黃芪多糖對(duì)泌乳初期奶牛血清生化指標(biāo)、瘤胃發(fā)酵及表觀消化率的影響

■徐麗云 鄭夢(mèng)荷 許子豪 仝鈺潔 蔣 文 邵 偉，2*

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，新疆烏魯木齊 830052；2.新疆奶業(yè)工程技術(shù)研究中心，新疆烏魯木齊 830052）

黃芪（AR）是指蒙古黃芪、膜莢黃芪的根，主要產(chǎn)于山西、甘肅和黑龍江等地，含有多糖、皂苷、黃酮等多種生物活性成分，具有抗衰老、抗腫瘤、利水消腫、增強(qiáng)免疫力等作用[1]。黃芪多糖（Astragalus polysaccharides，APS）是從AR中提取、分離、純化后得到一種天然活性成分，其成分與結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，主要由單糖間的α-型糖苷鍵連接[2]，具有抗炎、抗菌、抗氧化、增強(qiáng)免疫活性等生物學(xué)功能[3]，對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能、機(jī)體免疫力、抗氧化性能等都具有積極作用，并且安全性高、無殘留、不產(chǎn)生耐藥性[4]。研究表明，多糖類物質(zhì)可以抑制瘤胃中原蟲的增殖，促進(jìn)瘤胃內(nèi)細(xì)菌數(shù)量的增加，提高對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的降解，并且可提高瘤胃對(duì)揮發(fā)性脂肪酸（Volatile fatty acid，VFA）的吸收速率，促進(jìn)瘤胃發(fā)酵性能[5]。唐姣玉等[6]發(fā)現(xiàn)每日為非酒精性脂肪肝大鼠灌服100、200、400 mg/kg APS 能明顯抑制血清總膽固醇（Total cholesterol，TC）、三酰甘油（Triglyceride，TG）和低密度脂蛋白含量，表明APS 可降低脂肪肝大鼠血脂水平，減慢肝臟脂肪積累。李建房等[7]發(fā)現(xiàn)，每日為肉雞補(bǔ)飼0.1%黃芪多糖可顯著提高其血清總蛋白含量。目前，關(guān)于APS 在生產(chǎn)中的應(yīng)用多見于豬、雞等畜禽養(yǎng)殖上。因此，本試驗(yàn)通過向泌乳初期奶牛灌服不同劑量APS，探究APS 對(duì)泌乳初期奶牛血清生化指標(biāo)、瘤胃發(fā)酵及表觀消化率的影響，旨在初步闡明APS 對(duì)反芻動(dòng)物的作用和應(yīng)用價(jià)值，以期為APS 的進(jìn)一步開發(fā)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

中國(guó)荷斯坦奶牛，由新疆昌吉吉緣牧業(yè)有限公司提供；黃芪多糖，購自山西百人得生物科技有限公司，為棕黃色粉末狀，純度為70%；胃管式瘤胃液采樣器，購自武漢科立博科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分組

選擇體重為（600±50.00）kg、泌乳天數(shù)為（40±15）d、胎次為（2.70±0.93）胎以及泌乳量為（45.69±7.15）kg/d且健康的泌乳初期荷斯坦奶牛44 頭，隨機(jī)分為對(duì)照組（CK 組）和試驗(yàn)組（APS20、APS55 組和APS90 組），每組11 頭，且4 組初始產(chǎn)奶量差異不顯著（P＞0.05）。所有試驗(yàn)牛均飼喂基礎(chǔ)飼糧，在此基礎(chǔ)上，試驗(yàn)組每日分別灌服含20、55、90 g APS 的水溶液200 mL，CK組每日灌服200 mL 溫水，進(jìn)行為期70 d（預(yù)試期10 d，正試期60 d）的飼養(yǎng)試驗(yàn)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與飼養(yǎng)管理

所有試驗(yàn)?zāi)膛＞谙嗤曫B(yǎng)管理?xiàng)l件下進(jìn)行，于每日清晨7：30 灌服，預(yù)先將20、55、90 g APS 分別加入裝有200 mL 溫水的灌服瓶中。其中，對(duì)照組灌服200 mL溫水，試驗(yàn)期牛群自由采食、飲水。試驗(yàn)牛泌乳期日糧營(yíng)養(yǎng)水平參照NRC（2021）配制，基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平（DM基礎(chǔ)）

1.4 樣品采集

1.4.1 飼料樣品的采集

正試期開始后，每10 d 為一個(gè)采集日，每個(gè)采集日收取三次圈舍的TMR 飼料，混合后采用四分法取500 g 樣品，存于-20 ℃冰箱中，用于干物質(zhì)（DM）、中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）、粗蛋白（CP）、粗脂肪（EE）和粗灰分（Ash）等常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定。

1.4.2 血液樣品的采集

于正試期的第0、30、60天晨飼前，對(duì)各組奶牛尾根靜脈采血樣10 mL，常溫促凝后3 500 r/min 離心15 min，收集血清分裝至2 mL Eppendorf管，存于-20 ℃冰箱中，用于測(cè)定血清中代謝物含量。

1.4.3 瘤胃液樣品的采集

采用口腔采集器采集各組試驗(yàn)牛正試期第60天晨飼前瘤胃液，抽取前50 mL 瘤胃液舍棄，再進(jìn)行抽取，立即測(cè)定pH，然后分為3部分，經(jīng)四層紗布過濾后分裝于3個(gè)15 mL離心管中，存于-20 ℃冰箱中，測(cè)定瘤胃發(fā)酵參數(shù)，包括揮發(fā)性脂肪酸（Volatile fatty acid，VFA）濃度、氨態(tài)氮（Ammoniacal nitrogen，NH3-N）濃度、微生物蛋白（Microprotein，MCP）含量。

1.4.4 糞樣的采集

在正試期最后3 d，每組隨機(jī)抽取8頭奶牛，采用直腸取糞法人工收集糞樣。分別在采樣期第1 天的06：00、11：00、16：00 和21：00，第2 天的7：00、12：00、17：00和22：00，第3天的8：00、13：00、19：00和24：00采集250 g/頭的糞樣，共采樣12 次。將收集到的糞樣準(zhǔn)確稱量、混勻后取2 份（每份250 g）作為樣品，記錄重量。其中一份需進(jìn)行酒石酸固氮；另一份置于-20 ℃冰箱中保存待測(cè)。添加酒石酸的樣品用于CP 含量的測(cè)定，另一份未添加任何試劑的樣品用于DM、EE、ADF、NDF、Ash、酸不溶灰分（AIA）含量的測(cè)定。樣品于550～600 ℃高溫爐中全部氧化后剩余的殘?jiān)鼮榇只曳?，原質(zhì)量-粗灰分質(zhì)量即為有機(jī)物含量。

1.5 樣品檢測(cè)

1.5.1 營(yíng)養(yǎng)成分表觀消化率的測(cè)定

飼料樣品及糞樣中相關(guān)營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定方法見表2。參照劉永青等[8]，利用內(nèi)源指示劑法（AIA 作為指示劑）計(jì)算營(yíng)養(yǎng)成分的表觀消化率。

表2 飼料中營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定方法

某營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率（%）=100-[100×（日糧中AIA含量/糞中AIA含量）×（糞中該營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量/日糧中該營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量）]

1.5.2 瘤胃液中發(fā)酵指標(biāo)的測(cè)定

瘤胃液pH 采用pH 818 pH 儀測(cè)定；VFA 濃度參照劉文濤等[9]的方法測(cè)定；MCP 的含量參照李琛[10]的方法測(cè)定；NH3-N濃度參照李晴[11]的方法測(cè)定。

1.5.3 血清中相關(guān)代謝物含量檢測(cè)

血清中總蛋白（TP）、總膽固醇（TC）、三酰甘油（TG）、肌酐（CREA）、尿素氮（BUN）含量采用比色法測(cè)定。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)用Excel 2006進(jìn)行初步處理，采用SAS 19.0 統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行單因素方差分析，用Duncan’s 法進(jìn)行多重比較，結(jié)果以“平均值、標(biāo)準(zhǔn)誤（SEM）”表示，以P＜0.05為差異顯著水平，P＜0.01為差異極顯著水平，P＞0.05為差異不顯著水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃芪多糖對(duì)奶牛血清代謝產(chǎn)物的影響

由表3 可知，試驗(yàn)組試驗(yàn)全期血清TP 含量均高于CK 組，但差異均不顯著（P＞0.05）。與CK 組相比，試驗(yàn)組血清TG、BUN 含量有所降低，但各組間差異不顯著（P＞0.05）。第60 天時(shí)，CK 組血清CREA 含量顯著高于APS55組（P＜0.05）。

表3 不同劑量APS對(duì)奶牛血清代謝產(chǎn)物的影響

2.2 黃芪多糖對(duì)奶牛瘤胃發(fā)酵指標(biāo)的影響

由表4 可知，60 d 時(shí)，各組間pH 無顯著差異（P＞0.05）；APS55組乙酸濃度顯著高于CK組（P＜0.05），丙酸濃度極顯著高于CK組（P＜0.01），APS20組與APS90組乙酸、丙酸濃度均高于CK 組，但無顯著差異（P＞0.05）；APS20 與APS55 組丁酸濃度極顯著高于CK 組（P＜0.01），APS90 組顯著高于CK 組（P＜0.05）；試驗(yàn)組TVFA 含量均高于CK 組，但無顯著差異（P＞0.05）；APS55 組NH3-N 濃度顯著高于APS90 組（P＜0.05）；APS90 組MCP 含量顯著低于CK 組（P＜0.05），極顯著低于APS55組（P＜0.01）。

表4 灌服不同劑量APS對(duì)奶牛瘤胃發(fā)酵的影響

2.3 黃芪多糖對(duì)奶牛營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率見表5。由表5 可知，試驗(yàn)組各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率與CK 組相比，均有不同程度的提高。其中，APS55 組DM 表觀消化率顯著高于CK組（P＜0.05），APS55組Ash表觀消化率極顯著高于CK、APS20、APS90 組（P＜0.01），試驗(yàn)組OM、CP、EE、NDF、ADF 表觀消化率與CK 組之間無顯著差異（P＞0.05）。

表5 灌服不同劑量APS對(duì)奶牛營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響（DM基礎(chǔ)，%）

3 討論

3.1 黃芪多糖對(duì)奶牛血清代謝產(chǎn)物的影響

血清生化指標(biāo)可作為間接反映動(dòng)物機(jī)體生長(zhǎng)代謝、生理健康的重要依據(jù)[12]。血清中TP、CREA、BUN可以作為反映動(dòng)物機(jī)體蛋白質(zhì)代謝和氨基酸平衡狀況的重要指標(biāo)[13]。血清BUN 的變化與瘤胃中氨氮濃度以及腸道中氨基酸的組成有關(guān)，可反映機(jī)體對(duì)蛋白質(zhì)的利用狀況，其含量的變化可對(duì)肌肉等組織的蛋白質(zhì)沉積產(chǎn)生影響，在機(jī)體對(duì)含氮物質(zhì)的利用方面具有積極作用[14-17]。全雪容等[18]研究發(fā)現(xiàn)，為銀星竹小鼠補(bǔ)喂600 mg/kg APS可顯著提高其血清中TP濃度，降低BUN、CREA濃度。向建洲等[19]研究發(fā)現(xiàn)，為大白鼠補(bǔ)喂400 mg/kg APS 可顯著提高其血清中TP 濃度以及降低血清中BUN濃度。文月玲等[20]研究發(fā)現(xiàn)，每日分別為奶牛補(bǔ)飼10、50、90 g/頭APS，其血清中TP 濃度均有所提高，BUN、CREA 濃度均有降低，能促進(jìn)機(jī)體蛋白質(zhì)合成。本試驗(yàn)中，試驗(yàn)組血清TP濃度與CK組相比，均有所上升，這可能是因?yàn)楣喾嗀PS 能夠提高飼料的轉(zhuǎn)化率，促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成，同時(shí)APS 對(duì)血清中TP濃度影響程度可能與動(dòng)物種類、生長(zhǎng)環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)有關(guān)。

血清BUN與CREA主要由腎臟排泄產(chǎn)生，其變化可以用來評(píng)價(jià)機(jī)體腎臟功能的狀況，當(dāng)腎臟功能受損時(shí)，腎小球的過濾能力減弱，會(huì)造成大量的BUN、CREA滯留在血清內(nèi)，導(dǎo)致其濃度升高[21]。本試驗(yàn)中，試驗(yàn)組全期BUN、CREA 濃度無顯著變化，且呈一定的降低趨勢(shì)，說明灌服APS 對(duì)奶牛機(jī)體、腎臟機(jī)能無不良影響的同時(shí)可增強(qiáng)腎臟功能。

血清TC、TG分別在機(jī)體肝臟、脂肪組織中合成，其含量的變化能夠反映出動(dòng)物體內(nèi)脂代謝的情況[22-24]。在健康的生理?xiàng)l件下，血清中TG含量較低，當(dāng)其水平異常增加時(shí)，則可能導(dǎo)致機(jī)體脂肪營(yíng)養(yǎng)代謝紊亂。吳雅清等[25]研究表明，多糖類物質(zhì)降血脂的機(jī)制在于能夠增強(qiáng)機(jī)體抗氧化酶的活性，降低MDA的含量，清除體內(nèi)多余的活性氧自由基，減少脂質(zhì)過氧化反應(yīng)。本試驗(yàn)中，試驗(yàn)組TC、TG含量與CK組相比無顯著差異，60 d 時(shí)TC 還有所下降，推測(cè)是APS 能夠提高機(jī)體抗氧化性能，抑制脂質(zhì)的過氧化積累，從而降低血清中TC的濃度。研究發(fā)現(xiàn)，陳思羽等[26]分別向高脂血癥大鼠灌服700 mg/kg、100 mg/kg APS，可以降低其血清中TC、TG 的濃度；楊秋霞等[27]向蛋雞分別補(bǔ)飼50、100、150、200 mg/kg 和250 mg/kg APS 可不同程度降低其血清中TC、TG的濃度，這均與本試驗(yàn)結(jié)果一致。表明APS對(duì)血清中TC和TG具有抑制作用，其原因可能是多糖類物質(zhì)改善機(jī)體脂代謝的異常，可通過影響脂質(zhì)在機(jī)體內(nèi)的吸收，降低TC含量；也可以通過改變與脂代謝相關(guān)的基因表達(dá)[28]；還能通過調(diào)控脂肪合成過程關(guān)鍵酶的活性，影響脂肪的合成[29]。

3.2 黃芪多糖對(duì)奶牛瘤胃發(fā)酵的影響

瘤胃內(nèi)VFA能夠?yàn)榉雌c動(dòng)物提供60%～80%的能量[30]。APS 引起瘤胃VFA 濃度變化與瘤胃微生物區(qū)系結(jié)構(gòu)的變化有關(guān)[31]。APS 可促進(jìn)瘤胃內(nèi)纖維素、蛋白質(zhì)分解菌等有益菌的生長(zhǎng)，增加其降解速率，有利于碳水化合物發(fā)酵，促進(jìn)VFA合成，通過降低乙酸/丙酸值，調(diào)節(jié)瘤胃發(fā)酵模式趨于丙酸發(fā)酵，提高能量的轉(zhuǎn)化效率[32]。Deng等[32]通過體外試驗(yàn)證明，75、100 mg/L黃芪提取物可以增加TVFA 產(chǎn)量，降低乙酸/丙酸值。Zhong等[33]研究發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)喂15 g/kg APS后，羔羊瘤胃丙酸濃度得到顯著提高，乙酸/丙酸值降低。本試驗(yàn)中，試驗(yàn)組乙酸濃度均高于CK組；APS20、APS55組丙酸、TVFA 濃度均高于CK 組；各試驗(yàn)組乙酸/丙酸值均低于CK 組。這可能是APS 使飼糧中更多的淀粉、纖維素和半纖維素在瘤胃內(nèi)被微生物發(fā)酵產(chǎn)生乙酸和丙酸，提高了TVFA 的濃度，而瘤胃發(fā)酵類型趨于丙酸發(fā)酵，可能是由于纖維素與半纖維素降解率提高，瘤胃微生物獲取到更多的碳水化合物，發(fā)酵產(chǎn)生更多的丙酸，改變了發(fā)酵類型，提高了能量的轉(zhuǎn)化與利用率。

NH3-N 是飼料中蛋白質(zhì)及非蛋白氮在瘤胃中的降解產(chǎn)物[34]，也是瘤胃內(nèi)微生物合成MCP 的底物，MCP 的合成量可以反映微生物攝取和利用NH3-N 的能力[35]。姜士凱[36]提出瘤胃內(nèi)NH3-N 正常濃度為5.00～31.45 mg/100 mL，在此范圍內(nèi)NH3-N 濃度下降表明瘤胃微生物對(duì)其利用效率提高。本試驗(yàn)中，試驗(yàn)組NH3-N濃度與此接近，但與CK組相比，APS20組與APS90組NH3-N濃度呈下降趨勢(shì)，說明減少了瘤胃內(nèi)氮循環(huán)過程中的氮損失。吳和龍[37]通過體外發(fā)酵試驗(yàn)證明，添加菌草靈芝菌糠多糖可以提高瘤胃內(nèi)NH3-N濃度以及MCP含量。本試驗(yàn)中APS55組NH3-N 濃度和MCP 含量，與其他組相比均有所提高，可能是與一定時(shí)間內(nèi)瘤胃微生物分解蛋白質(zhì)的效率和合成MCP均有所增加有關(guān)。

3.3 黃芪多糖對(duì)奶牛營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

消化率是衡量動(dòng)物消化性能的一個(gè)重要指標(biāo)[38-39]。本試驗(yàn)中，試驗(yàn)組各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率均高于CK組，其中，試驗(yàn)組CP 與EE 消化率的提高，原因可能是APS可通過促進(jìn)瘤胃微生物增殖，提高降解各類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化酶活性，進(jìn)而導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的降解和VFA的生成[40]。同時(shí)，試驗(yàn)組CP 的消化率提高，還可能與APS可促進(jìn)瘤胃MCP的合成有關(guān)。NDF和ADF是動(dòng)物粗飼料中主要的能量來源，在瘤胃內(nèi)進(jìn)行分解發(fā)酵[41]。試驗(yàn)組NDF與ADF消化率與CK組相比有上升趨勢(shì)，可能是APS通過抑制瘤胃中原蟲的數(shù)量，促進(jìn)瘤胃中相關(guān)分解菌的增殖，進(jìn)而提高纖維素、半纖維素的利用率和乙酸濃度[5]。本試驗(yàn)中，試驗(yàn)組DM表觀消化率均高于CK組，其中APS55組DM消化顯著高于CK組；王義翠等[42]研究發(fā)現(xiàn)，5、10 g/頭APS可顯著提高斷奶犢牛平均日采食量；馮士彬等[43]按湖羊羔羊精料3%的比例添加1 g/mL 的APS 可顯著提高其DM、CP、EE表觀消化率，表明APS對(duì)動(dòng)物機(jī)體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收具有積極作用，可一定程度上提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能。侯偉革等[44]發(fā)現(xiàn)，向斷奶仔豬補(bǔ)飼0.02%、0.05%、0.1% APS 后，可提高其CP、EE 表觀消化率。楊新宇等[45]發(fā)現(xiàn)，向獺兔日糧中添加0.15% APS，其DM、OM、CP 表觀消化率有提高的趨勢(shì)，說明APS 提高機(jī)體對(duì)飼料利用率的同時(shí)，也因動(dòng)物種類、生活環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)水平等原因而表現(xiàn)出一定的差異。

4 結(jié)論

在本試驗(yàn)研究條件下，灌服不同劑量APS可改善奶牛脂代謝，促進(jìn)蛋白質(zhì)的沉積，對(duì)奶牛肝腎功能無顯著影響，同時(shí)促進(jìn)奶牛瘤胃發(fā)酵和改善瘤胃發(fā)酵模式，改變瘤胃氨態(tài)氮濃度以及揮發(fā)性脂肪酸濃度，提高奶牛對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率，且每頭牛以灌服55 g/d時(shí)的效果最佳。