膽堿在奶牛生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院 羅佳捷 張 彬

長沙市動(dòng)物防疫監(jiān)督站 王 潔

唐人神集團(tuán)股份有限公司 陳登科

膽堿是動(dòng)物生長發(fā)育過程中所必需的一種水溶性維生素，在動(dòng)物機(jī)體的新陳代謝過程中發(fā)揮著非常重要的作用（董海軍和王康寧，2008）。由于奶牛瘤胃中的微生物能夠合成一定量的膽堿，并且在其體內(nèi)還能夠以蛋氨酸和維生素B12等為原料進(jìn)行生物合成，因此，在奶牛生產(chǎn)中對(duì)膽堿的需要量經(jīng)常被忽視。然而奶牛體內(nèi)合成的膽堿僅能滿足維持低泌乳量的需要，對(duì)于高產(chǎn)奶牛尤其是處于泌乳早期和高峰期的奶牛常表現(xiàn)為能量負(fù)平衡，此時(shí)對(duì)膽堿的需要量很大，若補(bǔ)充量不足將會(huì)對(duì)奶牛產(chǎn)生非常不利的影響（趙學(xué)軍等，2004）。因此，充分了解膽堿的性質(zhì)、作用機(jī)理及其在奶牛生產(chǎn)中的應(yīng)用效果，對(duì)于合理、高效、安全地利用膽堿具有十分重要的意義。

1 膽堿的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及主要來源

膽堿是一種季胺堿，化學(xué)名為氫氧化β-羥乙基三甲胺，其分子式為（CH3）3N+CH2CH2OH，相對(duì)分子質(zhì)量為127.16，分子中甲基團(tuán)所占比例為37.14%。純凈的膽堿為無色、黏滯、魚腥味、吸濕性很強(qiáng)的堿性液體，其無水物為白色易潮解的針狀結(jié)晶。膽堿有極強(qiáng)的親水性，易與疏水離子（六硝基二苯胺）形成離子對(duì)，而含離子對(duì)的復(fù)合物可被有機(jī)溶劑（如二氯甲烷）浸提出來，這一過程經(jīng)常被用于選擇分離生物組織中的微量膽堿 （李慧等，2007）。目前工業(yè)生產(chǎn)的氯化膽堿約90%用于飼料工業(yè)，其形式有70%～90%濃度的氯化膽堿水溶液和50%～60%的固體產(chǎn)品 （徐曉鋒和張力莉，2006）。董海軍和王康寧（2008）研究認(rèn)為，動(dòng)物體中膽堿的來源主要包括體內(nèi)來源、飼料來源和添加劑來源三種：絲氨酸或甘氨酸中的乙醇胺與蛋氨酸等甲基供體提供的甲基結(jié)合能合成膽堿，卵磷脂降解也可產(chǎn)生膽堿；飼料中的膽堿主要以卵磷脂的形式存在，大約為90%，其余為游離膽堿；氯化膽堿常被用作飼料添加劑來為動(dòng)物提供膽堿。

2 膽堿的品質(zhì)與鑒別方法

王海峰（2006）用雷氏鹽重量法對(duì)我國59個(gè)飼用氯化膽堿產(chǎn)品樣品進(jìn)行了測定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，以氯化膽堿含量來判斷有24%的樣品不合格，而85%的樣品中總游離氨（三甲胺）含量超標(biāo)，最高的超標(biāo)32倍。氯化膽堿中常見的摻假物有無機(jī)銨鹽、有機(jī)胺、有機(jī)胺鹽和水溶性氯化物等，而常用的檢測方法有重量法、銀量法、凱氏定氮法、非水滴定法、氨態(tài)氮含量測定法、四苯硼鈉法和雷氏鹽分光光度法等（張恒為和丁海濤，2007；楊莉和閆鵬，2004）。此外，也能通過顏色、吸濕性、手感和流散性等感官性狀來直接進(jìn)行鑒別 （張麗英等，2005）。楊鴻雁（2010）對(duì)銀量法和凱氏定氮法測定氯化膽堿含量的效果進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在未摻假時(shí)，兩種方法均能準(zhǔn)確測定氯化膽堿的含量，銀量法不適合測定摻有水溶性氯化物的樣品，而凱氏定氮法不適合摻有某些含氮化合物的樣品的測定。鑒于市場上氯化膽堿產(chǎn)量不足的情況，李鐵（2008）和邢召良等（2007）針對(duì)規(guī)模化氯化膽堿干燥技術(shù)及裝備開發(fā)中存在的問題，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)模1.5萬t/年含量50%氯化膽堿粉劑制備裝置的工業(yè)應(yīng)用為目標(biāo)，進(jìn)行了系統(tǒng)的技術(shù)研究和裝備開發(fā)，并最終解決了粉劑氯化膽堿在干燥過程中存在的問題，并對(duì)大型氯化膽堿粉劑制備裝備進(jìn)行了運(yùn)用，且取得了預(yù)期的效果。

3 膽堿的過瘤胃保護(hù)技術(shù)

目前，飼用膽堿一般以氯化膽堿的形式添加，但其較強(qiáng)的堿性和吸水性會(huì)對(duì)其他多種維生素造成破壞，此外，飼料中的膽堿和外源添加的膽堿易被瘤胃中的微生物迅速降解，從而使其效價(jià)降低，而其略帶魚腥味和強(qiáng)堿性又注定了其不能大劑量的添加，因此，如何對(duì)膽堿在瘤胃內(nèi)進(jìn)行有效保護(hù)已成為亟待解決的問題。徐國忠（2007）研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)硅載體型膽堿與油脂以高比例混合進(jìn)行一次和二次制粒后，膽堿的保護(hù)率分別達(dá)到最大（83.9%和72.9%）。陳東東等（2008）研究了不同比例壁材對(duì)過瘤胃氯化膽堿產(chǎn)品包被效果的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品的最佳壁材組合從內(nèi)到外依次為5%丙烯酸樹脂Ⅳ、3%殼聚糖和5%乙基纖維素。此外，肖琎等（2010）以氯化膽堿為原料，用不同的壁材進(jìn)行包被后分別用尼龍袋法在瘤胃中培養(yǎng)2～48 h及用體外法在pH 6.6的緩沖液中培養(yǎng)4～48 h，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，以殼聚糖和丙烯酸樹脂Ⅳ號(hào)雙層包衣的效果最好，其在瘤胃中對(duì)氯化膽堿的有效保護(hù)率達(dá)到62.04%。

4 膽堿的生物學(xué)功能

膽堿的生物學(xué)功能主要包括以下幾個(gè)方面：（1）減少動(dòng)物體脂肪沉積，膽堿可通過膽堿氧化途徑來生成甜菜堿，再通過蛋氨酸再甲基化途徑間接參與S-腺苷甲硫氨酸的合成，進(jìn)而通過以S-腺苷甲硫氨酸為活性甲基供體的甲基代謝促進(jìn)肉堿合成，增強(qiáng)組織中脂肪酸的氧化，提高組織對(duì)脂肪酸的降解（謝明等，2005）；（2）構(gòu)成磷脂，膽堿在動(dòng)物體內(nèi)發(fā)揮作用主要是以結(jié)構(gòu)成分，而不是輔酶形式，是參與構(gòu)成卵磷脂和軟骨組織磷脂的重要成分；（3）甲基供體，膽堿分子中所含的活性甲基可轉(zhuǎn)移給高半胱氨酸來合成蛋氨酸；（4）運(yùn)輸和貯藏脂肪，膽堿能以卵磷脂的形式將肝臟中的脂肪運(yùn)輸至脂肪組織，并能提高肝臟對(duì)脂肪酸的利用，以防止脂肪肝的形成；（5）參與神經(jīng)轉(zhuǎn)導(dǎo)，膽堿是構(gòu)成神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿的必備物質(zhì)，對(duì)維持動(dòng)物體正常的神經(jīng)功能具有重要的作用 （董海軍和王康寧，2008）。

5 膽堿在奶牛生產(chǎn)中的應(yīng)用

鄭家三等（2012）研究發(fā)現(xiàn)，在圍產(chǎn)期荷斯坦奶牛日糧中添加過瘤胃膽堿能顯著提高其泌乳量和干物質(zhì)攝入量，并能顯著延緩血漿葡萄糖水平的降低，顯著降低血漿β-羥丁酸、游離脂肪酸和總膽固醇含量，另外，還有提高血漿胰島素含量和降低胰高血糖素含量的趨勢。吳文旋（2012）在泌乳奶牛日糧中每天添加40 g過瘤胃膽堿，結(jié)果顯示，過瘤胃膽堿顯著降低了奶牛血漿尿素氮水平，并顯著增加了血漿總膽固醇水平，但對(duì)血漿肌酐、甘油三酯、丙二醛含量及超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶活性無顯著影響；在泌乳早期奶牛日糧中每天添加60 g過瘤胃膽堿能使乳脂率顯著提高，并能顯著降低血漿非酯化脂肪酸含量，還能在一定程度上提高血漿低密度脂蛋白的含量，但對(duì)血漿中葡萄糖、高密度脂蛋白和膽固醇的含量無顯著影響（丁文靜等，2012）。徐國忠等（2005）研究發(fā)現(xiàn)，在泌乳初期奶牛日糧中每天添加20 g過瘤胃氯化膽堿能有效提高奶牛產(chǎn)奶量，并能極顯著提高血漿葡萄糖含量，還能降低其血漿中游離脂肪酸、甘油三酯和極低密度脂蛋白含量。

吳文旋等（2011）研究發(fā)現(xiàn)，在喀斯特山區(qū)泌乳盛期奶牛日糧中每天添加40 g過瘤胃膽堿能使泌乳量顯著提高，還能在一定程度上增加牛乳中乳脂和固形物的含量，但對(duì)產(chǎn)奶量的提高未表現(xiàn)出延續(xù)效應(yīng)，在生產(chǎn)中需持續(xù)添加；在日糧中每天添加20 g過瘤胃氯化膽堿能顯著提高奶牛在產(chǎn)后開始泌乳第35天時(shí)的產(chǎn)奶量，顯著提高奶牛在產(chǎn)后開始泌乳第25天時(shí)乳蛋白及總?cè)榈鞍椎漠a(chǎn)量，還能顯著降低奶牛產(chǎn)后血漿中D-3-羥丁酸的含量，并能在一定程度上提高奶牛產(chǎn)后血漿中的血糖含量 （張繼慧，2008）。此外，徐曉明等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，在日糧中每天添加20 g過瘤胃氯化膽堿能使奶牛的產(chǎn)奶量顯著提高1.6%，并能使乳脂率提高0.06%，但對(duì)體細(xì)胞數(shù)和乳蛋白含量等指標(biāo)無顯著影響。

6 小結(jié)

盡管奶牛自身能合成一定量的膽堿，但伴隨著營養(yǎng)調(diào)控技術(shù)進(jìn)步所帶來的奶牛泌乳性能的提高，對(duì)奶牛補(bǔ)充膽堿非常必要，這樣有利于更好的發(fā)揮奶牛的高產(chǎn)遺傳性能和保護(hù)奶牛的健康。目前，膽堿的過瘤胃保護(hù)技術(shù)已取得進(jìn)步，但過瘤胃率依然是不盡人意，因此，在包被方式和壁材的選擇上還需深入研究。近年來，膽堿在奶牛生產(chǎn)中的應(yīng)用取得了比較理想的效果，不但能有效提高奶牛的生產(chǎn)性能，還能在一定程度上改善奶牛的血液生化指標(biāo)和身體健康狀況。相信隨著對(duì)膽堿作用機(jī)理研究的不斷深入，以及使用技術(shù)的不斷成熟，膽堿必將在奶牛生產(chǎn)中發(fā)揮更加重要的作用。

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