包被γ-氨基丁酸的穩定性及在夏季奶牛飼養中的應用研究

潘雪梅，沈華榮，沈華偉

（1.江蘇省徐州市張集中等專業學校，江蘇徐州 221114；2.江蘇維維農牧責任有限公司，江蘇徐州 221114；3.福建省畜牧總站，福建福州 350002）

γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）是廣泛存在于動植物及微生物中的一種功能性非蛋白類氨基酸（林謙，2010），作為動物體神經系統內重要的神經遞質，具有鎮靜抗應激、增強免疫力、調節內分泌、保護肝臟、提高食欲及飼料轉化率等生物學功能（楊晶晶等，2014；Miyazawa等，2013）。GABA可以提高斷奶仔豬的日采食量和日增重（劉振軍，2006），提高育肥豬的免疫能力（胡家澄等，2008），改善肥育豬胴體品質（曹德瑞和鄒曉庭，2007），提高蛋雞生產性能（李慧等，2010）、提高肉種雞熱應激下產蛋和繁殖性能（夏磊和占秀安，2012），提高蛋鴿免疫能力（黃輝龍等，2011），提高夏季綿羊抗應激能力（張善芝和徐相亭，2015）等。對于目前研究而言，由于反芻動物瘤胃微生物豐富，可以將食入的GABA迅速降解，所以GABA在單胃動物上的研究應用比較成熟，在反芻動物研究應用上較少。夏季熱應激改變了奶牛血液相關激素含量及活性，從而降低奶牛采食量、產乳量及乳品質，本文通過在奶牛日糧中添加不同量的包被GABA，研究GABA對奶牛產奶量、乳品質、免疫指標、抗應激能力及抗氧化能力的影響。

1 試驗材料及試驗設計

1.1 試驗材料 包被GABA：使用棕櫚酸包被，GABA含量為 25%、尼龍袋（孔徑 40 μm，3 cm×8 cm）、島津UV-2450紫外可見分光光度計、SOD試劑盒、GSH-Px試劑盒，MDA試劑盒，采購于南京建成、羅氏全自動生化分析儀等。

1.2 試驗設計 奶牛飼養：奶牛日糧為常規日糧，每天飼喂兩次，分別是6：00和17：00，自由飲水。

GABA瘤胃降解率試驗：挑選3頭安裝瘤胃瘺管的荷斯坦奶牛，分別稱取5g未做處理的GABA（對照組）和包被的GABA（試驗組），放入在瘤胃中平衡72 h后的尼龍袋中，然后稱重記錄。將裝有未包被GABA和包被GABA的尼龍袋用繩子綁定并編號投入瘤胃中，每頭奶牛瘤胃中投入 12 個尼龍袋，分別在 1、3、6、9、12、24 h 時從每頭奶牛瘤胃中剪下尼龍袋，用清水沖洗致水不在渾濁，放入烘箱中65℃烘至恒重，計算未包被GABA和包被GABA在瘤胃中的降解率。

包被GABA對夏季奶牛血液指標影響試驗：隨機挑選20頭體重、胎次等相近的荷斯坦奶牛，將其隨機分為4組，每組5頭，分別設為對照組（Ⅰ組）、試驗組（Ⅱ組、Ⅲ組、Ⅳ組），在4組日糧中分別添加 0、10、20、30 g/d的包被 GABA。試驗周期為7月5日～8月12日，其中預飼期7 d，其余為試驗期。

1.3 檢測項目及方法

1.3.1 γ-氨基丁酸在奶牛瘤胃中的降解率

利用貝特洛法測定尼龍袋中殘留的GABA。設A=GABA在瘤胃中的降解率、B=尼龍袋中GABA始重、C=各個時間點尼龍袋中剩余GABA的質量A=B-C/B

1.3.2 血液相關指標的測定 試驗剛開始和試驗結束時對奶牛進行尾靜脈采血，于4℃離心，將血清于-20℃下保存用于血液指標的測定。

免疫球蛋白A（lgA）、免疫球蛋白G（lgG）、免疫球蛋白M（lgM）的檢測利用免疫比濁法、白細胞介素-2（IL-2）采用放射免疫法；皮質醇（COR）、促腎上腺皮質激素（ACTH）的檢測利用化學發光法；超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）的活性，丙二醛（MDA）濃度的檢測利用試劑盒比色法。

2 數據處理

使用WPS對檢測數據進行初步整理，然后運用SPSS 17.0進行統計分析（方差分析和多重比較），用“平均數±標準差”表示結果。

3 結果與分析

3.1 γ-氨基丁酸在奶牛瘤胃中的降解率 由圖1可知，在瘤胃中未包被GABA和包被GABA均隨時間延長而降解，但未包被的GABA降解率在3 h時已達到85.43%，到6 h時基本已完全降解，而包被GABA相對于未包被GABA降解率大大降低，在24 h時降解率達21.87%，說明包被GABA可以保護GABA過瘤胃，顯著降低GABA在瘤胃中的降解率。

圖1 γ-氨基丁酸在奶牛瘤胃中的降解率比較

3.2 包被GABA對奶牛抗應激指標的影響 由圖2-3可知，在試驗開始時，各組Cor和ACTH含量差異不顯著（P＞0.05）；試驗結束時，隨GABA添加量增加，Cor和ACTH含量均呈降低趨勢，其中Ⅱ組、Ⅲ組、Ⅳ組Cor含量均顯著小于Ⅰ組（P＜0.05），Ⅱ組、Ⅲ組、Ⅳ組間差異不顯著（P＞0.05）；Ⅱ組、Ⅲ組、Ⅳ組ACTH含量均小于Ⅰ組，Ⅲ組和Ⅳ組與Ⅰ組相比差異顯著（P＜0.05），Ⅱ組與Ⅰ組相比差異不顯著（P＞0.05）。

圖2 包被GABA對奶牛血清Cor濃度的抗影響

圖3 包被GABA對奶牛血清ACTH濃度的抗影響

3.3 包被GABA對奶牛抗氧化指標的影響由圖4-6可知，在試驗開始時，各組MDA濃度、SOD和GSH-Px活性差異不顯著（P＞0.05）；在試驗結束時，隨著GABA添加量的增加，MDA濃度呈降低趨勢，SOD和GSH-Px活性呈升高趨勢，其中SOD活性各組之間差異不顯著（P＞0.05）；MDA濃度，Ⅲ組和Ⅳ組小于Ⅰ組，差異顯著（P＜0.05），Ⅱ組小于Ⅰ組，差異不顯著（P＞0.05），Ⅱ組、Ⅲ組和Ⅳ組之間差異不顯著（P＞0.05）；GSH-Px活性，Ⅲ組大于Ⅰ組，差異顯著（P＜0.05），Ⅱ組和Ⅳ組大于Ⅰ組，差異不顯著（P＞0.05），Ⅱ組、Ⅲ組和Ⅳ組之間，差異不顯著（P＞0.05）。

圖4 包被GABA對奶牛MDA含量的影響

圖5 包被GABA對奶牛SOD活性的影響

圖6 包被GABA對奶牛GSH-Px活性的影響

3.4 包被GABA對奶牛免疫指標的影響 由圖7-10可知，在試驗開始時，各組lgG、lgA、lgM活性和IL-2含量差異不顯著（P＞0.05）；在試驗結束時，隨著GABA添加量的增加，lgG、lgA、lgM活性和IL-2含量均有上升趨勢，其中lgA和lgM含量Ⅱ組、Ⅲ組、Ⅳ組與Ⅰ組相比差異不顯著（P＞0.05）；Ⅲ組lgG含量顯著大于其他各組（P＜0.05），Ⅱ組和Ⅳ組lgG含量顯著大于Ⅰ組（P＜0.05），Ⅱ組和Ⅳ組相比差異不顯著（P＞0.05）；，Ⅲ組和Ⅳ組IL-2含量顯著大于Ⅰ組，（P＜ 0.05）。

圖7 包被GABA對奶牛血清lgG含量的影響

圖8 包被GABA對奶牛血清lgA含量的影響

圖9 包被GABA對奶牛血清lgM含量的影響

圖10 包被GABA對奶牛血清IL-2含量的影響

4 討論

4.1 γ-氨基丁酸在奶牛瘤胃中的降解率 使用棕櫚酸對GABA進行包被，由于棕櫚酸在瘤胃中不易被分解，進而保護GABA在瘤胃中不被微生物接觸，而當棕櫚酸包被GABA達到真胃和小腸時，棕櫚酸被分解而釋放GABA。韓占強等（2008）將蛋氨酸用不同比例的棕櫚油脂粉進行包被發現，當棕櫚油脂粉含量分別為30%、40%、50%和60%時，其24 h在瘤胃中降解率分別為39.18%、34.88%、26.04%、23.63%。王迪銘（2013）研究固體棕櫚油脂對GABA的包被效果發現，24 h時此包被GABA在瘤胃中降解率為18.2%。

4.2 GABA對夏季奶牛血液相關指標的影響研究表明，Cor和ACTH分泌適量增多會增強機體受到外界環境刺激時的適應能力，但如果Cor分泌過多，不僅會導致奶牛生產性能降低，還會使腎上腺軸反應性降低，對應激的自我調節能力會減弱。當泌乳期奶牛處于熱應激時，不僅采食量降低，還會引起甲狀腺功能減弱、生長激素分泌減少、體內毒素含量升高一系列問題（Cronje，2005）。GABA作為腦組織中重要的神經抑制性遞質，反饋性的抑制促腎上腺皮質激素釋放激素（CRH）和ACTH的神經元，使其合成減少，進而使熱應激下奶牛Cor的分泌減少（徐同锏等，2014）。李錦春等（2016）研究發現，GABA可以緩解奶牛熱應激，降低熱應激狀態下奶牛血清Cor含量，與本試驗研究結果一致。

MDA含量多少與細胞脂質過氧化程度成正相關（李繼紅和朱國標，2003）；SOD和GSH-Px是具有清除自由基功能的抗氧化酶，其活性越高機體清除自由基能力越強。當機體處于熱應激時，自由基增多，SOD和GSH-Px活性減弱，MDA濃度升高，進而導致機體受到損傷和抵御疾病的能力減弱（Sherki等，2001）。王迪銘（2013）研究發現，GABA可以降低奶牛血清中MDA濃度，提高血清中SOD活性。本試驗中GABA可以減少MAD濃度，提高SOD和GSH-Px的活性。這可能是由于GABA通過GABAA受體抑制了熱應激過量自由基的形成，從而緩解機體的氧化應激（Kumar和 Goyal，2014）。

研究表明，熱應激下的奶牛細胞免疫和體液免疫能力均會下降（Yoon和 Lee，2014），這直接表明熱應激下奶牛血液中免疫球蛋白含量減少。GABA可以對奶牛免疫機能產生積極影響，一方面是由于GABA可以使胃酸和消化酶分泌增多，使膽囊收縮素（CCK）分泌減少，同時，抑制胃膨脹和飽和中樞，提高采食量，使動物更多的消化吸收營養物質，進而提升動物免疫機能（Tajalli等，2006；Kato等，2001）；另一方面，腎上腺皮質激素和腎上腺素分泌增加會抑制機體免疫機能，而GABA具有減弱下丘腦－腺垂體－腎上腺皮質軸機能的作用，進而提高免疫機能；再者，血清IL-2的含量與生長激素有關，GABA可以促進生長激素的分泌，從而促進抗體合成，提高血清IL-2含量（Tajalli等，2006）。在本試驗中，包被GABA可以提高奶牛血清中免疫球蛋白lgG、lgA、lgM的活性及IL-2的含量。

5 結論

棕櫚酸包被GABA可以有效保護GABA過瘤胃，并且在奶牛基礎日糧中添加包被GABA，可以提高奶牛抗應激能力，增強奶牛免疫力和機體抗氧化能力，本試驗結果顯示，以20 g/d效果最優。