高产奶牛过瘤胃胆碱营养研究进展
1 奶牛对胆碱的需要
奶牛能够利用蛋氨酸、叶酸、维生素B12等原料在体内生物合成胆碱。但高产奶牛在泌乳初期常表现为能量负平衡,机体需要从脂肪组织中动用大量游离脂肪酸,通过肝脏合成脂蛋白,再转运至乳腺组织供泌乳需要,使奶牛体内肝脏总脂和甘油三酯含量明显增加,若此时奶牛体内脂蛋白含量不足,会使奶牛发生不同程度的肝脂肪浸润,造成奶牛产奶量、乳脂率下降和繁殖性能的降低。胆碱是奶牛体内脂蛋白合成的重要底物之一,泌乳初期奶牛对胆碱有较高的需求,以动员体脂用于乳脂合成。这时仅仅依靠体内合成的胆碱量是不能满足高产奶牛需要的,需要外源添加。Lewis 等给患产后瘫痪或酮血症奶牛口服氯化胆碱,能明显恢复和改善肝脏脂肪代谢机能。田文儒指出,患脂肪肝的荷斯坦奶年产后第一次排卵时间的(19.3±3.4)天比正常牛的(13.3±1.2)d 极显著延长(P
2 奶牛所需胆碱的来源
2.1 饲料中的胆碱
饲料中的胆碱多以结合形式存在,主要形式是卵磷脂,占总胆碱的90%以上,以游离胆碱形式存在的只有10%左右。由于各国试验条件、试验手段以及原料来源不同,因此,所报道的饲料中胆碱含量有所差异,一般为10%左右。胆碱含量:谷实类饲料中胆碱含量为400-1200mg/kg,其中高粱、玉米、荞麦中胆碱含量较低,而小麦、大麦胆碱含量较高;饼粕类饲料中胆碱含量较丰富,一般为1500-6000mg/kg,其中以菜籽饼含量最高,达6000mg/kg以上;动物性饲料胆碱含量极其丰富,其中肝粉含量最高,约11300mg/kg,其次是鱼粉在2000-4000mg/kg之间。据这些数值计算,以玉米-豆粕为主的典型商品日粮含胆碱量在1100-1400mg/kg之间,这个值与NRC 所规定的标准相近。饲料添加剂所用的胆碱形式有氯化胆碱及酒石酸胆碱,前者较为常用。氯化胆碱有70%的氯化胆碱水溶液形式和50%的粉剂形式。虽然饲料胆碱含量比较丰富,但由于瘤胃的降解作用,能到达奶牛后部消化道量很少。
2.2 奶牛体内胆碱的合成
奶牛体内,主要是肝脏能够利用色氨酸(或甘氨酸)、蛋氨酸(叶酸、维生素B12)等原料合成胆碱。另外,胆汁中的胆碱能够通过肝胆循环重新返回肝脏,从而减少动物体对食物来源胆碱的需要量,但此方面在奶牛上作用较小,而对羊起重要的作用。
3 瘤胃微生物对饲料中胆碱影响
3.1 瘤胃细菌对日粮胆碱的作用
反刍动物日粮中的胆碱主要是存在于植物细胞膜中的磷脂酰胆碱,还有一小部分是游离胆碱。在被动物摄入后,磷脂酰胆碱被瘤胃细菌快速降解为游离胆碱和磷酸甘油二酯,游离胆碱迅速被进一步降解,先形成中间产物三甲胺,最终产生甲烷。但三甲胺降解为甲烷的反应易被过量底物饱和,致使三甲胺在瘤胃内蓄积。
3.2 瘤胃原虫对日粮胆碱的作用
在瘤胃内,磷脂酰胆碱被瘤胃细菌降解为游离胆碱和磷酸甘油二酯后,瘤胃原虫能够迅速摄取一部分游离的胆碱,用于本身代谢所需磷脂酰胆碱的合成或贮存起来。然而,原虫进入后部消化道的量很少,大部分在瘤胃中自溶并被消化,这样胆碱又被降解为甲烷。因此原虫对奶牛后部消化道胆碱的量几乎没有影响。
3.3 日粮胆碱的过瘤胃效果
反刍动物饲料中的胆碱能够过瘤胃的很少。由于瘤胃微生物的迅速降解作用,奶牛日粮饲料原料中的胆碱或向日粮中直接添加的氯化胆碱,只有很少量能通过奶牛瘤胃进入后部消化道,对满足奶牛胆碱的需要,几乎没有什么意义。
4 胆碱的过瘤胃方式及过瘤胃胆碱对高产奶牛生产性能的影响
目前国内外的试验研究常用的过瘤胃方法主要有:真胃灌注和包被胆碱(包括不同的包被方法)。
4.1 真胃灌注方式
在初产奶牛产后150天,进行真胃灌注胆碱50g/d,结果其奶产量、标准乳产量(FCM )产量和乳脂率分别比对照组提高了3.2kg/d(增长14.9%)、3.8kg/d(增长22.4%)和0.34个百分点;对产犊80d 经产奶牛,真胃分别灌注胆碱0,30,60,90g/d,结果发现,以20g/d的效果最好,其FCM 产量和乳脂率分别比对照组提高了2.6kg/d(增长11.9%)和0.59个百分点;在上述试验的基础上,又对产后60d 的经产奶牛,真胃灌注胆碱40g/d,其产奶量提高1.0kg/d,对奶成分没有影响。
向泌乳中期的荷斯坦奶牛注入胆碱或蛋氨酸,结果表明。在皱胃注入30g 胆碱与注入45.3g 蛋氨酸(两者按mol/L浓度为等量)相比产奶量相似,但胆碱添加组的乳脂率、乳蛋白率和4%FCM分别比蛋氨酸添加组高0.45%、0.14%和1.2kg/d;试验处理中,一起注入胆碱合成抑制剂(2AMP ,2胺-2甲-1丙脂),在注入2AMP 和胆碱后,胆碱添加组的乳脂率、乳蛋白率、产奶量和4%FCM分别比蛋氨酸添加组高0.44%、0.3%、1.5%和3.2%。这些结果表明,补充蛋氨酸增加日乳产量和乳脂率,可能是蛋氨酸转化为胆碱而发挥的作用。
4.2 包被方式
Kpeszewski等(1991)采用酪蛋白-甲醛处理方法对胆碱进行过瘤胃保护。而Bryant 等和Hartwell 等使用的过瘤胃保护胆碱产品是美国采用微胶囊生产技术制造的,可以保护胆碱免受瘤胃微生物降解,而在小肠中释放胆碱,体外试验结果85%的胆碱在瘤胃中稳定。
高产奶牛过瘤胃胆碱营养研究进展
1 奶牛对胆碱的需要
奶牛能够利用蛋氨酸、叶酸、维生素B12等原料在体内生物合成胆碱。但高产奶牛在泌乳初期常表现为能量负平衡,机体需要从脂肪组织中动用大量游离脂肪酸,通过肝脏合成脂蛋白,再转运至乳腺组织供泌乳需要,使奶牛体内肝脏总脂和甘油三酯含量明显增加,若此时奶牛体内脂蛋白含量不足,会使奶牛发生不同程度的肝脂肪浸润,造成奶牛产奶量、乳脂率下降和繁殖性能的降低。胆碱是奶牛体内脂蛋白合成的重要底物之一,泌乳初期奶牛对胆碱有较高的需求,以动员体脂用于乳脂合成。这时仅仅依靠体内合成的胆碱量是不能满足高产奶牛需要的,需要外源添加。Lewis 等给患产后瘫痪或酮血症奶牛口服氯化胆碱,能明显恢复和改善肝脏脂肪代谢机能。田文儒指出,患脂肪肝的荷斯坦奶年产后第一次排卵时间的(19.3±3.4)天比正常牛的(13.3±1.2)d 极显著延长(P
2 奶牛所需胆碱的来源
2.1 饲料中的胆碱
饲料中的胆碱多以结合形式存在,主要形式是卵磷脂,占总胆碱的90%以上,以游离胆碱形式存在的只有10%左右。由于各国试验条件、试验手段以及原料来源不同,因此,所报道的饲料中胆碱含量有所差异,一般为10%左右。胆碱含量:谷实类饲料中胆碱含量为400-1200mg/kg,其中高粱、玉米、荞麦中胆碱含量较低,而小麦、大麦胆碱含量较高;饼粕类饲料中胆碱含量较丰富,一般为1500-6000mg/kg,其中以菜籽饼含量最高,达6000mg/kg以上;动物性饲料胆碱含量极其丰富,其中肝粉含量最高,约11300mg/kg,其次是鱼粉在2000-4000mg/kg之间。据这些数值计算,以玉米-豆粕为主的典型商品日粮含胆碱量在1100-1400mg/kg之间,这个值与NRC 所规定的标准相近。饲料添加剂所用的胆碱形式有氯化胆碱及酒石酸胆碱,前者较为常用。氯化胆碱有70%的氯化胆碱水溶液形式和50%的粉剂形式。虽然饲料胆碱含量比较丰富,但由于瘤胃的降解作用,能到达奶牛后部消化道量很少。
2.2 奶牛体内胆碱的合成
奶牛体内,主要是肝脏能够利用色氨酸(或甘氨酸)、蛋氨酸(叶酸、维生素B12)等原料合成胆碱。另外,胆汁中的胆碱能够通过肝胆循环重新返回肝脏,从而减少动物体对食物来源胆碱的需要量,但此方面在奶牛上作用较小,而对羊起重要的作用。
3 瘤胃微生物对饲料中胆碱影响
3.1 瘤胃细菌对日粮胆碱的作用
反刍动物日粮中的胆碱主要是存在于植物细胞膜中的磷脂酰胆碱,还有一小部分是游离胆碱。在被动物摄入后,磷脂酰胆碱被瘤胃细菌快速降解为游离胆碱和磷酸甘油二酯,游离胆碱迅速被进一步降解,先形成中间产物三甲胺,最终产生甲烷。但三甲胺降解为甲烷的反应易被过量底物饱和,致使三甲胺在瘤胃内蓄积。
3.2 瘤胃原虫对日粮胆碱的作用
在瘤胃内,磷脂酰胆碱被瘤胃细菌降解为游离胆碱和磷酸甘油二酯后,瘤胃原虫能够迅速摄取一部分游离的胆碱,用于本身代谢所需磷脂酰胆碱的合成或贮存起来。然而,原虫进入后部消化道的量很少,大部分在瘤胃中自溶并被消化,这样胆碱又被降解为甲烷。因此原虫对奶牛后部消化道胆碱的量几乎没有影响。
3.3 日粮胆碱的过瘤胃效果
反刍动物饲料中的胆碱能够过瘤胃的很少。由于瘤胃微生物的迅速降解作用,奶牛日粮饲料原料中的胆碱或向日粮中直接添加的氯化胆碱,只有很少量能通过奶牛瘤胃进入后部消化道,对满足奶牛胆碱的需要,几乎没有什么意义。
4 胆碱的过瘤胃方式及过瘤胃胆碱对高产奶牛生产性能的影响
目前国内外的试验研究常用的过瘤胃方法主要有:真胃灌注和包被胆碱(包括不同的包被方法)。
4.1 真胃灌注方式
在初产奶牛产后150天,进行真胃灌注胆碱50g/d,结果其奶产量、标准乳产量(FCM )产量和乳脂率分别比对照组提高了3.2kg/d(增长14.9%)、3.8kg/d(增长22.4%)和0.34个百分点;对产犊80d 经产奶牛,真胃分别灌注胆碱0,30,60,90g/d,结果发现,以20g/d的效果最好,其FCM 产量和乳脂率分别比对照组提高了2.6kg/d(增长11.9%)和0.59个百分点;在上述试验的基础上,又对产后60d 的经产奶牛,真胃灌注胆碱40g/d,其产奶量提高1.0kg/d,对奶成分没有影响。
向泌乳中期的荷斯坦奶牛注入胆碱或蛋氨酸,结果表明。在皱胃注入30g 胆碱与注入45.3g 蛋氨酸(两者按mol/L浓度为等量)相比产奶量相似,但胆碱添加组的乳脂率、乳蛋白率和4%FCM分别比蛋氨酸添加组高0.45%、0.14%和1.2kg/d;试验处理中,一起注入胆碱合成抑制剂(2AMP ,2胺-2甲-1丙脂),在注入2AMP 和胆碱后,胆碱添加组的乳脂率、乳蛋白率、产奶量和4%FCM分别比蛋氨酸添加组高0.44%、0.3%、1.5%和3.2%。这些结果表明,补充蛋氨酸增加日乳产量和乳脂率,可能是蛋氨酸转化为胆碱而发挥的作用。
4.2 包被方式
Kpeszewski等(1991)采用酪蛋白-甲醛处理方法对胆碱进行过瘤胃保护。而Bryant 等和Hartwell 等使用的过瘤胃保护胆碱产品是美国采用微胶囊生产技术制造的,可以保护胆碱免受瘤胃微生物降解,而在小肠中释放胆碱,体外试验结果85%的胆碱在瘤胃中稳定。