纖維素酶和丙二醇對(duì)產(chǎn)犢后奶牛消化及產(chǎn)奶性能的影響

張軍，陳連民，王夢(mèng)芝*，沈宜釗，蔡青和，張嬋娟

（1. 揚(yáng)州市揚(yáng)大康源乳業(yè)有限公司，江蘇揚(yáng)州225004；2. 揚(yáng)州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇揚(yáng)州225009；3. 上海歐耐施生物技術(shù)有限公司，上海201613）

纖維素酶和丙二醇對(duì)產(chǎn)犢后奶牛消化及產(chǎn)奶性能的影響

張軍1，2，陳連民2，王夢(mèng)芝2*，沈宜釗2，蔡青和3，張嬋娟3

（1. 揚(yáng)州市揚(yáng)大康源乳業(yè)有限公司，江蘇揚(yáng)州225004；2. 揚(yáng)州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇揚(yáng)州225009；3. 上海歐耐施生物技術(shù)有限公司，上海201613）

本文旨在研究日糧中添加纖維素酶和丙二醇對(duì)圍產(chǎn)期奶牛消化和產(chǎn)奶性能的影響。試驗(yàn)選擇24頭處于圍產(chǎn)期的奶牛，隨機(jī)分成3組。對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)日糧，另設(shè)置試驗(yàn)A組（基礎(chǔ)日糧+0.5%丙二醇制劑）和試驗(yàn)B組（基礎(chǔ)日糧+0.1%纖維素酶制劑）。結(jié)果表明：在產(chǎn)后第40天和第100天，試驗(yàn)組A體重顯著高于其他組（P＜0.05）；在產(chǎn)后第40天和第100天，試驗(yàn)組CP和NDF的消化率顯著高于對(duì)照組（P＜0.05），試驗(yàn)A組的DM消化率顯著高于試驗(yàn)B組和對(duì)照組（P＜0.05）；在第100天試驗(yàn)組產(chǎn)奶量顯著高于對(duì)照組（P＜0.05），且試驗(yàn)A組高于（P＜0.05）試驗(yàn)B組；試驗(yàn)A組在第20天乳脂顯著高于其他組（P＜0.05），在第40天非脂固形物顯著高于對(duì)照組（P＜0.05）。綜上，日糧中添加丙二醇制劑及纖維素酶制劑能夠在一定程度上促進(jìn)產(chǎn)后奶牛消化及產(chǎn)奶性能的提高，并以添加0.5%丙二醇制劑的效果較好。

纖維素酶；丙二醇；產(chǎn)后奶牛；消化性能；產(chǎn)奶性能

奶牛分娩后由于產(chǎn)犢帶來的應(yīng)激,其消化道生理機(jī)能將發(fā)生一定程度的改變,如胃腸道的蠕動(dòng)能力下降、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收不完全等。與此同時(shí),其還需產(chǎn)奶以供犢牛哺育和滿足人類日常消費(fèi)需要。在泌乳早期,高產(chǎn)奶牛需要?jiǎng)訂T自身身體脂肪和蛋白儲(chǔ)備才夠維持產(chǎn)奶量,這種狀態(tài)一直維持到其能量的攝入與產(chǎn)奶輸出達(dá)到平衡為止。這一時(shí)期的高產(chǎn)奶牛處于能量和氮負(fù)平衡狀態(tài)［1］。長(zhǎng)期處于這種狀態(tài)而不能盡快恢復(fù)將會(huì)導(dǎo)致機(jī)體代謝紊亂、繁殖性能和泌乳性能降低等,影響奶牛的健康及再生產(chǎn)［2］。為此,相關(guān)研究者認(rèn)為可以通過在日糧中添加酶制劑以幫助產(chǎn)后母牛改善其胃腸道的消化功能,提高其對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收率,增加其采食欲望,從而達(dá)到能量等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)攝入與輸出的平衡狀態(tài)［3］；也有學(xué)者認(rèn)為,為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)犢后母牛營(yíng)養(yǎng)、生理平衡狀態(tài),直接補(bǔ)充能量替代物相比通過改善其消化功能更加直接有效［4］。但目前有關(guān)兩者對(duì)產(chǎn)后奶牛消化和生產(chǎn)性能作用效果的比較研究還相對(duì)較少。本試驗(yàn)即通過向產(chǎn)后奶牛日糧中添加消化改善劑纖維素酶制劑以及能量補(bǔ)充劑丙二醇制劑,比較其在產(chǎn)后奶牛營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化和產(chǎn)奶性能作用效果的影響,為纖維素酶制劑及丙二醇制劑在奶牛生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用中提供資料參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物選擇江蘇省宿遷市泗陽(yáng)縣某牛場(chǎng)處于匣產(chǎn)前期(3～5胎次,產(chǎn)前8～10 d)的健康中國(guó)荷斯坦母牛24頭,體重(590±20)kg,305 d泌乳量5 000 kg左右,隨機(jī)分成3組,各組間牛的生理狀況基本一致。采取單頭栓養(yǎng),飼喂TMR日糧,自由采食并自由飲水。試驗(yàn)期為2013年11月至2014年3月。

1.2 試驗(yàn)方法試驗(yàn)用基礎(chǔ)日糧配方的蛋白質(zhì)、能量等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)需要量依照NRC標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配制［5］。以飼喂不添加任何其他成分的基礎(chǔ)日糧組為對(duì)照組,設(shè)置試驗(yàn)組A(基礎(chǔ)日糧+0.5%丙二醇制劑,5 kg/t)和試驗(yàn)組B(基礎(chǔ)日糧+0.1%纖維素酶制劑,10 kg/t),2種添加劑的添加量為上海歐耐施生物技術(shù)有限公司的推薦最優(yōu)用量,基礎(chǔ)日糧配方及營(yíng)養(yǎng)成分見表1。試驗(yàn)預(yù)飼期為15 d,正飼期為100 d。據(jù)奶牛生產(chǎn)情況配置試驗(yàn)日糧總量,分別于每日09：00、15：00進(jìn)行定時(shí)統(tǒng)一飼喂。

表1 基礎(chǔ)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)成分比例

1.2 樣品采集及保存

1.2.1 體尺測(cè)量于奶牛產(chǎn)犢后第1、20、40、100天07：00晨飼前進(jìn)行體高、體斜長(zhǎng)、胸匣等相關(guān)指標(biāo)的測(cè)量,用以估算體重的變化情況。

1.2.2 飼料樣品采集及保存于飼喂前多點(diǎn)采集試驗(yàn)TMR日糧樣,飼料樣品稱出重量,利用烘箱60℃烘24 h至半干,放置室溫下回潮24 h后再次稱量并粉碎后裝入袋中編號(hào)保存,以供相關(guān)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的測(cè)定。

1.2.3 糞樣采集及保存在試驗(yàn)牛的尾部系一集糞袋,收集奶牛產(chǎn)犢后的第1、20、40、100天時(shí)間點(diǎn)前后各2 d糞便,充分混勻稱重。按每日排泄物的1/50取樣并混合,將糞便樣品放在自制的塑料瓶底中,每100 g鮮糞加10%鹽酸10 mL,并放入烘箱中,60℃烘干24 h,再取出回潮,粉碎裝袋并編號(hào),以供相關(guān)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率測(cè)定。

1.2.4 奶樣采集及保存逐日記錄每頭試驗(yàn)牛的日產(chǎn)奶量,采集奶牛產(chǎn)犢后第1、20、40、60、100天時(shí)間點(diǎn)的前1 d、當(dāng)日以及后1 d 03∶00時(shí)和15∶00時(shí)奶樣各50 mL并加入防腐劑重鉻酸鉀,將采集的6次奶樣進(jìn)行等比例混合置于冰箱4℃保存,以供乳品相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 體重估算公式體重(kg)=胸匣(m2)×體斜長(zhǎng)(m)×90。

1.3.2 消化率測(cè)定飼料和糞便中常規(guī)成分的測(cè)定分析方法參照楊勝主編的《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測(cè)》進(jìn)行［6］。采用2 mol/L鹽酸不溶灰分法測(cè)定產(chǎn)犢后母牛對(duì)日糧干物質(zhì)(DM)、粗蛋白(CP)、中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)的消化率,具體公式如下：

營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率(%)=100%-(糞中營(yíng)物質(zhì)含量×日糧酸不溶灰分含量/日糧營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量×糞中酸不溶灰分含量)

1.3.3 乳成分測(cè)定乳蛋白、乳脂、乳糖和非脂乳固物(SNF)的測(cè)定由揚(yáng)州市揚(yáng)大康源乳業(yè)通過舟麥FOSS全自動(dòng)乳成分分析儀測(cè)定。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析利用Excel2003對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,采用SPSS16.0軟件進(jìn)行單因素方差分析,鄧肯氏法進(jìn)行多重比較。P值表示差異顯著(P＜0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 母牛產(chǎn)后體重變化由表2可知,母牛產(chǎn)犢后體重呈現(xiàn)先下降再上升的趨勢(shì)。處理組與對(duì)照組相比在產(chǎn)后第1天和第20天,組間未見顯著差異(P＞0.05)；在產(chǎn)第40天和第100天試驗(yàn)組A體重要顯著高于其他組,但試驗(yàn)組B和對(duì)照組體重相比差異并不顯著(P＞0.05)。

表2 各試驗(yàn)組不同時(shí)期體重變化情況kg

2.2 試驗(yàn)組母牛產(chǎn)后營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率的變化由表3可知,產(chǎn)后1～100 d母牛對(duì)DM、CP、NDF及ADF的消化率總體呈上升趨勢(shì)。在產(chǎn)后的第40天和第100天,試驗(yàn)A組對(duì)干物質(zhì)的消化率要高于(P＜0.05)B組及對(duì)照組,試驗(yàn)B組與對(duì)照組的差異則不顯著(P＞0.05)；在產(chǎn)后的第40天和第100天,試驗(yàn)A組和試驗(yàn)B組的CPWDF消化率顯著高于對(duì)照組(P＜0.05)；另外,試驗(yàn)組間ADF消化率在產(chǎn)后各時(shí)期卻未見顯著差異(P＞0.05)。

表3 各試驗(yàn)組營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率的變化%

2.3 產(chǎn)奶量及乳成分的變化情況由表4可知,產(chǎn)后母牛的泌乳量大致呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。在產(chǎn)后的第60天,A組的日產(chǎn)奶量顯著高于對(duì)照組(P＜0.05),但與試驗(yàn)B組差異不顯著(P＞0.05)。在產(chǎn)后的第100天,試驗(yàn)A組的日產(chǎn)奶量最高,與其他2組相比差異顯著(P＜0.05)。同時(shí),試驗(yàn)B組的日產(chǎn)奶量也顯著高于對(duì)照組(P＜0.05)。在其余的時(shí)間點(diǎn)中,試驗(yàn)A組的日產(chǎn)奶量高于其余2組,但組間未見顯著差異(P＞0.05)。

乳成分變化情況方面,試驗(yàn)A組和試驗(yàn)B組在各時(shí)期乳蛋白的含量要稍高于對(duì)照組,但差異不顯著(P＞0.05)；產(chǎn)后的第20天,試驗(yàn)A組的乳脂含量顯著高于其余2組(P＜0.05),其他時(shí)間點(diǎn)則未見顯著差異；產(chǎn)后的整個(gè)時(shí)期中,乳糖的含量保持恒定,組間未見顯著差異；非脂乳固物方面,在產(chǎn)后的第40天,試驗(yàn)A組的含量顯著高于對(duì)照組(P＜0.05),其余時(shí)間點(diǎn)的測(cè)定值未見顯著差異。

表4 各試驗(yàn)組產(chǎn)奶量和乳成分的變化

3 討論

3.1 纖維素酶和丙二醇對(duì)產(chǎn)后母牛體重恢復(fù)的影響奶牛在產(chǎn)犢后一段時(shí)間內(nèi)泌乳量迅速上升達(dá)到高峰,使得奶牛不得不動(dòng)用自身的能量、蛋白儲(chǔ)備以維持產(chǎn)奶。伴隨著這樣的一個(gè)過程,短期內(nèi)產(chǎn)后母牛的體重會(huì)呈現(xiàn)迅速下降的趨勢(shì)［1］。本試驗(yàn)中,在奶牛產(chǎn)后第1天和第20天,各試驗(yàn)組奶牛體重均有下降趨勢(shì)但組間未見顯著差異。在產(chǎn)后第40天和第100天試驗(yàn)A組體重顯著高于對(duì)照組,而試驗(yàn)B組與對(duì)照組相比差異則不顯著。Fonseca等［7］研究了向匣產(chǎn)期奶牛日糧中添加丙二醇制劑對(duì)奶牛體況評(píng)分、體重等變化情況的影響發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)組奶牛體重在匣產(chǎn)前期出現(xiàn)了下降且與對(duì)照組相比差異不顯著,但在匣產(chǎn)后期試驗(yàn)組體重下降幅度要顯著低于對(duì)照組。劉強(qiáng)等［8］在丙二醇對(duì)匣產(chǎn)期奶牛能量負(fù)平衡及代謝產(chǎn)物的影響研究中也得到了與以上研究相一致的結(jié)果,說明日糧添加丙二醇制劑對(duì)于產(chǎn)后牛體重恢復(fù)有一定的促進(jìn)作用。

3.2 纖維素酶和丙二醇對(duì)產(chǎn)后母牛營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響本試驗(yàn)中,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率在產(chǎn)后第1天和第20天并未出現(xiàn)顯著差異,可能是由于奶牛產(chǎn)犢后機(jī)體處于產(chǎn)犢應(yīng)激之下,其消化吸收生理機(jī)能此期間內(nèi)尚處于一相對(duì)較差水平,通過添加纖維素酶制劑及丙二醇制劑并不能顯著改善營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化利用率［9-10］。但在產(chǎn)后的第40和第100天,試驗(yàn)A組DM、CP以及NDF的消化率均顯著高于對(duì)照組,該結(jié)果與劉強(qiáng)等［11］的研究結(jié)果相一致,即日糧中添加丙二醇制劑明顯改善了匣產(chǎn)后期母牛對(duì)DM、CP、NDF等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率。Chibisa等［12］研究也表明,日糧中添加600 mL/d丙二醇對(duì)匣產(chǎn)前期母牛營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率無顯著影響,但匣產(chǎn)后期DM和OM消化率提高趨向顯著,NDF消化率顯著提高。其他相關(guān)研究也證實(shí)了日糧添加丙二醇具有提高產(chǎn)奶量和飼料效率的作用［13］。Colucci等［14］認(rèn)為丙二醇改善日糧營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化的機(jī)理,是由于飼喂丙二醇后延長(zhǎng)了飼料在瘤胃內(nèi)的發(fā)酵時(shí)間,從而增加了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率,這也可能是上述有助于產(chǎn)后母牛體重恢復(fù)的因素之一。

另本試驗(yàn)中,在產(chǎn)后第40天試驗(yàn)B組CP和NDF的消化率也顯著高于對(duì)照組,這與Beauchemin等［15］添加外源纖維素酶后,奶牛DM、OM、NDF、ADF等的全消化道消化率都有不同程度提高的結(jié)果相一致。本試驗(yàn)中,纖維素酶雖然為最優(yōu)添加量但對(duì)DM和CP消化率的改善及后期體重的恢復(fù)作用沒有丙二醇制劑好。造成該差異的原因可能是丙二醇作為瘤胃丙酸鹽的前體物質(zhì),能夠迅速被吸收作為肝糖異生的前體物質(zhì)使得作用效果更明顯［16］,而纖維素酶的使用效果受環(huán)境因素及機(jī)體狀態(tài)等多種因素的影響。纖維素酶主要通過提高瘤胃對(duì)日糧纖維的消化率,提高瘤胃VFA的濃度進(jìn)而提高了能量的利用效率,但整個(gè)過程需要足夠的作用時(shí)間。另外,纖維素酶作用的發(fā)揮受反應(yīng)底物、瘤胃狀態(tài)等多重因素的制約,而產(chǎn)后奶牛的生理發(fā)生了巨大的變化,這可能也是作用效果不明顯的原因［17］。

3.3 纖維素酶和丙二醇對(duì)產(chǎn)后母牛泌乳量及乳成分的影響Yang等［18］報(bào)道,纖維素水解酶按一定比例添加于飼料中能夠提高泌乳奶牛的產(chǎn)奶量。本試驗(yàn)中試驗(yàn)B組在試驗(yàn)后期的產(chǎn)奶量要高于對(duì)照組且在產(chǎn)后的第100天達(dá)到差異顯著。周麗芬等［19］研究了日糧中添加不同比例纖維素酶對(duì)奶牛乳品質(zhì)的影響發(fā)現(xiàn)不同比例纖維素酶的添加對(duì)乳成分的影響差異不顯著。本試驗(yàn)中試驗(yàn)B組乳成分變化情況與對(duì)照組相比也未見顯著差異,這與上述研究結(jié)果基本一致。劉強(qiáng)等［20］研究結(jié)果表明,對(duì)其泌乳早期產(chǎn)奶量、乳蛋白、乳脂、乳糖及乳干物質(zhì)等均無顯著影響。本試驗(yàn)中,試驗(yàn)A組乳成分也僅在產(chǎn)后第20天乳脂高于對(duì)照組,其他皆未見顯著變化,這與劉強(qiáng)等［20］的研究有一定的一致性。但本研究試驗(yàn)A組顯著提高了產(chǎn)后奶牛的產(chǎn)奶量,與上述研究有所不同。造成產(chǎn)奶量研究結(jié)果不同的原因,可能是由于所測(cè)定的泌乳期不同所致。在本研究中測(cè)定了奶牛產(chǎn)后至泌乳100 d的產(chǎn)奶量；而劉強(qiáng)等［20］是研究泌乳早期的產(chǎn)奶量,奶牛在產(chǎn)后早期其體況尚未完全恢復(fù)。本研究中丙二醇制劑組提高產(chǎn)奶量的原因則可能是因?yàn)?丙二醇制劑改善了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收,在一定程度上緩解了能量負(fù)平衡對(duì)機(jī)體造成的傷害,促進(jìn)了產(chǎn)后奶牛體況恢復(fù)所致；也有可能是因?yàn)槠渥鳛槟芰垦a(bǔ)充物能直接被瘤胃壁吸收,而減少了體脂的動(dòng)員,緩解了能量負(fù)平衡所致。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)條件下通過向產(chǎn)后奶?；A(chǔ)日糧中添加0.5%的丙二醇制劑及0.1%的纖維素酶制劑可以改善產(chǎn)后奶牛對(duì)部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率,促進(jìn)體重恢復(fù)并對(duì)泌乳性能的改善具有一定的作用,其中以添加0.5%的丙二醇制劑效果相對(duì)更好。

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Effects of Cellulase and Propylene Glycol on Digestion and Milk Production Performance in Postpartum Cows

ZHANG Jun1,CHEN Lian-min2,WANG Meng-zhi2*,SHEN Yi-zhao2,CAI Qing-he3*,ZHANG Chan-juan3
（1.Yang Da Kang Yuan Dairy Company Limited；JiangsuYangzhou 225004,China；2.College of Animal Science and Technology,Yangzhou University,JiangsuYangzhou 225009,China；3.Shanghai Honest Biological Company Limited,Shanghai 201613,China）

The objective of this study was to investigate the effects of cellulase and propylene glycol on digestion and milk production performance of cows in postpartum cow.Twenty four perinatal cows were randomly divided into 3 groups with 8 cows per group.Three groups respectively were,control group（basal diet）,group A（basal diet+0.5% propylene glycol）and group B（basal diet+0.1%cellulase）.The results showed that.the cow body weight of group A was higher that those of other groups at d 40 and 100（P＜0.05）.Compared with the control group,experimental groups were significantly higher in digestibility of CP and NDF at d 40 and 100（P＜0.05）.The digestibility of DM in group A was significantly higher than those in group B at d 40（P＜0.05）.The milk yields of experimental groups were higher than those of the control group at d 100（P＜0.05）,and moreover the group A was significantly higher than the group B（P＜0.05）.The milk fat in group A was higher than those in other groups at d 20（P＜0.05）and higher milk SNF the control group in at d 40（P＜0.05）.It was concluded,diets adding with cellulase and propylene glycol had certain improvement on digestion and milk production performance；and the addition of 0.5%propylene glycol in diet had a better improving effect.

cellulase；propylene glycol；postpartum cows；digestibility；milk yield

S823.5

A

0258-7033（2015）09-0026-05

2014-07-18；

2014-11-28

江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（BK20141270）；江蘇省農(nóng)業(yè)三新工程項(xiàng)目（SXGC；2013］321）；江蘇省優(yōu)勢(shì)學(xué)科

張軍（1969-），男，江蘇響水人，碩士，副教授，從事動(dòng)物遺傳育種與營(yíng)養(yǎng)相關(guān)研究工作，E-mail：yzu7788@163.com

*通訊作者：王夢(mèng)芝，動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，E-mail：mengzhiwangyz@126.com