瘤胃保護(hù)性蛋氨酸和賴氨酸補(bǔ)飼量對(duì)泌乳荷斯坦奶牛生產(chǎn)性能及血漿生化指標(biāo)的影響

劉 飛 林雪彥 侯秋玲 王 云 王中華

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，泰安 271018)

瘤胃保護(hù)性氨基酸又稱過瘤胃氨基酸或瘤胃旁路氨基酸，它是用某種方法把氨基酸修飾或保護(hù)起來，以避免氨基酸在瘤胃內(nèi)被瘤胃微生物降解［1］，并且到達(dá)消化道后段能夠被反芻動(dòng)物吸收和利用。研究表明，蛋氨酸(Met)和賴氨酸(Lys)是高產(chǎn)泌乳奶牛的2個(gè)主要的限制性氨基酸［2-6］，補(bǔ)飼瘤胃保護(hù)性蛋氨酸(RPMet)和瘤胃保護(hù)性賴氨酸(RPLys)可以改善奶牛的生產(chǎn)性能［3，5］，因此，RPMet和RPLys在奶牛上的應(yīng)用正越來越受到人們的重視。NRC(2001)推薦泌乳奶牛Met和Lys的供給量應(yīng)分別占到飼糧可代謝蛋白質(zhì)(MP)的2.4%和7.2%［7］。在我國北方典型奶牛飼糧的條件下，補(bǔ)飼RPMet和RPLys對(duì)奶牛生產(chǎn)性能及血漿生化指標(biāo)的影響的研究并不多見。因此，本試驗(yàn)在NRC(2001)推薦量的基礎(chǔ)上，以泌乳高峰期奶牛為研究對(duì)象，旨在研究在我國北方典型奶牛飼糧條件下，RPMet和RPLys補(bǔ)飼量對(duì)泌乳高峰期荷斯坦奶牛生產(chǎn)性能及血漿生化指標(biāo)的影響，為RPMet和RPLys在高產(chǎn)奶牛生產(chǎn)上的合理應(yīng)用提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

脂肪包被的RPMet和RPLys購自北京東方天合生物技術(shù)有限公司，實(shí)測(cè)包被產(chǎn)品的Met和Lys含量(干物質(zhì)基礎(chǔ))為500 g/kg，瘤胃保護(hù)率為80%，小腸釋放率為90%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與基礎(chǔ)飼糧

預(yù)先調(diào)查我國北方試驗(yàn)牛場(chǎng)奶牛的飼糧，估算小腸可消化Met、Lys占MP的比例，作為參照。以NRC(2001)推薦的小腸可消化Met和Lys分別占飼糧MP的2.4%和7.2%為基準(zhǔn)，按該推薦量的80%、100%和120%設(shè)計(jì)，根據(jù)試驗(yàn)RPMet和RPLys實(shí)測(cè)含量、瘤胃保護(hù)率和小腸釋放率，計(jì)算出RPMet和RPLys的補(bǔ)飼量。

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，選擇160頭健康，體重、胎次、產(chǎn)奶量相近的泌乳高峰期荷斯坦奶牛，泌乳天數(shù)為(65±23)d，隨機(jī)分為4組，每組40頭。對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，3個(gè)試驗(yàn)組在飼喂基礎(chǔ)飼糧的同時(shí)補(bǔ)飼RPMet和RPLys，2者補(bǔ)飼量分別為13和 6 g/d(M13+L6組)、43和 98 g/d(M43+L98組)、74和190 g/d(M74+L190組)。試驗(yàn)在濟(jì)南佳寶乳業(yè)有限公司一牧奶牛場(chǎng)進(jìn)行，基礎(chǔ)飼糧為該牛場(chǎng)常用飼糧，組成及營養(yǎng)水平見表1，營養(yǎng)水平參考《奶牛營養(yǎng)需要和飼料成分》［8］中的數(shù)據(jù)及公式計(jì)算。

預(yù)試期10 d，正試期50 d。結(jié)合牛場(chǎng)管理，基礎(chǔ)飼糧以全混合飼糧(TMR)形式飼喂，飼喂量23.22 kg/d。于投料后奶牛吃料前，補(bǔ)飼RPMet和RPLys。補(bǔ)飼后仔細(xì)觀察奶牛采食情況并協(xié)助奶牛采食，以確保補(bǔ)飼的RPMet和RPLys全部被奶牛采食。每20 d采集1次奶樣，記錄產(chǎn)奶量。每10 d采集1次飼糧和剩料樣品并記錄的采食量。于正試期的第49天，每組隨機(jī)抽4頭奶牛，對(duì)其進(jìn)行尾根靜脈采血。每頭采血10 mL，加入2滴2 500 IU/mL肝素鈉抗凝，2 500×g離心10 min，取上清液分裝4管，-20℃冷凍保存，待測(cè)。

1.3 飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)牛每日飼喂3 次(07:30、13:30、19:30)，用自動(dòng)喂料車均勻的填撒。牛群采食完后可到運(yùn)動(dòng)場(chǎng)自由活動(dòng)。剩料每天清理1次，時(shí)間為第2天06:00。自由飲水，每天擠奶3次(08:00、14:00、20:00)，擠奶廳機(jī)械擠奶。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1 乳成分

乳蛋白、乳脂、乳糖含量以及乳尿素氮濃度采用乳成分分析儀(781100，丹麥Foss公司)測(cè)定。

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) %

乳中真蛋白質(zhì)含量采用雙縮脲比色法(NY/T1678—2008)測(cè)定(每次采樣每組隨機(jī)抽 4個(gè)樣品)。

1.4.2 產(chǎn)奶量

記錄每頭牛每次機(jī)械擠奶時(shí)的產(chǎn)奶量。

1.4.3 干物質(zhì)采食量

將采集的飼糧和剩料樣品混勻，按四分法縮樣后，測(cè)定飼糧和剩料中的干物質(zhì)，進(jìn)而計(jì)算出奶牛干物質(zhì)的采食量。

1.4.4 血漿生化指標(biāo)

血漿必需氨基酸濃度:采用氨基酸自動(dòng)分析儀(日立835-50，日本)進(jìn)行分析測(cè)定;血漿尿素氮和葡萄糖濃度:采用全自動(dòng)生化分析儀(日立7020，日本)測(cè)定，試劑盒購自四川邁克科技有限責(zé)任公司;血漿胰島素和胰島素樣生長因子-1濃度:采用放射性免疫法測(cè)定，設(shè)備采用合肥眾成DFM-96型10管放射免疫γ計(jì)數(shù)器，試劑盒由濰坊3V生物工程有限公司和天津九鼎醫(yī)學(xué)生物工程有限公司供應(yīng);血漿β-羥丁酸濃度:采用全自動(dòng)生化分析儀(奧林巴斯AU-400，日本)測(cè)定，試劑盒購自上海景源醫(yī)療器械有限公司。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)采用SAS 9.1.3軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，方差分析使用one-way ANOVA，多重比較采用Duncan氏法，顯著性水平為P＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 補(bǔ)飼RPMet和RPLys對(duì)奶牛生產(chǎn)性能的影響

由表2可知，補(bǔ)飼RPMet和RPLys對(duì)奶牛干物質(zhì)采食量沒有顯著影響(P＞0.05)。與對(duì)照組和M13+L6組相比，M74+L190組的產(chǎn)奶量、乳脂產(chǎn)量和乳糖產(chǎn)量均顯著提高(P＜0.05)，乳尿素氮濃度顯著降低(P＜0.05)。與M13+L6組相比，M43+L98和M74+L190組的乳蛋白產(chǎn)量顯著升高(P＜0.05)。

表2 補(bǔ)飼RPMet和RPLys對(duì)奶牛生產(chǎn)性能的影響Table 2 Effects of supplementation of RPMet and RPLys on performance of lactating cows

2.2 補(bǔ)飼RPMet和RPLys對(duì)奶牛血漿氨基酸濃度的影響

由表3中可知，補(bǔ)飼RPMet和RPLys能夠顯著降低血漿天冬氨酸(Asp)和絲氨酸(Ser)濃度(P＜0.05)，其中M74+L190組的Asp濃度顯著低于對(duì)照組和M13+L6組(P＜0.05)，M43+L98組的Ser濃度顯著低于對(duì)照組(P＜0.05)。補(bǔ)飼RPMet和 RPLys能夠顯著提高血漿 Met、Lys、異亮氨酸(Ile)和精氨酸(Arg)濃度，其中M43+L98和M74+L190組的Met濃度顯著高于對(duì)照組(P＜0.05)，M74+L190組Lys濃度顯著高于其他各組(P＜0.05)，其 Ile和 Arg濃度顯著高于M43+L98組(P＜0.05)。

表3 補(bǔ)飼RPMet和RPLys對(duì)奶牛血漿中氨基酸濃度的影響Table 3 Effects of supplementation of RPMet and RPLys on plasma amino acid concentrations of lactating cows mg/dL

2.3 補(bǔ)飼RPMet和RPLys對(duì)奶牛血漿生化指標(biāo)的影響

由表4可知，血漿尿素氮濃度隨 RPMet和RPLys補(bǔ)飼量的增加而降低，與對(duì)照組相比，M74+L190組顯著降低了血漿尿素氮濃度(P＜0.05)。與對(duì)照組相比，M43+L98和M74+L190組均顯著提高了血漿中總甘油三酯濃度(P＜0.05)。補(bǔ)飼RPMet和RPLys對(duì)血漿葡萄糖、β-羥丁酸、胰島素樣生長因子-1、胰島素濃度均無顯著影響(P＞0.05)。

表4 補(bǔ)飼RPMet和RPLys對(duì)奶牛血漿生化指標(biāo)的影響Table 4 Effects of supplementation of RPMet and RPLys on plasma biochemical indices of lactating cows

3 討論

3.1 補(bǔ)飼RPMet和RPLys對(duì)奶牛干物質(zhì)采食量和生產(chǎn)性能的影響

干物質(zhì)采食量是奶牛營養(yǎng)物質(zhì)攝入量的直觀體現(xiàn)，研究表明奶牛飼糧中補(bǔ)飼RPMet和RPLys可以有效地提高奶牛對(duì)氨基酸的利用效率，改善奶牛的生產(chǎn)性能［1］，但對(duì)奶牛干物質(zhì)采食量影響不顯著［9-11］。Socha 等［12］在研究 RPMet和 RPLys對(duì)荷斯坦奶牛影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)飼RPMet和RPLys可以顯著提高泌乳奶牛產(chǎn)前和產(chǎn)后小腸氨基酸的供給，但對(duì)奶牛干物質(zhì)采食量沒有顯著影響，這與本試驗(yàn)結(jié)果相一致。本試驗(yàn)結(jié)果表明，奶牛在正常飼養(yǎng)的情況下飼糧中補(bǔ)飼不同量RPMet和RPLys對(duì)奶牛干物質(zhì)采食量沒有顯著影響，補(bǔ)飼過瘤胃氨基酸不影響奶牛對(duì)飼糧中干物質(zhì)的正常采食。

很多研究表明，奶牛飼糧中補(bǔ)飼 RPMet和RPLys能夠提高奶牛產(chǎn)奶量。Wang等［13］研究發(fā)現(xiàn)，奶牛飼糧中添加賴氨酸鹽酸鹽和蛋氨酸羥基類似物提高了產(chǎn)奶量。徐元年等［14］報(bào)道，每頭奶牛每天補(bǔ)飼15 g RPMet和24 g RPLys，奶牛產(chǎn)奶量增幅達(dá)2 kg，平均值提高1.25 kg，從而有效地提高了奶牛的產(chǎn)奶量。Rogers等［15］研究表明，補(bǔ)飼RPMet和RPLys可以顯著提高奶牛產(chǎn)奶量和4%乳脂校正乳產(chǎn)量。這與本試驗(yàn)結(jié)果相一致，本試驗(yàn)結(jié)果表明，奶牛產(chǎn)奶量隨著RPMet和RPLys補(bǔ)飼量的增加而增加，每頭奶牛每天飼糧中補(bǔ)飼74 g RPMet和190 g RPLys時(shí)，可顯著提高奶牛產(chǎn)奶量9.9%。泌乳早、中期奶牛泌乳量處于上升階段，飼糧中添加RPMet和RPLys可以提高飼糧中粗蛋白質(zhì)的利用率，提高小腸可利用氨基酸的供給量，滿足奶牛對(duì)限制性氨基酸的需要，從而提高奶牛的泌乳性能。

Swanepoel等［16］報(bào)道，奶牛飼喂混入 RPLys(約含有41 g Lys)的TMR，并沒有影響奶牛乳中真蛋白質(zhì)產(chǎn)量和乳糖產(chǎn)量。Yang等［17］給每頭奶牛飼喂 RPMet 0、14、28、42、56 和 70 g/d，結(jié)果顯示，補(bǔ)飼瘤胃保護(hù)性氨基酸對(duì)奶牛乳蛋白率和乳糖率無顯著影響。Watanabe等［18］研究表明，用脂肪包被的RPMet和RPLys飼喂產(chǎn)后5到21周的經(jīng)產(chǎn)奶牛，顯著提高了奶牛乳蛋白產(chǎn)量、乳蛋白率和乳脂率。Appuhamy等［19］給高產(chǎn)奶牛頸靜脈灌注21 g/d Lys和12 g/d Met可以顯著提高奶牛牛乳中乳蛋白產(chǎn)量和乳蛋白率。在本試驗(yàn)條件下，研究結(jié)果表明，補(bǔ)飼RPMet和RPLys對(duì)奶牛乳蛋白率、乳脂率、乳糖率及乳中真蛋白質(zhì)含量和產(chǎn)量均無顯著影響，但隨著RPMet和RPLys補(bǔ)飼量的增加，可有效提高奶牛乳中乳蛋白、乳脂和乳糖產(chǎn)量。乳蛋白的合成是受進(jìn)入乳腺必需氨基酸供應(yīng)量限制的，在乳腺組織內(nèi)氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)尚未達(dá)到飽和前，增加限制性氨基酸的供應(yīng)量能夠增加乳蛋白的合成。可見補(bǔ)飼RPMet和RPLys對(duì)奶牛奶成分和產(chǎn)量具有一定的積極作用。

乳中尿素氮可以用來評(píng)定奶牛飼糧蛋白質(zhì)利用率及蛋白質(zhì)與能量的配比關(guān)系。Wang等［13］研究表明，奶牛飼喂RPMet和RPLys，可降低乳中尿素氮濃度。Swanepoel等［16］研究表明，在奶牛飼糧中添加RPLys，可以提高乳中尿素氮濃度。奶牛飼糧中營養(yǎng)水平的不同會(huì)影響乳中尿素氮濃度。孫海洲等［20］報(bào)道，奶牛飼喂紫花苜蓿干草和燕麥等快速降解飼料，奶牛乳尿素氮濃度提高;飼喂慢速降解飼料，如酒糟、麥麩，乳尿素氮濃度就偏低。在本試驗(yàn)條件下，隨瘤胃保護(hù)性氨基酸補(bǔ)飼量的增加乳中尿素氮濃度逐漸降低，與Wang等［13］的試驗(yàn)結(jié)果相一致，說明補(bǔ)飼氨基酸改善了奶牛小腸氨基酸平衡，提高了飼糧營養(yǎng)物質(zhì)水平，提高了奶牛對(duì)蛋白質(zhì)的利用率，從而降低了奶牛乳尿素氮濃度。

3.2 補(bǔ)飼RPMet和RPLys對(duì)奶牛血漿氨基酸濃度的影響

血液中的氨基酸來自小腸吸收的氨基酸和體組織蛋白質(zhì)分解生成的氨基酸，它是乳腺合成乳蛋白的主要前體物。血漿中游離氨基酸是氨基酸代謝庫的一部分，它的濃度變化可以反映出氨基酸在體內(nèi)吸收、合成、代謝及蛋白質(zhì)分解等之間的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。Wang等［13］研究表明，奶牛補(bǔ)飼賴氨酸鹽酸鹽和蛋氨酸羥基類似物提高了奶牛動(dòng)脈血中Met和Lys濃度。Overton等［21］研究表明，補(bǔ)飼RPMet增加了奶牛血漿中Met濃度，降低了組氨酸濃度，并且有降低Arg、Lys和鳥氨酸濃度的趨勢(shì)。Varvikko等［9］報(bào)道，真胃灌注Met和Lys提高了血漿Met和Lys的濃度，降低了血漿支鏈氨基酸的濃度。Blum等［10］報(bào)道，奶牛飼喂RPMet提高了奶牛血清Met和支鏈氨基酸［纈氨酸(Val)、Ile和亮氨酸(Leu)］濃度。本試驗(yàn)結(jié)果表明，血漿中Met和Lys濃度從總體上隨奶牛飼糧中RPMet和RPLys補(bǔ)飼量的增加而增加，與以上研究結(jié)果相一致，說明補(bǔ)飼的包被氨基酸到達(dá)小腸后得到了有效的釋放，增加了小腸對(duì)Met和Lys的吸收，從而增加了血漿中Met和Lys濃度。王洪榮等［22］研究表明，隨十二指腸灌注Met水平的增加，血漿絲氨酸濃度降低。本試驗(yàn)條件下，補(bǔ)飼RPMet和RPLys降低了奶牛血漿中Asp和Ser濃度，提高了奶牛血漿中Arg濃度。除Met和Lys外，血漿中其他氨基酸濃度變化不一致可能是因?yàn)槟膛Ａ鑫钢忻糠N瘤胃微生物總量等不同所致。奶牛補(bǔ)飼的RPMet和RPLys過瘤胃率并非百分之百，在瘤胃中降解的部分，促進(jìn)了瘤胃微生物的生長繁殖，使瘤胃微生物蛋白的合成量增加，從而使到達(dá)小腸微生物蛋白總量增加，使小腸中可吸收氨基酸進(jìn)一步增加，最終影響到奶牛血漿中其他氨基酸的濃度。

3.3 補(bǔ)飼RPMet和RPLys對(duì)奶牛血漿生化指標(biāo)的影響

反芻動(dòng)物血漿尿素氮濃度通常受瘤胃中氨態(tài)氮濃度及體內(nèi)蛋白質(zhì)分解代謝的影響。氮代謝對(duì)血液限制性氨基酸濃度的改變反應(yīng)較快，血漿尿素氮可以較準(zhǔn)確反映動(dòng)物體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝和氨基酸的平衡情況［23］。吳志廣［24］報(bào)道，奶牛補(bǔ)飼蛋氨酸鋅，血液尿素氮濃度呈下降趨勢(shì)。Wang等［13］研究表明，奶牛飼糧中補(bǔ)飼賴氨酸鹽酸鹽和蛋氨酸羥基類似物降低了血漿尿素氮濃度。本試驗(yàn)結(jié)果表明，奶牛補(bǔ)飼不同量RPMet和RPLys，降低了血漿尿素氮濃度，說明奶牛飼糧中補(bǔ)飼RPMet和RPLys改善了奶牛小腸中氨基酸平衡，起到了提高奶牛機(jī)體氨基酸利用率的作用。

血漿中甘油三酯濃度可以有效反映小腸上皮細(xì)胞吸收脂肪酸合成甘油三酯和脂蛋白的情況。Rulquin等［25］報(bào)道，向奶牛飼糧中補(bǔ)飼 RPMet可促進(jìn)肝臟糖異生從而促進(jìn)血液葡萄糖濃度升高。本試驗(yàn)結(jié)果表明，奶牛補(bǔ)飼RPMet和RPLys后，增加了血漿中甘油三酯的濃度，提高了血漿葡萄糖濃度，說明補(bǔ)飼的保護(hù)性氨基酸表面的脂肪被奶牛小腸有效地消化和吸收了，從而促進(jìn)了肝臟的糖異生作用。

β-羥丁酸和乙酰乙酸、丙酮三者構(gòu)成體內(nèi)酮體。酮體是脂肪代謝的產(chǎn)物，酮體在體內(nèi)的變化可以反應(yīng)體內(nèi)的脂肪代謝。正常情況下，β-羥丁酸和乙酰乙酸兩者之間在體內(nèi)處于動(dòng)態(tài)平衡，以1∶1的形式存在，丙酮僅占酮體的2%。β-羥丁酸的酸性最強(qiáng)，是導(dǎo)致酮癥酸中毒的主要物質(zhì)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，奶牛飼糧中補(bǔ)飼RPMet和RPLys后，血漿β-羥丁酸的濃度沒有顯著變化，說明奶牛飼糧中補(bǔ)飼RPMet和RPLys不會(huì)引起奶牛酮癥酸中毒，不會(huì)對(duì)奶牛正常生產(chǎn)造成不利影響。

支鏈氨基酸能夠刺激胰島素的產(chǎn)生，從而增加蛋白的合成，促進(jìn)胰島素樣生長因子-1、胰島素的釋放。本試驗(yàn)表明，奶牛補(bǔ)飼 RPMet和RPLys后，總體數(shù)值上提高了血漿中胰島素樣生長因子-1和胰島素的濃度，這與Madsen等［11］研究結(jié)果一致，說明補(bǔ)飼的RPMet和RPLys起到了一定的積極作用，減少了支鏈氨基酸的降解，改善了氨基酸的平衡狀態(tài)，提高了氨基酸的利用率。

4 結(jié)論

①在我國北方農(nóng)區(qū)典型飼糧條件下，給泌乳高峰期奶牛補(bǔ)飼RPMet和RPLys可以改善奶牛的生產(chǎn)性能。

②對(duì)于產(chǎn)奶量30 kg/d的泌乳荷斯坦奶牛，RPMet和RPLys的適宜補(bǔ)飼量分別為74和190 g/d。

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