日糧添加硒代蛋氨酸鋅對泌乳盛期奶牛泌乳性能和血漿生化指標(biāo)的影響

陳一，冀飛，劉建新，王迪銘*

（1.浙江大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院奶業(yè)科學(xué)研究所，杭州 310058；2.美國金寶動物營養(yǎng)（國際）有限公司，美國 明尼蘇達(dá)州 伊登普雷里市 55344）

由于乳腺組織代謝率高、機(jī)體活性氧產(chǎn)生量過多，泌乳盛期奶牛罹患乳腺炎的概率較高，通過在日糧中添加有效的抗氧化劑，提高奶牛機(jī)體抗氧化能力，對優(yōu)化奶牛健康狀況尤為重要[1]。微量元素硒（Se）是重要的礦物質(zhì)，作為谷胱甘肽過氧化物酶的重要組分，它具有提高奶?？寡趸芰Φ淖饔肹2]。與傳統(tǒng)的無機(jī)硒相比，酵母硒、硒代蛋氨酸等有機(jī)硒由于其較低的毒性和較高的生物利用率已被廣泛使用，成為當(dāng)下的研究熱點[3]。硒代蛋氨酸鋅（Zn-Lselenomethionine, Zn-L-SeMet）是硒取代蛋氨酸鋅中的硫元素所形成的一種新型的有機(jī)硒源添加劑，蛋氨酸硒的化學(xué)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，可以為動物機(jī)體同時供應(yīng)硒和蛋氨酸，并且在腸道中通過氨基酸的轉(zhuǎn)運機(jī)制吸收，避免了與利用同一通道其他元素的吸收競爭[4]。有報道已經(jīng)證實，在泌乳高峰期奶牛日糧中添加與硒代蛋氨酸鋅結(jié)構(gòu)類似的硒代蛋氨酸羥基類似物可以有效改善奶牛的生產(chǎn)性能、健康狀況及硒轉(zhuǎn)化率[5]，然而，硒代蛋氨酸鋅是否也同樣具備改善奶牛泌乳性能的功能，目前仍有待研究。因此，本試驗對泌乳高峰期奶牛日糧中添加硒代蛋氨酸鋅后奶牛的健康狀況和生產(chǎn)性能等進(jìn)行了探究，以評價新型硒源添加劑——硒代蛋氨酸鋅對泌乳高峰期奶牛的影響，為其在奶牛養(yǎng)殖中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用硒代蛋氨酸鋅由美國金寶動物營養(yǎng)（國際）有限公司提供（含Se 1 000 mg/kg）。

1.2 試驗設(shè)計與日糧

試驗采用單因素設(shè)計，在浙江大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院奶業(yè)科學(xué)研究所試驗?zāi)翀鲞M(jìn)行，選取60頭健康的中國荷斯坦泌乳盛期奶牛，根據(jù)泌乳時間（97.0±16.9）d、體質(zhì)量（635.7±44.8）kg、胎次（2.72±0.88）胎、產(chǎn)奶量（44.30±7.18）kg 相近的原則，每4 頭條件相近的牛分為一個區(qū)組，每一區(qū)組的4 頭牛被隨機(jī)地分配到4 個處理組，每處理組15 頭奶牛。根據(jù)目前在奶牛生產(chǎn)中有機(jī)硒推薦添加劑量為0.1～0.3 mg/kg Se（按干物質(zhì)量計，下同）的原則，本試驗將4個處理組分別設(shè)置為對照組（基礎(chǔ)日糧，不添加硒代蛋氨酸鋅）和硒代蛋氨酸鋅添加組（在基礎(chǔ)日糧基礎(chǔ)上分別添加含0.1、0.2、0.3 mg/kg Se 的硒代蛋氨酸）[6]。預(yù)試期2周，正試期12周。試驗期每周測定奶產(chǎn)量，每2周采集奶樣并分析乳成分。在試驗開始后第4、8、12周末測定牛乳中硒濃度。每2周末測定采食量。在試驗期第4、8、12 周末采集奶牛血樣，分析血漿生化指標(biāo)和血漿硒含量。整個試驗期間記錄奶牛的健康狀況。基礎(chǔ)日糧按《奶牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》（NY/T 34—2004）[7]配制，苜蓿草、燕麥草和青貯玉米為試驗日糧的主要粗飼料來源。飼料組成成分及其營養(yǎng)水平見表1。

表1 基礎(chǔ)日糧組成及營養(yǎng)水平（干物質(zhì)基礎(chǔ)）Table 1 Compositions and nutrient levels of the basal diet(dry matter basis)

1.3 樣品采集與指標(biāo)測定

1.3.1 干物質(zhì)采食量測定

奶牛的飼喂量以10%剩料量為基準(zhǔn)。試驗開始后每2 周測定每頭奶牛全天采食飼喂料數(shù)量，然后乘以測定的飼料干物質(zhì)含量，即得出奶牛的干物質(zhì)采食量。

1.3.2 產(chǎn)奶性能及乳成分測定

正試期每周測定奶牛日產(chǎn)奶量，直至試驗結(jié)束。每2周采集全天奶樣一份，奶樣中加入0.06%苯甲酸防腐劑，并置于4 ℃條件下保存，于48 h內(nèi)送至上海光明DHI檢測中心測定乳蛋白、乳脂、乳糖、尿素氮含量及體細(xì)胞數(shù)（用丹麥福斯CombiFoss FT+乳成分及體細(xì)胞分析儀進(jìn)行分析），在正試期第4、8、12周末另采集一份奶樣，測定乳中硒含量[參考《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中硒的測定》（GB 5009.93—2017）]。各組奶牛乳脂產(chǎn)量、乳蛋白產(chǎn)量和乳糖產(chǎn)量分別為乳脂含量、乳蛋白含量和乳糖含量乘以采樣當(dāng)周的奶產(chǎn)量。能量矯正乳（美國國家研究委員會，2001）及飼料效率分別按公式（1）～（2）計算。

1.3.3 血漿生化指標(biāo)測定

于正試期第4、8、12周末采集所有奶牛的血樣，方法為在飼喂后3 h 從尾根靜脈采血10 mL，加入肝素鈉抗凝并置于濕冰上。將采集血樣以3 000g的轉(zhuǎn)速離心15 min，制備血漿，并于－80 ℃冰箱中保存。血漿生化指標(biāo)的測定采用7020 全自動生化分析儀（日本Hitachi 公司）按相關(guān)試劑盒提供的方法進(jìn)行。其中：血漿中葡萄糖、三酰甘油、游離脂肪酸、谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、堿性磷酸酯酶、總蛋白、白蛋白、尿素氮、肌酐、總膽紅素含量以及谷胱甘肽過氧化物酶、總超氧化物歧化酶、總抗氧化物活性測定所用試劑盒購于山東省臨沂市中拓生物有限公司；過氧化氫酶和丙二醛測定試劑盒購于江蘇省蘇州酶標(biāo)生物科技有限公司。奶牛血漿中硒含量采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（inductively coupled plasma-mass spectrometry,ICP-MS）測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

數(shù)據(jù)先用Excel 2016 進(jìn)行整理，并根據(jù)隨機(jī)區(qū)組試驗設(shè)計原理，用SAS軟件（2000）中的混合模型（Mixed），以處理和時間（周）及兩者的交互作用為固定因子，區(qū)組為隨機(jī)因子進(jìn)行方差分析，以P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 硒代蛋氨酸鋅對泌乳盛期奶牛生產(chǎn)性能的影響

硒代蛋氨酸鋅對泌乳盛期奶牛生產(chǎn)性能的影響見表2。結(jié)果表明，各組奶牛的干物質(zhì)采食量無顯著變化（P＞0.05）。隨硒代蛋氨酸鋅添加量的增加，試驗全期奶牛的奶產(chǎn)量、能量校正乳、乳脂產(chǎn)量、乳蛋白產(chǎn)量、乳糖產(chǎn)量和飼料效率呈線性增加（P＜0.01），提示硒代蛋氨酸鋅對泌乳盛期奶牛的生產(chǎn)性能有良好的改善效果。

表2 添加硒代蛋氨酸鋅對奶牛生產(chǎn)性能的影響Table 2 Effects of dietary supplementation of Zn-L-SeMet on the performance of dairy cow

2.2 硒代蛋氨酸鋅對泌乳盛期奶牛乳成分的影響

硒代蛋氨酸鋅對泌乳盛期奶牛乳成分的影響見表3。結(jié)果表明：隨著硒代蛋氨酸鋅添加量的增加，奶牛全期乳脂含量呈二次增加（P=0.017），乳蛋白含量呈線性降低（P=0.021），乳糖含量呈線性和二次增加（P＜0.01）。乳中尿素氮含量呈二次增加（P=0.033）。

表3 添加硒代蛋氨酸鋅對奶牛乳成分的影響Table 3 Effects of dietary supplementation of Zn-L-SeMet on milk compositions of dairy cow

2.3 硒代蛋氨酸鋅對泌乳盛期奶牛血漿生化指標(biāo)的影響

硒代蛋氨酸鋅添加對泌乳盛期奶牛血漿生化指標(biāo)的影響見表4。各組奶牛血漿中血糖、三酰甘油、游離脂肪酸含量以及谷草轉(zhuǎn)氨酶活性、谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性、堿性磷酸酶活性、總蛋白含量、白蛋白含量、尿素氮含量、肌酐含量和總膽紅素含量均無顯著差異（P＞0.05），提示日糧中添加硒代蛋氨酸不影響奶牛的健康狀況。

表4 添加硒代蛋氨酸鋅對奶牛血漿生化指標(biāo)的影響Table 4 Effects of dietary supplementation of Zn-L-SeMet on plasma biochemical indexes of dairy cow

2.4 硒代蛋氨酸鋅對泌乳盛期奶?？寡趸δ艿挠绊?/h3>

硒代蛋氨酸鋅對泌乳盛期奶牛抗氧化功能的影響見表5。結(jié)果表明，隨硒代蛋氨酸鋅添加量的增加，奶牛血漿中谷胱甘肽過氧化物酶活性、過氧化氫酶活性呈線性或二次增加（P＜0.05），而血漿丙二醛含量呈線性和二次降低（P＜0.01）。各組奶牛血液中總超氧化物歧化酶活性和總抗氧化能力無顯著差異（P＞0.05），上述結(jié)果提示日糧中添加硒蛋氨酸鋅能夠有效提高泌乳盛期奶牛的抗氧化能力。

表5 添加硒代蛋氨酸鋅對奶?？寡趸笜?biāo)的影響Table 5 Effects of dietary supplementation of Zn-L-SeMet on antioxidant capacity indexes of dairy cow

2.5 硒代蛋氨酸鋅對泌乳盛期奶牛牛乳和血漿中硒含量的影響

硒代蛋氨酸鋅添加對泌乳盛期奶牛牛乳和血漿中硒含量的影響見表6。隨日糧中硒代蛋氨酸鋅添加量的增加，奶牛乳硒和血硒含量呈顯著線性增加趨勢（P＜0.01），乳硒/血硒的比值呈顯著線性下降趨勢（P＜0.01），提示以硒代蛋氨酸鋅來源的硒可有效被奶牛吸收利用，但乳硒轉(zhuǎn)化率隨硒代蛋氨酸鋅添加量的上升而下降。

表6 添加硒代蛋氨酸鋅對奶牛牛乳和血硒含量的影響Table 6 Effects of dietary supplementation of Zn-L-SeMet on Se concentrations in milk and plasma of dairy cow

3 討論

3.1 硒代蛋氨酸鋅添加對泌乳盛期奶牛生產(chǎn)性能的影響

目前，國內(nèi)外對于添加有機(jī)硒調(diào)節(jié)奶牛生產(chǎn)性能的研究結(jié)果不盡相同，這與奶牛遺傳特征、養(yǎng)殖環(huán)境、泌乳時期等因素的不同有關(guān)，也受硒源的影響。隨著硒代蛋氨酸鋅添加劑量的增加，奶牛的奶產(chǎn)量、能量校正乳、乳脂產(chǎn)量、乳蛋白產(chǎn)量、乳糖產(chǎn)量和飼料效率呈線性增加，這和LI 等[5]在泌乳高峰期添加硒代蛋氨酸羥基類似物后奶牛生產(chǎn)性能的變化相似，提示日糧中添加硒代蛋氨酸可提升泌乳盛期奶牛的生產(chǎn)性能。但JUNIPER 等[8]研究也發(fā)現(xiàn)，日糧中酵母硒的添加水平對奶牛干物質(zhì)采食量、產(chǎn)奶量、乳成分（乳脂、乳蛋白、乳糖）無顯著影響。另外，不同種類的有機(jī)硒對泌乳奶牛乳產(chǎn)量的促進(jìn)效果也存在差異，即相比于酵母硒，硒代蛋氨酸鋅可能更加容易被泌乳盛期奶牛吸收和利用；同時，有機(jī)硒添加對處于不同泌乳時期的奶牛泌乳性能促進(jìn)的效果也存在差異，泌乳盛期奶牛比泌乳中期的奶牛更容易發(fā)生氧化應(yīng)激，這可能是有機(jī)硒添加在泌乳盛期奶牛的生產(chǎn)性能上引起更顯著反應(yīng)的原因。本試驗中隨著硒代蛋氨酸鋅添加量的增加，奶牛乳成分中乳脂率和乳糖含量呈線性或二次增加趨勢，但乳蛋白含量卻呈現(xiàn)下降的趨勢，說明添加超過含0.2 mg/kg Se的硒代蛋氨酸鋅有可能會抑制乳蛋白的合成。綜合生產(chǎn)性能和乳成分指標(biāo)，泌乳盛期奶牛日糧中添加含0.2～0.3 mg/kg Se的硒代蛋氨酸鋅效果最優(yōu)。

3.2 硒代蛋氨酸鋅添加對泌乳盛期奶牛機(jī)體代謝的影響

對于泌乳高產(chǎn)奶牛，其血漿中的一些指標(biāo)常被用來診斷奶牛代謝穩(wěn)態(tài)狀況。由于泌乳消耗大量的能量且采食量不足，泌乳盛期奶牛極易處于能量負(fù)平衡狀態(tài)。能量負(fù)平衡的加劇導(dǎo)致其脂代謝旺盛，脂肪浸潤到肝臟的可能性增大，當(dāng)肝臟攝取的脂質(zhì)超過該器官的脂質(zhì)氧化或分泌能力時，就會發(fā)生脂肪肝或肝損傷[9]。診斷反芻動物肝臟脂代謝功能是否正常的主要血液指標(biāo)為三酰甘油和游離脂肪酸含量，以及代謝產(chǎn)物葡萄糖、白蛋白等含量，而谷草轉(zhuǎn)氨酶和谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性是反映肝臟是否發(fā)生病變的重要血液指標(biāo)[10]。血液中谷草轉(zhuǎn)氨酶和谷丙轉(zhuǎn)氨酶的活性超出正常范圍時可以反映肝損傷，肝功能異常時這2 種酶在血漿中含量升高，進(jìn)而活性增強(qiáng)[11]。此外，當(dāng)腎功能降低時排泄受阻，可引起尿素、肌酐等內(nèi)源性化學(xué)成分在血液中積蓄，因此血漿中尿素和肌酐等濃度異常可以在一定程度上反映高產(chǎn)奶牛腎功能的降低[12-13]。本試驗發(fā)現(xiàn)，添加硒代蛋氨酸鋅對奶牛血漿中幾種血漿生化指標(biāo)沒有顯著影響，各處理組奶牛的血漿血糖、三酰甘油、游離脂肪酸含量以及診斷肝功能和腎功能的幾種重要酶活性沒有顯著性差異，證明硒代蛋氨酸鋅的添加對泌乳盛期奶牛的正常代謝和健康狀況沒有不良影響，這從添加劑耐受性的角度證明了日糧中添加0.3 mg/kg Se以內(nèi)的硒代蛋氨酸鋅對奶牛是安全的。

3.3 硒代蛋氨酸鋅添加對泌乳盛期奶牛氧化應(yīng)激狀態(tài)的影響

硒是谷胱甘肽過氧化物酶活性中心的組成成分，可通過谷胱甘肽過氧化物酶發(fā)揮抗氧化功能。因此，血漿中谷胱甘肽過氧化物酶活性可作為衡量硒在奶牛體內(nèi)功能發(fā)揮效率的指示劑[14]。本試驗中，隨著硒代蛋氨酸鋅添加量的增加，奶牛血漿中的谷胱甘肽過氧化物酶和過氧化氫酶活性顯著升高，丙二醛含量呈顯著降低趨勢，提示硒代蛋氨酸鋅可有效增強(qiáng)泌乳盛期奶牛的抗氧化能力。但LI等[5]的報道顯示，在泌乳高峰期奶牛日糧中添加硒代蛋氨酸羥基類似物對血液中谷胱甘肽過氧化物酶活性沒有顯著影響。CERRI 等[15]試驗發(fā)現(xiàn)，在泌乳早期奶牛日糧中添加無機(jī)硒和酵母硒不會影響血漿谷胱甘肽過氧化物酶活性。但SUN等[16]報道，在泌乳中期的奶牛日糧中添加硒代蛋氨酸羥基類似物可提高血漿中谷胱甘肽過氧化物酶的活性。血漿中的谷胱甘肽過氧化物酶活性被認(rèn)為與日糧硒含量、飼養(yǎng)時期等多種因素有關(guān)[17]。不同的有機(jī)硒源添加劑對奶牛血液谷胱甘肽過氧化物酶調(diào)節(jié)效果及機(jī)制仍有待進(jìn)一步的驗證和總結(jié)歸納。

3.4 硒代蛋氨酸鋅添加對泌乳盛期奶牛硒轉(zhuǎn)化效率的影響

硒對維持哺乳動物機(jī)體健康和疾病治療具有重要意義，生產(chǎn)富硒牛乳和乳制品也是當(dāng)前的研究熱點。研究發(fā)現(xiàn)，奶牛日糧中加入硒源添加劑對乳中硒的富集有顯著促進(jìn)作用，奶牛體內(nèi)硒水平及硒轉(zhuǎn)化效率主要通過測定奶牛血漿或全血以及乳中的硒含量來體現(xiàn)[18-19]。本試驗中，隨著硒代蛋氨酸鋅添加水平的增加，乳硒和血硒含量相比對照組均呈現(xiàn)顯著的增長趨勢，這和LI等試驗報道的在泌乳高峰期奶牛日糧中添加硒代蛋氨酸羥基類似物使奶牛乳硒和血硒含量線性增加的結(jié)論[5]相似，但硒在乳和血漿中的比值隨著硒代蛋氨酸鋅添加劑量的增加顯著降低，這和LI 等的結(jié)論[5]相反。GRACE 等[20]用靜脈注射硒的方法對較大范圍血硒濃度對乳硒的影響進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)血液中的硒含量與乳硒含量呈二次關(guān)系，當(dāng)血液中硒的含量超過一定量時，硒轉(zhuǎn)化效率逐漸降低。本試驗中乳硒、血硒比值隨著硒代蛋氨酸鋅的添加量增加而降低的原因可能是奶牛基礎(chǔ)日糧含硒量較高（0.38 mg/kg），硒代蛋氨酸鋅的添加進(jìn)一步降低了日糧來源硒的轉(zhuǎn)化率。高硒添加狀態(tài)下乳硒和血硒的轉(zhuǎn)化率提升技術(shù)需要進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

本研究發(fā)現(xiàn)，隨著日糧中硒代蛋氨酸鋅添加量的增加，奶牛乳硒、血硒含量和血漿中谷胱甘肽過氧化物酶活性等硒敏感指標(biāo)呈線性增加，表明硒代蛋氨酸鋅來源的硒能被泌乳奶牛高效利用。奶牛乳產(chǎn)量（能量矯正乳，乳脂、乳蛋白和乳糖產(chǎn)量）和飼料效率等生產(chǎn)性指標(biāo)隨硒代蛋氨酸鋅添加量的增加而增加，且在Se 添加劑量為0.2～0.3 mg/kg 時達(dá)到最優(yōu)。試驗結(jié)果表明，以硒代蛋氨酸鋅作為硒來源能有效提高泌乳高峰期奶牛生產(chǎn)性能，增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化能力。