分装在3个1.5mL的离心管中，-20℃冰箱保存，用于检测免疫指标和抗氧化指标。测定免疫指标包括免疫球蛋白M（IgM）、免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白A（IgA），采用抗原抗体酶联免疫反应试剂盒测定。抗氧化指标包括超氧化物歧化酶（T-SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSHPX）、过氧化氢酶（CAT）及丙二醛（MDA），均采用试剂盒测定。

1.6 统计分析

表3 活性肽对全期奶产量及乳成分的影响

数据采用SAS 9.4进行统计分析。产奶量及乳成分指标采用MIXED模型进行分析。血清生化指标采用单因素方差分析，并用Duncan氏法进行多重比较。以P＜0.05作为差异显著性的判断标准。

2 结果与分析

2.1 小肽对奶牛生产性能和乳成分的影响

由表3可以看出，与对照组相比，C组的奶产量显著地提高（P＜0.05）；小肽的添加对乳脂率、乳蛋白率、乳糖率及全乳固体物含量没有产生显著的影响（P＞0.05）；乳中体细胞数随着小肽饲喂量的增加呈逐渐降低趋势。

2.2 小肽对奶牛血清指标的影响

从表4可以看出，随着小肽饲喂量增加，B、C和D组血清中的IgA和IgM含量显著（P＜0.05）高于A组。但对奶牛机体抗氧化能力指标没有产生显著影响（P＞0.05）。

表4 小肽对奶牛血清指标的影响

2.3 小肽对营养物质表观消化率的影响

从表5可以看出，奶牛日粮中添加小肽能够显著提高OM和ADF的表观消化率（P＜0.05），而对DM、CP、NDF的表观消化率没有显著影响（P＞0.05）。营养物质消化率的提高，在一定程度上可提高产奶量。

表5 小肽对奶牛营养物质表观消化率的影响

3 讨论

3.1 小肽不同添加量对奶牛营养物质消化率的影响

饲粮中纤维素的降解主要与奶牛瘤胃纤维素分解菌有关，有观点认为非氨态氮（包括蛋白质、氨基酸和肽）能促进瘤胃微生物的纤维降解能力[3]。瘤胃微生物蛋白合成所需的氮，大约有2/3来源于肽和氨基酸，肽是瘤胃微生物合成蛋白质的重要底物。肽对瘤胃微生物生长的主效应是加快微生物的繁殖速度，缩短细胞分裂周期，特别是小肽能刺激发酵糖和淀粉的微生物生长。

研究发现[4]，肽能促进非结构性碳水化合物初期产气量、结构性碳水化合物后期发酵产气量以及总挥发性脂肪酸的生成量，并能显著提高纤维素和农作物秸秆组的48h微生物合成量，即提高纤维素分解菌的活力和粗纤维的降解率。这与本试验结果中酸性洗涤纤维表观消化率显著高于对照组相符合，有机物消化率的提高可能也与此有关。

3.2 小肽对奶牛血清生化指标的影响

免疫球蛋白的含量以及机体对于某些特异性抗原的抗体产生情况都是衡量动物免疫功能强弱的重要指标，也是评价营养对机体免疫功能作用情况的常用参数[5]。有学者已经从大豆蛋白酶解产物中分离出具有免疫调节活性的小肽，Jiang等[6]研究发现，大豆肽能增加肠上皮内淋巴细胞和IgA形成细胞的密度，促进其肠黏膜免疫系统的发育和完善。Kong等[7]利用碱性蛋白酶水解大豆蛋白，通过体外实验发现所得大豆肽（平均分子质量655.3Da）可有效提高鼠腹腔巨噬细胞的吞噬活性，降低促炎性细胞因子产量，充分发挥免疫调节性能。

本试验使用的小肽中除了大豆肽以外还含有黄芪、当归、王不留行、杜仲叶、丝瓜络等多种中草药活性肽。这些天然中草药对动物机体具有广泛的营养与生理调节作用，有报道称，黄芪、当归、杜仲、丝瓜络等中草药，可通过激活免疫细胞、增加免疫因子含量来提高机体免疫功能[8～10]。贾斌等[11]研究发现，由黄芪、蒲公英、益母草、陈皮、当归等组成的中草药添加剂可增加奶牛血清IgM和IgG含量，与本试验结果相似。可见奶牛日粮中使用适宜的小肽可以提高血清中的免疫球蛋白含量，能够诱导某些免疫功能的活化，具有免疫增强剂的功效。牛奶中乳体细胞数是反映乳房是否健康的指标，它关系到奶牛的产奶量、乳品质及乳品存储时间，乳体细胞数越高，牛乳房炎发病率越高。在本试验中，随着小肽饲喂量增加，各处理组体细胞数在降低，表明奶牛乳房健康程度得到提高。试验过程中，对照组临床型乳房炎发病2头，B组发病1头，C组和D组没有发病。这可能是由于大豆肽以及从黄芪、当归、王不留行、杜仲叶、丝瓜络等中草药中提取的肽，具有激活免疫细胞，增强机体免疫力的功效。

GSH-PX、T-SOD和CAT是人和动物机体清除自由基的主要抗氧化酶；脂质氧化的终产物则是MDA，其含量可以反映细胞膜被氧化的程度[12]。左倩[13]研究发现，大豆肽具有良好的抗氧化活性。中草药中含有的黄酮类、多酚类化学成分也具有清除自由基的能力[14]。但在本试验中，小肽的添加并没有对奶牛机体的抗氧化能力产生显著影响，这可能是由于小肽的抗氧化能力与其分子量的大小、氨基酸的组成、序列及构象有很大关系，或者蛋白水解物与某些酚类会产生拮抗作用[15]，其中的原因有待进一步的研究和探索。

3.3 小肽不同添加量对奶牛产奶量的影响

产奶量是衡量奶牛生产性能的重要指标之一，在本试验中，各组试验牛正常采食，但小肽添加组与对照组相比，产奶量均有增加，其中C组最显著，增加了3.21kg/d，乳脂率、乳蛋白率及乳糖率各组间差异不显著。王恬等[2]在奶牛饲粮中添加小肽后发现产奶量得到显著提高，乳脂率和乳蛋白率变化不显著。黄建国等[16]研究表明，在泌乳牛饲粮添加小肽，能显著提高奶牛的产奶量、乳脂率、乳蛋白率以及乳糖率。姜宁等[17]在探究蛋氨酸和小肽及其过瘤胃保护处理对奶牛生产性能影响的研究中，得出各组间奶牛产奶量、乳蛋白率、乳脂率无显著差异的结论。吕贞龙等[18]研究发现，奶牛饲粮中添加小肽营养素后显著提高了日平均产奶量，但乳蛋白率和乳脂率差异不显著。大量的研究也表明[19～22]，在奶牛日粮中增加小肽可不同程度地增加奶产量或提高乳品质。

在本研究中奶产量的提高可能是由于一定浓度的肽能够显著降低瘤胃内某些细菌的蛋白分解活性，进而抑制了蛋白质的降解速度[23]，增加反刍动物小肠中可消化蛋白质和氨基酸数量，对产奶量的提高起到了积极作用，也可能是小肽增强了纤维素分解菌的活力，提高了中性洗涤纤维和有机物等营养物质的消化率造成的。反刍动物对小肽的吸收主要是通过以瓣胃、瘤胃为主的非肠系膜系统[24]，添加小肽提高了产奶量，也可能是由于小肽与氨基酸相互独立的吸收机制，有助于减轻由于游离氨基酸相互竞争共同吸收位点而产生的吸收抑制[25]。

在奶牛TMR日粮中加入小肽会使较多的过瘤胃蛋白在后消化道及小肠内降解吸收，使血液中的氨基酸浓度升高，从而导致胰岛素的浓度上升，胰岛素浓度的升高会使得胰岛素样生长因子-1含量提高，胰岛素样生长因子对乳腺发育和乳腺细胞增殖有促进作用，间接调控奶牛泌乳能力，使泌乳期奶牛产奶量上升[21]。