張成喜，滕樂幫，劉 曉，孫國強*

（1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，山東青島 266109；2.平度市畜牧獸醫(yī)局，山東平度 266700；3.山東省農(nóng)業(yè)廣播電視學(xué)校蓬萊市分校，山東蓬萊 265600）

過瘤胃蛋氨酸和肉桂醛對奶牛瘤胃微生物蛋白產(chǎn)量和養(yǎng)分消化率的影響

張成喜1，滕樂幫2，劉 曉3，孫國強1*

（1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，山東青島 266109；2.平度市畜牧獸醫(yī)局，山東平度 266700；3.山東省農(nóng)業(yè)廣播電視學(xué)校蓬萊市分校，山東蓬萊 265600）

本試驗旨在研究過瘤胃蛋氨酸（RPMet）和肉桂醛（CA）不同添加量組合對奶牛瘤胃微生物蛋白（MCP）產(chǎn)量和養(yǎng)分表觀消化率的影響。選取年齡、體重、胎次、產(chǎn)奶量、乳成分相近及泌乳期為（90±15）d的荷斯坦奶牛40頭，隨機分為10組，每組4頭。對照組（C）飼喂基礎(chǔ)日糧，試驗組補飼不同水平組合的RPMet和CA，其中RPMet添加量分別為20（L）、25（M）、30（H） g/d；CA添加量分別為15（L）、18（M）、21（H） g/d，共分為LL、ML、HL、LM、MM、HM、LH、MH、HH 9個不同水平的添加量組合。結(jié)果表明：試驗組奶牛的瘤胃MCP產(chǎn)量明顯提高，其中以HL組效果最好，瘤胃MCP產(chǎn)量比對照組極顯著提高了29.31%（P＜0.01）；試驗組飼糧干物質(zhì)、粗蛋白、中性洗滌纖維和酸性滌纖維的表觀消化率均明顯高于對照組，均以HL組效果最好（P＜0.01）。在本試驗條件下，綜合考慮奶牛瘤胃MCP產(chǎn)量和養(yǎng)分表觀消化率，RPMet和CA的最適添加量組合為RPMet 30 g/d、CA 15 g/d。

過瘤胃蛋氨酸；肉桂醛；瘤胃微生物蛋白；消化率

過瘤胃蛋氨酸（Rumen-protected Methionine，RPMet）又被稱為瘤胃保護性蛋氨酸，就是將蛋氨酸經(jīng)過物理或化學(xué)方法修飾處理保護起來，盡可能減少蛋氨酸在瘤胃中的降解，保證其在瘤胃后消化道中有效釋放被機體所利用[1]。飼喂細毛羯羊RPMet后能夠明顯改善瘤胃微生物的營養(yǎng)環(huán)境，促進瘤胃微生物的生長繁殖及對氨態(tài)氮（NH3-N）的利用，顯著提高飼糧養(yǎng)分消化率[2]。肉桂醛（Cinnamic Aldehyde，CA）又稱桂醛、桂皮醛、3-苯基-2-丙烯醛等，可以從肉桂等植物中提取也可以通過人工合成來獲得[3]。CA不僅可以抑制黃曲霉等微生物防止飼糧發(fā)霉變質(zhì)，還能保護飼糧營養(yǎng)成分不被破壞，明顯改善機體對飼糧營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收[4]。本課題組前期分別研究了RPMet對奶牛瘤胃微生物蛋白（MCP）產(chǎn)量和表觀消化率的影響、CA對奶牛瘤胃MCP產(chǎn)量和表觀消化率的影響，并確定了RPMet和CA的最適添加量[5-6]。目前，RPMet和CA聯(lián)合使用對奶牛瘤胃MCP產(chǎn)量和表觀消化率影響的研究鮮有報道，最適添加量組合也尚不清楚。本試驗擬在前期試驗的基礎(chǔ)上，探究RPMet和CA的最適添加量組合，以期提高奶牛瘤胃MCP產(chǎn)量和養(yǎng)分表觀消化率，同時也為RPMet和CA在奶牛生產(chǎn)上的聯(lián)合使用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計 本試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，選用青島奧特奶牛良種場年齡、體重、胎次、產(chǎn)奶量、乳成分相近及泌乳期為（90±15）d的荷斯坦奶牛40頭，隨機分為10組，每組4頭。對照組和試驗組飼糧中RPMet和CA的添加量見表1。每頭試驗牛每天預(yù)留0.5 kg精料，將其作為載體與RPMet和CA混勻，剩余精料與粗飼料混勻后制成全混合日糧（TMR）。RPMet和CA與精料混勻后隨TMR一起飼喂試驗牛，整個試驗期為75 d，其中預(yù)試期15 d，正試期60 d。

試驗所用的RPMet和CA均購自青島潤博特生物科技有限公司，其中RPMet為白色顆粒狀物質(zhì)，組成為DL-蛋氨酸、二氧化硅等，DL-蛋氨酸含量≥60%，水分含量≤12%；CA為白色粉末狀物質(zhì)，其組成為肉桂醛、二氧化硅和淀粉等，肉桂醛的含量≥5%，水分含量≤12%。

表1 各試驗處理飼糧RPMet和CA添加量 g/d

1.2 飼養(yǎng)管理 試驗牛采用舍飼，每日采用利拉伐擠奶機擠奶2次（04:00、16:00），每日飼喂TMR料2次（04:30、16:30），并且保證試驗牛每日有20 h以上的時間可以接觸到TMR料。試驗牛采食后可以自由飲水和運動。TMR的組成及營養(yǎng)成分見表2。

1.3 試樣采集及處理

1.3.1 飼料樣和糞樣 按四分法收集TMR料樣，并在烘箱中65℃烘干制成風(fēng)干樣，粉碎后備用[9]。分別在預(yù)試期1～3 d、正試期28～30 d、正試期58～60 d采用全收糞法采集3次糞樣，每次連續(xù)3 d進行24 h全收糞。將每天收集的全部糞樣混勻后稱重，按四分法收集當天的糞樣，并按每100 g糞樣添加25 mL 10%的硫酸固氮處理后放入冰箱-20℃冷凍保存，采樣結(jié)束后將3 d內(nèi)所留的糞樣按樣重比例均勻混合，放入烘箱中65℃烘至恒重后保存，用于測定養(yǎng)分的表觀消化率。

1.3.2 尿樣 預(yù)試期1～3 d、正試期28～30 d、正試期58～60 d采集3次尿樣，參考朱雯[10]點收尿法采樣，每次采用人工接尿結(jié)合膀胱取尿的方式進行采樣，即先使用頸夾將試驗牛固定，再把導(dǎo)尿管插到膀胱中依次采集試驗牛的尿樣，如果采集過程中試驗牛出現(xiàn)自主排尿的姿勢，則由專人負責(zé)接尿[9]，每天收集2次尿樣，每隔12 h收集1次，連續(xù)收集3 d，每天采樣時間在前一天的基礎(chǔ)上延后4 h，收集的尿液按一定比例添加98%的濃硫酸，調(diào)整pH（pH＜3），-20℃保存，用于測定尿酸和尿囊素。1.4 測定指標與方法

表2 TMR組成和營養(yǎng)成分（干物質(zhì)基礎(chǔ)）

1.4.1 瘤胃MCP產(chǎn)量 尿中含有的嘌呤衍生物（PD）主要來自瘤胃微生物嘌呤，瘤胃MCP產(chǎn)量可以通過PD進行估測。分別采用尿酸測定試劑盒和ELISA試劑盒測定尿中尿酸和尿囊素的含量[11]。尿中PD的含量即為尿酸和尿囊素的含量之和[12]。其計算公式如下[13]：

小腸吸收外源性嘌呤數(shù)量（X）的計算公式：

Y=0.85X+0.385BW0.75

式中，Y為尿中嘌呤衍生物的排出量（mmol/d）；0.85為牛腸道吸收的嘌呤轉(zhuǎn)化為尿中PD的回收率；0.385為當牛腸道吸收嘌呤的數(shù)量為0時，尿中排出內(nèi)源嘌呤衍生物的數(shù)量；BW0.75為動物的代謝體重。

Y=6.25×（70 X）/（0.83×0.116×1000）=6.25×0.727 X

式中，Y為瘤胃MCP產(chǎn)量（g/d），X為小腸吸收外源性嘌呤的數(shù)量（mmol/d）；70為每mmol嘌呤的含氮量（mg/mol）；0.83為微生物核酸嘌呤的消化率；0.116為瘤胃微生物總氮中嘌呤氮的比例；6.25為氮換算為蛋白質(zhì)的平均系數(shù)。

正試期MCP產(chǎn)量為正試期第30天和正試期第60天MCP產(chǎn)量的平均值。

1.4.2 飼料樣和糞樣 參照張麗英[8]主編的《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)》中的檢測方法，測定TMR及糞中干物質(zhì)（DM）、粗蛋白（CP）、中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）、鈣（Ca）、磷（P）的含量。其中，采用凱氏定氮法測定CP的含量，用Van Soest洗滌纖維法測定NDF和ADF的含量，用高錳酸鉀滴定法測定Ca含量，用釩鉬酸銨比色法測定P的含量，采用4N鹽酸酸不溶灰分（AIA）法測定飼糧中各養(yǎng)分的表觀消化率。采用AIA作為內(nèi)源指示劑，參考Vankeulen等[14]和Lee等[15]的方法，測定飼料樣及糞樣中的酸不溶灰分。

1.5 統(tǒng)計分析 使用Excel 2016軟件對試驗數(shù)據(jù)進行初步處理。使用SPSS 20.0軟件進行單因素方差分析，Duncan's多重比較檢驗組間差異顯著性，以P＜0.05和P＜0.01分別表示差異顯著和極顯著，結(jié)果以平均值±標準誤表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 RPMet和CA不同添加量組合對奶牛瘤胃MCP產(chǎn)量的影響 由表3可知，在奶牛飼糧中添加不同水平的RPMet和CA組合，可以明顯提高奶牛尿中尿酸、尿囊素和PD的排出量；LL、ML、HL、LM、MM、HM、LH、MH、HH試驗組瘤胃MCP產(chǎn)量分別比對照組提高了21.02%（P＜0.01）、23.53%（P＜0.01）、29.31%（P＜0.01）、13.44%（P＜0.05）、16.32%（P＜0.05）、18.96%（P＜0.01）、6.30%（P＞0.05）、9.92%（P＞0.05）、10.01%（P＞0.05）。

2.2 RPMet和CA不同添加量組合對奶牛飼糧主要養(yǎng)分表觀消化率的影響 由表4可知，在飼糧中添加不同水平的RPMet和CA組合可以明顯提高DM、CP、NDF和ADF的表觀消化率，其中LL、ML、HL、HM組DM和CP的表觀消化率均極顯著高于對照組（P＜0.01），且均以HL組最高；LL、ML、HL、MM、HM組NDF和ADF的表觀消化率均極顯著高于對照組（P＜0.01），且均以HL組最高；Ca、P的表觀消化率與對照組相比均有提高的趨勢（P＞0.05）。

3 討 論

3.1 RPMet和CA不同添加量組合對奶牛瘤胃MCP產(chǎn)量的影響 尿中含有的PD數(shù)量與血液PD數(shù)量、瘤胃微生物核酸數(shù)量以及小腸微生物核酸數(shù)量均呈高度相關(guān)性，通過PD對瘤胃MCP產(chǎn)量進行估測，可以避免因外科手術(shù)對動物造成的傷害，間接測定瘤胃MCP的產(chǎn)量[13]。在本試驗中，試驗組尿中尿酸含量、尿囊素含量和PD排出量均得到明顯提高，以HL組的PD排出量最高，因此，經(jīng)過換算后以HL組的瘤胃MCP產(chǎn)量最高，這說明在奶牛飼糧中添加一定的RPMet和CA可以明顯提高瘤胃MCP的產(chǎn)量。Berthiaume等[16]飼喂非泌乳荷斯坦奶牛RPMet后，試驗組十二指腸NH3-N與對照組相比降低了6%，MCP的產(chǎn)量增加了38%，十二指腸食糜中蛋氨酸含量增加了50%。Fraser等[17]在體外發(fā)酵試驗中指出，在瘤胃液中添加500 mg/L的CA能夠顯著降低NH3-N的濃度。RPMet在瘤胃中游離出來的少量蛋氨酸可以用于改善瘤胃內(nèi)的營養(yǎng)環(huán)境，促進瘤胃微生物的生長與繁殖[2]，提高瘤胃MCP產(chǎn)量。同時，飼糧中添加RPMet和CA均能降低瘤胃液中NH3-N的濃度。NH3-N濃度作為衡量瘤胃氮代謝的重要指標，其間接反映了瘤胃微生物利用NH3-N合成MCP和瘤胃微生物分解飼糧蛋白質(zhì)生成NH3-N的平衡狀況[18]，NH3-N濃度降低表明瘤胃微生物利用NH3-N合成MCP的速度大于分解飼糧蛋白質(zhì)生成NH3-N的速度，促進了瘤胃MCP的合成。因此，奶牛飼糧中同時添加RPMet和CA有助于提高瘤胃MCP的產(chǎn)量。

表3 RPMet和CA不同添加量組合對奶牛瘤胃MCP產(chǎn)量的影響

表4 RPMet和CA不同添加量組合對奶牛飼糧主要養(yǎng)分表觀消化率的影響 kg/d

3.2 RPMet和CA不同添加量組合對奶牛飼糧主要養(yǎng)分表觀消化率的影響 熊春梅[1]給荷斯坦奶牛飼喂氮-羥甲基蛋氨酸鈣（N-HMM-Ca）后，DM、CP和ADF的消化率均得到顯著提高。張勇等[19]用大蒜油和CA的復(fù)合物飼喂荷斯坦奶牛發(fā)現(xiàn)，試驗組DM、NDF和ADF均得到顯著提高。本試驗中，飼喂RPMet和CA后，試驗組DM、CP、NDF和ADF均得到明顯提高，對Ca、P的表觀消化率影響較小。RPMet和CA都具有改善瘤胃內(nèi)環(huán)境、提高微生物活性的作用，微生物活力的增強也有利于提高飼糧養(yǎng)分的表觀消化率；蛋氨酸等含硫氨基酸為纖維分解菌和細菌蛋白合成所必需的，RPMet在瘤胃中游離出來的少量蛋氨酸可以刺激纖維分解菌的生長，促進瘤胃的發(fā)酵性能；大部分RPMet能夠安全通過瘤胃，在瘤胃后消化道中有效釋放，增加瘤胃后消化道中蛋氨酸的數(shù)量，促進了小腸的消化吸收功能[20]。RPMet和CA通過調(diào)節(jié)瘤胃內(nèi)的營養(yǎng)環(huán)境，促進了瘤胃微生物的生長與繁殖，將低品質(zhì)的氮源轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)的瘤胃MCP，瘤胃MCP的消化率高達80%[21]，進而提高了CP的表觀消化率。另外，CA可以促進消化液的分泌，增強消化功能，解除胃、腸平滑肌痙攣以及痙攣性疼痛，有助于改善機體對養(yǎng)分的消化吸收[22]。CA還能促進腸道丁酸的分泌，而丁酸不僅能刺激消化道細胞的增殖分裂，還能刺激胰臟的腺體分泌大量的消化酶，也有利于提高消化道對養(yǎng)分的吸收能力[23-24]。

4 結(jié) 論

奶牛飼糧中添加不同添加量組合的RPMet和CA能提高瘤胃MCP產(chǎn)量和飼糧的養(yǎng)分表觀消化率。本試驗條件下的最佳添加量組合為過PRMet 30 g/d、CA 15 g/d。

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Ef f ects of Rumen-Protected Methionine and Cinnamic Aldehyde on Ruminal Microbial Protein Production and Nutrient Digestibility of Dairy Cows

ZHANG Cheng‐xi1, TENG Le‐bang2, LIU Xiao3, SUN Guo‐qiang1*

(1. College of Animal Science and Technology, Qingdao Agricultural University, Shangdong Qingdao 266109, China; 2. Bureau of Animal Husbandry and Veterinary Medicine of Pingdu, Shangdong Qingdao 266700, China; 3. Agricultural Broadcasting School in Shandong Province, Penglai Campus, Shangdong Penglai, 265600, China)

This experiment was conducted to determine the ef f ects of supplemental levels of rumen‐protected methionine (RPMet) and cinnamic aldehyde (CA) on ruminal microbial protein production and nutrient digestibility of dairy cows. Forty Holstein lactating cows with similar age, body weight, parity, milk yield, milk composition and lactation period (90±15 days post‐calving) were randomly divided into 10 groups with 4 cows per group. The control group (C) was fed a basal diet, experimental groups were jointly supplemented with RPMet and CA at dif f erent levels. The supplemental level of RPMet was designed as 20(L), 25(M), 30(H) g/d. The supplemental level of CA was designed as 15(L), 18(M), 21(H) g/d. The experimental groups were LL, ML, HL, LM, MM, HM, LH, MH and HH, 9 different supplemental levels. The results showed that the experimental groups could improve ruminal microbial protein production, especially the HL, which was signif i cantly increased by 29.31% compared with the control group(P＜0.01). The apparent digestibility of DM, CP, NDF and ADF in the experimental groups were higher than those in control group, and HL group was the highest(P＜0.01). Based on the data of ruminal microbial protein production and nutrient apparent digestibility, it could be concluded that the supplementation with 30 g RPMet and 15 g CA in diet per day for per cow was reasonable under the condition of the present study.

Rumen‐protected methionine; Cinnamic aldehyde; Ruminal microbial protein; Digestibility

S823.5

A

10.19556/j.0258-7033.2017-09-092

2017-03-15；

2017-03-31

山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系牛產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團隊（SD AIT-09-08）

張成喜（1988-），男，山東臨沂人，碩士研究生，主要從事反芻動物營養(yǎng)研究，E-mail: zcares@126.com

* 通訊作者：孫國強，教授，碩士生導(dǎo)師，E-mail: qdnydxsgq@ 126.com