过瘤胃氯化胆碱在奶牛生产中的研究与应用

王东升，张露露

（1.光明荷斯坦牧业有限公司，上海 200436；2.北京中农榜样蛋鸡育种有限责任公司，北京 102100）

过瘤胃氯化胆碱在奶牛生产中的研究与应用

王东升1，张露露2*

（1.光明荷斯坦牧业有限公司，上海 200436；2.北京中农榜样蛋鸡育种有限责任公司，北京 102100）

胆碱能被瘤胃内的微生物大量降解进而减弱其生物学功能，因此采用过瘤胃技术使胆碱在奶牛产后出现的能量负平衡状态、脂肪肝和酮病等疾病方面发挥作用，进而改善奶牛机体健康和提高产奶量。文章介绍了氯化胆碱理化性质、来源、包被技术及其在奶牛生产中的研究与应用。

过瘤胃氯化胆碱；奶牛；研究与应用

胆碱不具有辅酶的生物功能，也不属于维生素，由于其营养生理作用与维生素十分相似，且需要量远高于维生素族需要量，而将其作为B族维生素类，俗称VB4。在高产奶牛养殖方面，胆碱主要通过包被技术使其免受瘤胃微生物降解，可在后段肠道被吸收利用，进而改善围产期和泌乳早期奶牛的能量负平衡状态和提高奶牛健康与产奶量[1-2]。

1 胆碱的理化性质及生物学功能

1.1 胆碱的理化性质

胆碱化学名称是三甲基乙醇胺，化学式为（CH3）3N（CH2）OH，是一种无色、黏滞、微带鱼腥味的季胺碱，纯胆碱以液体形式存在，在强碱条件下极不稳定，通常要与酸反应后形成结晶盐。胆碱的吸湿性非常强，可溶于水、甲醛和乙醇等极性有机溶剂，不溶于氯仿和乙醚等非极性有机溶剂。由于胆碱的熔点和沸点不固定，因此，胆碱在高温和加热条件下十分稳定，能够耐受饲料调制过程中的高温处理。

1.2 胆碱的生物学功能

胆碱在动物体内主要以卵磷脂和鞘磷脂的形式存在，而卵磷脂是其存在的最小形式。其主要生物学功能包括4个方面。

1.2.1 构成机体细胞卵磷脂和鞘磷脂的重要成分

在维持细胞结构完整性，保证细胞膜通透性和生物信号传导等方面发挥关键作用。胆碱是构成磷脂的重要成分，参与骨骼和软骨基质的成熟过程。

1.2.2 作为甲基供体参与蛋氨酸的合成

胆碱包含3个活性甲基，可以作为甲基供体参与蛋氨酸的合成，从而代替日粮中部分蛋氨酸，来弥补蛋氨酸供给的不足。其作用机制是将胆碱转化为甜菜碱，甜菜碱利用甲基化反应将其中一个甲基转移给同型半胱氨酸后合成蛋氨酸。

1.2.3 参与肝脏的脂肪酸转运过程

胆碱是卵磷脂的重要组成部分，脂肪在肝脏被降解成脂肪酸和甘油，胆碱可以将脂肪酸与卵磷脂结合后转运出肝脏，避免脂肪在肝脏的大量沉积，进而预防脂肪肝的发生。

1.2.4 促进神经递质合成

乙酰胆碱作为一种神经递质，保证动物各类神经反射活动的正常运转。

2 奶牛所需胆碱的来源

2.1 饲料

饲料中胆碱的存在形式是结合态和游离态，其中结合态在动物体内主要以卵磷脂形式出现（比例高达90%），而游离态胆碱所占比例不足10%。此外，根据不同国家地区所用饲料原料、试验操作和检测技术手段的差异，饲料中胆碱的含量也各有不同。综合相关试验分析数据，禾本科谷物籽实饲料中含有较低的胆碱（400～1 200 mg·kg-1），其中大麦和小麦的胆碱含量相对丰富，而玉米和高梁等禾本科植物籽实胆碱含量相对缺乏；饼粕类饲料的胆碱（1 500～6 000 mg·kg-1）含量丰富，其中菜籽饼的胆碱含量高达6 000 mg·kg-1；动物性饲料的胆碱含量更高，肝粉含有胆碱约11 300 mg·kg-1，鱼粉的含量为2 000～4 000 mg·kg-1。由于动物源性饲料原料不能在反刍动物饲料中利用，因此目前主要利用禾本科植物籽实和饼粕类原料为反刍动物提供胆碱。当采用玉米-豆粕型日粮饲喂反刍动物时，其含有的胆碱浓度为1 100～1 400 mg·kg-1，基本符合NRC（2001）的胆碱需要量。

2.2 体内合成

在奶牛体内，胆碱合成的主要途径是色氨酸和蛋氨酸等氨基酸原料在肝脏中通过一系列酶促反应过程形成。除此，胆汁中存在的胆碱可以利用肝胆循环再次回到肝脏，因此，降低反刍动物对于饲料中胆碱供给量的需求，其主要对于羊有重要意义，但对奶牛作用甚微。

3 影响胆碱吸收的因素

3.1 瘤胃微生物

胆碱在反刍动物饲料中的主要存在形式是磷脂酰胆碱（植物细胞膜的重要组成成分），除此，还有极少量的胆碱以游离态形式存在。存在于植物细胞膜中的磷脂酰胆碱能够被瘤胃微生物迅速分解为游离态胆碱，游离态胆碱迅速被分解为中间产物三甲胺，最后形成终产物甲烷。由于瘤胃微生物种类不同，在降解胆碱过程中作用也不同。瘤胃细菌是瘤胃中数量最多的微生物，是分解和摄取胆碱的主要微生物；原虫虽不能降解磷脂酰胆碱，却可以摄取胆碱用于自身的需要。由于胆碱在瘤胃中被迅速分解或被微生物摄取，包括微生物死亡后分解产生的胆碱也很快被降解成甲烷，因此，仅有极少饲料中的胆碱可以免于瘤胃的发酵代谢而到达后段肠道被反刍动物吸收利用。

3.2 过瘤胃包被技术

在奶牛饲养过程中，奶牛日粮中存在的胆碱能够迅速被瘤胃细菌分解利用，因此胆碱添加到饲料之前要采取过瘤胃保护处理，即采用过瘤胃胆碱形式来为特殊生理阶段的奶牛供给足够数量的胆碱。通过过瘤胃包被技术可以降低胆碱的瘤胃降解率，使添加到日粮中的胆碱发挥生物学功能。

氯化胆碱过瘤胃包被技术是指把氯化胆碱通过一系列技术的处理，使其免受反刍动物瘤胃微生物的降解，从而顺利进入皱胃和小肠中被主动吸收利用，并能改善饲料消化利用率的一项技术。通常将不同壁材包被的氯化胆碱采用空气悬浮法制成过瘤胃氯化胆碱产品，并利用体外或在体实验研究氯化胆碱在不同消化段的有效释放性，考察不同壁材包被的氯化胆碱的过瘤胃效果。常用的包被氯化胆碱的壁材有乙基纤维素、壳聚糖与丙烯酸树脂等。还有利用脂肪、全血、酪蛋白-甲醛和酪蛋白-脂肪等对胆碱进行包被[3]。

4 过瘤胃胆碱对奶牛生产性能、健康和氨基酸合成的影响

在奶牛饲养过程中，胆碱的主要添加形式是氯化胆碱，这是由于氯化胆碱的化学稳定性高，消化利用率高且适口性好。氯化胆碱分子式为[（CH3）3NCH2CH2OH]+Cl-，属于中性物质，其存在形式为液态和固态。

4.1 对奶牛生产性能和脂肪代谢的影响

刘翔等研究在奶牛日粮添加过瘤胃胆碱30g·d-1，平均奶产量增加1～8 kg，乳脂率和乳蛋白率有相应的提高[4]。张继慧等研究表明，在奶牛日粮中添加过瘤胃氯化胆碱10g·d-1能够增加日产奶量1.7%和降低羟丁酸的含量，缓解围产期奶牛产后能量负平衡状态，预防酮病，帮助奶牛快速恢复健康，提前进入产奶高峰期，提高牛场经济效益[5]。郑家三等通过在日粮中添加过瘤胃氯化胆碱10g·d-1显著增加了奶牛的泌乳量和干物质采食量，延缓血浆葡萄糖水平的下降，显著降低试验奶牛血浆β-羟丁酸、游离脂肪酸和总胆固醇的含量（P＜0.05），从而提高奶牛的生产性能，改善奶牛体内脂肪代谢，促进体内糖异生作用，缓解围产期和泌乳早期奶牛的能量负平衡[6]。和立文等研究了每头补充瘤胃保护胆碱20 g·d-1对围产期高产奶牛产奶性能和血液生化指标的影响，试验结果表明，奶牛产后前4周的日均产奶量提高了2.31%，乳糖率下降了3.75%，而乳脂率、乳蛋白率、脂肪蛋白比及固形物比例分别提高了11.11%、5.56%、6.38%和2.94%，血浆中甘油三酯和β-羟丁酸含量在产后7 d和产后14 d均明显低于对照组。证实了给围产期高产奶牛补充过瘤胃胆碱，可在一定程度上提高产奶量，改善乳品质及脂肪代谢，缓解能量负平衡，并降低肝脏脂肪沉积的危险[7]。过瘤胃氯化胆碱在围产期或泌乳早期补充的作用好于泌乳中后期补充，可能是由于在围产期或泌乳早期由于分娩引起奶牛采食量降低，体脂、体蛋白和糖元大量分解来弥补机体出现的能量负平衡状态[8-9]。作为脂肪转运载体卵磷脂的重要组成成分，将体脂分解产生的大量脂肪酸转运出肝脏，避免脂肪肝和酮病的发生，保证奶牛的健康和生产性能的改善。

4.2 对奶牛蛋氨酸合成的影响

氯化胆碱只有在线粒体中胆碱氧化酶的作用下被氧化为甜菜碱才能提供甲基供体，使同型半胱氨酸转化为蛋氨酸，进而减少日粮中蛋氨酸的需要量，另外胆碱也接受蛋氨酸用于合成胆碱所提供的甲基[10-11]。

5 小结

过瘤胃胆碱产品在理论上可以预防和治疗奶牛的脂肪肝和酮病等疾病，具体作用机制需要更多的试验进行验证。过瘤胃胆碱在奶牛不同胎次、不同泌乳阶段的用量还不确定，胆碱在反刍动物体内的新陈代谢关键指标并不十分明确，需要进一步研究来推进胆碱在畜禽生产中的应用。

通过对国内外的研究表明，高产奶牛添加过瘤胃胆碱最恰当的时期是围产期和泌乳早期，可增加产奶量、改善乳品质、降低脂肪肝和酮病的发生率、保证动物的健康；其补充量要考虑到动物的胎次、泌乳阶段、产奶量、饲料组成和动物机体健康状况等。因此，在反刍动物能量负平衡阶段补充过瘤胃保护的氯化胆碱对于保证动物的高产和健康具有重要意义。

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[11]赵学军,彭金凤,刘建新.高产奶牛过瘤胃胆碱营养研究进展[J].中国饲料,2004（15）:30-31.

The Application and Research of Rumen Protected Choline on Dairy Cow

WANG Dongsheng1,ZHANG Lulu2*

（1.Bright Holstan Co.,Ltd.,Shanghai 200436,China;
2.Beijing Zhongnong Example of Laying Hens Breeding Co.,Ltd.,Beijing 102100,China）

Large number of biological functions of choline could be diminished by the degradation of rumen microorganisms.So the rumen protected choline can prevent postpartum energy negative balance of dairy cows,fatty liver and ketosis,and improving the health and milk production of dairy cattle.This paper reviewed the physical and chemical properties,sources,coating technology and its progress in the research and application of milk production for cholinechloride.

rumen protected choline;cow;research and application

S816.7；S823

A

1001-0084（2016）11-0019-03

2016-11-02

王东升（1987-），男，山东潍坊人，硕士，主要从事奶牛研发项目管理。

*通讯作者