過瘤胃氯化膽堿在奶牛生產(chǎn)中的研究與應(yīng)用

王東升，張露露

（1.光明荷斯坦牧業(yè)有限公司，上海 200436；2.北京中農(nóng)榜樣蛋雞育種有限責任公司，北京 102100）

過瘤胃氯化膽堿在奶牛生產(chǎn)中的研究與應(yīng)用

王東升1，張露露2*

（1.光明荷斯坦牧業(yè)有限公司，上海 200436；2.北京中農(nóng)榜樣蛋雞育種有限責任公司，北京 102100）

膽堿能被瘤胃內(nèi)的微生物大量降解進而減弱其生物學(xué)功能，因此采用過瘤胃技術(shù)使膽堿在奶牛產(chǎn)后出現(xiàn)的能量負平衡狀態(tài)、脂肪肝和酮病等疾病方面發(fā)揮作用，進而改善奶牛機體健康和提高產(chǎn)奶量。文章介紹了氯化膽堿理化性質(zhì)、來源、包被技術(shù)及其在奶牛生產(chǎn)中的研究與應(yīng)用。

過瘤胃氯化膽堿；奶牛；研究與應(yīng)用

膽堿不具有輔酶的生物功能，也不屬于維生素，由于其營養(yǎng)生理作用與維生素十分相似，且需要量遠高于維生素族需要量，而將其作為B族維生素類，俗稱VB4。在高產(chǎn)奶牛養(yǎng)殖方面，膽堿主要通過包被技術(shù)使其免受瘤胃微生物降解，可在后段腸道被吸收利用，進而改善圍產(chǎn)期和泌乳早期奶牛的能量負平衡狀態(tài)和提高奶牛健康與產(chǎn)奶量[1-2]。

1 膽堿的理化性質(zhì)及生物學(xué)功能

1.1 膽堿的理化性質(zhì)

膽堿化學(xué)名稱是三甲基乙醇胺，化學(xué)式為（CH3）3N（CH2）OH，是一種無色、黏滯、微帶魚腥味的季胺堿，純膽堿以液體形式存在，在強堿條件下極不穩(wěn)定，通常要與酸反應(yīng)后形成結(jié)晶鹽。膽堿的吸濕性非常強，可溶于水、甲醛和乙醇等極性有機溶劑，不溶于氯仿和乙醚等非極性有機溶劑。由于膽堿的熔點和沸點不固定，因此，膽堿在高溫和加熱條件下十分穩(wěn)定，能夠耐受飼料調(diào)制過程中的高溫處理。

1.2 膽堿的生物學(xué)功能

膽堿在動物體內(nèi)主要以卵磷脂和鞘磷脂的形式存在，而卵磷脂是其存在的最小形式。其主要生物學(xué)功能包括4個方面。

1.2.1 構(gòu)成機體細胞卵磷脂和鞘磷脂的重要成分

在維持細胞結(jié)構(gòu)完整性，保證細胞膜通透性和生物信號傳導(dǎo)等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。膽堿是構(gòu)成磷脂的重要成分，參與骨骼和軟骨基質(zhì)的成熟過程。

1.2.2 作為甲基供體參與蛋氨酸的合成

膽堿包含3個活性甲基，可以作為甲基供體參與蛋氨酸的合成，從而代替日糧中部分蛋氨酸，來彌補蛋氨酸供給的不足。其作用機制是將膽堿轉(zhuǎn)化為甜菜堿，甜菜堿利用甲基化反應(yīng)將其中一個甲基轉(zhuǎn)移給同型半胱氨酸后合成蛋氨酸。

1.2.3 參與肝臟的脂肪酸轉(zhuǎn)運過程

膽堿是卵磷脂的重要組成部分，脂肪在肝臟被降解成脂肪酸和甘油，膽堿可以將脂肪酸與卵磷脂結(jié)合后轉(zhuǎn)運出肝臟，避免脂肪在肝臟的大量沉積，進而預(yù)防脂肪肝的發(fā)生。

1.2.4 促進神經(jīng)遞質(zhì)合成

乙酰膽堿作為一種神經(jīng)遞質(zhì)，保證動物各類神經(jīng)反射活動的正常運轉(zhuǎn)。

2 奶牛所需膽堿的來源

2.1 飼料

飼料中膽堿的存在形式是結(jié)合態(tài)和游離態(tài)，其中結(jié)合態(tài)在動物體內(nèi)主要以卵磷脂形式出現(xiàn)（比例高達90%），而游離態(tài)膽堿所占比例不足10%。此外，根據(jù)不同國家地區(qū)所用飼料原料、試驗操作和檢測技術(shù)手段的差異，飼料中膽堿的含量也各有不同。綜合相關(guān)試驗分析數(shù)據(jù)，禾本科谷物籽實飼料中含有較低的膽堿（400～1 200 mg·kg-1），其中大麥和小麥的膽堿含量相對豐富，而玉米和高梁等禾本科植物籽實膽堿含量相對缺乏；餅粕類飼料的膽堿（1 500～6 000 mg·kg-1）含量豐富，其中菜籽餅的膽堿含量高達6 000 mg·kg-1；動物性飼料的膽堿含量更高，肝粉含有膽堿約11 300 mg·kg-1，魚粉的含量為2 000～4 000 mg·kg-1。由于動物源性飼料原料不能在反芻動物飼料中利用，因此目前主要利用禾本科植物籽實和餅粕類原料為反芻動物提供膽堿。當采用玉米-豆粕型日糧飼喂反芻動物時，其含有的膽堿濃度為1 100～1 400 mg·kg-1，基本符合NRC（2001）的膽堿需要量。

2.2 體內(nèi)合成

在奶牛體內(nèi)，膽堿合成的主要途徑是色氨酸和蛋氨酸等氨基酸原料在肝臟中通過一系列酶促反應(yīng)過程形成。除此，膽汁中存在的膽堿可以利用肝膽循環(huán)再次回到肝臟，因此，降低反芻動物對于飼料中膽堿供給量的需求，其主要對于羊有重要意義，但對奶牛作用甚微。

3 影響膽堿吸收的因素

3.1 瘤胃微生物

膽堿在反芻動物飼料中的主要存在形式是磷脂酰膽堿（植物細胞膜的重要組成成分），除此，還有極少量的膽堿以游離態(tài)形式存在。存在于植物細胞膜中的磷脂酰膽堿能夠被瘤胃微生物迅速分解為游離態(tài)膽堿，游離態(tài)膽堿迅速被分解為中間產(chǎn)物三甲胺，最后形成終產(chǎn)物甲烷。由于瘤胃微生物種類不同，在降解膽堿過程中作用也不同。瘤胃細菌是瘤胃中數(shù)量最多的微生物，是分解和攝取膽堿的主要微生物；原蟲雖不能降解磷脂酰膽堿，卻可以攝取膽堿用于自身的需要。由于膽堿在瘤胃中被迅速分解或被微生物攝取，包括微生物死亡后分解產(chǎn)生的膽堿也很快被降解成甲烷，因此，僅有極少飼料中的膽堿可以免于瘤胃的發(fā)酵代謝而到達后段腸道被反芻動物吸收利用。

3.2 過瘤胃包被技術(shù)

在奶牛飼養(yǎng)過程中，奶牛日糧中存在的膽堿能夠迅速被瘤胃細菌分解利用，因此膽堿添加到飼料之前要采取過瘤胃保護處理，即采用過瘤胃膽堿形式來為特殊生理階段的奶牛供給足夠數(shù)量的膽堿。通過過瘤胃包被技術(shù)可以降低膽堿的瘤胃降解率，使添加到日糧中的膽堿發(fā)揮生物學(xué)功能。

氯化膽堿過瘤胃包被技術(shù)是指把氯化膽堿通過一系列技術(shù)的處理，使其免受反芻動物瘤胃微生物的降解，從而順利進入皺胃和小腸中被主動吸收利用，并能改善飼料消化利用率的一項技術(shù)。通常將不同壁材包被的氯化膽堿采用空氣懸浮法制成過瘤胃氯化膽堿產(chǎn)品，并利用體外或在體實驗研究氯化膽堿在不同消化段的有效釋放性，考察不同壁材包被的氯化膽堿的過瘤胃效果。常用的包被氯化膽堿的壁材有乙基纖維素、殼聚糖與丙烯酸樹脂等。還有利用脂肪、全血、酪蛋白-甲醛和酪蛋白-脂肪等對膽堿進行包被[3]。

4 過瘤胃膽堿對奶牛生產(chǎn)性能、健康和氨基酸合成的影響

在奶牛飼養(yǎng)過程中，膽堿的主要添加形式是氯化膽堿，這是由于氯化膽堿的化學(xué)穩(wěn)定性高，消化利用率高且適口性好。氯化膽堿分子式為[（CH3）3NCH2CH2OH]+Cl-，屬于中性物質(zhì)，其存在形式為液態(tài)和固態(tài)。

4.1 對奶牛生產(chǎn)性能和脂肪代謝的影響

劉翔等研究在奶牛日糧添加過瘤胃膽堿30g·d-1，平均奶產(chǎn)量增加1～8 kg，乳脂率和乳蛋白率有相應(yīng)的提高[4]。張繼慧等研究表明，在奶牛日糧中添加過瘤胃氯化膽堿10g·d-1能夠增加日產(chǎn)奶量1.7%和降低羥丁酸的含量，緩解圍產(chǎn)期奶牛產(chǎn)后能量負平衡狀態(tài)，預(yù)防酮病，幫助奶?？焖倩謴?fù)健康，提前進入產(chǎn)奶高峰期，提高牛場經(jīng)濟效益[5]。鄭家三等通過在日糧中添加過瘤胃氯化膽堿10g·d-1顯著增加了奶牛的泌乳量和干物質(zhì)采食量，延緩血漿葡萄糖水平的下降，顯著降低試驗?zāi)膛Ｑ獫{β-羥丁酸、游離脂肪酸和總膽固醇的含量（P＜0.05），從而提高奶牛的生產(chǎn)性能，改善奶牛體內(nèi)脂肪代謝，促進體內(nèi)糖異生作用，緩解圍產(chǎn)期和泌乳早期奶牛的能量負平衡[6]。和立文等研究了每頭補充瘤胃保護膽堿20 g·d-1對圍產(chǎn)期高產(chǎn)奶牛產(chǎn)奶性能和血液生化指標的影響，試驗結(jié)果表明，奶牛產(chǎn)后前4周的日均產(chǎn)奶量提高了2.31%，乳糖率下降了3.75%，而乳脂率、乳蛋白率、脂肪蛋白比及固形物比例分別提高了11.11%、5.56%、6.38%和2.94%，血漿中甘油三酯和β-羥丁酸含量在產(chǎn)后7 d和產(chǎn)后14 d均明顯低于對照組。證實了給圍產(chǎn)期高產(chǎn)奶牛補充過瘤胃膽堿，可在一定程度上提高產(chǎn)奶量，改善乳品質(zhì)及脂肪代謝，緩解能量負平衡，并降低肝臟脂肪沉積的危險[7]。過瘤胃氯化膽堿在圍產(chǎn)期或泌乳早期補充的作用好于泌乳中后期補充，可能是由于在圍產(chǎn)期或泌乳早期由于分娩引起奶牛采食量降低，體脂、體蛋白和糖元大量分解來彌補機體出現(xiàn)的能量負平衡狀態(tài)[8-9]。作為脂肪轉(zhuǎn)運載體卵磷脂的重要組成成分，將體脂分解產(chǎn)生的大量脂肪酸轉(zhuǎn)運出肝臟，避免脂肪肝和酮病的發(fā)生，保證奶牛的健康和生產(chǎn)性能的改善。

4.2 對奶牛蛋氨酸合成的影響

氯化膽堿只有在線粒體中膽堿氧化酶的作用下被氧化為甜菜堿才能提供甲基供體，使同型半胱氨酸轉(zhuǎn)化為蛋氨酸，進而減少日糧中蛋氨酸的需要量，另外膽堿也接受蛋氨酸用于合成膽堿所提供的甲基[10-11]。

5 小結(jié)

過瘤胃膽堿產(chǎn)品在理論上可以預(yù)防和治療奶牛的脂肪肝和酮病等疾病，具體作用機制需要更多的試驗進行驗證。過瘤胃膽堿在奶牛不同胎次、不同泌乳階段的用量還不確定，膽堿在反芻動物體內(nèi)的新陳代謝關(guān)鍵指標并不十分明確，需要進一步研究來推進膽堿在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用。

通過對國內(nèi)外的研究表明，高產(chǎn)奶牛添加過瘤胃膽堿最恰當?shù)臅r期是圍產(chǎn)期和泌乳早期，可增加產(chǎn)奶量、改善乳品質(zhì)、降低脂肪肝和酮病的發(fā)生率、保證動物的健康；其補充量要考慮到動物的胎次、泌乳階段、產(chǎn)奶量、飼料組成和動物機體健康狀況等。因此，在反芻動物能量負平衡階段補充過瘤胃保護的氯化膽堿對于保證動物的高產(chǎn)和健康具有重要意義。

[1]陳國順,馮光雨,許洪福,等.添加過瘤胃氯化膽堿對奶牛產(chǎn)奶性能的影響[J].飼料工業(yè),2011（2）:51-54.

[2]徐國忠,葉均安,陳偉健,等.保護氯化膽堿對奶牛泌乳初期生產(chǎn)性能和血漿生化指標的影響初探[J].中國畜牧雜志,2005, 41（6）:23-25.

[3]Hartwell J R,Cecava M J,Donkin S S.Impact of dietary rumen undegradable protein and rumen-protected choline on intake,peripartum liver triacylglyceride,plasma metabolites and milk production in transition dairy cows[J].Journal of Dairy Science,2001,83（12）:2 907-2 917.

[4]劉翔,曲永利,劉立成,等.過瘤胃膽堿對圍產(chǎn)期奶牛生產(chǎn)性能及脂肪代謝的影響[J].動物營養(yǎng)學(xué)報,2014,26（3）:675-682.

[5]張繼慧,楊開倫,禚梅,等.過瘤胃氯化膽堿在泌乳奶牛上的應(yīng)用[J].中國畜牧獸醫(yī),2008,35（15）:113-116.

[6]鄭家三,夏成,張洪友,等.過瘤胃膽堿對圍產(chǎn)期奶牛生產(chǎn)性能和能量代謝的影響[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2012,17（3）:114-120.

[7]和立文,孟慶翔,任麗萍.瘤胃保護膽堿和丙二醇對圍產(chǎn)期高產(chǎn)奶牛產(chǎn)奶量和健康狀況的影響[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2014, 19（3）:162-168.

[8]和立文,孟慶翔,王新宇,等.瘤胃保護膽堿對圍產(chǎn)期高產(chǎn)奶牛產(chǎn)奶性能和血液生化指標的影響[J].中國奶牛,2013（12）: 13-17.

[9]Zahra L C,Duffield T F,Leslie K E,et al.Effects of rumen-protected choline and monensin on milk production and metabolism of periparturient dairy cows[J].Journal of Dairy Science,2006,89（12）:4 808-4 818.

[10]凌潔玉.蛋氨酸、膽堿及甜菜堿在禽類營養(yǎng)中的關(guān)系[J].北京農(nóng)業(yè),2011（12）:97-98.

[11]趙學(xué)軍,彭金鳳,劉建新.高產(chǎn)奶牛過瘤胃膽堿營養(yǎng)研究進展[J].中國飼料,2004（15）:30-31.

The Application and Research of Rumen Protected Choline on Dairy Cow

WANG Dongsheng1,ZHANG Lulu2*

（1.Bright Holstan Co.,Ltd.,Shanghai 200436,China;
2.Beijing Zhongnong Example of Laying Hens Breeding Co.,Ltd.,Beijing 102100,China）

Large number of biological functions of choline could be diminished by the degradation of rumen microorganisms.So the rumen protected choline can prevent postpartum energy negative balance of dairy cows,fatty liver and ketosis,and improving the health and milk production of dairy cattle.This paper reviewed the physical and chemical properties,sources,coating technology and its progress in the research and application of milk production for cholinechloride.

rumen protected choline;cow;research and application

S816.7；S823

A

1001-0084（2016）11-0019-03

2016-11-02

王東升（1987-），男，山東濰坊人，碩士，主要從事奶牛研發(fā)項目管理。

*通訊作者