地頂孢霉培養(yǎng)物對(duì)奶牛泌乳性能、血清生化和抗氧化指標(biāo)及乳脂肪酸組成的影響

汲中元 吳 濤 朱洪龍 齊云霞 楊永新 韓榮偉 程廣龍 趙小偉*

(1.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，畜禽產(chǎn)品安全工程安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，合肥 230031；2.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，青島 266109)

古尼蟲(chóng)草(Cordycepsgunnii)是一種珍貴的蟲(chóng)草資源，含有多糖、甘露醇等多種生物活性物質(zhì)[1-2]，具有免疫調(diào)節(jié)、抗氧化等多種生物學(xué)功能[3-4]。地頂孢霉培養(yǎng)物是從古尼蟲(chóng)草中分離出的地頂孢霉菌經(jīng)人工發(fā)酵而得到的產(chǎn)品，含有蟲(chóng)草素、蟲(chóng)草酸、多糖和氨基酸等有效成分。研究表明，地頂孢霉培養(yǎng)物具有提高動(dòng)物生產(chǎn)性能、改善機(jī)體免疫力等功能。在家禽研究中發(fā)現(xiàn)，飼糧添加0.2%地頂孢霉培養(yǎng)物可以改善北京油雞內(nèi)臟器官的生長(zhǎng)發(fā)育，增強(qiáng)機(jī)體抗氧化能力[5]。另外，地頂孢霉培養(yǎng)物能夠提高愛(ài)拔益加(AA)肉雞的平均日增重，促進(jìn)免疫器官的發(fā)育，且能增強(qiáng)機(jī)體的體液免疫應(yīng)答和抗氧化能力[6]。在單胃動(dòng)物上研究發(fā)現(xiàn)，飼糧添加400 mg/kg地頂孢霉培養(yǎng)物可提高生長(zhǎng)育肥豬的平均日增重，降低料重比，且能提高肉色紅度值，改善胴體品質(zhì)[7]。飼糧添加0.1%地頂孢霉培養(yǎng)物可降低斷奶仔豬腹瀉的發(fā)生率，提高血清免疫球蛋白含量，抑制腸道有害菌繁殖，維持腸道的健康[8]。在反芻動(dòng)物上研究發(fā)現(xiàn)，飼糧添加3 g/(d·頭)地頂孢霉培養(yǎng)物能夠提高杜寒雜交羊機(jī)體的抗氧化能力，改善肝功能相關(guān)指標(biāo)，且能提高平均日增重[9-10]。犢牛飼喂50 mg/kg地頂孢霉培養(yǎng)物可提高飼料利用效率和平均日增重，且能提高犢牛血液中免疫球蛋白含量和抗氧化酶活性，降低白細(xì)胞介素-1、白細(xì)胞介素-6等炎癥因子表達(dá)，改善了犢牛的生產(chǎn)性能及健康狀況[11]。另外，泌乳奶牛飼糧添加30 g/(d·頭)地頂孢霉培養(yǎng)物可改善瘤胃發(fā)酵參數(shù)，且能調(diào)節(jié)部分瘤胃微生物的菌群數(shù)量[12-13]；同時(shí)，可以改善奶牛生產(chǎn)性能，降低乳中體細(xì)胞數(shù)，提高機(jī)體免疫力及抗氧化能力[13-14]。目前，國(guó)內(nèi)外尚未有關(guān)于地頂孢霉培養(yǎng)物對(duì)奶牛乳脂肪酸組成影響的研究，僅有關(guān)于蟲(chóng)草飼料添加劑對(duì)羊肉及豬肉脂肪酸組成影響的研究[15-16]。因此，本試驗(yàn)旨在研究地頂孢霉培養(yǎng)物對(duì)奶牛泌乳性能、血清生化和抗氧化指標(biāo)及乳脂肪酸組成的影響，為地頂孢霉培養(yǎng)物的進(jìn)一步應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

地頂孢霉培養(yǎng)物購(gòu)自合肥某生物工程有限公司，常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分約含26.8%粗蛋白質(zhì)(CP)、5.0%粗纖維(CF)、3.1%粗脂肪(EE)、4.0%粗灰分(Ash)和61.1%無(wú)氮浸出物(NFE)；功能性成分約含84.5 g/kg蟲(chóng)草酸、44.6 g/kg蟲(chóng)草多糖、0.43 g/kg蟲(chóng)草素、0.60 g/kg甾醇和218.1 g/kg總氨基酸。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)選用36頭泌乳天數(shù)[(105±15) d]、胎次(2～4胎)、產(chǎn)奶量相近的中國(guó)荷斯坦奶牛，按隨機(jī)區(qū)組法分為3組，每組12頭奶牛。對(duì)照組飼喂由玉米青貯、苜蓿干草和混合精料等原料制作的全混合日糧(TMR)，試驗(yàn)組分別在飼喂TMR的基礎(chǔ)上添加30(Ⅰ組)和60 g/(d·頭)(Ⅱ組)的地頂孢霉培養(yǎng)物。地頂孢霉培養(yǎng)物的添加水平參考張永根等[12]、Li等[13]、Wang等[14]的研究結(jié)果確定。試驗(yàn)期共8周，包括1周的預(yù)試期和7周的正試期。動(dòng)物飼養(yǎng)試驗(yàn)于2021年4月2日至2021年6月4日在安徽省滁州市南譙奶牛場(chǎng)進(jìn)行。

1.3 試驗(yàn)飼糧和飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)?zāi)膛５腡MR參照《奶牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》(NY/T 34—2004)配制[17]，TMR組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。奶牛采取散欄飼養(yǎng)，自由采食，自由飲水，每天飼喂2次(08:00和14:00)，擠奶3次(06:00、14:00和19:00)。每天將每頭奶牛需要飼喂的地頂孢霉培養(yǎng)物混合到一部分晨飼TMR中，待奶牛將地頂孢霉培養(yǎng)物采食完后，再將剩余的TMR飼喂奶牛。試驗(yàn)期間記錄產(chǎn)奶量及各種疾病的發(fā)生情況。

表1 TMR組成及營(yíng)養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))

1.4 測(cè)定指標(biāo)和方法

試驗(yàn)期間，每4周采集1次每頭奶牛的早、中、晚奶樣，按3∶2∶2(體積比)的比例混合均勻，并記錄當(dāng)日的產(chǎn)奶量。每頭奶牛共采集60 mL奶樣，一份50 mL用于測(cè)定乳常規(guī)成分和體細(xì)胞數(shù)，另一份10 mL用于測(cè)定乳脂肪酸組成。乳脂率、乳蛋白率及乳中非脂固形物和尿素氮含量使用乳成分分析儀(Milko canTMFT6000，F(xiàn)OSS公司，丹麥)測(cè)定。體細(xì)胞數(shù)使用體細(xì)胞計(jì)數(shù)儀(DCC，DeLaval公司，瑞典)測(cè)定。乳脂肪酸組成的測(cè)定方法參照Bu等[18]的分析方法，使用的儀器為氣相色譜儀(Agilent 7890A，Agilent公司，美國(guó))，色譜條件：SP-2560石英毛細(xì)血管柱(100 m×0.25 mm)，進(jìn)樣和檢測(cè)溫度為240 ℃，進(jìn)樣量為0.2 μL，運(yùn)行時(shí)間為94 min。

每4周從尾部采集1次血液，每頭奶牛用真空配套采血裝置采集9 mL非抗凝血樣，靜置離心分離出血清，-80 ℃條件下保存?zhèn)溆谩Ｑ鍓A性磷酸酶(ALP)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)的活性使用全自動(dòng)生化儀(5800U，Beckman公司，美國(guó))測(cè)定。血清總抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量使用試劑盒(南京建成生物工程研究所)測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)先用Excel 2010軟件進(jìn)行初步整理，然后運(yùn)用SAS 9.4軟件進(jìn)行方差分析，組間采用Duncan氏法進(jìn)行多重比較。數(shù)據(jù)用平均值和均值標(biāo)準(zhǔn)誤(SEM)表示，P≤0.05為差異顯著，0.05

2 結(jié) 果

2.1 地頂孢霉培養(yǎng)物對(duì)奶牛泌乳性能的影響

由表2可知，飼糧添加30和60 g/(d·頭)地頂孢霉培養(yǎng)物對(duì)奶牛產(chǎn)奶量及乳成分均沒(méi)有顯著的影響(P>0.05)。

表2 地頂孢霉培養(yǎng)物對(duì)奶牛泌乳性能的影響

2.2 地頂孢霉培養(yǎng)物對(duì)奶牛血清生化和抗氧化指標(biāo)的影響

由表3可知，試驗(yàn)第4周，與對(duì)照組相比，飼糧添加30 g/(d·頭)地頂孢霉培養(yǎng)物顯著提高了血清T-AOC活性(P<0.05)，對(duì)其他血清指標(biāo)沒(méi)有顯著影響(P>0.05)。試驗(yàn)第8周，與對(duì)照組相比，飼糧添加30 g/(d·頭)地頂孢霉培養(yǎng)物顯著提高了血清T-AOC活性(P<0.05)，顯著降低了血清MDA含量(P=0.05)，對(duì)其他血清指標(biāo)沒(méi)有顯著影響(P>0.05)。另外，與對(duì)照組相比，飼糧添加30和60 g/(d·頭)地頂孢霉培養(yǎng)物均能提高血清SOD活性，但差異均未達(dá)到顯著水平(P>0.05)。

表3 地頂孢霉培養(yǎng)物對(duì)奶牛血清生化和抗氧化指標(biāo)的影響

2.3 地頂孢霉培養(yǎng)物對(duì)乳脂肪酸組成的影響

由表4可知，試驗(yàn)第4周，飼糧添加地頂孢霉培養(yǎng)物對(duì)不同脂肪酸單體及不同類型脂肪酸含量均沒(méi)有顯著影響(P>0.05)。試驗(yàn)第8周，與對(duì)照組相比，飼糧添加30和60 g/(d·頭)地頂孢霉培養(yǎng)物顯著降低乳中C16∶0含量(P<0.05)，有降低乳中C14∶1含量的趨勢(shì)(P=0.09)，對(duì)乳中其他脂肪酸單體含量沒(méi)有顯著影響(P>0.05)；對(duì)于不同類型的脂肪酸，飼糧添加30 g/(d·頭)地頂孢霉培養(yǎng)物有降低乳中≤C16脂肪酸的趨勢(shì)(P=0.08)，且有提高乳中>C16脂肪酸含量的趨勢(shì)(P=0.08)。

表4 地頂孢霉培養(yǎng)物對(duì)奶牛乳脂肪酸組成的影響

續(xù)表4項(xiàng)目Items組別 Groups對(duì)照 ControlⅠⅡSEMP值P-valuec9C18∶122.3022.5122.450.530.96c6C18∶23.293.203.200.130.86n3C18∶30.420.400.390.110.11C20∶00.250.240.480.020.32C20∶10.620.570.660.030.15其他 Others2.152.382.260.140.49≤C1656.0755.1355.320.810.69>C1643.9344.8744.680.810.69飽和脂肪酸 SFA 69.2269.2069.140.610.99單不飽和脂肪酸 MUFA26.1826.1726.340.550.97多不飽和脂肪酸 PUFA4.604.644.520.180.90第8周 Week 8C4∶02.642.772.690.080.57C6∶02.122.162.080.050.51C8∶01.251.271.210.030.47C10∶02.652.712.570.090.56C12∶03.003.002.900.100.72C14∶09.359.429.360.200.96C14∶10.900.720.820.050.09C15∶00.990.870.910.040.13C16∶034.83a32.28b32.80b0.650.02C16∶11.351.201.260.080.36C18∶013.0014.2413.720.570.32t9C18∶10.370.370.370.011.00c9C18∶121.0822.2622.500.520.13c6C18∶22.993.273.140.130.30n3C18∶30.350.380.370.020.40C20∶00.230.260.250.010.15C20∶10.520.530.580.030.24其他 Others1.921.902.020.090.56≤C1659.3156.5756.800.940.08>C1640.6943.4343.200.940.08飽和脂肪酸 SFA 70.8869.7169.280.620.17單不飽和脂肪酸 MUFA25.0225.8026.410.540.20多不飽和脂肪酸 PUFA4.104.484.320.160.26

3 討 論

3.1 地頂孢霉培養(yǎng)物對(duì)奶牛泌乳性能的影響

地頂孢霉培養(yǎng)物含有豐富的蟲(chóng)草素、蟲(chóng)草酸、多糖和氨基酸等有效成分，在動(dòng)物生產(chǎn)中得到了越來(lái)越廣泛的研究和應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)，飼糧添加地頂孢霉培養(yǎng)物能夠提高仔豬[7-8,19]及杜寒雜交羊[9]的平均日增重。飼糧添加地頂孢霉培養(yǎng)物可提高蛋鴨的產(chǎn)蛋率，改善蛋品質(zhì)[20]。飼糧添加地頂孢霉培養(yǎng)物可提高奶牛的產(chǎn)奶量、乳脂和乳糖產(chǎn)量以及乳中脂肪含量，且能降低乳中體細(xì)胞數(shù)[13]。由此可見(jiàn)，地頂孢霉培養(yǎng)物可以改善動(dòng)物的生產(chǎn)性能，提高畜產(chǎn)品品質(zhì)。但也有在其他動(dòng)物上的研究發(fā)現(xiàn)，飼糧添加地頂孢霉培養(yǎng)物對(duì)北京油雞生產(chǎn)性能及胴體品質(zhì)沒(méi)有顯著影響[5]。在本試驗(yàn)條件下，飼糧添加地頂孢霉培養(yǎng)物對(duì)奶牛產(chǎn)奶量及乳成分均無(wú)顯著影響，造成這種結(jié)果的可能原因是試驗(yàn)動(dòng)物的不同或奶牛所處的泌乳階段不同引起，具體原因還有待于進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。

3.2 地頂孢霉培養(yǎng)物對(duì)奶牛血清生化和抗氧化指標(biāo)的影響

血清生化和抗氧化指標(biāo)不僅能夠反映飼糧營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在動(dòng)物體內(nèi)的代謝情況，還能用于評(píng)估機(jī)體的生理狀態(tài)和應(yīng)激水平。T-AOC是評(píng)定機(jī)體抗氧化能力的綜合指標(biāo)，在一定范圍內(nèi)活性越高表明機(jī)體的抗氧化能力越強(qiáng)；MDA是脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物，可用作生物氧化應(yīng)激的一般生物標(biāo)志物[21]。在家禽上研究發(fā)現(xiàn)，飼糧添加地頂孢霉培養(yǎng)物能夠顯著提高北京油雞和AA肉雞血清T-AOC和SOD活性，顯著降低血清MDA含量[5-6]。在其他動(dòng)物如肉羊[10]、大鼠[22]等的研究上也有類似的結(jié)果。在泌乳期及圍產(chǎn)期奶牛上均研究發(fā)現(xiàn)，飼糧添加地頂孢霉培養(yǎng)物能夠顯著提高血清T-AOC和SOD活性，顯著降低血清MDA含量[13-14]。其中，T-AOC和MDA的研究結(jié)果與本試驗(yàn)結(jié)果相似，雖然本研究中飼糧添加地頂孢霉培養(yǎng)物對(duì)血清SOD活性沒(méi)有顯著影響，但其活性卻有所升高。地頂孢霉培養(yǎng)物可降低血清的脂質(zhì)過(guò)氧化水平，提高抗氧化能力，推測(cè)原因可能是由于地頂孢霉培養(yǎng)物能夠阻斷絲裂原活化蛋白激酶信號(hào)通路，降低了相關(guān)促炎因子的表達(dá)，提高了抗氧化酶的活性[22]，從而改善了動(dòng)物機(jī)體的健康狀況，但其具體機(jī)制還有待于進(jìn)一步研究。

3.3 地頂孢霉培養(yǎng)物對(duì)乳脂肪酸組成的影響

通常情況下，牛奶乳脂中的脂肪酸主要來(lái)源于2個(gè)部分，約45%的中短鏈脂肪酸(C4～C14和50%的C16∶0)來(lái)源于瘤胃發(fā)酵產(chǎn)物乙酸、β-羥丁酸等在乳腺內(nèi)的從頭合成，其余主要來(lái)自乳腺?gòu)难褐袛z取的長(zhǎng)鏈脂肪酸(50%的C16∶0和所有的18碳脂肪酸)[23]。研究發(fā)現(xiàn)，肉羊飼喂蟲(chóng)草飼料添加劑可降低羊肉中C4∶0、C14∶0等短鏈飽和脂肪酸含量，提高C18∶2n6c、C18∶3n6等長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸含量，改善了羊肉的脂肪酸組成[15]。另有研究發(fā)現(xiàn)，生長(zhǎng)育肥豬飼喂蛹蟲(chóng)草飼料添加劑可提高肌肉中C18∶3n3含量，降低肌肉中C18∶0含量，改善了豬肉的脂肪酸組成[16]。在本研究中，試驗(yàn)第8周，飼糧添加30 g/(d·頭)地頂孢霉培養(yǎng)物可降低乳中≤C16脂肪酸的含量，下降的主要的是C14∶1和C16∶0，并提高了乳中>C16脂肪酸的含量，升高的主要是c9C18∶1、c6C18∶2和C20∶0，表明奶牛補(bǔ)飼地頂孢霉培養(yǎng)物可改善乳脂肪酸組成。蟲(chóng)草類添加劑能夠改善畜產(chǎn)品脂肪酸組成的原因可能是由于蟲(chóng)草含有豐富的不飽和脂肪酸，包括C16∶1、C17∶1、C18∶1和C18∶2等，含量可達(dá)57%以上[24]；另外可能由于蟲(chóng)草類添加劑能夠改善瘤胃發(fā)酵及菌群結(jié)構(gòu)[12-13]，從而使得乳腺分泌的脂肪酸組成不同。在本研究中，飼糧添加地頂孢霉培養(yǎng)物有提高乳中長(zhǎng)鏈不飽和脂肪酸的趨勢(shì)，但差異不顯著，可能源于瘤胃是一個(gè)高度還原性的厭氧環(huán)境，所以不飽和脂肪酸經(jīng)過(guò)瘤胃氫化菌作用后發(fā)生生物氫化反應(yīng)，形成飽和脂肪酸或其他氫化中間物[25]。

4 結(jié) 論

① 飼糧添加地頂孢霉培養(yǎng)物對(duì)奶牛產(chǎn)奶量及乳成分無(wú)顯著影響，但能提高奶牛血清T-AOC，降低血清MDA含量，增強(qiáng)奶牛機(jī)體的抗氧化能力。

② 飼糧添加地頂孢霉培養(yǎng)物可降低乳中≤C16脂肪酸和提高>C16脂肪酸含量，改善乳脂肪酸的組成。

③ 本試驗(yàn)條件下，奶牛飼糧中地頂孢霉培養(yǎng)物的適宜添加水平為30 g/(d·頭)。