飼糧添加不同碳鏈長度脂肪酸對泌乳奶牛生產(chǎn)性能和乳脂肪酸組成的影響

崔 海 王加啟* 李發(fā)弟 卜登攀 趙小偉 徐曉燕 孫 妍 周凌云

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，蘭州 730070;2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，動物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193)

研究表明，外源添加富含長鏈不飽和脂肪酸的油脂或脂肪酸可顯著提高奶牛乳脂中不飽和脂肪酸含量，但對乳脂率沒有提高，甚至?xí)霈F(xiàn)乳脂率降低的情況［1］。在這種情況下，乳脂中短鏈和中鏈脂肪酸(short-and medium-chain fatty acids，SMCFA)含量降低的幅度顯著高于長鏈脂肪酸(long-chain fatty acids，LCFA)［2］。反芻動物乳脂中脂肪酸有2個(gè)來源，4～14碳脂肪酸及約50%的16碳脂肪酸(即本文中所述的SMCFA)在乳腺中通過從頭合成途徑合成，約50%的16碳脂肪酸和大于16碳的脂肪酸(即本文中所述的LCFA)則來源于血脂［3］。研究表明，十二指腸灌注含有SMCFA的黃油使乳脂率顯著高于對照組，并且認(rèn)為SMCFA是提高乳脂率的重要因素［4］。本研究擬以荷斯坦奶牛典型乳脂脂肪酸組成為參考，模擬SMCFA和LCFA的脂肪酸組成，并且在飼喂試驗(yàn)中添加量保持一致，以對不同碳鏈長度脂肪酸在奶牛乳脂合成中的貢獻(xiàn)進(jìn)行比較。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動物與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇北京滄達(dá)福牛場36頭泌乳中期［(183±46)d］、胎次和泌乳量相近、健康狀況良好的中國荷斯坦奶牛，采完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，將奶牛分為對照組、SMCFA組和LCFA組，每組12個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1頭牛，均飼喂相同的基礎(chǔ)飼糧，其中SMCFA組和LCFA組奶牛分別補(bǔ)飼400 g/d SMCFA和400 g/d LCFA。

1.2 飼糧組成及飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)用基礎(chǔ)飼糧根據(jù)NY/T 34—2004奶牛營養(yǎng)需要配制，精粗比為50∶50，其組成及營養(yǎng)水平見表1。SMCFA和LCFA組成分別模擬荷斯坦奶牛典型乳脂中SMCFA和LCFA組成配制。因中國奶牛品種絕大部分為荷斯坦奶牛，且黃油是從鮮牛乳中提煉出的成，所以黃油中脂肪酸組成可代表荷斯坦奶牛典型乳脂脂肪酸組成，因此將黃油中脂肪酸組成作為參考值模擬SMCFA和LCFA中脂肪酸比例［5］。SMCFA、LCFA和黃油的脂肪酸組成見表2。

試驗(yàn)牛經(jīng)過7 d預(yù)試期后轉(zhuǎn)入試驗(yàn)階段，正試期為56 d，試驗(yàn)牛采用拴系式飼養(yǎng)，飼糧分3次飼喂(08:30、14:30和20:30)，試驗(yàn)牛每天擠奶3次(08:00、14:00 和20:00)。

1.3 樣品處理與指標(biāo)測定

采樣方法:試驗(yàn)前以及正試期每周各采集1次乳樣，早、中、晚樣按照4∶3∶3的比例混合制樣。將混合后的乳樣分為2部分，一部分乳樣添加0.05%布羅波爾防腐劑于4℃保存用于分析乳成分;另一部分乳樣于－20℃保存用于分析乳脂脂肪酸組成。

檢測指標(biāo):乳成分在農(nóng)業(yè)部奶及奶制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心通過M ilk Scan FT120 Foss electric型乳樣自動分析儀檢測。乳脂脂肪酸組成采用氣相色譜法(HP6890，SP－2560毛細(xì)管柱:100 m ×0.25 mm，內(nèi)徑 0.2 μm，F(xiàn)ID 檢測器)，以C17∶0為內(nèi)標(biāo)，使用二階程序升溫法分離檢測，詳細(xì)分析方法參見文獻(xiàn)［6］。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng) Excel初步處理后，采用 SAS V8.2軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并采用PROC M IXED進(jìn)行方差分析，以試驗(yàn)牛泌乳日齡為協(xié)變量，數(shù)據(jù)為最小二乘均值，顯著性水平為 P＜0.05，采用Tukey法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果

2.1 飼糧添加不同碳鏈長度脂肪酸對泌乳奶牛生產(chǎn)性能的影響

由表3可知，試驗(yàn)前各組乳產(chǎn)量、乳成分含量及產(chǎn)量均差異不顯著(P＞0.05)。由表4可知，飼糧添加不同碳鏈長度脂肪酸后，SMCFA組乳脂率顯著高于 LCFA 組(P ＜0.05)，提高 14.62%;而對照組乳脂率與其他2個(gè)組差異均不顯著(P＞0.05)。乳產(chǎn)量、乳蛋白率、乳糖率、乳總固形物含量和乳成分產(chǎn)量在3個(gè)組間均差異不顯著(P＞0.05)。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(DM basis) %

表2 SMCFA、LCFA和黃油的脂肪酸組成Table 2 Fatty acid composition of SMCFA，LCFA and butter %

表3 試驗(yàn)前各組泌乳奶牛的生產(chǎn)性能Table 3 M ilk yield of lactating dairy cows in each group before experiment

表4 飼糧添加不同碳鏈長度脂肪酸對泌乳奶牛生產(chǎn)性能的影響Table 4 Effects of supplemental fatty acids w ith different carbon chain lengths on m ilk yield of lactating dairy cows

2.2 飼糧添加不同碳鏈長度脂肪酸對泌乳奶牛乳脂肪酸組成的影響

由表5可知，飼糧中添加不同碳鏈長度脂肪酸使乳脂中多種脂肪酸含量發(fā)生變化。SMCFA組 C12∶0、C14∶0、C14∶1、C16∶0 含量顯著高于LCFA 組 (P ＜0.05)，依 次 提 高 38.49%、38.53% 、47.83% 和 9.52%;同時(shí)亦顯著高于對照組(P ＜0.05)，依次提高 17.25%、26.85%、27.10% 和 7.50%。乳脂中 C18∶0、t-9-C18∶1、t-11-C18∶1、c-9-C18∶1、共軛亞油酸(CLA)含量LCFA組則顯著高于SMCFA組(P＜0.05)，分別提高 29.49%、71.43%、36.28%、17.86% 和25.93%，但除t-9-C18∶1含量外，與對照組均差異不顯著(P ＞0.05)。乳脂中 C4∶0、C6∶0、C8∶0、C10∶0、c-9，c-12-C18∶2、C18∶3 和 C20∶0 含量各組間均差異不顯著(P＞0.05)。

由表5可知，飽和脂肪酸(SFA)、＜C16含量LCFA組顯著低于SMCFA組(P＜0.05)，分別降低6.60%和19.49%，其中＜C16含量LCFA組亦顯著低于對照組(P＜0.05)，降低幅度為8.70%。單不飽和脂肪酸(MUFA)、＞C16含量SMCFA組則顯著低于 LCFA組(P＜0.05)，分別降低16.91%和21.39%，其中 ＞C16含量對照組亦顯著低于LCFA組(P＜0.05)，降低幅度為6.69%。各組間多不飽和脂肪酸(PUFA)含量沒有顯著差異(P ＞0.05)。

硬脂酰輔酶A去飽和酶，即Δ-9去飽和酶，能在脂肪酸碳鏈9號位置引入不飽和雙鍵，是乳腺組織內(nèi)源合成MUFA的關(guān)鍵酶。Δ-9去飽和酶活性可通過乳脂中 C14∶1/C14∶0、C16∶1/C16∶0、c-9-C18∶1/C18∶0 的比值來反映［7］。由表 6 可知，各組間Δ-9去飽和酶活性無顯著差異(P＞0.05)。

3 討論

3.1 飼糧添加不同碳鏈長度脂肪酸對泌乳奶牛生產(chǎn)性能的影響

本試驗(yàn)?zāi)M荷斯坦奶牛典型乳脂結(jié)構(gòu)中SMCFA和LCFA的比例，對反芻動物乳腺2種攝取來源脂肪酸對乳脂合成的影響進(jìn)行了研究。與對照組相比，SMCFA組乳脂率提高3.71%，LCFA組乳脂率降低10.51%。奶牛飼糧中富含長鏈飽和脂肪酸對乳脂率有提高作用［8］，而大量研究表明添加富含長鏈多不飽和脂肪酸的油脂不會提高奶牛乳脂率，且會出現(xiàn)乳脂率降低情況［9－10］，可能的原因:一是泌乳前期奶牛能量處于負(fù)平衡狀態(tài)，添加油脂可提高乳產(chǎn)量，而乳產(chǎn)量與乳脂率成負(fù)相關(guān)效應(yīng)，因此導(dǎo)致乳脂率下降;二是在乳腺中某些特定反式脂肪酸，如t-10，c-12-CLA，抑制乳脂合成;三是飼糧添加過量油脂使瘤胃內(nèi)纖維分解菌活性受到抑制，乙酸比例下降，減少了乳腺合成乳脂的前體物。本試驗(yàn)LCFA組脂肪酸含有大量不飽和脂肪酸，其中MUFA較高，PUFA較低，表明飼糧添加富含MUFA的油脂對奶牛乳脂率亦有負(fù)面影響，這與Rego等［11］報(bào)道的結(jié)果一致。

表5 飼糧添加不同碳鏈長度脂肪酸對泌乳奶牛乳脂肪酸組成的影響Table 5 Effects of supplemental fatty acidsw ith different carbon chain lengths on fatty acid composition in m ilk of lactating dairy cows %

表6 飼糧添加不同碳鏈長度脂肪酸對泌乳奶牛乳腺Δ-9去飽和酶活性的影響Table 6 Effects of supplemental fatty acidsw ith different carbon chain lengths on Δ-9 desaturase activity in mammary gland of lactating dairy cows

3.2 飼糧添加不同碳鏈長度脂肪酸對泌乳奶牛乳脂肪酸組成的影響

大量研究表明，外源途徑添加LCFA引起乳脂中LCFA比例升高，SMCFA比例相應(yīng)降低［1］。在乳脂降低綜合癥情況下，奶牛乳脂中SMCFA比例顯著降低，而LCFA比例沒有受到影響［2］。本試驗(yàn)結(jié)果亦顯示，飼糧添加LCFA顯著降低SMCFA中C12∶0和C14∶0含量，其原因可能為從血液到達(dá)乳腺的LCFA含量升高，乳腺中乙酰輔酶A羧化酶mRNA表達(dá)量受到抑制，因此乳腺從頭合成SMCFA能力降低。乳脂中SMCFA占總脂肪酸的40%～55%，對于乳甘油三酯結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有很重要的作用［12］。

奶牛飼糧含有較少量的SMCFA，乳脂中SMCFA幾乎全部是瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生的乙酸、β－羥丁酸在乳腺組織從頭合成而來的。本試驗(yàn)通過飼糧途徑外源添加SMCFA，SMCFA作為SFA，在瘤胃中穩(wěn)定性高于不飽和脂肪酸，進(jìn)入小腸后，作為碳鏈較短的脂肪酸，被小腸吸收，迅速進(jìn)入肝臟氧化供能［13］，因此供應(yīng)至乳腺的比例較少。隨著碳鏈長度增加，供應(yīng)至乳腺比例逐漸增加［14］。有研究報(bào)道，添加的SMCFA至乳腺的轉(zhuǎn)化效率分別為0(C6∶0)、0(C8∶0)、33%(C10∶0)、67%(C12∶0)、83%(14 ∶0)和 58%(16 ∶0)［4］，飼 糧 添加富含C12∶0和 C14∶0 的椰子油導(dǎo)致乳脂中 C12∶0 和C14∶0含 量 升 高［15］。在 本 試 驗(yàn) 中，SMCFA 組C4∶0、C6∶0、C8∶0 和 C10∶0 含量與其他 2 組相比沒有顯著差異，說明以上脂肪酸在沒有到達(dá)乳腺之前即被肝臟吸收。

衡量乳腺Δ-9去飽和酶活性指標(biāo)有C14∶1/C14∶0、C16∶1/C16∶0、c-9-C18∶1/C18∶0 和 c-9，t-11-C18∶2/t-11-C18∶1，其中 C16∶0、C18∶0、t-11-C18∶1均可通過體脂分泌或消化道吸收分泌至乳脂中，只有C14∶0完全通過乳腺組織從頭合成，因此 C14∶1/C14∶0 最能代表 Δ-9 去飽和酶活性［7］。本試驗(yàn)中，添加SMCFA飼糧顯著提高乳脂中C14∶0和 C14∶1 含量，但 C14∶1/C14∶0 無顯著變化，說明從飼糧外源添加至乳腺的一部分C14∶0通過Δ-9去飽和酶去飽和為C14∶1，但這種去飽和作用對于Δ-9去飽和酶的活性沒有影響。

4 結(jié)論

飼糧添加400 g/d SMCFA或LCFA使泌乳奶牛乳脂率和乳脂肪酸組成發(fā)生改變，添加LCFA有降低乳脂率的趨勢，并降低了乳脂中SMCFA的含量;而添加 SMCFA提高了乳脂中 C12∶0和C14∶0含量，并且對乳脂合成的貢獻(xiàn)高于LCFA。

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