雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料對奶牛生產(chǎn)性能、乳清抗氧化及生化指標(biāo)的影響
摘要:該試驗(yàn)旨在研究雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料對泌乳奶牛生產(chǎn)性能、乳清抗氧化能力及生化指標(biāo)的影響。試驗(yàn)選取胎次、泌乳天數(shù)和產(chǎn)奶量相近的健康荷斯坦奶牛20頭,隨機(jī)分為4組,每組5個(gè)重復(fù)。對照組飼喂全混合日糧(Total Mixed Rations,TMR),試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組在TMR中分別添加4%、8%、12%的雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料,預(yù)試期5d,試驗(yàn)期40d。
結(jié)果表明:
(1)與對照相比,試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組產(chǎn)奶量、乳脂率、乳蛋白率和干物質(zhì)差異均不顯著(P>0.05),試驗(yàn)Ⅱ組非脂固體顯著降低(P<0.05),試驗(yàn)Ⅰ組的乳糖率顯著提高(P<0.05)、尿素氮含量顯著降低(P<0.05),試驗(yàn)Ⅲ組體細(xì)胞含量顯著降低(P<0.05),且試驗(yàn)Ⅲ組體細(xì)胞含量顯著低于試驗(yàn)Ⅰ組(P<0.05);
(2)與對照組相比,試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組的乳清SOD無顯著變化(P>0.05),試驗(yàn)Ⅲ組MDA顯著降低(P<0.05)、TAC顯著升高(P<0.05)
(3)相比對照組,試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ組乳清生化指標(biāo)ALT均顯著降低(P<0.05),試驗(yàn)Ⅰ組AST顯著降低(P<0.05),試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組AKP和蛋白定量均無顯著變化(P>0.05)。綜上所述,日糧中添加8%和12%的雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料可改善乳成分、乳清抗氧化和生化指標(biāo)。
雜交構(gòu)樹,又稱航天雜交構(gòu)樹、高蛋白飼料樹,屬??茦?gòu)屬植物,是中國科學(xué)院植物研究所培育的綠化用材與飼料兼用、具有突出抗逆性和很高經(jīng)濟(jì)價(jià)值與生態(tài)價(jià)值的復(fù)合型多功能樹種。雜交構(gòu)樹具有粗蛋白含量高、礦物質(zhì)維生素含量豐富、適口性好、木質(zhì)素含量低,以及抑菌性強(qiáng)的特點(diǎn),可作為粗蛋白木本飼料加以開發(fā)利用。此外,雜交構(gòu)樹中的多數(shù)氨基酸含量較苜蓿草粉高,可替代苜蓿并改善TMR的發(fā)酵品質(zhì)。司丙文等在雜交構(gòu)樹青貯中添加糖蜜、酶菌復(fù)合制劑及防腐劑,對于發(fā)酵品質(zhì)和營養(yǎng)價(jià)值方面均有明顯的改善。屠焰等采用尼龍袋法研究雜交構(gòu)樹的葉片、細(xì)枝條、全株嫩苗、莖桿在瘤胃內(nèi)24h和48h后的降解率,結(jié)果達(dá)到了90%左右。另外,單胃動(dòng)物日糧中使用構(gòu)樹葉粉能降低腹瀉率及腹瀉指數(shù),同時(shí)在不影響生產(chǎn)性能的前提下可改善肉、蛋品質(zhì)。飼喂一定比例發(fā)酵構(gòu)樹飼料能夠增加奶牛產(chǎn)奶量,對其抗氧化能力和牛奶成分產(chǎn)生積極影響。林萌萌等研究表明,青貯雜交構(gòu)樹可以作為肉羊日糧中的蛋白飼料,降低飼料成本,但適宜添加量有待進(jìn)一步研究。然而,目前關(guān)于雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料對牛乳品質(zhì)影響方面的研究報(bào)道較少,其適宜的添加比例還不明晰。本試驗(yàn)旨在研究雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料在奶牛日糧中的適宜添加比例以及對牛乳品質(zhì)的影響,并對乳清抗氧化指標(biāo)和生化指標(biāo)進(jìn)行檢測,為雜交構(gòu)樹飼料在泌乳奶牛上的應(yīng)用提供依據(jù)。、
材料與方法
1 試驗(yàn)材料
雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料由洛陽某公司提供。將鮮雜交構(gòu)樹葉枝機(jī)械收割,切碎至2cm,用打包機(jī)直接打包發(fā)酵40d做成發(fā)酵飼料。
2 試驗(yàn)動(dòng)物與試驗(yàn)設(shè)計(jì)
本試驗(yàn)采用單因素完全隨機(jī)分組試驗(yàn)設(shè)計(jì),選取泌乳天數(shù)、產(chǎn)奶量、胎次和乳成分相近、健康狀況良好的荷斯坦泌乳奶牛20頭,隨機(jī)分為1組,每組5個(gè)重復(fù)。對照組飼喂TMR全混合日糧,試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ組分別在基礎(chǔ)日糧中添加4%、8%和12%的雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料,同時(shí)以風(fēng)干物質(zhì)為基礎(chǔ)替換苜蓿干草分別為1.3%,2.6%、3.9%。試驗(yàn)在洛陽華豐奶牛場進(jìn)行,預(yù)飼期5d,試驗(yàn)期40d。
3 試驗(yàn)日糧與飼養(yǎng)管理
試驗(yàn)日糧參照美國NRC奶牛營養(yǎng)需要(2001版)標(biāo)準(zhǔn)配制,基礎(chǔ)日糧組成及營養(yǎng)水平見表1。各組試驗(yàn)牛飼養(yǎng)于同一半開放式牛舍,每日投料2次(5:30、18:00),發(fā)酵雜交構(gòu)樹飼料直接混合于TMR日糧中,自由采食和飲水。
4 樣品采集及測定方法
4.1 產(chǎn)奶量測定
試驗(yàn)期每天測定2次,分別于4:30和17:30收集牛乳,采用美國BouMatic自動(dòng)擠奶系統(tǒng)記錄產(chǎn)奶量。
4.2 牛奶成分分析
于試驗(yàn)期第10、20、30和40天早晚按1∶1比例采集50mL奶樣盛入加有重鉻酸鉀的離心管中混合均勻,送往洛陽市DHI檢測中心,采用美國本特利LY-YQ0002測定儀進(jìn)行體細(xì)胞測定,FCM-150分析儀測定乳脂肪、乳蛋白、乳糖、非固體物質(zhì)、干物質(zhì)、尿素氮等指標(biāo)。
4.3 乳清指標(biāo)的測定
乳清指標(biāo)均用上海翱藝UV-1200型紫外可見分光光度計(jì)測定。于試驗(yàn)期第10、20、30和40天早晚按1∶1比例每頭牛各采集50mL乳樣,經(jīng)4℃低溫離心(1000r/min,30min)取中間層,將所得乳清分裝在10個(gè)離心管,-20℃冷凍保存待測。乳清測定指標(biāo)包括:超氧化物歧化酶(SOD)、總抗氧化能力(TAC)、丙二醛(MDA)、蛋白定量、堿性磷酸酶(AKP)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)及谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)。
5 數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)采用Excel進(jìn)行初步整理,用 SPSS 20.0 進(jìn)行單因素方差分析(one-wayANOV),采用 Duncan 法進(jìn)行多重比較,數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。
結(jié)果與分析
1 雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料營養(yǎng)成分
雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料成熟后,莖葉清晰可見,氣味芳香,質(zhì)地柔軟。由表2可見,相對于苜蓿草粉而言,雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料的CP、TND和NEL相當(dāng),NDF、EE、Ash與Ca的含量較高,而ADF、ADL、P含量略低。從主要營養(yǎng)成分指標(biāo)看,雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料替代苜蓿飼喂奶牛是可行的。
2 奶牛產(chǎn)奶量和乳成分
奶牛產(chǎn)奶量和乳成分見表3。與對照組相比:試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組產(chǎn)奶量、乳脂率、乳蛋白率和干物質(zhì)差異不顯著(P>0.05);試驗(yàn)Ⅰ組乳糖率顯著提高(P<0.05),Ⅱ、Ⅲ組差異不顯著(P>0.05),但Ⅰ組較Ⅱ組提高了1.39%(P<0.05);試驗(yàn)Ⅱ組非脂固體顯著降低(P<0.05),Ⅰ、Ⅲ組無差異顯著(P>0.05);Ⅰ組尿素氮顯著降低(P<0.05),Ⅱ、Ⅲ組有降低趨勢但差異不顯著(P>0.05);試驗(yàn)Ⅲ組體細(xì)胞降低了36.11%(P<0.05),Ⅰ、Ⅱ組差異不顯著(P>0.05)。
3 奶牛乳清指標(biāo)
3.1 奶牛乳清抗氧化指標(biāo)
由表4可見,與對照組相比,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組SOD均差異不顯著(P>0.05);Ⅰ、Ⅱ組MDA含量差異均不顯著(P>0.05),試驗(yàn)Ⅲ組的含量顯著降低(P<0.05);Ⅰ、Ⅱ組TAC均無顯著差異(P>0.05),試驗(yàn)Ⅲ組顯著提高了47.83%(P<0.05)。
3.2 奶牛乳清生化指標(biāo)
由表5見,與對照組相比,試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組蛋白定量及AKP均差異不顯著(P>0.05);Ⅱ、Ⅲ組ALT顯著降低(P<0.05),Ⅰ組差異不顯著(P>0.05);Ⅰ組AST顯著降低71%(P<0.05),Ⅱ、Ⅲ組差異均不顯著(P>0.05)。
討論
1 雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料對產(chǎn)奶量及乳成分的影響
產(chǎn)奶量是衡量奶牛生產(chǎn)性能的直觀標(biāo)準(zhǔn),飼喂雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料對奶牛產(chǎn)奶量及乳成分含量均有一定程度的積極影響,但奶量、乳脂率、乳蛋白和干物質(zhì)各組間差異均不顯著,這與Si等的研究結(jié)果基本一致。非脂乳固體含量是衡量牛乳營養(yǎng)質(zhì)量的一項(xiàng)指標(biāo),會影響酸奶的粘稠度及保鮮度,本試驗(yàn)中8%添加量的試驗(yàn)結(jié)果與張慧敏等的非脂固體與乳糖、乳蛋白呈顯著正相關(guān)研究結(jié)果略有差異,但符合不得低于8.3%的標(biāo)準(zhǔn)。
乳糖是乳中主要的碳水化合物,可以促進(jìn)鈣和氨基酸的吸收、調(diào)節(jié)腸道菌群。在斷奶前和剛斷奶的仔豬飼料中加入高濃度的乳糖可避免引發(fā)道的高滲透壓,降低腹瀉率。利用牛奶尿素氮含量評價(jià)奶牛日糧粗蛋白水平、能氮平衡、氮利用率、繁殖率以及診斷代謝疾病已成為奶牛科學(xué)研究的熱點(diǎn)。有研究表明尿素氮值隨產(chǎn)奶量的增加而升高,Broderick等研究發(fā)現(xiàn)尿素氮值和產(chǎn)奶量呈負(fù)相關(guān),并與乳蛋白、乳脂含量均呈負(fù)相關(guān)。此外,牛奶中的體細(xì)胞是反映乳腺健康和牛奶品質(zhì)的關(guān)鍵因素,因?yàn)檫@些細(xì)胞是在乳腺炎免疫反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的,每毫升含有40多萬體細(xì)胞的牛奶被認(rèn)為不適合人類食用,到達(dá)50萬則被認(rèn)為是隱性乳腺炎。相關(guān)研究表明,如果將體細(xì)胞水平降低到50000個(gè)/mL,不僅能夠提高牛奶產(chǎn)量,農(nóng)場溫室氣體總排放強(qiáng)度也有可能降低3.7%。在本試驗(yàn)中,添加12%的雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料對降低牛奶體細(xì)胞效果明顯,這與Si等研究結(jié)果相一致。此外,有報(bào)道體細(xì)胞的增加會導(dǎo)致脂肪和蛋白質(zhì)含量增加,而牛奶產(chǎn)量、乳糖和尿素氮含量將明顯下降,但本試驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)此類情況,可能是由于雜交構(gòu)樹中的活性成分具有抗炎作用,從而避免了因炎癥所導(dǎo)致的相關(guān)指標(biāo)合成減少。Reis等在乳體細(xì)胞的差異水平研究中發(fā)現(xiàn)了乳脂、蛋白質(zhì)和乳糖的相應(yīng)變化,并且乳體細(xì)胞與乳尿素氮值之間呈正相關(guān),Mazal等在研究中也得出了同樣的結(jié)論,即當(dāng)奶牛的乳房沒有被感染時(shí),體細(xì)胞和牛奶中的蛋白質(zhì)含量之間可能沒有聯(lián)系。
2 雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料對乳清抗氧化指標(biāo)的影響
牛乳中含有60種以上的酶,通過分析泌乳過程中進(jìn)入乳中的酶,可以獲知乳腺細(xì)胞的代謝情況,并輔助進(jìn)行相關(guān)疾病的診斷,同時(shí)多種抗氧化物質(zhì)的攝取對于人類預(yù)防心血管、癌癥、神經(jīng)等疾病具有重要意義。SOD和TAC是衡量生物機(jī)體內(nèi)抗氧化能力的重要指標(biāo),可降低自由基對機(jī)體的毒害程度;血漿酶活性在產(chǎn)奶期和干奶期有顯著變化,需要在產(chǎn)奶期對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測;脂質(zhì)過氧化被認(rèn)為是包括炎癥在內(nèi)的許多疾病的關(guān)鍵因素,同時(shí)導(dǎo)致牛奶營養(yǎng)價(jià)值降低;MDA為脂質(zhì)過氧化標(biāo)志物,檢測MDA的濃度不僅可以判斷脂質(zhì)過氧化程度,還可作為乳腺炎的診斷指標(biāo)??寡趸到y(tǒng)能夠有效地應(yīng)對過氧化脂質(zhì)的產(chǎn)生,可在MDA中觀察到巨大的個(gè)體間變異。
相關(guān)報(bào)道表明牛奶體細(xì)胞計(jì)數(shù)與MDA正相關(guān),與TAC負(fù)相關(guān),本試驗(yàn)與此研究結(jié)果一致。黃酮類化合物是影響雜交構(gòu)樹青貯飼料抗氧化活性的主要成分,隨著該成份的增加,雜交構(gòu)樹青貯飼料的抗氧化能力得到提高。相關(guān)研究表明灌木和樹木的平均TAC水平高于草及干草,高TAC植物的攝入可能有利于牛的TAC狀態(tài)。本試驗(yàn)中雜交構(gòu)樹青貯飼料未對奶牛乳清SOD濃度產(chǎn)生影響,試驗(yàn)結(jié)果均在正常范圍之內(nèi),這可能是由于試驗(yàn)周期或雜交構(gòu)樹青貯飼料的劑量不在適當(dāng)范圍內(nèi)所造成的。
3 雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料對乳清生化指標(biāo)的影響
ALT、AST和AKP是重要的分解酶,在動(dòng)物的肝功能方面有重要作用。牛乳中的AKP也來自中性粒細(xì)胞,在未感染乳腺炎外周血中,酶活性相對較低。當(dāng)微生物侵染時(shí),機(jī)體啟動(dòng)免疫防御機(jī)制的表現(xiàn)之一是帶有AKP活性的中性粒細(xì)胞比率增加,且在感染后第3天AKP的活性顯著提高,即AKP活性與炎癥嚴(yán)重程度密切相關(guān)。也有研究表明體細(xì)胞和AKP呈極顯著正相關(guān),但本試驗(yàn)AKP各組間差異不顯著,這可能是由于試驗(yàn)時(shí)間不足或添加劑量不在適當(dāng)范圍內(nèi)所造成的。血清轉(zhuǎn)氨酶水平升高是肝臟疾病的一項(xiàng)指標(biāo),Liu等研究發(fā)現(xiàn)牛奶和血漿中血清轉(zhuǎn)氨酶活性之間有顯著正相關(guān)性,檢測牛奶中ALT、AST、AKP活性可能是監(jiān)測奶牛肝功能的一種替代方法。Misle 等研究結(jié)果表明,機(jī)體內(nèi)的ALT和AST與牛齡正相關(guān),而本試驗(yàn)所選牛胎次為2~4胎,存在一定的年齡差距,因此對本項(xiàng)指標(biāo)或有一定影響。乳清可用作功能性食品,乳清蛋白對與氧化應(yīng)激相關(guān)的疾病有治療作用,同時(shí)有助于降低血液中轉(zhuǎn)氨酶、尤其是ALT的水平。乳清在體外試驗(yàn)中具有影響轉(zhuǎn)氨酶的還原、抑制酶活性等作用。導(dǎo)致奶牛酶活性變化的原因是多方面的,本試驗(yàn)中檢測到的AST差異可能與試驗(yàn)個(gè)體的生理階段以及環(huán)境等因素有關(guān),這些因素還有待進(jìn)一步研究。
結(jié)論
添加8%和12%雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料可降低牛乳體細(xì)胞含量,并提高乳清抗氧化功能,雜交構(gòu)樹發(fā)酵飼料可作為新型木本飼料開發(fā)利用。
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