殼寡糖對泌乳中期奶牛生產性能、免疫及抗氧化功能的影響

何孟蓮，趙滿達，孫得發，楊菊鳳，李秀麗，李朝云，朱 偉

（山東畜牧業獸醫職業學院，山東濰坊 261061）

高產奶牛的免疫功能降低主要是受氧化應激影響，其中奶牛的炎癥和氧化應激損傷導致奶牛對疾病的易感性，進而使泌乳量和牛奶中的有益成分下降（周媛麗等，2016）。氧化應激使奶牛易患乳腺炎和生殖障礙，通過降低牛奶產量直接影響奶牛的生產效率，同時氧化應激會導致奶牛乳蛋白合成和乳蛋白相關基因表達下降（劉兆喜，2013）。在日糧中補充抗氧化劑是改善動物抗氧化狀態的常用方法之一。殼寡糖是來自甲殼類動物幾丁質聚合物的一類物質，其生物活性具體表現為抗菌性能、抗炎、抗氧化和抗腫瘤活性（吳玉瀟等，2015）。Li等（2015）報道了殼寡糖對肉牛的抗氧化狀態和免疫應答有改善作用，但機制尚不清楚。眾所周知，一氧化氮是生物體內一種活躍的自由基，介導了機體的多種生物功能，但機體過多的一氧化氮產生會導致炎癥和免疫紊亂，同時也會使乳腺上皮細胞氧化損傷（翟向和等，2017）。Muanprasat等（2015）報道，殼寡糖可通過熱休克反應抑制核因子-κB（NF-κB）信號通路，從而降低小鼠腸上皮細胞的氧化應激，而低分子硫酸化殼聚糖寡糖可抑制脂多糖刺激的RAW264.7細胞中的炎癥因子，降低NF-κB活化，并抑制脂多糖誘導的一氧化氮增加，而殼寡糖通過抑制NF-κB信號通路，對過量一氧化氮誘導的外周血單個核細胞氧化損傷具有保護作用（Kim等，2014）。為了進一步豐富殼寡糖的抗氧化數據，我們假設其可通過降低體內一氧化氮等自由基代謝產物，緩解抗氧化應激，從而提高奶牛產奶量，因此，本研究探討了泌乳中期奶牛全混合日糧補充殼寡糖對其泌乳性能、血清免疫及抗氧化功能的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗分組與設計試驗將泌乳性能一致的64頭荷斯坦奶牛隨機分為2組，每組32頭，每個重復4頭肉牛。對照組與處理組肉牛在試驗期飼喂基礎日糧+0和200 mg/kg殼寡糖，試驗為期6周。殼寡糖購自山東海龍元生物科技有限公司。

表1 全混合日糧原料組成及營養水平

1.2 數據記錄每天記錄奶牛飼料用量及泌乳量，試驗結束后收集每頭奶牛的乳樣品50 mL，參考張鑫等（2020）的方法測定乳成分。

1.3 樣品采集與分析試驗結束當天早上對奶牛不進行飼喂，每個重復選擇2頭奶牛（每組16頭）進行采血。全血分為2部分，一部分用抗凝管分裝，另一份裝入促凝管用于分離血清。全血中淋巴細胞的組成及含量參考黃新鳳等（2011）的方法測定。血清樣品用試劑盒法測定抗氧化指標及生化指標，測定方法參考試劑盒說明書進行（南京建成生物工程研究所）。

1.4 數據分析試驗數據用SAS軟件進行統計分析，采用的模型為單因素方差分析模型，差異顯著性通過T檢驗進行比較，P＜0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 對泌乳性能的影響由表2可知，日糧添加200 mg/kg殼寡糖對奶牛脂肪較正乳和乳脂肪產量的影響均無顯著差異（P＞0.05）。殼寡糖組奶牛的采食量、泌乳量、能量校正乳、乳蛋白和乳糖含量均顯著高于對照組（P＜0.05），同時日糧添加200 mg/kg殼寡糖可顯著提高乳中尿素含量（P＜0.05）。

表2 日糧添加殼寡糖對泌乳中期奶牛生產性能的影響

2.2 對血清抗氧化及血液免疫指標的影響由表3可知，對照組與殼寡糖組對奶牛血清過氧化氫酶和總抗氧化力活性及血液CD8+淋巴細胞數量、CD4+與CD8+的比值影響均無顯著差異（P＞0.05）。殼寡糖組奶牛血清谷胱甘肽過氧化物酶和超氧化物歧化酶活性顯著高于對照組（P＜0.05），而殼寡糖組丙二醛的含量及活性氧活力顯著低于對照組。此外，與對照組相比，處理組血液CD3+和CD4+淋巴細胞顯著升高（P＜0.05）。

表3 日糧添加殼寡糖對泌乳中期奶牛血清抗氧化及血液免疫指標的影響

2.3 對血清生化指標的影響由表4可知，對照組與殼寡糖組奶牛血清中葡萄糖、膽固醇、甘油三酯、IL-6和IgM濃度的影響無顯著差異（P＞0.05）。殼寡糖組奶牛血清尿素氮、總蛋白、鈣、磷、IgG和IgA濃度均顯著高于對照組（P＜0.05），但血清一氧化氮和IL-1濃度均顯著降低（P＜0.05）。

表4 日糧添加殼寡糖對泌乳中期奶牛血清 生化指標的影響

3 討論

目前關于泌乳中期奶牛飼料中添加殼寡糖對泌乳性能的影響報道的數據有限，在本研究中，殼寡糖顯著提高了產奶量和能量校正乳。Dias等（2017）研究發現，肉牛日糧中添加殼寡糖后，干物質攝入量及粗蛋白和中性洗滌纖維消化率顯著提高，作者推測，殼寡糖可能改善了泌乳中期奶牛營養物質消化和代謝，進而提高了泌乳量及乳蛋白、乳糖產量。此外，由于合成乳所需的高能量和氮含量，日糧中添加殼寡糖可提高瘤胃丙酸含量和粗蛋白質消化率（Goiri等，2010）。綜上所述，作者推測，日糧添加殼寡糖可提高產奶量、乳蛋白產量和尿素氮含量，這可能與采食量的增加有關。

SOD、CAT、GSH-Px等酶活性升高，MDA含量降低提示細胞抗氧化狀態較好。有研究指出，殼寡糖及其衍生物具有清除自由基和改善抗氧化功能的功能（Li等，2015），其報道肉牛日糧中添加殼寡糖可提高SOD活性，降MDA含量，進而改善抗氧化狀態。但關于殼寡糖對奶牛抗氧化功能和炎癥的科研數據有限，在本試驗結果中發現了殼寡糖可改善奶牛抗氧化狀態。

一些細胞因子如IL-1和IL-6是細胞炎癥反應的標志物，細胞因子的增加可激活炎癥過程中一氧化氮的產生，從而調節炎癥反應。一氧化氮主要由iNOS催化產生，是一種結構簡單、分子量小、具有雙向調節功能的活性氮自由基，而炎癥的加重導致血液中一氧化氮的大量增加（Sacco等，2006）。本研究中日糧添加殼寡糖顯著降低了血清一氧化氮和IL-1含量，這與Li等（2015）報道的結果一致。Muanprasat等（2015）報道，殼寡糖可通過熱休克反應抑制核因子-κB（NF-κB）信號通路，從而降低小鼠腸上皮細胞的氧化應激及細胞炎癥反應，這些結果表明，殼寡糖可以通過抑制NF-κB信號通路介導炎癥反應標志物。

4 結論

在泌乳中期奶牛全混合日糧中添加200 mg/kg殼寡糖可提高采食量、泌乳性能及血清抗氧化指標，降低血清一氧化氮濃度，進而抑制炎癥反應。