蛋氨酸羟基类似物异丙酯对泌乳牛生产性能、血清生化指标的影响

2022-11-17刘德强马志千冯建芳亓建刚张海博董刚辉袁保明呼秀智王凤红

中国畜牧杂志 2022年11期

刘德强，马志千，倪明，冯建芳，亓建刚，张海博，董刚辉，袁保明，呼秀智*，王凤红*

（1.河北工程大学生命科学与食品工程学院，河北邯郸 056038；2.萨诺（杨凌）现代动物营养有限公司，陕西杨凌 712100；3.北京首农畜牧发展有限公司，北京 100163；4.河北农业大学动物科技学院，河北保定 071001；5.吉林省农业科学院畜牧兽医研究所，吉林公主岭 136100）

在奶牛养殖过程中，在以玉米青贮、玉米、豆粕等为主要原料的情况下，蛋氨酸通常是泌乳期奶牛日粮第一限制性氨基酸[1]。瘤胃保护性氨基酸（RPAA）又称过瘤胃氨基酸，是将氨基酸以化学修饰或物理包被的方式避免其在瘤胃内分解[2]。在奶牛泌乳期，饲喂RPAA能显著提高产奶量和乳成分[3-9]，有效降低乳中尿素氮与体细胞数[4,7,10]。但是饲喂RPAA 对乳脂率影响不一致[3-4,6]。杨保奎等[10]为泌乳牛每天添加30 g 蛋氨酸羟基类似物异丙酯（HMBi），血清总胆固醇浓度极显著降低。黄盈利[8]报道，过瘤胃蛋氨酸对血清总蛋白、尿素氮、白蛋白影响不显著。丁大伟等[11]、张成喜等[12]研究也发现，泌乳期奶牛补充25 g RPAA 可显著提高血清中总蛋白浓度，显著降低血清尿素氮浓度。蛋氨酸在肝脏可被代谢成甲基供体，且蛋氨酸代谢可产生谷胱甘肽和牛磺酸等抗氧化剂[13]。近期的研究对蛋氨酸在免疫代谢和炎症反应方面进行了众多探索[3,14]，但饲喂RPAA 对泌乳期奶牛血清炎症指标和抗氧化指标尚待深入研究。因此，本试验旨在研究泌乳期日粮中补充HMBi 对泌乳期奶牛泌乳性能、血液指标的影响，为氨基酸平衡日粮在奶牛泌乳期的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 HMBi 由安迪苏生命科学制品（上海）有限公司提供。

1.2 试验设计与试验日粮试验于2020 年11 月9 日至2021 年1 月15 日在北京市某奶牛场开展。选择40 头泌乳（110±3.31）d、产奶量（44.41±1.15）kg、体况相近的2～4 胎次荷斯坦泌乳牛，随机分组（n=20）。对照组饲喂基础日粮，试验组在对照组基础上（干物质基础）按日粮0.127% 补充HMBi，使得日粮代谢蛋白（Metabolic protein，MP）中赖氨酸: 蛋氨酸=2.8:1。预试期7 d，试验期60 d。试验牛每天07:00、18:00 各饲喂1 次，自由采食、饮水，且保证剩料率3%～5%。每天05:00、12:00、18:30 挤奶。试验期间各组饲养、管理及环境一致。全混合日粮（TMR）组成及营养成分见表1。

表1 TMR 日粮组成和营养成分（干物质基础）

1.3 产奶量和乳成分从试验期第1 天开始通过挤奶设备记录每一头试验牛的日产奶量。试验期第5、30、50 天取试验牛只奶样40 mL（早晨: 中午: 晚上=4:3:3），并添加0.06% 的重铬酸钾1 滴，2～7℃冷藏送DHI（Dairy Herd Improvement）中心检测，乳脂肪、乳蛋白、尿素氮采用红外法测定，体细胞数测定仪测定体细胞含量。

1.4 血清生化指标正试期第1、60 天，每组抽取8 头试验牛于晨饲前采用一次性真空采血管经尾根静脉采血10 mL，血样于4℃下3 500 r/min 离心20 min 制取血清，分装在1.5 mL 离心管中，置于-20℃冰箱保存。血清生化指标采用上海科华生物工程股份有限公司全自动生化仪（KHB-1280）测定，包括总蛋白（TP）、球蛋白（GLB）、尿素氮（BUN）、总胆固醇（TC）、碱性磷酸酶（ALP）、谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）、乳酸脱氢酶（LDH）。

1.5 血清抗氧化指标采用上海科华生物工程股份有限公司全自动生化仪（KHB-1280）测定总抗氧化能力（T-AOC）、超氧化物歧化酶（T-SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、过氧化氢酶（CAT）、丙二醛（MDA）。

1.6 血清炎症指标炎症指标采用上海科华生物工程股份有限公司全自动生化仪（KHB-1280）及南京建成生物工程股份有限公司试剂盒测定，包括结合珠蛋白（Hp）、白介素-6（IL-6）。

1.7 统计分析数据经Excel 初步处理后，使用SPSS 20.0 统计软件非配对t检验模型进行数据分析，结果均用平均值±标准误表示。

2 结果

2.1 HMBi 对泌乳奶牛产奶量的影响对照组与试验组周产奶量差异不显著，试验组产奶量均值高于对照组（P＜0.05）（表2）。

表2 HMBi 对泌乳期奶牛产奶量的影响

2.2 HMBi 对泌乳期奶牛乳成分的影响试验第50 天中，试验组乳脂肪率高于对照组（P＜0.05）；对照组在各试验天数的乳蛋白率、尿素氮、乳脂肪产量、乳蛋白产量、体细胞数与试验组差异不显著（表3）。

表3 HMBi 对泌乳期奶牛乳成分的影响

2.3 HMBi 对泌乳期奶牛血清生化指标的影响试验第1 天及第60 天，对照组与试验组的血清TP、ALB、GLB、ALT、AST、BUN、TC、ALP、LDH 差异均不显著（表4）。

表4 HMBi 对泌乳期奶牛血清生化指标的影响

2.4 HMBi 对泌乳期奶牛血清炎症指标、抗氧化指标的影响试验第1 天、第60 天，对照组血清中SOD、MDA、T-AOC、IL-6、HP、CAT、GSH-Px 与试验组均差异均不显著（表5）。

表5 HMBi 对血清炎症指标和抗氧化指标的影响

3 讨论

3.1 HMBi 对泌乳期奶牛产奶量和乳成分的影响干物质采食量是影响奶牛生产性能的重要因素。奶牛日粮补充RPAA 不会对奶牛采食量产生显著影响[5,15]。本试验中HMBi 也未对奶牛干物质采食量产生影响，因此未列出。氨基酸是乳蛋白的组成成分，当日粮代谢蛋白中赖氨酸与蛋氨酸浓度分别为7.00% 和2.60% 时，乳蛋白产量达到最大化。乳清蛋白为可溶蛋白，可溶蛋白产量增加，渗透压增强，可提升产奶量[16]。蛋氨酸是蛋白质合成的重要限制性氨基酸，也是动物体内最重要的抗氧化剂（谷胱甘肽和牛磺酸）的合成前体[13]。Alexandros 等[17]研究发现，RPAA 试验组奶山羊血浆谷胱甘肽转移酶活性显著增加，提高了机体抗氧化状态。蛋氨酸在一碳代谢中也具有关键作用，数百个甲基化反应从中获得甲基[18]。改善蛋氨酸营养关乎奶牛的生产和健康。本试验结果表明，HMBi 可显著提高产奶量，与黄盈利[8]、丁大伟等[7]、Toledo 等[6]研究结果基本一致。研究表明，奶牛泌乳期日粮补充HMBi 后，试验组牛奶中的乳蛋白率得到大幅提升[5]。本试验中，HMBi 对牛奶乳蛋白率和乳蛋白产量无显著影响，但是乳蛋白产量提高了4.4%；在第50 天时，试验组乳脂肪率得到显著提高，乳脂肪产量提高了9.2%。牛奶中体细胞数的高低取决于牛奶中白细胞的数量，也间接表明体细胞数量越高，乳腺越不健康。杨保奎等[5]研究发现，与对照组相比，过瘤胃蛋氨酸组奶牛体细胞数下降了26.80 万/mL。本试验中，HMBi 对牛奶体细胞数的影响差异不显著，对照组与试验组结果均处于较低水平，说明试验所选牛只乳腺均处于良好的健康状态。牛奶尿素氮浓度反映了日粮粗蛋白质的利用率、能氮平衡水平的合理性，同时可预测氮排放。本试验中，HMBi 对牛奶中尿素氮的影响不显著，对照组与试验组牛奶尿素氮均处于较低水平，说明日粮粗蛋白质利用率均处于较理想状态。

3.2 HMBi 对泌乳期奶牛血清生化指标的影响血清TP主要包含ALB 和GLB，可维持血液正常的渗透压和酸碱平衡，还具备运输新陈代谢产物的作用，并与机体的免疫状态极度相关，TP 水平也是肝肾功能的标志物。GLB 是由免疫细胞生产，直接反映机体免疫力的强弱。正常情况下GLB 浓度相对稳定，GLB 浓度过高说明免疫力亢进，过低说明免疫力不佳。BUN 是反映日粮粗蛋白质在瘤胃内利用率的重要指标。黄盈利[8]报道，日粮添加RPAA 对血清中TP、BUN、GLB 浓度影响不显著，与本试验结果类似。氨基酸脱氨基过程、脂质代谢、糖异生过程等众多营养物质代谢是在肝脏中进行。蛋氨酸是合成磷脂的甲基供体，也是脱辅基蛋白B（ApoB）的前体。磷脂是极低密度脂蛋白的组成成分，且极低密度脂蛋白的合成过程受制于ApoB。甘油三酯从肝脏中的转出过程，一般需要先与磷脂、固醇组装成极低密度脂蛋白，然后才能排除肝细胞，从而减少甘油三酯在肝细胞的沉积，减少游离脂肪酸在肝脏的不完全氧化，从而降低脂肪肝和酮病发病率。因此，蛋氨酸对维持肝脏健康度、营养物质正常的代谢过程具有重要作用。郗伟斌等[19]报道，添加HMBi 对奶牛血清中TC、BUN 和TG 含量均无显著影响。夏科等[20]发现，HMBi 对奶牛血清中TC、TG、BUN 含量均无显著影响。李海霞等[21]报道，日粮添加过瘤胃蛋氨酸对黔北麻羊血清ALT 和AST 浓度无显著影响。本试验结果也显示，HMBi 对奶牛血清TP、ALB、GLB、ALT、AST、BUN、TC、ALP、LDH 等指标无显著影响。

3.3 HMBi 对泌乳期奶牛血清炎症指标的影响急性期时相反应蛋白和炎症细胞因子的变化与机体免疫力和炎症反应相关。触珠蛋白作为急性期快速反应蛋白一直以来都作为重要的炎症诊断生物标记物。血清白蛋白浓度在发生炎症反应时降低，可作为评估牛只炎症反应程度的重要生物标记物。患有乳房炎、子宫炎、蹄病等疾病的牛只通常血清结合珠蛋白（Hp）大于300 ng/mL。Batistel 等[22]研究发现，日粮添加过瘤胃蛋氨酸能显著降低血清Hp 浓度。Zhou 等[3]发现，日粮添加过瘤胃蛋氨酸对血清Hp 浓度无显著影响。在本试验中，试验组与对照组血清Hp 浓度也无显著差异。IL-6 具备抗炎和促炎特性[23]。Batistel 等[22]和Zhou 等[3]报道，围产期奶牛日粮添加RPAA 后血清IL-6 浓度显著增加。本试验中，日粮中补充HMBi 未对血清中IL-6 浓度造成显著影响，与前述研究结果不一致可能与围产期奶牛比泌乳前期奶牛炎症反应更突出有关。

3.4 HMBi 对泌乳期奶牛血清抗氧化指标的影响蛋氨酸是琥珀酰辅酶A、胆碱、甜菜碱、同型半胱氨酸的前体，对动物消化系统和免疫功能有重要影响，并调节脂质代谢以及谷胱甘肽的生成[24]。王杰[25]研究表明，蛋氨酸试验组可以有效降低羔羊血清SOD 活性。杨保奎等[5]研究指出，蛋氨酸组奶牛血清T-AOC、SOD、MDA、GSH-Px 浓度与对照组差异不显著。在本试验中，日粮补充HMBi 未对血清T-AOC、SOD、MDA、GSH-Px浓度造成显著影响，可能是由于与围产期奶牛相比，泌乳前期奶牛均处于较低氧化应激状态有关。