大蒜油和肉桂酸復合物對奶牛生產性能及營養物質消化的影響

沈陽農業大學畜牧獸醫學院 張 勇 高 原 朱宇旌

遼寧禾豐牧業股份有限公司 邵彩梅

大蒜油和肉桂醛復合物 （garlic oil and cinnamaldehyde，GAR-CIN）是大蒜和肉桂提取物的重要活性物質。大蒜油具有抗菌、抗病毒、提高機體免疫力、助消化作用（程桂林等，2009）；肉桂醛具有調味、殺菌、抗炎、抗氧化等作用（金立志，2010； 陳麗華和姚興東，2009；Subash，2007）。 目前，將其復配添加到動物日糧中的效果和機理鮮見報道，因此本試驗將大蒜油和肉桂醛共同添加到日糧中，旨在研究其對奶牛生產性能及營養物質消化率的影響及作用機理。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 GAR-CIN（沈陽禾豐生物技術有限公司），其中大蒜油和肉桂醛的添加比例為1∶6.1。

1.2 試驗日糧 試驗基礎日糧由玉米秸稈、玉米秸黃貯、啤酒糟、胡蘿卜和精料補充料組成。精料補充料的營養水平見表1。

1.3 試驗動物與試驗設計 選擇泌乳日齡為90～180 d荷斯坦泌乳奶牛50頭，按產奶量、胎次、泌乳日齡相近隨機分為2組，每組25頭，對照組飼喂基礎日糧，試驗組在基礎日糧的基礎上添加30 g/d·頭的 GAR-CIN。 日喂 3 次 （04∶30、10∶30、16∶30），每天早晚各擠奶一次（03∶30 和 15∶30）。試驗預試期為15 d，正式試驗期為60 d。兩組的奶牛分別根據泌乳日齡被分為A、B兩個小組。A組奶牛泌乳日齡為90～120 d，B組奶牛泌乳日齡為150～180 d。

表1 精料補充料營養水平（風干基礎）

1.4 測定項目及方法

1.4.1 健康情況的統計 試驗期間觀察記錄試驗組和對照組奶牛的發病情況。

1.4.2 生產性能指標的測定

1.4.2.1 采食量的測定 奶牛采取固定位置拴系飼養。每頭奶牛每天飼喂粗料（玉米秸稈+玉米秸黃貯）7.5 kg，胡蘿卜5 kg，啤酒糟5.6 kg，粗料供應時間為早上7∶00至下午4∶00。精料補充料采取自由采食，于每日下午4∶30添加。每頭牛的精料補充料的日采食量每隔15 d測定一次。

1.4.2.2 產奶量的測定 產奶量每隔15 d測定一次。

1.4.3 乳品質的測定 在試驗第15天、45天和75天各檢測一次乳中蛋白質、脂肪、體細胞計數和尿素氮。

1.4.4 營養物質消化率的測定

1.4.4.1 兩步法離體消化試驗 在飼喂75 d時，分別收集試驗組和對照組產奶量、泌乳日齡相近且生長性能較好的各7頭奶牛的新鮮糞樣，制備牛糞液。分別用試驗組和對照組的奶牛牛糞液日糧進行兩步法離體消化試驗，測定其對飼料干物質的消化率。被測日糧為奶牛精料，玉米秸稈，玉米秸黃貯，按牛場日糧比例2.4∶1∶1混合，烘干后粉碎過 40目篩（張勇等，2003；劉梅等，2003；吳天星等，1995）。

1.4.4.2 內源指示劑法測定日糧主要營養物質消化率 在飼喂75 d時，連續3 d收集試驗組和對照組產奶量、泌乳日齡相近且生長性能較好的各7頭奶牛的糞樣，同時加10 mL 10%HCl，并采用內源指示劑法測定各營養物質的消化率。

1.4.5 血液生化指標的測定 在飼喂75 d時，分別選擇試驗組和對照組產奶量、泌乳日齡相近且產奶量相同的奶牛各7頭進行頸靜脈采血，制備血清，用試劑盒（購自南京建成生物工程研究所）測定血清中總蛋白、白蛋白、葡萄糖、尿素氮、IgA、IgM、IgG。

1.5 統計分析 奶牛產奶量、乳品質指標的分析用SPSS 16.0中協方差分析方法General Linear Model中的Univariate分析，其他試驗結果用One Way ANOVA分析，多重比較采用LSD法，P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著，結果用平均值±標準差表示。

2 結果

2.1 奶牛健康狀況 臨床性乳房炎的發病情況為：GAR-CIN處理組發病6頭，對照組發病7頭。奶牛淘汰數為：GAR-CIN處理組淘汰1頭，對照組淘汰6頭。

淘汰依據：當奶牛乳房出現腫、熱、痛炎癥表現，乳汁發生變化，擠出紅或黃色絮狀乳等嚴重的臨床性乳房炎癥狀時，將其淘汰。

2.2 對奶牛生產性能的影響

2.2.1 牛平均日采食量 由表2可見，日糧中添加GAR-CIN，奶牛使各階段平均日采食量均有增加趨勢。試驗30 d時，試驗組比對照組提高13.9%，且差異顯著（P<0.05）。

表2 GAR-CIN對奶牛精料補充料平均日采食量的影響kg

2.2.2 產奶量 由表3可見，GAR-CIN對泌乳日齡為90～120 d的奶牛不同時期產奶量的影響存在明顯差異，在試驗15 d時，試驗組奶牛產奶量提高23.7%（P<0.01）；其他時期產奶量與對照組相比均無顯著差異（P>0.05）；但從總體來看，試驗組奶牛的平均產奶量比對照組顯著提高22.4%（P<0.05）。GAR-CIN對泌乳日齡為150～180 d的奶牛的產奶量無顯著影響（P>0.05）。

表3 GAR-CIN對奶牛產奶量的影響

2.3 對奶牛乳品質的影響 由表4可見，添加GAR-CIN能顯著降低乳體細胞數，在試驗第75天時，與對照組相比，試驗組奶牛體細胞數降低11.0%（P<0.05）；而對奶牛的乳蛋白，乳脂肪，乳尿素氮均無顯著影響，但添加GAR-CIN使乳尿素氮有降低趨勢（P>0.05）。

表4 GAR-CIN對奶牛乳品質的影響

2.4 對奶牛營養物質消化率的影響

2.4.1 奶牛干物質體外消化率兩步法離體消化試驗測定 奶牛干物質體外消化率結果見表5。由表5可見，GAR-CIN能顯著提高奶牛干物質體外消化率，與對照組相比，試驗組干物質消化率8.1%提高（P<0.05）。

2.4.2 奶牛主要營養物質消化率內源指示劑法測定 奶牛主要營養物質消化率結果見表6。由表6可見，日糧中添加GAR-CIN能極顯著提高日糧的干物質、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的消化率 （P<0.01），與對照組相比，分別提高30%、36.3%和48.3%。粗蛋白質的消化率有提高趨勢，但差異不顯著（P>0.05）。

表5 GAR-CIN對奶牛干物質體外消化率的影響%

表6 GAR-CIN對奶牛營養物質消化率的影響

2.5 對奶牛血液生化指標的影響 由表7可見。GAR-CIN對奶牛血清中總蛋白，白蛋白含量無顯著影響（P>0.05）。而與對照組相比，奶牛血清尿素氮含量降低 21.9%（P<0.01），血清葡萄糖降低19.8%（P<0.05）。血清中IgA和IgG含量有提高趨勢，但差異不顯著（P>0.05）；血清IgM提高 63.6%（P<0.05）。

表7 GAR-CIN對奶牛血液生化指標的影響

3 討論

3.1 GAR-CIN對奶牛生產性能及乳品質的影響 Yang等（2010a、b）研究表明，肉牛日糧中添加不同水平的肉桂醛可提高干物質采食量達4%（P>0.05），并有減少應激的作用。本試驗中日糧中添加GAR-CIN，采食量有增高趨勢，與對照組相比，試驗組采食量提高4.1%，但差異不顯著（P>0.05），這與 Yang（2010a、b）的結果相符。這是由于大蒜油和肉桂醛能明顯改善飼料的適口性。大蒜油具有香味，能消除飼料中的不良氣味，刺激動物的味覺，使動物產生強烈食欲，從而提高動物的采食量；另外，肉桂醛也具有一定的特殊香氣，將肉桂醛添加到奶牛日糧中，能提高飼料適口性，從而提高奶牛的采食量。

大蒜及其活性成分能直接抑制瘤胃古生菌微生物從而起到抗甲烷菌的作用，這與大蒜中的有機硫化物有關，有機硫化物能明確的抑制含有-SH的酶參與產甲烷的微生物的反應（Busquet等，2006、2005a）。肉桂醛和大蒜油能降低醋酸鹽和支鏈揮發性脂肪酸的比例，提高丙酸鹽和丁酸鹽的比率，從而降低甲烷的生成（Busquet等，2005b）。Cardozo（2004）研究提出，低劑量肉桂油可能會通過抑制肽分解影響瘤胃微生物氮代謝，從而提高氨基酸含量，降低氨的生成，進而降低乳中尿素氮和體細胞數。本試驗結果表明，添加大蒜油和肉桂醛復合物能顯著提高泌乳日齡為90～120 d的奶牛產奶量，顯著降低試驗75 d時乳中體細胞數，此外，乳尿素氮有降低趨勢。原因可能是大蒜油和肉桂醛能降低瘤胃氨氣和甲烷含量，從而提高了奶牛產奶量和乳品質。

3.2 GAR-CIN對奶牛營養物質消化的影響奶牛瘤胃中有大量的微生物，營養物質在瘤胃中可被微生物降解發酵為揮發性脂肪酸、肽類、氨基酸及氨等成分；同時瘤胃微生物可以利用氮源，碳源等發酵產物合成微生物蛋白質、B族維生素和維生素K等營養物質（任慧波等，2006）。反芻動物在瘤胃發酵過程中會產生大量甲烷，有2%～15%的飼料以甲烷的形式損失，抑制瘤胃甲烷的產生對提高飼料能量利用率和降低溫室效應具有雙重意義（陸燕等，2010）。本研究消化試驗結果顯示，GAR-CIN能顯著提高奶牛干物質及中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的消化率，原因可能是GAR-CIN改變了瘤胃微生物區系，降低了瘤胃氨氣和甲烷含量，從而提高了日糧中營養物質的消化率。這與Yang等（2007）的研究結果相一致。兩步法離體消化試驗的結果顯示，GAR-CIN能顯著提高奶牛干物質體外的消化率，可能是由于GAR-CIN改變了奶牛的消化道微生物區系，從而改變了牛糞液中的微生物區系，因而提高了奶牛干物質體外的消化率。Cardozo等（2005）也報道了一定劑量的肉桂醛對瘤胃微生物體外發酵有一定的影響。

3.3 GAR-CIN對奶牛營養物質代謝的影響何嵐和袁強（2008）研究發現，肉桂及肉桂提取物均具有顯著的降血糖作用。Alam等（2003）和Qin等（2003）研究也證明了肉桂具有降低血液葡萄糖的作用。張金枝等（2008）用大蒜和大蒜素飼喂仔豬，結果表明，大蒜和大蒜素能顯著降低血清尿素氮，并且總蛋白和球蛋白較對照組有所提高，這與本試驗的結果相一致。本試驗血清中免疫球蛋白的提高說明了大蒜油和肉桂醛對奶牛機體免疫功能有增強作用。Iciek等（2009）研究也表明，大蒜具有增強免疫、抗細菌、抗真菌、抗病毒等功效。因此大蒜油和肉桂醛共同添加到日糧中對奶牛營養物質代謝有一定的影響作用。

4 結論

4.1 奶牛日糧中添加GAR-CIN可提高泌乳日齡為90～120 d的奶牛產奶量，降低乳中體細胞數。

4.2 奶牛日糧中添加GAR-CIN能提高奶牛采含量。

4.3 奶牛日糧中添加GAR-CIN能降低血清尿素氮、葡萄糖含量，提示GAR-CIN可改善奶牛蛋白質和糖的代謝利用狀況；可顯著提高血清IgM的含量，提示GAR-CIN對奶牛免疫功能的提高有促進作用。

4.4 日糧中添加GAR-CIN能提高奶牛的免疫力，降低淘汰率。

[1]陳麗華，姚興東.肉桂醛分子蒸餾法純化的生產工藝研究[J].廣西民族大學學報，2009，15（4）：103 ～ 105.

[2]程桂林，徐淑芳，劉鳳華，等.大蒜揮發油對豬雞四種常見致病菌的抗菌效果[J].動物營養學報，2009，21（4）：554 ～ 560.

[3]何嵐，袁強.中藥肉桂降血糖、降血脂作用的研究進展[J].中國現代中藥，2008，10（8）：8 ～ 11.

[4]金立志.植物提取物添加劑在動物營養上的應用及其機制的研究進展[J].動物營養學報，2010，22（5）：1154 ～ 1164.

[5]劉梅，張勇，王娜，等.酸性高錳酸鉀溶液處理對秸稈消化率的影響[J].飼料工業，2003，24（5）：18 ～ 19.

[6]陸燕，林波，王恬，等.大蒜油對體外瘤胃發酵、甲烷生成和微生物區系的影響[J].動物營養學報，2010， 22（2）：386 ～ 392.

[7]任慧波，肖兵南，彭小蘭，等.奶牛瘤胃發酵及調控[J].飼料工業，2006，27（5）：42 ～ 44.

[8]吳天星，彭大惠，楊詩興.應用羊糞液取代瘤胃液兩級離體消化試驗的探索[J].動物營養學報，1995，7（4）：33 ～ 37.

[9]張金枝，劉建新，華衛東，等.大蒜和大蒜素對仔豬生產性能和血液生化指標的影響研究[J].家畜生態學報，2008，29（4）：56 ～ 60.

[10]張勇，朱宇旌，李笑丹，等.堿性雙氧水處理對玉米秸稈營養價值的影響[J].中國農學通報，2003，19（6）：7 ～ 9.

[11]Alam K，Mahpara S，Mohammad M A K，et a1.Cinnamon improves glucose and lipids of people with type 2 diabetes[J].Diabetes Care，2003，26：3215～3218.

[12]Busquet M，Calsamiglia S，Ferret A，et a1.Effect of garlic oil and four of its compounds on rumen microbial fermentation[J].Journal of Dairy Science，2005，88：4393 ～ 4404.

[13]Busquet M，Calsamiglia S，Ferret A，et a1.Effects of cinnamaldehyde and garlic oil on rumen microbial fermentation in a dual flow continuous culture[J].Journal of Dairy Science，2005a，88：2508 ～ 2516.

[14]Busquet M，Calsamiglia S，Ferret A，et a1.Plant extracts affect in vitro rumen microbial fermentation[J].Journal of Dairy Science，2006，89（2）：761 ～ 771.

[15]Busquet M，Calsamiglia S，Ferret A，et a1.Screening for the effects of natural plant extracts and secondary plant metabolites on rumen microbial fermentation in continuous culture[J].Animal Feed Science and Technology，2005b，123：597 ～ 613.

[16]Cardozo P W，Calsamiglia S，Ferret A，et a1.Effects of natural plant extracts on protein degradation and fermentation profiles in continuous culture[J].Journal of Animal Science，2004，82：3230 ～ 3236.

[17]Cardozo P W，Calsamiglia S，Ferret A，et a1.Screening for the effects of natural plant extracts at different pH on in vitro rumen microbial fermentation of a high-concentrate diet for beef cattle[J].Journal of Animal Science，2005，83：2572 ～ 2579.

[18]Iciek M，Kwiecien I，Wlodek L.Biological properties of garlic and garlicderived organosulfur compounds [J].Environmental and Molecular Mutagenesis，2009，50（3）：247 ～ 265.

[19]Qin B，Nagasaki M，Ren M，et a1.Cinnamon extract （traditional herb）potentiates in vivo insulin regulated glucose utilization via enhancing insulin signaling in rats[J].Diabetes Research and Clinical Practice，2003，62：139 ～ 148.

[20]Subash Babu P，Prabuseenivasan S，Ignacimuthu S.Cinnamaldehyde-a potential antidiabetic agent[J].Phytomedicine，2007，14（1）：15 ～ 22.

[21]Yang W Z，Ametaj B N，Benchaar C，et a1.Cinnamaldehyde in feedlot cattle diets：Intake，growth performance，carcass characteristics，and blood metabolites[J].Journal of Animal Science，2010b，88：1082 ～ 1092.

[22]Yang W Z，AmetajB N，BenchaarC，eta1.Doseresponseto cinnamaldehyde supplementation in growing beefheifers：Ruminaland intestinal digestion[J].Journal of Animal Science，2010a，88：680 ～ 688.

[23]Yang W Z，Benchaar C，Ametaj B N，et a1.Effects of garlic and juniper berry essential oils on ruminal fermentation and on the site and extent of digestion in lactating cows[J].Journal of Dairy Science，2007，90（12）：5671 ～ 5681.