胆碱和赖氨酸过瘤胃保护效果及对奶牛生产性能的影响

Effects of choline and lysine on protecting rumen and the production performance of cows

摘要

目的 评估过瘤胃胆碱和过瘤胃赖氨酸产品的保护率、降解率及其对生产性能的影响，旨在为过瘤胃技术的发展及应用提供参考。 方法 通过瘤胃稳定性试验、体外模拟小肠消化试验对过瘤胃胆碱和过瘤胃赖氨酸产品的过瘤胃保护效果进行测定，同时以荷斯坦奶牛为例，选取体质量为600 kg左右且泌乳期约60 d的健康荷斯坦奶牛40头，随机分为4组，每组10头，分别为胆碱组（日粮中补充30 g/（头·d）过瘤胃胆碱）、赖氨酸组（日粮中补充30 g/（头·d）的过瘤胃赖氨酸）、胆碱+赖氨酸组（日粮中补充过瘤胃胆碱和过瘤胃赖氨酸各30 g/（头·d））和对照组（不添加过瘤胃胆碱与赖氨酸），分别测定日均干物质采食量、日均产奶量、乳脂率、乳蛋白率。 结果 过瘤胃胆碱和过瘤胃赖氨酸处理2 h的过瘤胃保护率均在84%以上，2 h时小肠降解率分别为79.23%和81.76%；与对照组相比，日粮中添加过瘤胃胆碱、过瘤胃赖氨酸、过瘤胃胆碱和过瘤胃赖氨酸的干物质采食量分别显著增加11.20%、8.06%、11.76%，日均产奶量分别显著增加8.02%、7.86%、9.53%；各组之间乳蛋白率没有显著差异。 结论 饲粮中添加过瘤胃胆碱和过瘤胃赖氨酸均具有良好的过瘤胃保护效果和小肠释放效果，可不同程度提高奶牛的生产性能。

关键词

奶牛 / 过瘤胃胆碱 / 过瘤胃赖氨酸 / 瘤胃降解率 / 小肠释放率 / 生产性能

Key words

cows / rumen-protected choline / rumen-protected lysine / rumen degradability / small intestine degradation rate / production performance

近年来，随着人们生活水平的提高，对畜禽产品的需求量逐步增加，大力推动了畜牧行业的发展。然而，随着行业的发展一些问题也随之显现出来，例如反刍动物的脂肪肝、肾功能衰竭、肝脏坏死^[1]、自身合成的氨基酸无法满足生产需要^[2]等代谢及生产问题。

胆碱又称三甲基乙醇胺，通常将其认定为一类B族维生素。对于中低产反刍动物来说，一般其机体自身合成的胆碱足以满足营养需求，而对于犊牛和处于围产期、泌乳高峰期的奶牛而言，自身机体合成的胆碱不足以满足其营养需求，需要在饲喂过程中补充饲喂胆碱，从而提高其生长性能及生产性能^[3]。由于普通胆碱性质不稳定，在饲料实际生产中往往以氯化胆碱的形式添加，而氯化胆碱分子具有极性倾向且具有强碱性，存在极易吸潮结块、对营养物质产生损害、易被瘤胃微生物降解等问题，导致其直接添加到饲料中时利用率极低^[4]。赖氨酸是反刍动物最主要的限制性氨基酸之一，可以提高反刍动物的生长性能、泌乳性能、屠宰性能、肉品质，改善血液生化指标、消化代谢、抗氧化和免疫机能等^[2]。而反刍动物一般自身不合成赖氨酸，通常需要外源添加来满足机体需求^[5]。

赵娜等^[6]研究表明，围产期奶牛饲粮中适量添加过瘤胃胆碱可以正向调节奶牛的糖、脂代谢，改善奶牛的机体健康状态，提高奶牛产后血糖水平与繁殖性能。冯长东等^[5]对泌乳后期奶牛日粮补充40 g/（d·头）过瘤胃赖氨酸试验结果表明，可提高奶牛乳脂率、乳脂产量、总固体含量，同时可降低尿液中尿素氮含量，减少环境污染。由此可见，研究并生产过瘤胃胆碱和过瘤胃赖氨酸非常必要。目前，国内市面上有很多过瘤胃胆碱、过瘤胃赖氨酸产品，其包被的壁材及生产方法等都会对过瘤胃效果产生一定影响，因此，需要对过瘤胃胆碱和过瘤胃赖氨酸的过瘤胃保护效果进行测定。本试验采用瘤胃稳定性试验、体外模拟小肠消化试验、生产性能指标测定等对过瘤胃胆碱和过瘤胃赖氨酸产品的保护率和降解率以及对生产性能的影响进行评估，旨在为过瘤胃技术的发展及应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料及实验动物

试验选用山东健源生物科技有限公司生产的过瘤胃胆碱和过瘤胃赖氨酸，过瘤胃胆碱主要成分为丙烯酸树脂Ⅳ、乙基纤维素、氯化胆碱，过瘤胃赖氨酸主要成分为丙烯酸树脂Ⅳ、乙基纤维素、L-赖氨酸盐酸盐。选用安装永久性瘤胃瘘管的健康荷斯坦奶牛进行过瘤胃保护试验及小肠降解率试验；选用40头体质量为600 kg左右且泌乳期在60 d左右的健康荷斯坦奶牛进行生产性能试验，随机分为4组，每组10头，分别为胆碱组（日粮中补充30 g/（头·d）过瘤胃胆碱）、赖氨酸组（日粮中补充30 g/（头·d）的过瘤胃赖氨酸）、胆碱+赖氨酸组（日粮中补充过瘤胃胆碱和过瘤胃赖氨酸各30 g/（头·d））和对照组（不添加过瘤胃胆碱与赖氨酸），定时对牛舍清洁消杀，每日饲喂全混合日粮2次。

1.2 试验日粮及营养水平

饲喂的全混合日粮组成和营养水平见表1。

1.3 瘤胃稳定性试验

参考李高等^[7]试验方法，采用尼龙袋法，称取5 g样品，将样品装入尼龙袋中，40 ℃烘至恒质量，称质量备用。将装有样品的尼龙袋同时放入奶牛瘤胃中，分别在瘤胃中消化0、2、4、8、12、16、24、36、48 h后取出，流水冲洗干净后40 ℃烘至恒质量，称质量。其中0 h为对照组，各试验组设置3个重复。

1.4 体外模拟小肠消化试验

根据李高等^[7]试验方法配制酸性胃蛋白酶、胰酶、缓冲液，取瘤胃消化16 h后的残渣样品加入酸性胃蛋白酶39 ℃水浴摇床消化60 min，加入氢氧化钠溶液和胰酶溶液，继续消化。分别在0、2、4、8、12、24 h取出样品，洗净后烘至恒质量，根据前后质量差计算小肠降解率。

1.5 生产性能指标测定

每天统计投料量和剩料量，计算日均采食量。记录各组产奶量数据，计算日平均产奶量。第20天早（06:00）、中（12:00）、晚（17:00）挤奶，等比例收集混匀，用MILKYWAY-S快速乳成分分析仪检测各重复组牛奶的乳脂率、乳蛋白率。

1.6 数据处理及统计

试验数据采用Excel 2010进行初步整理计算，IBM SPSS Statistics 21软件进行单因素方差分析，Duncan’s法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 瘤胃稳定性试验

由表2可以看出，4，8，12，16，24，36 h过瘤胃胆碱和过瘤胃赖氨酸的过瘤胃保护率之间没有显著性差异，处理2 h的过瘤胃保护率均在84%以上。与处理2 h相比，处理48 h的过瘤胃胆碱、过瘤胃赖氨酸的过瘤胃保护率分别显著降低1.98、2.07百分点，但二者48 h的过瘤胃保护率均在70%以上。说明过瘤胃胆碱和过瘤胃赖氨酸的过瘤胃保护效果较好。

2.2 体外模拟小肠消化试验

由表3可知，过瘤胃胆碱和过瘤胃赖氨酸在小肠中消化2 h时小肠降解率分别为79.23%和81.76%，4、8、12、24 h的降解率之间无显著差异，24 h的降解率与2 h相比显著升高。表明过瘤胃胆碱与过瘤胃赖氨酸在小肠消化中均具有良好的降解释放性能。

2.3 生产性能指标测定

由表4可知，与对照组相比，日粮中添加过瘤胃胆碱、过瘤胃赖氨酸、过瘤胃胆碱和过瘤胃赖氨酸的干物质采食量分别显著增加11.20%、8.06%、11.76%，日均产奶量分别显著增加8.02%、7.86%、9.53%；添加过瘤胃赖氨酸、过瘤胃胆碱和过瘤胃赖氨酸组乳脂率分别显著增加0.53、0.38百分点。各组之间乳蛋白率没有显著差异。

3 讨论

3.1 过瘤胃保护效果及性能

通常反刍动物自身合成或从饲料中获取的胆碱和赖氨酸可能无法满足自身生产的需求，因此需要在饲喂日粮时补充添加胆碱和赖氨酸等营养物质。而Sharma等^[8]研究表明，每日饲喂奶牛时补充325 g氯化胆碱，仅有2.48 g进入皱胃，胆碱的瘤胃降解率高达99.2%。可见，营养物质在反刍动物瘤胃中会被降解，到达小肠被消化吸收的量会大大减少^[9]，这就需要过瘤胃技术来对营养物质进行保护。

瘤胃稳定性试验测定的过瘤胃保护率和体外模拟小肠消化试验测定的小肠降解率均为衡量过瘤胃保护性能的主要指标。徐二华等^[10]研究发明了1种过瘤胃氯化胆碱微胶囊产品，结果表明，经检测24 h过瘤胃率为92.97%，6 h肠道释放率达90.45%。李春蕾等^[11]对不同配比包材包被赖氨酸进行测定，结果表明奶牛瘤胃48 h降解率最低为47.21%，24 h小肠消失率最高为80.27%。说明经过过瘤胃保护处理后，可有效缓解瘤胃对胆碱、赖氨酸等营养物质的降解，从而提高营养物质的利用率。本试验通过瘤胃稳定性测定和体外模拟小肠消化试验对使用的过瘤胃胆碱和过瘤胃赖氨酸进行保护效果测定，48 h时过瘤胃保护率均在70%以上，24 h时小肠释放率均大于93%，说明二者均具有良好的过瘤胃性能。

3.2 对奶牛生产性能的影响

胆碱和赖氨酸是反刍动物生产中重要的营养物质。安秀秀等^[12]对奶牛产前、产后补充饲喂过瘤胃胆碱，结果表明，奶牛产前干物质采食量升高0.88 kg/d，产后升高0.76 kg/d，产后1周奶牛产奶量显著升高。李伟等^[13]研究表明，补充饲喂过瘤胃氯化胆碱对牛奶乳蛋白率、乳脂率没有显著影响。李吕木等^[14]研究表明，补充饲喂0.4%和0.6%包被赖氨酸饲喂2周后可以明显增加奶牛的产奶量，对乳脂率和乳蛋白率略有提高但无显著差异。本试验结果与上述研究结果相似，对泌乳期奶牛日粮中补充饲喂过瘤胃胆碱、过瘤胃赖氨酸、过瘤胃胆碱+过瘤胃赖氨酸不同程度上增加了奶牛的干物质采食量、产奶量，改善乳脂率，对乳蛋白含量无显著影响。

4 结论

本试验中过瘤胃胆碱和过瘤胃赖氨酸具有良好的过瘤胃保护效果及小肠释放效果，泌乳期奶牛日粮中补充上述过瘤胃胆碱可以显著提高奶牛的干物质采食量、日均产奶量，补充过瘤胃赖氨酸、过瘤胃胆碱+过瘤胃赖氨酸可以显著提高奶牛的干物质采食量、日均产奶量、乳脂率。综上所述，过瘤胃保护技术对于营养物质的保留具有重要作用，日粮中补充过瘤胃胆碱和过瘤胃赖氨酸可以不同程度上改善奶牛的生产性能，为过瘤胃技术在奶牛生产领域的应用提供理论依据。

参考文献

[1] LI B, LI W, AHMAD H, et al. Effects of choline on meat quality and intramuscular fat in intrauterine growth retardation pigs[J/OL]. Plos one, 2015, 10(6): e0129109[2023-12-19].

[2] 高昌鹏， 桂瑞麒， 赵海霞， 过瘤胃赖氨酸在反刍动物生产中的应用及影响其饲用效果的因素[J]. 动物营养学报， 2021，33(10)：5424-5434.

[3] 邢立东， 周明. 胆碱在动物中应用效果的研究进展[J]. 饲料与畜牧， 2014(7)：39-43.

[4] 朱相德， 侯嘉， 柘丽， 包膜氯化胆碱对反刍动物的营养作用及其应用研究进展[J]. 中国畜牧杂志， 2024，60(1)：87-93.

[5] 冯长东， 吴昊， 董江鹏， 过瘤胃赖氨酸对泌乳后期奶牛生产性能、瘤胃发酵和生化指标的影响[J]. 中国畜牧杂志， 2023，59(9)：287-292.

[6] 赵娜， 李会菊， 刘敏， 过瘤胃胆碱在奶牛围产期的代谢调节作用[J]. 现代畜牧科技， 2023(1)：22-24.

[7] 李高， 张永根， 许文斌， 三种过瘤胃胆碱产品性能比较研究[J]. 黑龙江畜牧兽医， 2016(23)：118-121.

[8] SHARMA B K, ERDMAN R A. Effects of high amounts of dietary choline supplementation on duodenal choline flow and production responses of dairy cows[J]. Journal of dairy science, 1988, 71(10): 2670-2676.

[9] 林颖， 陈旭辉， 刘海英， 过瘤胃保护生物素的过瘤胃保护效果和稳定性评定[J]. 中国畜牧杂志， 2023，59(4)：228-231.

[10] 徐二华， 李浙烽， 张倩云. 一种过瘤胃氯化胆碱微胶囊及其制备方法：CN109362950B[P]. 2022-04-05.

[11] 李春蕾， 韩占强， 林英庭， 瘤胃保护性赖氨酸过瘤胃效果的评价[J]. 中国奶牛， 2012(3)：12-15.

[12] 安秀秀， 李向宝， 魏学良， 过瘤胃胆碱和有机铬对围产期奶牛干物质采食量、奶产量及血液生化指标的影响[J]. 动物营养学报， 2022，34(2)：989-999.

[13] 李伟， 袁鹏， 王法明， 过瘤胃氯化胆碱对泌乳后期奶牛生产性能的影响[J]. 中国奶牛， 2023(9)：10-14.

[14] 李吕木， 吴东， 夏伦志， 泌乳奶牛饲喂包被赖氨酸对生产性能及乳成分的影响[J]. 中国奶牛， 2002(6)：10-13.

基金资助

山东省科技型中小企业创新能力提升工程(2023TSGC0594)