瘤胃保护葡萄糖对围产后期荷斯坦奶牛生产性能及血清生化指标的影响

李　妍，薛　倩，高艳霞，3，陈子宁，李秋凤，3，李建国，3*

(1.河北农业大学动物医学院，保定 071001；2.河北农业大学动物科技学院，保定 071001；3.河北省牛羊胚胎工程技术研究中心，保定 071001)



瘤胃保护葡萄糖对围产后期荷斯坦奶牛生产性能及血清生化指标的影响

李妍1，薛倩2，高艳霞2，3，陈子宁2，李秋凤2，3，李建国2，3*

(1.河北农业大学动物医学院，保定 071001；2.河北农业大学动物科技学院，保定 071001；3.河北省牛羊胚胎工程技术研究中心，保定 071001)

摘要：旨在研究瘤胃保护葡萄糖(Rumen-protected glucose，RPG)对围产后期荷斯坦奶牛生产性能及血清生化指标的影响。采用单因素随机区组试验设计，将28头健康、胎次、体重与体况相近的待产荷斯坦奶牛，随机分为4组(Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组)，每组7头。其中，Ⅳ组为对照组，饲喂基础日粮，Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组奶牛自分娩后第1天起分别在基础日粮中每天每头添加200、300和400 g RPG。试验期28 d。结果表明：(1)Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组产后体重分别减少61.99、43.20、42.83和62.66 kg，与Ⅳ组体重减少量相比，Ⅱ组、Ⅲ组差异极显著(P<0.01)。(2)Ⅱ组、Ⅲ组产奶量为26.68和26.84 kg·d-1·cow-1，极显著高于Ⅳ组24.49 kg·d-1·cow-1(P<0.01)，Ⅰ组产奶量为25.66 kg·d-1·cow-1和Ⅳ组差异不显著(P>0.05)。(3)试验组提高了乳蛋白和乳糖含量，但各组差异不显著(P>0.05)。(4)试验组提高了血清葡萄糖浓度，降低了血清中非酯化脂肪酸(Nonesterified fatty acids，NEFA)和β-羟丁酸(β-hydroxybutyric acid，BHBA)浓度，尤其Ⅲ组与对照组比较，差异极显著(P<0.01)。在围产后期奶牛日粮中添加RPG可有效减缓体重损失，提高产奶量，提高血清中葡萄糖浓度，降低血清NEFA和BHBA浓度。表明RPG有利于奶牛产后体况维持，降低奶牛围产后期能量负平衡发生机率。

关键词：荷斯坦奶牛；围产后期；瘤胃保护葡萄糖；生产性能；血液生化指标

奶牛产后泌乳量急剧增加，对能量、尤其对葡萄糖需要量不断加大[1]，而干物质采食量却显著降低，所以围产后期奶牛通常处于能量负平衡状态[2]。能量供应不足导致奶牛处于低血糖状态，脂肪动员增强、肝脂沉积增加、酮体生成增多，严重影响生产性能[3]，如能量负平衡状态持续时间过长，还会影响母牛子宫复原，导致生殖机能不能正常康复、受孕推迟、繁殖率下降[4]。为了避免能量负平衡的发生，人们通常采用多种途径和措施来增加日粮能量密度，如改善日粮能量供应[5]、补充脂肪[6]、补饲淀粉[7]，灌注丙二醇[8]等。葡萄糖不仅为机体提供能量，还与许多生理功能密切相关，有许多研究致力于葡萄糖对奶牛能量负平衡的影响：提高饲料中代谢葡萄糖水平到99.27g·kg-1[9]，可在热应激情况下，缓解奶牛生产性能和生理指标，十二指肠灌注葡萄糖[10]或真胃灌注淀粉[11]均能提高奶牛泌乳量。由于前人研究的基础日粮、添加方式、添加量的不同，导致葡萄糖对奶牛围产后期的生产性能和血液生化指标研究结果不一致，而且有关过瘤胃葡萄糖对奶牛围产后期体重变化、生产性能和血液生化指标等影响的系统研究文献尚未见报道。本试验旨在系统研究瘤胃保护葡萄糖对荷斯坦奶牛围产后期采食量、体重、泌乳量、乳成分及血液生化指标的影响，科学评价葡萄糖对荷斯坦奶牛围产后期的影响效果，为瘤胃保护葡萄糖在生产实践上的应用提供理论支持。

1材料与方法

1.1试验动物

选取体重、体况评分和遗传基础相近的头胎临产荷斯坦奶牛28头(表1)，随机分为4组，每组各7头，组间奶牛体况评分差异不显著(P>0.05)。

表1试验牛分组情况

Table 1The basic situation of experimental dairy cows

同行肩标字母相同表示差异不显著(P>0.05)，不同小写字母者表示差异显著 (P<0.05)，不同大写字母者表示差异极显著 (P<0.01)。表3～表5同

Means in the same row with same letters superscripts do not differ significantly(P>0.05)，with different small letters superscripts differ significantly (P<0.05)，while with different capital letters superscripts differ extremely significant (P<0.01).The same as table 3 to table 5

1.2试验设计与饲养管理

试验采用单因子随机饲养试验设计。Ⅳ组为对照组，饲喂基础日粮(表2)。试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组分别在基础日粮上每头每日添加200、300、400 g瘤胃保护葡萄糖产品(壁材采用乙基纤维素；芯材采用纯度≥99.9%的食品级葡萄糖；产品葡萄糖含量≥98%；产品有效通过率为57.42%)。4组试验牛饲养于同一散栏式牛舍，采用TMR饲喂，自由饮水，日挤奶3次。

表2全混合日粮组成及营养水平(干物质基础)

Table 2Composition and nutrient levels of TMR ( DM basis)

预混料为每千克日粮提供：VA 4 600 IU，VD 1 200 IU，VE 30 IU，Fe 25 mg，Cu 13 mg，Zn 40 mg，Mn 40 mg，I 0.5 mg，Se 0.3 mg，Co 0.1 mg

The premix provides as one kg of diet：VA 4 600 IU，VD 1 200 IU，VE 30 IU，Fe 25 mg，Cu 13 mg，Zn 40 mg，Mn 40 mg，I 0.5 mg，Se 0.3 mg，Co 0.1 mg

1.3试验方法1.3.1试验期试验从产犊开始，试验期为28 d。

1.3.2检测指标与检测方法

1.3.2.1干物质采食量：试验期每天记录每头牛饲料的实际饲喂量和剩余量，然后统计各试验组每头牛每天的平均日饲喂量并实测饲喂日粮的干物质含量。

1.3.2.2奶样的采集与分析：试验期每天记录产奶量，在试验第0、7、14、21、28 天采集奶样，将早、中、晚采集的奶样按4∶3∶3的比例混合，取50 mL采用Mailkyway-CP2乳成分分析仪测定乳脂肪、乳蛋白和乳糖含量。

1.3.2.3体重的测定和血样的采集与分析：正式试验开始起，每间隔14 d称重1次。称重在早晨饲喂前进行，连续称重2 d，取平均值。

试验期的0、7、14、21、28 d的早晨空腹颈静脉采血。采集约10 mL的血液于离心管中，以3 500 r·min-1离心10 min后，分离血清。-20 ℃保存备用，用于血液生化指标的测定。TG(甘油三酯)、Glu(葡萄糖)、BUN(尿素氮)的浓度用半自动生化分析仪测定。NEFA(非酯化脂肪酸)和BHBA(β-羟丁酸)的浓度用试剂盒测定，试剂盒购自南京建成生物工程研究所。

1.4数据统计分析

试验数据先用excel进行处理，后采用SPSS13.0统计软件中ANOVA程序进行方差分析，试验数据用“平均值±标准差”表示，当差异显著时，用Duncan氏检验法进行各组间的多重比较。

2结果

2.1不同水平RPG对试验牛体重、采食量和泌乳量的影响

由表3可知，试验期14 d，Ⅱ组和Ⅲ组的体重分别为597.93和598.98 kg，与Ⅰ组试验牛的体重588.34 kg和Ⅳ组试验牛体重588.44 kg相比，差异显著(P<0.05)。试验结束时，各组试验牛体重差异不显著(P>0.05)，但整个试验期内，Ⅱ组和Ⅲ组体重减少量分别为43.20和42.83 kg，极显著低于Ⅰ组和Ⅳ组的体重减少量61.99和62.66 kg(P<0.01)。

各试验组在整个试验期内，平均干物质采食量为13.49～13.81 kg，各组差异不显著(P>0.05)。随着RPG添加量增加，产奶量逐渐增加。Ⅰ组、Ⅱ组和Ⅲ组的产奶量分别为25.66、26.68和26.84 kg，Ⅱ组和Ⅲ组的产奶量极显著高于Ⅳ组的24.49 kg(P<0.01)。

表3PRG对奶牛体重、采食量和泌乳量的影响

Table 3Effects of RPG on weight，feed intake and lactation of tested cows

2.2不同水平RPG对试验牛乳成分的影响

如表4所示，试验期0～28 d，各组的乳脂肪和乳蛋白含量都持续下降，而乳糖水平有上升的趋势。试验期0～28 d，添加RPG可使乳脂肪含量降低，各组差异不显著(P>0.05)，乳蛋白含量Ⅲ组>Ⅱ组>Ⅰ组>Ⅳ组。14～28 d，Ⅲ组乳蛋白含量显著高于Ⅳ组(P<0.05)，在21 d时，Ⅱ组和Ⅲ组乳糖含量极显著高于Ⅳ组(P<0.01)。

表4RPG对试验牛乳成分的影响

Table 4Effects of RPG on milk composition of tested cows

2.3不同水平RPG对试验牛血液生化指标的影响

由表5可知，与对照组(Ⅳ)比较，试验期14和21 d时，Ⅱ组和Ⅲ组的血清Glu浓度极显著增高(P<0.01)。整个试验期内，各组间TG差异不显著(P>0.05)。试验期间各组血清NEFA和血清BHBA的浓度在试验7 d时均急速上升后又下降，各组变化趋势相同。在试验7和21 d时，Ⅱ组和Ⅲ组的BHBA浓度以及14 d时NEFA浓度均极显著低于Ⅳ组(P<0.01)。产后BUN 7～28 d Ⅳ组BUN保持较高的水平，7 d时与Ⅱ组和Ⅲ组差异极显著(P<0.01)。

表5RPG对试验牛血清生化指标的影响

Table 5Effects of RPG on serum biochemical indices of tested cows

3讨论

3.1RPG对荷斯坦奶牛围产后期体重、采食量和泌乳量的影响

新产奶牛动用体脂以供产奶的营养需要，体重逐渐下降。产后体重下降20%～24%时，母牛发情周期终止，卵巢静止[12]。向真胃或十二指肠灌注700～2 100 g·d-1淀粉，表明碳水化合物可提高能量转化效率和体沉积量[13]。本试验得到了相似的结果：与对照组相比，每天每头添加300、400 g的RPG，可使初产奶牛体重损失减少19.46和19.83 kg，证明瘤胃保护葡萄糖可减少产后奶牛体脂肪的动员。围产后期能量负平衡可降低产奶量。而本研究证实，饲喂RPG显著提高产奶量，提示RPG有利于促进奶牛产后泌乳。过多能量物质的添加会引起奶牛干物质摄入量下降[14]。本试验中，试验组和对照组奶牛干物质摄入量均呈上升趋势，这说明本试验所添加RPG的量未给奶牛干物质摄入造成不利影响，这对缓解奶牛产后能量负平衡是有益的。

3.2RPG对荷斯坦奶牛围产后期乳成分的影响

有研究[15]指出，每天向十二指肠灌注250 g的葡萄糖时，乳蛋白率轻微上升。本试验中，添加RPG也可以提高乳蛋白的水平，这可能与RPG为奶牛提供大量的外源性葡萄糖，改善奶牛的能量负平衡状态，因此节约生糖氨基酸，促进乳蛋白的合成有关。然而，添加PRG使试验组乳脂水平略低于对照组(P>0.05)，其主要原因可能是用于乳脂合成的血液来源脂肪酸减少所致[16]。

有研究表明[17-18]，向十二指肠注入高剂量的葡萄糖时，乳糖不再升高，可能大部分的葡萄糖用于其他的代谢途径。本试验条件下，添加400 g的RPG仍可提高乳糖的含量，说明试验中瘤胃保护葡萄糖添加量适宜，没有造成不必要的浪费。

3.3RPG对荷斯坦奶牛围产后期血清生化指标的影响

新产奶牛的能量代谢呈现负平衡时，血糖浓度降低，体脂动员加强，大量游离脂肪酸进入血液和肝，使血液中的NEFA浓度升高，肝内糖的缺乏使脂肪酸的β-氧化过程增强，乙酰辅酶A的生成量增加，进而酮体生成量增加。血浆中BHBA含量在1 mmol·L-1以上时便对奶牛测定产奶量以及305 d预测产奶总量(DHI)产生不利影响，其中血清BHBA含量在1.4 mmol·L-1时，对两个指标的影响分别为1.39和126.5 kg[19]。H.A.Seifi等[20]发现，奶牛血清NEFA水平在分娩时增加，产后第8 天达到峰值，然后开始逐渐降低，而且血清NEFA含量与产后BHBA含量呈正相关，本试验奶牛产后血清NEFA和BHBA的变化趋势与上述报道相一致。并且给试验牛添加RPG，可以有效缓解血清中Glu浓度降低，维持血清Glu的平稳，饲喂RPG明显降低BHBA和NEFA的水平，减轻能量负平衡带来的危害。TG是体脂的主要成分，当血液中含量超过正常水平时，可导致体脂蓄积，发生脂血症，血清TG含量可作为诊断脂肪肝的依据[21]。本研究试验组血清TG浓度与对照组奶牛血清中浓度相近，这表明奶牛采食RPG可减少体脂动员，对预防脂肪肝和酮病的发生具有预防作用。BUN是反映机体氮代谢的重要指标，如果反刍动物体内能量不足或能氮比不平衡，体内部分氨基酸会用于合成葡萄糖，结果会使血浆尿素氮值升高[22]。与对照组相比，添加RPG使BUN在产后保持较低的水平，说明对围产后期的初产奶牛饲喂PRG可以减少氨基酸异生为葡萄糖，节约生糖氨基酸，改善蛋白质的代谢。

4结论

本试验条件下，给围产后期的荷斯坦奶牛日粮中添加300、400 g的瘤胃保护葡萄糖可提高奶牛产后血清葡萄糖浓度，降低血清中非酯化脂肪酸和β-羟丁酸浓度，有效缓解能量负平衡发生，利于奶牛体况的维持和产奶潜力的发挥，改善乳品质。

参考文献(References)：

[1]VAN KNEGSEL A T，VAN DEN BRAND H，GRAAT E A，et al.Dietary energy source in dairy cows in early lactation：Metabolites and metabolic hormones[J].JDairySci，2007，90(3)：1477-1485.

[2]REYNOLDS C K，AIKMAN P C，LUPOLI B，et al.Splanchnic metabolism of dairy cows during the transition from late gestation through early lactation[J].JDairySci，2003，86(4)：1201-1217.

[3]ZOM R L，VAN BAAL J，GOSELINK R M，et al.Effect of rumen-protected choline on performance，blood metabolites，and hepatic triacyleglycerols of periparturient dairy cattle[J].JDairySci，2011，94(8)：4016-4027.

[4]WATHES D C，CHENG Z，CHOWDHURY W，et al.Negative energy balance alters global gene expression and immune responses in the uterus of postpartum dairy cows[J].PhysiolGenomics，2009，39(1)：1-13.[5]闫方权，薛白，达勒措，等.饲粮能量水平对热应激奶牛营养物质表观消化率及血液生化指标的影响[J].动物营养学报，2015，27(1)：103-111.

YAN F Q，XUE B，DA L C，et al.Effects of dietary energy level on nutrients apparent digestibility and blood biochemical indices of dairy cows under heat stress[J].ChineseJournalofAnimalNutrition，2015，27(1)：103-111.(in Chinese)

[6]王文强，刘贤慧，李蕊，等.南方地区某牧场荷斯坦牛泌乳期乳成分及主要物理指标分析[J].中国奶牛，2015(2)：1-5.

WANG W Q，LIU X H，LI R，et al.Analysis of milk composition and main physical indicators in holstein lactating cows in southern China[J].ChinaDairyCattle，2015(2)：1-5.(in Chinese)

[7]霍小凯，王加启，卜登攀，等.淀粉和脂肪对奶牛能量负平衡的改善作用[J].中国畜牧兽医，2008，35(10)：75-78.

HUO X K，WANG J Q，BU D P，et al.Improvements of starch and fat on negative energy balance of dairy cows[J].ChinaAnimalHusbandry&VeterinaryMedicine，2008，35(10)：75-78.(in Chinese)

[8]刘强，王聪，张延利，等.丙二醇对围产期奶牛能量平衡及代谢产物的影响[J].畜牧兽医学报，2012，43(3)：388-396.

LIU Q，WANG C，ZHANG Y L，et al.Effects of propylene glycol on energy balance，blood parameter，concentration of glucose and adipose in the liver during peripartum period in dairy cows[J].ActaVeterinariaetZootechnicaSinica，2012，43(3)：388-396.(in Chinese)

[9]LI W Q，BU D P，WANG J Q，et al.Effect of two different diets on liver gene expression associated with glucose metabolism in dairy cows[J].LivestSci，2013，158(1-3)：223-229.

[10]HURTAUD C，LEMOSQUET S，RULQUIN H.Effect of graded duodenal infusions of glucose on yield and composition of milk from dairy cows.2.Diets based on grass silage[J].JDairySci，2000，83(12)：2952-2962.

[11]邹杨，李胜利，曹志军，等.真胃灌注不同水平淀粉对泌乳后期奶牛采食量、泌乳性能、胃肠道发酵和血液代谢的影响[J].动物营养学报，2014，26(6)：1467-1476.

ZOU Y，LI S L，CAO Z J，et al.Effects of graded abomasal starch infusion on feed intake，lactation performance，gastrointestinal fermentation and blood metabolism of lactating cows[J].ChineseJournalofAnimalNutrition，2014，26(6)：1467-1476.(in Chinese)

[12]IMAKAWA K，DAY M L，ZALESKY D D，et al.Influence of dietary-induced weight changes on serum luteinizing hormone，estrogen and progesterone in the bovine female[J].BiolReprod，1986，35(2)：377-384.

[13]REYNOLDS C K，CAMMELL S B，HUMPHRIES D J，et al.Effects of postrumen starch infusion on milk production and energy metabolism in dairy cows[J].JDairySci，2001，84(10)：2250-2259.

[14]李艳飞，李红梅，牛淑玲，等.干奶期不同能量摄入对围产期乳牛血液葡萄糖胰高血糖素和胰岛素浓度的影响[J].中国兽医科学，2006，36(5)：389-392.

LI Y F，LI H M，NIU S L，et al.Effect of different energy intakes on concentrations of glucose，glucagon and insulin in blood of periparturient dairy cows[J].VeterinaryScienceinChina，2006，36(5)：389-392.(in Chinese)

[15]HUHTANEN P，VANHATALO A，VARVIKKO T.Effects of abomasal infusions of histidine，glucose，and leucine on milk production and plasma metabolites of dairy cows fed grass silage diets[J].JDairySci，2002，85(1)：204-216.

[16]张雅彬，林雪彦，闫振贵，等.真胃灌注葡萄糖对泌乳奶山羊乳脂合成的影响[J].畜牧兽医学报，2014，45(9)：1432-1439.

HANG Y B，LIN X Y，YAN Z G，et al.Effects of abomasal glucose infusion on milk fat synthesis in lactating goats[J].ActaVeterinariaetZootechnicaSinica，2014，45(9)：1432-1439.(in Chinese)

[17]RIGOUT S，HUTTAUD C，LEMOSQUET S，et al.Lactational effect of propionic acid and duodenal glucose in cows[J].JDairySci，2003，86(1)：243-253.

[18]CANT J P，TROUT D R，QIAO F，et al.Milk synthetic response of the bovine mammary gland to an increase in the local concentration of arterial glucose[J].JDairySci，2002，85(3)：494-503.

[19]DUFFIELD T F，LEBLANC S J.Interpretation of serum metabolic parameters around the transition period[J].JDairySci，2009，95(1)：106-114.

[20]SEIFI H A，GORJI-DOOZ M，MOHRI M，et al.Variation of energy-related biochemical metabolites during transition period in dairy cows[J].CompClinPathol，2007，16：252-258.

[21]何平平，欧阳新平，唐艳艳，等.甘油三脂水平升高与动脉粥样硬化性心血管疾病的关系的研究新进展[J].中国动脉硬化杂志，2013，21(10)：951-954.

HE P P，OUYANG X P，TANG Y Y，et al.Research advances of relationship between triglyceride level and atherosclerotic cardiovascular disease[J].ChineseJournalofArteriosclerosis，2013，21(10)：951-954.(in Chinese)

[22]CHIKHOU F H，MOLONEY A P，ALLEN P，et al.Long-term effects of cimaterol in friesian steers：I.Growth，feed efficiency，and selected carcass traits[J].JAnimSci，1993，71(4)：906-913.

(编辑程金华)

Effects of Rumen-protected Glucose on Performance and Blood Biochemical Parameters during Postpartum Period in Dairy Cows

LI Yan1，XUE Qian2，GAO Yan-xia2，3，CHEN Zi-ning2，LI Qiu-feng2，3，LI Jian-guo2，3*

(1.CollegeofVeterinaryMedicine，HebeiAgriculturalUniversity，Baoding071001，China;2.CollegeofAnimalScienceandTechnology，HebeiAgriculturalUniversity，Baoding071001，China;3.EmbryoEngineeringandTechnologicalCenterofCattleandSheepofHebei，Baoding071001，China)

Key words:Holstein cow；postpartum period；rumen-protected glucose；performance；blood biochemical indicator

Abstract:This study was conducted to investigate the effects of dietary rumen-protected glucose (RPG) supplementation on performances and blood biochemical parameters of postpartum cows.Twenty-eight healthy postpartum Holstein cows with similar weight and body conditions score were randomly assigned into 4 groups (Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ and Ⅳ).The cows in group Ⅳ (the control group) were fed with the basal diet.Except for the same basal diet，the cows in the experimental group Ⅰ，Ⅱand Ⅲ were supplemented with additional 200，300 and 400 g·d-1RPG per cow from the first day of calving.The experiment lasted for 28 days.(1) The postpartum weight loss of the groups Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ and Ⅳ were 61.99，43.2，42.83 and 62.66 kg，respectively.Comparing to that of group Ⅳ，postnatal weight loss in groups Ⅱ and Ⅲ were significant less (P<0.01).(2) The milk yield of group Ⅱ and Ⅲ were 26.68 and 26.84 kg·d-1·cow-1，which were significantly higher than that of group Ⅳ (24.49 kg·d-1·cow-1) (P<0.01).The milk yield of group I was at 25.66 kg·d-1·cow-1，which is not significant different from that of group Ⅳ (P>0.05).(3) In comparison with the control，all the experimental groups improved milk protein and lactose content.But the differences among them were not significant (P>0.05).(4) All the experimental groups increased the serum glucose concentration and decreased serum NEFA (nonesterified fatty acids，NEFA) and BHBA (β-hydroxybutyric acid，BHBA) concentration.Especially for group Ⅲ (P<0.01). Our results suggest that in early lactation，diets with RPG can effectively reduce weight loss，increase milk production，increase serum glucose concentration，and decrease serum NEFA and BHBA concentrations.It indicates that RPG supplication can relieve negative energy balance and improve the body conditions of postpartum cows.

doi:10.11843/j.issn.0366-6964.2016.01.015

收稿日期：2015-06-05

基金项目：现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS-37)；河北省现代农业产业技术体系奶牛创新团队；河北省重点研发计划

作者简介：李妍(1987-)，女，河北保定人，博士，主要从事营养与分子生物学研究，E-mail：239662307@qq.com，Tel：0312-7526278 *通信作者：李建国，教授，E-mail：jgliauh@sohu.com

中图分类号：S823.9+1.4

文献标志码：A

文章编号:0366-6964(2016)01-0113-07