胆碱在奶牛生产中的应用研究进展

湖南农业大学动物科学技术学院 罗佳捷 张 彬

长沙市动物防疫监督站 王 洁

唐人神集团股份有限公司 陈登科

胆碱是动物生长发育过程中所必需的一种水溶性维生素，在动物机体的新陈代谢过程中发挥着非常重要的作用（董海军和王康宁，2008）。由于奶牛瘤胃中的微生物能够合成一定量的胆碱，并且在其体内还能够以蛋氨酸和维生素B12等为原料进行生物合成，因此，在奶牛生产中对胆碱的需要量经常被忽视。然而奶牛体内合成的胆碱仅能满足维持低泌乳量的需要，对于高产奶牛尤其是处于泌乳早期和高峰期的奶牛常表现为能量负平衡，此时对胆碱的需要量很大，若补充量不足将会对奶牛产生非常不利的影响（赵学军等，2004）。因此，充分了解胆碱的性质、作用机理及其在奶牛生产中的应用效果，对于合理、高效、安全地利用胆碱具有十分重要的意义。

1 胆碱的结构、性质及主要来源

胆碱是一种季胺碱，化学名为氢氧化β-羟乙基三甲胺，其分子式为（CH3）3N+CH2CH2OH，相对分子质量为127.16，分子中甲基团所占比例为37.14%。纯净的胆碱为无色、黏滞、鱼腥味、吸湿性很强的碱性液体，其无水物为白色易潮解的针状结晶。胆碱有极强的亲水性，易与疏水离子（六硝基二苯胺）形成离子对，而含离子对的复合物可被有机溶剂（如二氯甲烷）浸提出来，这一过程经常被用于选择分离生物组织中的微量胆碱 （李慧等，2007）。目前工业生产的氯化胆碱约90%用于饲料工业，其形式有70%～90%浓度的氯化胆碱水溶液和50%～60%的固体产品 （徐晓锋和张力莉，2006）。董海军和王康宁（2008）研究认为，动物体中胆碱的来源主要包括体内来源、饲料来源和添加剂来源三种：丝氨酸或甘氨酸中的乙醇胺与蛋氨酸等甲基供体提供的甲基结合能合成胆碱，卵磷脂降解也可产生胆碱；饲料中的胆碱主要以卵磷脂的形式存在，大约为90%，其余为游离胆碱；氯化胆碱常被用作饲料添加剂来为动物提供胆碱。

2 胆碱的品质与鉴别方法

王海峰（2006）用雷氏盐重量法对我国59个饲用氯化胆碱产品样品进行了测定，结果发现，以氯化胆碱含量来判断有24%的样品不合格，而85%的样品中总游离氨（三甲胺）含量超标，最高的超标32倍。氯化胆碱中常见的掺假物有无机铵盐、有机胺、有机胺盐和水溶性氯化物等，而常用的检测方法有重量法、银量法、凯氏定氮法、非水滴定法、氨态氮含量测定法、四苯硼钠法和雷氏盐分光光度法等（张恒为和丁海涛，2007；杨莉和闫鹏，2004）。此外，也能通过颜色、吸湿性、手感和流散性等感官性状来直接进行鉴别 （张丽英等，2005）。杨鸿雁（2010）对银量法和凯氏定氮法测定氯化胆碱含量的效果进行了研究，发现在未掺假时，两种方法均能准确测定氯化胆碱的含量，银量法不适合测定掺有水溶性氯化物的样品，而凯氏定氮法不适合掺有某些含氮化合物的样品的测定。鉴于市场上氯化胆碱产量不足的情况，李铁（2008）和邢召良等（2007）针对规模化氯化胆碱干燥技术及装备开发中存在的问题，以实现生产规模1.5万t/年含量50%氯化胆碱粉剂制备装置的工业应用为目标，进行了系统的技术研究和装备开发，并最终解决了粉剂氯化胆碱在干燥过程中存在的问题，并对大型氯化胆碱粉剂制备装备进行了运用，且取得了预期的效果。

3 胆碱的过瘤胃保护技术

目前，饲用胆碱一般以氯化胆碱的形式添加，但其较强的碱性和吸水性会对其他多种维生素造成破坏，此外，饲料中的胆碱和外源添加的胆碱易被瘤胃中的微生物迅速降解，从而使其效价降低，而其略带鱼腥味和强碱性又注定了其不能大剂量的添加，因此，如何对胆碱在瘤胃内进行有效保护已成为亟待解决的问题。徐国忠（2007）研究发现，当硅载体型胆碱与油脂以高比例混合进行一次和二次制粒后，胆碱的保护率分别达到最大（83.9%和72.9%）。陈东东等（2008）研究了不同比例壁材对过瘤胃氯化胆碱产品包被效果的影响，结果发现，产品的最佳壁材组合从内到外依次为5%丙烯酸树脂Ⅳ、3%壳聚糖和5%乙基纤维素。此外，肖琎等（2010）以氯化胆碱为原料，用不同的壁材进行包被后分别用尼龙袋法在瘤胃中培养2～48 h及用体外法在pH 6.6的缓冲液中培养4～48 h，结果发现，以壳聚糖和丙烯酸树脂Ⅳ号双层包衣的效果最好，其在瘤胃中对氯化胆碱的有效保护率达到62.04%。

4 胆碱的生物学功能

胆碱的生物学功能主要包括以下几个方面：（1）减少动物体脂肪沉积，胆碱可通过胆碱氧化途径来生成甜菜碱，再通过蛋氨酸再甲基化途径间接参与S-腺苷甲硫氨酸的合成，进而通过以S-腺苷甲硫氨酸为活性甲基供体的甲基代谢促进肉碱合成，增强组织中脂肪酸的氧化，提高组织对脂肪酸的降解（谢明等，2005）；（2）构成磷脂，胆碱在动物体内发挥作用主要是以结构成分，而不是辅酶形式，是参与构成卵磷脂和软骨组织磷脂的重要成分；（3）甲基供体，胆碱分子中所含的活性甲基可转移给高半胱氨酸来合成蛋氨酸；（4）运输和贮藏脂肪，胆碱能以卵磷脂的形式将肝脏中的脂肪运输至脂肪组织，并能提高肝脏对脂肪酸的利用，以防止脂肪肝的形成；（5）参与神经转导，胆碱是构成神经递质乙酰胆碱的必备物质，对维持动物体正常的神经功能具有重要的作用 （董海军和王康宁，2008）。

5 胆碱在奶牛生产中的应用

郑家三等（2012）研究发现，在围产期荷斯坦奶牛日粮中添加过瘤胃胆碱能显著提高其泌乳量和干物质摄入量，并能显著延缓血浆葡萄糖水平的降低，显著降低血浆β-羟丁酸、游离脂肪酸和总胆固醇含量，另外，还有提高血浆胰岛素含量和降低胰高血糖素含量的趋势。吴文旋（2012）在泌乳奶牛日粮中每天添加40 g过瘤胃胆碱，结果显示，过瘤胃胆碱显著降低了奶牛血浆尿素氮水平，并显著增加了血浆总胆固醇水平，但对血浆肌酐、甘油三酯、丙二醛含量及超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性无显著影响；在泌乳早期奶牛日粮中每天添加60 g过瘤胃胆碱能使乳脂率显著提高，并能显著降低血浆非酯化脂肪酸含量，还能在一定程度上提高血浆低密度脂蛋白的含量，但对血浆中葡萄糖、高密度脂蛋白和胆固醇的含量无显著影响（丁文静等，2012）。徐国忠等（2005）研究发现，在泌乳初期奶牛日粮中每天添加20 g过瘤胃氯化胆碱能有效提高奶牛产奶量，并能极显著提高血浆葡萄糖含量，还能降低其血浆中游离脂肪酸、甘油三酯和极低密度脂蛋白含量。

吴文旋等（2011）研究发现，在喀斯特山区泌乳盛期奶牛日粮中每天添加40 g过瘤胃胆碱能使泌乳量显著提高，还能在一定程度上增加牛乳中乳脂和固形物的含量，但对产奶量的提高未表现出延续效应，在生产中需持续添加；在日粮中每天添加20 g过瘤胃氯化胆碱能显著提高奶牛在产后开始泌乳第35天时的产奶量，显著提高奶牛在产后开始泌乳第25天时乳蛋白及总乳蛋白的产量，还能显著降低奶牛产后血浆中D-3-羟丁酸的含量，并能在一定程度上提高奶牛产后血浆中的血糖含量 （张继慧，2008）。此外，徐晓明等（2010）研究发现，在日粮中每天添加20 g过瘤胃氯化胆碱能使奶牛的产奶量显著提高1.6%，并能使乳脂率提高0.06%，但对体细胞数和乳蛋白含量等指标无显著影响。

6 小结

尽管奶牛自身能合成一定量的胆碱，但伴随着营养调控技术进步所带来的奶牛泌乳性能的提高，对奶牛补充胆碱非常必要，这样有利于更好的发挥奶牛的高产遗传性能和保护奶牛的健康。目前，胆碱的过瘤胃保护技术已取得进步，但过瘤胃率依然是不尽人意，因此，在包被方式和壁材的选择上还需深入研究。近年来，胆碱在奶牛生产中的应用取得了比较理想的效果，不但能有效提高奶牛的生产性能，还能在一定程度上改善奶牛的血液生化指标和身体健康状况。相信随着对胆碱作用机理研究的不断深入，以及使用技术的不断成熟，胆碱必将在奶牛生产中发挥更加重要的作用。

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