黄开武,屠 焰,司丙文,许贵善,杜红芳,刁其玉*
(1.中国农业科学院饲料研究所,奶牛营养学北京市重点试验室,北京 100081; 2.塔里木大学动物科学学院,阿拉尔843300)
代乳品中不同来源蛋白质对哺乳期犊牛能氮代谢和免疫状况的影响
黄开武1,2,屠焰1,司丙文1,许贵善2,杜红芳1,刁其玉1*
(1.中国农业科学院饲料研究所,奶牛营养学北京市重点试验室,北京 100081; 2.塔里木大学动物科学学院,阿拉尔843300)
旨在研究代乳品中不同来源蛋白质对哺乳期犊牛营养物质消化代谢和免疫健康状况的影响。试验选用体重、日龄相近的中国荷斯坦公犊牛50头,随机分成5组,设定一个对照组和4个试验组,每组10头犊牛,对照组(MP组)代乳品蛋白源为全乳蛋白,试验组代乳品蛋白源由植物蛋白和乳蛋白(粗蛋白比为70∶30)组成,植物蛋白分别为大豆浓缩蛋白(SP组)、小麦水解蛋白(WP组)、花生浓缩蛋白(PP组)、大米分离蛋白(RP组)。分别在犊牛4~5、8~9周分别进行消化代谢试验,第3、5、7、9周龄时颈静脉采血。试验结果显示,28日龄时,植物蛋白4组犊牛粪能、尿能、消化能、代谢能分别为2.01~2.60、4.37~5.53、12.49~13.09、6.98~8.73 MJ·d-1,氮消化率和沉积率分别为68.94%~82.65%、33.79%~41.67%。其中WP、PP、RP组粪能显著高于MP组(P<0.05),WP、PP组消化能、代谢能/总能显著低于MP组(P<0.05),WP、PP、RP组消化能/总能显著低于MP组(P<0.05),PP组代谢能、代谢能/消化能显著低于MP组(P<0.05)。植物蛋白4组氮消化率、沉积磷显著低于MP组(P<0.05),WP、PP组氮沉积率、沉积钙、沉积钙/摄入钙、消化磷/摄入磷、沉积磷/摄入磷、沉积磷/消化磷均显著低于MP组(P<0.05),沉积钙/消化钙WP组显著低于MP组(P<0.05)。63日龄时植物蛋白4组犊牛粪能、尿能、消化能、代谢能分别为4.75~5.48、10.00~11.02、23.93~24.89、13.20~14.56 MJ·d-1,氮消化率和沉积率分别为71.86%~78.58%、40.70%~44.01%。其中WP、PP组粪能显著高于MP组(P<0.05),WP、PP组消化能/总能显著低于MP组(P<0.05),WP、PP、RP组氮消化率显著低于MP组(P<0.05),沉积钙、沉积钙/摄入钙SP、WP、PP 3组显著低于MP组(P<0.05),消化钙/摄入钙SP、WP组显著低于MP组(P<0.05),沉积磷PP组显著低于MP组(P<0.05),沉积磷/摄入磷、沉积磷/消化磷SP、RP组显著高于MP组(P<0.05)。对于血清免疫指标,犊牛21日龄时WP、PP组IgG浓度显著低于MP组(P<0.05),SP、WP、PP组IgM浓度显著低于MP组(P<0.05),35日龄时WP、PP组IgA浓度显著高于MP组(P<0.05),49日龄时WP、PP组IgG浓度显著低于MP组(P<0.05),PP组IgM浓度显著高于MP组(P<0.05),63日龄时PP组IgA浓度显著低于MP组(P<0.05)。整个试验期内血清IL-2浓度各组间差异均不显著。综上所述,代乳品中蛋白来源对犊牛能量、氮、钙、磷代谢及免疫功能均存在影响,相对于乳源蛋白,植物蛋白会显著降低犊牛能量、氮、钙及磷的代谢率(P<0.05),但总体上大豆和大米蛋白对犊牛能量、氮、钙和磷代谢的影响要小于小麦和花生蛋白,从各组犊牛血清IgG、IgA、IgM及IL-2水平来看,乳源、大豆和大米蛋白对犊牛造成的应激要明显低于小麦、花生蛋白,代乳品中蛋白质来源对犊牛能量、氮、钙及磷代谢率的影响随日龄的增加不断减小,而犊牛对植物蛋白的适应能力也随日龄的增加不断提高。
犊牛;植物蛋白;代乳品;代谢;免疫
近年,随着奶牛养殖业现代化程度不断的加深,奶牛场管理者越来越重视对后备牛尤其是犊牛的培育,在国外利用代乳品对犊牛进行早期断奶培育已成为一种主流技术[1],我国优质的乳源蛋白相对匮乏,推高代乳品的配制成本,限制代乳品的推广[2]。利用低廉优质的植物蛋白原料部分替代乳源蛋白配制犊牛代乳品在国内外已有很多尝试,部分报道的效果可与全乳源蛋白相媲美[3-5]。然而相较于乳源蛋白,植物源蛋白氨基酸平衡性差,对于犊牛生长至关重要的部分限制性氨基酸,如赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、色氨酸等水平较低[6],此外蛋白质的来源不同对犊牛的营养物质吸收利用情况也有很大影响[7-12],因此要开发植物蛋白质在犊牛代乳品中的应用潜能,就需要探究出植物源蛋白对犊牛营养代谢及免疫功能影响的规律。
本研究利用乳源蛋白和4种不同植物来源蛋白配制5种代乳品,在主要限制性氨基酸相对平衡的条件下,系统研究代乳品中不同来源蛋白质对早期断奶犊牛能氮代谢和免疫情况的影响。
1.1试验动物
本试验于2014年10月-2015年1月在北京卓宸畜牧有限公司完成。选择50头日龄为(21±5)d、体重为(46±6)kg的健康中国荷斯坦公犊牛,按照体重和日龄相一致原则分成5组,设定1个对照组和4个试验组,每组10头犊牛。
1.2试验设计和试验饲粮
采用单因素随机设计。利用4种植物源蛋白(大豆浓缩蛋白、小麦水解蛋白、花生浓缩蛋白、大米分离蛋白)和乳源蛋白(全脂奶粉和脱脂奶粉)为主要蛋白质来源配制5种犊牛代乳品,其CP 22%、总能(GE)19.66 MJ·kg-1、Lys∶Met∶Thr∶Trp=100∶29.5∶65∶20.5,Lys为1.84%。其中各组氨基酸水平均是在基础饲粮的基础上通过添加晶体氨基酸调控实现。对照组(MP)犊牛饲喂乳源蛋白代乳粉,试验组代乳品分别由植物源蛋白和乳源蛋白按CP总量70∶30的比例提供蛋白质,4种植物蛋白依次为大豆浓缩蛋白(CP=65.2%)、小麦水解蛋白(CP=77.8%)、花生浓缩蛋白(CP=54.7%)和大米分离蛋白(CP=82.0%),分别记为SP、WP、PP和RP组。各组犊牛同时饲喂同一种开食料。代乳品和开食料的营养成分含量见表1。试验期为42 d,分别在犊牛4~5及8~9周龄,每组选取4头犊牛进行2期消化代谢试验,预试期为4 d,正试期为3 d,分别在3、5、7、9周龄时晨饲前采集犊牛颈静脉血清,-20 ℃保存待测。
1.3饲养管理
试验选取的犊牛在出生后12 h内饲喂3 kg初乳,此后犊牛饲喂初乳和鲜奶,饲喂量为犊牛体重的10%。各组犊牛15~20日龄是代乳品过渡期,过渡期内饲喂代乳品与牛奶的比例逐渐由1∶3增加到3∶1,至犊牛21日龄时全部饲喂相应代乳品。
代乳品用煮沸后冷却至40~50 ℃的热水冲泡,热水和代乳品干粉按1∶7(w/w)的比例混合,充分搅拌成乳液饲喂犊牛,每日分2次(08:00、18:30)饲喂,饲喂0.5 h后自由饮水。代乳粉乳液日饲喂量为犊牛体重的10%,并随犊牛体重增长及时调整。代乳品基础饲粮组成及营养成分见表1。
犊牛3周龄后即进行补饲,4~5及6周内每头犊牛每日的饲喂量分别为400和800 g,7~9周自由采食。每日记录开食料剩余量。开食料的营养成分见表1。试验犊牛按组分圈单栏饲养,每个栏位占地约2.25 m2,为保证犊牛舍的卫生,每周用生石灰消毒牛舍1次。
1.4样品采集及分析方法
1.4.1样品采集料样采集:在代谢试验正试期的每天晨饲前,进行代乳品和开食料的饲料样采集,正试期内的样品混匀后储存在自封袋里,-20 ℃冷冻保存。
代谢试验样品:采用全收粪尿法。详细记录代谢试验期内每头犊牛每日的排粪量及排尿量。采集粪样总量的10%作为混合样品,然后每100 g鲜粪加入10 mL 10%的稀盐酸固氮,-20 ℃冷冻保存待测。每头犊牛每日排尿全部收集混匀后,按每日总量的1%取样,倒入尿样瓶中,用10%的稀盐酸调整尿样pH ≤ 3,-20 ℃冷冻保存备用。
表1试验饲粮营养水平与组成(风干基础)
Table 1Nutrient levels and composition of experimental diets (air-dry basis) %
1.DDGS为玉米干酒糟及可溶物的缩写;2.犊牛预混料为每千克饲粮提供:VA 15 000 IU,VD 5 000 IU,VE 50 mg,VK34 mg,VB18 mg,VB27.2 mg,VB580 mg,VB68 mg,VB120.04 mg,生物素0.60 mg,叶酸4.0 mg,D-泛酸 acid 22 mg,烟酸 20 mg,Fe(硫酸铁) 90 mg,Cu (硫酸铜) 12.5 mg,Mn(硫酸锰) 30 mg,Zn(硫酸锌) 90 mg,Se(亚硒酸钠) 0.3 mg,I (碘化钾) 1.0 mg。3.各值均为实测值
1.Distillers dried grains with soluble is abbreviated to DDGS.2.The calf premix provide the following per kg of diet:VA 15 000 IU,VD 5 000 IU,VE 50 mg,VK 4 mg,VB18 mg,VB27.2 mg,VB580 mg,VB68 mg,VB120.04 mg,biotin 0.60 mg,folic acid 4.0 mg,D-pantothenic acid 22 mg,nicotinic acid 20 mg,Fe(sulfate) 90 mg,Cu (copper sulfate) 12.5 mg,Mn(manganese sulfate) 30 mg,Zn(zinc sulfate) 90 mg,Se(sodium selenite) 0.3 mg,I (potassium iodide) 1.0 mg.3.All values are measured
1.4.2血清样品的采集在犊牛21、35、49、63日龄晨饲前,每组选取4头犊牛,每头牛颈静脉采血8 mL,置于10 mL真空离心管中,室温条件下静置30 min后,用3 000 r·min-1离心20 min获得血清,-20 ℃保存备用。
1.4.3样品的分析测定测定饲料样品及粪样中的干物质(DM)、有机物(OM)、总能(GE)、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、钙(Ca)和磷(P)的含量,以及尿氮、尿能、尿钙、尿磷含量。以上指标的测定参照AOAC[13]的方法进行。
血清IgG、IgA、IgM采用比浊法(仪器为日立7600生化仪)检测;白细胞介素-2(IL-2)水平应用放射免疫试剂盒测定(仪器由上海核所日环光电仪器有限公司提供)。
1.5数据统计和分析
用Excel 2013对原始数据进行初步整理,然后采用SAS9.2统计处理软件GLM模型对各组营养物质消化代谢率数据进行处理,用Mixed模型对其他数据进行P值、SEM检验,以P<0.05作为差异显著的判断标准。
2.1蛋白质来源对哺乳期犊牛能量代谢的影响
表2为28和63日龄不同蛋白质来源代乳品对犊牛能量代谢影响的结果。可以看出,蛋白质来源对28日龄各组犊牛尿能无显著影响(P>0.05),对63日龄各组犊牛代谢能、代谢能/总能及代谢能/消化能均无显著影响(P>0.05)。28日龄WP、PP、RP 组犊牛粪能显著高于MP组(P<0.05),消化能WP、PP组显著低于MP组(P<0.05),代谢能PP 组显著低于MP组(P<0.05),代谢能/消化能PP组显著低于MP组(P<0.05)。63日龄WP、PP组犊牛粪能显著高于MP 组(P<0.05),尿能SP、PP、RP组显著低于MP组(P<0.05),消化能SP、WP、PP组显著低于MP 组(P<0.05),消化能/总能WP、PP 组显著低于MP 组(P<0.05)。
表2 代乳品中蛋白质来源对早期断奶犊牛能量代谢的影响
Table 2 The effect of protein sources in milk replacer on energy metabolism of sucking calf MJ·d-1
同行数据肩标中有相同字母或无字母表示差异不显著(P>0.05),不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下表同
In the same row,values with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05),while with different small letter superscripts mean significant difference(P<0.05).The same as below
2.2蛋白质来源对哺乳期犊牛氮及矿物质代谢的影响
如表3所示,28日龄时SP、WP、PP、RP组氮消化率显著低于MP组(P<0.05),氮沉积率WP、PP组显著低于MP 组(P<0.05),沉积钙及沉积钙/摄入钙WP、PP组显著低于MP、SP、RP组(P<0.05),沉积钙/消化钙WP 组显著低于MP组(P<0.05),沉积磷及沉积磷/摄入磷SP、WP、PP 3组均显著低于MP组(P<0.05),沉积磷/消化磷WP、PP 组显著低于MP 组(P<0.05)。63日龄时,各组间氮沉积率、沉积氮/消化氮、沉积钙/消化钙均无显著差异(P>0.05),氮消化率WP、PP、RP组显著低于MP组(P<0.05),沉积钙、沉积钙/摄入钙SP、WP、PP组显著低于MP组(P<0.05),沉积磷PP 组显著低于MP 组(P<0.05),沉积磷/摄入磷、沉积磷/消化磷SP、RP 组显著高于MP 组(P<0.05)。
表3代乳品中蛋白质来源对早期断奶犊牛氮和矿物质代谢的影响
Table 3The effect of protein sources in milk replacer on nitrogen and minerals metabolism of sucking calf %
2.3蛋白质来源对哺乳期犊牛血清免疫指标的影响
不同来源蛋白质对犊牛血清免疫指标影响的结果如表4所示,随日龄的增加,血清中各指免疫指标均呈不断增长的变化趋势。21和49日龄时,WP、PP组犊牛血清中IgG浓度显著低于MP、SP 、RP组(P<0.05)。在35日龄时,血清中IgA浓度WP、PP组显著高于MP(P<0.05),63日龄时PP组显著低于MP组(P<0.05)。21日龄时,血清中IgM浓度SP、WP、PP组显著低于MP 组(P<0.05),49日龄时PP 组显著高于其他4组(P<0.05),35和63日龄MP 组与植物蛋白4组均无显著差异(P>0.05)。49日龄时,PP 组犊牛血清中IL-2的浓度显著高于RP组(P<0.05)。
表4代乳品中蛋白质来源对哺乳期犊牛血清免疫指标的影响
Table 4The effect of protein sources in milk replacer on serum immunological indexes of sucking calf g·L-1
3.1代乳品中蛋白质来源对哺乳期犊牛能量代谢的影响
幼龄动物摄取食物获取能量,除了满足基础代谢的营养需要外,主要是为机体的快速生长发育提供能量保障[14]。当机体摄入的能量不足,会严重抑制犊牛的生长发育[15]。NRC(2001)提出能量代谢换算公式,指出饲喂全乳或代乳品的犊牛消化能(DE)=0.97×总能(GE),代谢能(ME)=0.93×消化能(DE)[16],然而以上参数均是在大量以全乳或全乳蛋白代乳品饲养犊牛的试验基础上总结得出。M.C.Diaz等以乳清蛋白为基础蛋白配置3种犊牛代乳品所得DE/GE和ME/GE的比值分别为0.95和0.92[17],R.M.Blome等以乳清蛋白配置CP水平不同的4种等能代乳品,试验测得DE/GE和ME/GE的比值分别为0.95和0.90[18]。然而这些结论并不适用于非乳源蛋白代乳品,R.Zhang等以大豆蛋白、小麦蛋白、乳清蛋白等为蛋白源配置代乳粉饲喂犊牛,测得DE/GE的比值为0.70~0.84,并且随日龄的增加逐步增高[19]。犊牛消化能、代谢能的这种差别可能是由于代乳品中植物源性蛋白与乳源蛋白之间的差异造成的。本试验中,28日龄时,小麦蛋白组和花生蛋白组DE/GE、ME/GE均极显著低于乳源蛋白组(P<0.01),大豆蛋白组和大米蛋白组与乳源蛋白组差异则不显著(P>0.05),但植物蛋白4组犊牛DE/GE、ME/GE的比值分别为0.81~0.87和0.46~0.58,均与NRC(2001)建议的参考值相差较大,然而这与R.Zhang等[19]的研究结果相似。63日龄时,小麦蛋白组和花生蛋白组DE/GE仍显著低于乳源蛋白组(P<0.05),但2组DE/GE与乳源蛋白组的差异已明显缩小,此外相较于28日龄,植物蛋白4组ME/GE与乳源蛋白组差异不显著(P>0.05),这说明随着犊牛日龄的增长,犊牛对植物蛋白源代乳品中营养物质的利用已无障碍,并且随着开食料采食量的增加,瘤胃可以为犊牛提供更多的营养,使犊牛的营养供应多元化,在某种程度上削弱了由于植物蛋白消化率低对犊牛的影响。本试验在冬季开展,该期环境温度较低,较低的圈舍环境温度条件下会增加犊牛维持的能量需要,试验中各组代乳品的脂肪含量在15%左右,这较国外文献报道全乳蛋白代乳品的脂肪水平低[10,12,17-18],该营养水平在本试验饲养环境下可能需要犊牛通过脱氨基作用获得一部分能量来满足犊牛维持需要的能量增量,这可能是试验中各组ME/GE比值均较低的主要原因。相较于其他3组,小麦和花生蛋白中残留的抗营养因子影响犊牛相关消化酶的分泌、降低氨基酸的吸收利用效率,同时也对犊牛产生了免疫应激,这都增高了犊牛维持的能量需要量,这可能进一步影响两组犊牛DE/GE、ME/GE的比值。
3.2代乳品中蛋白质来源对哺乳期犊牛氮代谢的影响
一般研究认为,代乳品中蛋白质的氨基酸组成、加工品质以及犊牛对蛋白质消化的能力等,决定着不同来源的蛋白质为哺乳期犊牛提供足够数量且比例适宜的氨基酸的能力[7-9]。对于生物学价值(BV)较高的乳源蛋白,总结前人大量的饲养试验结果,NRC(2001)建议犊牛N的表观消化率为93%[16],然而该转化参数并不适用于饲喂植物源蛋白代乳品的犊牛,A.D.L.Gorill等用热醇处理的大豆浓缩蛋白提供代乳品中70%的CP,测得犊牛总N的消化率为82%[10],H.Li等用大豆浓缩蛋白配置代乳品饲喂犊牛获得N消化率结果为70.5%~77.9%[11],P.Branco-Pardal等分别用小麦蛋白和马铃薯浓缩蛋白提供代乳品中52% CP饲喂犊牛,结果显示8周龄时犊牛总N表观消化率分别为93%和90%,10周龄时回肠N消化率分别为87%和83%[12]。这提示我们,在利用植物蛋白为蛋白源配置代乳品饲喂犊牛时,为确保犊牛正常生长所需氨基酸的供应充足,在预测犊牛代乳品中N消化利用率时,需根据植物蛋白的种类、品质、添加比例及犊牛的消化能力对NRC(2001)中建议的系数进行适当的调整。本研究中,28日龄时,N消化率乳源蛋白组显著高于其他4组(P<0.05),N沉积率小麦蛋白组和花生蛋白组显著低于乳源蛋白组(P<0.05),但沉积N/消化N的比值各组间无显著差异(P>0.05),该期犊牛N代谢的表现与H.Li等[11]的报道相类似。63日龄时,N消化率乳源蛋白组显著高于小麦、花生、大米蛋白3组(P<0.05),N沉积率和沉积N/消化N的比值各组均无显著差异(P>0.05)。由此可以看出,蛋白质不同来源会影响代乳品中犊牛表观可消化N的量,也会影响犊牛不同日龄阶段N沉积状况,但不影响犊牛对可消化N的沉积情况,这可能是因为试验代乳品中几种主要的限制性氨基酸被调控到相同的水平,极大的消除了不同蛋白质来源间氨基酸组成差异对犊牛的影响,而其中深层的原因仍需要进一步的研究来说明。
3.3代乳品中蛋白质来源对哺乳期犊牛钙、磷代谢的影响
本研究中,28日龄时消化钙/摄入钙、沉积钙/摄入钙小麦和花生蛋白组极显著低于乳源蛋白组(P<0.01),消化磷/摄入磷、沉积磷/摄入磷大豆、小麦、花生蛋白组极显著低于乳源蛋白组(P<0.01),由此可见,蛋白质来源影响犊牛对代乳品中钙、磷的消化和利用,J.H.B.Roy等利用大豆粉提供代乳品中33%~36%的CP饲喂犊牛发现钙体内沉积量显著降低(P<0.05)[20],R.Zhang等利用大豆蛋白粉、小麦粉饲喂犊牛发现钙的消化率和沉积率分别为55.9%~60.6%和48.4%~52.4%,磷的消化率和沉积率分别为60.5%~65.1%和52.3%~55.7%[19]。这都远低于C.W.Holmes等[21]、邓代君等[22]、李影球[23]用全乳饲喂犊牛Ca、P消化率的结果,这可能与植物蛋白对犊牛小肠造成不同程度损伤有关,小肠作为犊牛钙、磷吸收最主要的场所[24],小肠受损和小肠中维生素D受体位点的减少,都会减弱犊牛对钙、磷的吸收和利用[25]。饲喂植物蛋白犊牛较低的脂肪消化率也可能是影响犊牛钙、磷吸收的重要因素[26]。此外植物蛋白中钙、磷通常以植酸盐的形式存在,非反刍阶段的犊牛很难消化利用[27],但却能较好的被瘤胃微生物降解吸收[28]。63日龄时,虽然消化钙/摄入钙大豆、小麦蛋白组显著低于乳源蛋白组(P<0.05),沉积钙/摄入钙大豆、小麦、花生蛋白组显著低于乳源蛋白组(P<0.05),但是相较于28日龄,植物蛋白组与乳源蛋白组的差异在缩小,这与犊牛消化系统不断增强的植物蛋白利用能力有直接关系。该期沉积磷/摄入磷、沉积磷/消化磷大豆、大米蛋白组显著高于乳源蛋白组(P<0.05),此外小麦、花生蛋白组也高于乳源蛋白组,Z.Wu等认为,日粮中磷的供应量越接近机体实际需要量,磷的沉积率就越高[29],这说明相较于乳源蛋白组,植物蛋白组犊牛该期需要更高的营养供应来满足生长,这与63日龄时植物蛋白组代谢能均高于乳源蛋白组的结果相符,在犊牛消化植物蛋白无障碍后,机体通过生长调节在补偿前期滞后的生长。
3.4代乳品中蛋白质来源对哺乳期犊牛血清中免疫指标的影响
血清免疫球蛋白是体液免疫系统的主要成分,主要包括IgA、IgG、IgM等[30]。有研究认为,外源性抗原会引起血清中相应的特异性抗体浓度提高[31],D.Dreau等利用大豆蛋白饲喂仔猪发现,4周龄前其外周血总IgG含量呈下降趋势[32],张乃锋以改性大豆粉为蛋白源配置代乳品饲喂犊牛得出相似结论,但4~8周龄时,血清中IgG呈上升趋势[33],这些结果可能与机体通过被动免疫获取的母源抗体逐渐消失及主动免疫的建立完善有关。在本试验中,21和49日龄时犊牛血清IgG浓度小麦、花生蛋白组显著低于乳源蛋白组(P<0.05),这可能与小麦、花生蛋白较强的抗原活性有关,由鲜奶向代乳品过渡过程中,植物蛋白中残留的活性抗原可能中和掉部分母源抗体,此外2组较差的能氮代谢情况可能不足以维持犊牛最佳的健康状况及正常的免疫机能[34],这与49日龄时两组犊牛血清中IgG浓度较低的表现相符。35日龄时小麦、花生蛋白组IgA浓度显著高于乳源蛋白组(P<0.05),P.Sun等认为IgA 是黏膜免疫的主要抗体,其主要功能是在非特异性免疫防护机制的协助下减少抗原入侵[35]。有活性的大豆抗原对肠道具有致敏性[36],可以引起肠道绒毛萎缩[37],该期2组IgA浓度表现可能与植物蛋白中残留的活性抗原引起机体免疫应答有关。由表4可知,大豆和大米蛋白组犊牛各免疫指标与乳源蛋白组差异均不显著(P>0.05),这说明本试验选取的大豆和大米蛋白没有对犊牛造成明显的应激反应。
IL-2主要是由活化的T细胞产生的一种白细胞介素,主要功能是促进淋巴细胞生长、增殖、分化,是一种免疫增强剂,它对机体的免疫应答和抗病毒感染等有重要作用。本试验条件下,各组犊牛血清IL-2浓度没有出现显著性差异(P>0.05),其中乳源、大豆和大米蛋白3组随日龄变化呈不断变小的趋势,WP和PP呈先上升后下降的趋势,可能是因为在试验初期这两种植物蛋白对犊牛造成一定的应激,然而随着日龄的增长,犊牛对植物蛋白的适应能力逐渐加强。
4.1代乳品中蛋白来源对犊牛能量、氮、钙及磷的代谢都存在显著影响,相对于乳源蛋白,植物蛋白会显著降低犊牛能量、氮、钙及磷的代谢率(P<0.05),总体上对犊牛能量、氮、钙及磷代谢的影响,花生蛋白>小麦蛋白>大米蛋白>大豆蛋白>乳源蛋白。
4.2代乳品中蛋白来源对犊牛免疫功能的影响存在差异,从各组犊牛血清IgG、IgA、IgM及IL-2水平来看,乳源、大豆和大米蛋白对犊牛造成的应激要显著低于小麦和花生蛋白组(P<0.05)。
4.3蛋白来源对犊牛能量、氮、钙及磷的代谢率的影响随日龄的增加有下降的趋势,犊牛对植物蛋白的适应能力也随日龄的增加不断提高。
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(编辑郭云雁)
Effect of Protein with Different Sources in Milk Replacer on Energy,Nitrogen Metabolism and Immune State of Suckling Calf
HUANG Kai-wu1,2,TU Yan1,SI Bing-wen1,XU Gui-shan2,DU Hong-fang1,DIAO Qi-yu1*
(1.BeijingKeyLaboratoryofDairyNutrition,FeedResearchInstitute,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100081,China;2.CollegeofAnimalScience,TarimUniversity,Alar843300,China)
The objective of this study was to investigate the effects of protein with different sources in milk replacer on nutrient digestion and rumen fermentations of suckling calves.Fifty Chinese Holstein bull calves with similar body weight and day age were randomly assigned to 5 groups (1 control group and 4 treatment groups) with 10 calves for each group.The protein source of control group (MP) was from milk protein.Calves in 4 treatment groups were fed with milk-replacer whose protein contained 70% vegetable protein and 30% milk protein of crude protein.Vegetable proteins were respectively soybean protein concentrate (SP),hydrolyzed wheat protein (WP),peanut protein concentrate (PP) and rice protein isolate (RP).Digestibility trials were respectively performed on 4-5 weeks and 8-9 weeks after birth.Blood serum were respectively extracted on 3,5,7 and 9 weeks after birth.The results showed as follows:At the age of 28 days,fecal energy (FE),urinary energy (UE),digestible energy (DE) and metabolic energy (ME) of groups of vegetable protein were 2.01-2.60,4.37-5.53,12.49-13.09,6.98-8.73 MJ·d-1,and the digestibility and retention of nitrogen (N) were 68.94%-82.65%,33.79%-41.67%,respectively.Thereinto,FE of WP,PP,RP groups were significant higher than MP group (P<0.05).DE and ME/GE (gross energy) of WP,PP groups were significant lower than MP group (P<0.05).DE/GE of WP,PP,RP groups were significant lower than MP group (P<0.05).ME and ME/DE of PP group were significant lower than MP group (P<0.05).Nitrogen digestibility (ND) and P retention (PR) of all vegetable protein groups were significant lower than MP group(P<0.05).Nitrogen retention (NR),Ca retention (CaR),CaR/CaI (Ca retention/Ca intake),PD /PI (P digestibility/P intake),PR/PI,PR/PD of WP,PP groups were significant lower than MP group (P<0.05).CaR/CaD (Ca retention/Ca digestibility) of WP group was significant lower than MP group (P<0.05).At the age of 63 days,FE,UE,DE,ME of vegetable protein groups were 4.75-5.48,10.00-11.02,23.93-24.89,13.20-14.56 MJ·d-1,and ND,NR were between 71.86%-78.58%,40.70%-44.01%,respectively.Thereinto,FE of WP,PP groups were significant higher than MP group (P<0.05).DE/GE of WP,PP groups were significant lower than MP group (P<0.05).ND of WP,PP,RP groups were significant lower than MP group (P<0.05).CaR,CaR/CaI of SP,WP,PP groups were significant lower than MP group (P<0.05).CaD/CaI of SP,WP groups were significant lower than MP group (P<0.05).PR of PP group were significant lower than MP group (P<0.05).PR/PI,PR/PD of SP,RP groups were significant higher than MP group (P<0.05).For serum immune indexes,IgG concentration of WP,PP groups were significant lower than MP group (P<0.05),and IgM concentration of SP,WP,PP groups were significant lower than MP group at 21 days (P<0.05).IgA concentration of WP,PP groups were significant higher than MP group at 35 days (P<0.05).IgG concentration of WP,PP groups were significant lower than MP group (P<0.05),and IgM concentration of PP group was significant higher than MP group at 49 days (P<0.05).IgA concentration of PP group was significant lower than MP group at 63 days (P<0.05).IL-2 concentration had no significant difference among all groups during the whole trial period.In conclusion,protein with different sources in milk replacer have effects on metabolism of energy,nitrogen,Ca,P and immune function.Vegetable protein in milk replacer could significantly reduce metabolic level of energy,nitrogen,Ca and P than milk protein,and soybean and rice protein have smaller influence.From the level of IgG,IgA,IgM and IL-2 in blood serum,stress of calves fed milk,soybean,rice protein were weaker than wheat,peanut protein.With the age of calves rising,the effects of protein sources were continually reduced on metabolism of energy,nitrogen,Ca,P and immune function,and the ability of using vegetable proteins also were continually enhanced.
calf;vegetable protein;milk replacer;metabolism;immune
10.11843/j.issn.0366-6964.2016.09.016
2015-11-03
农业部公益性行业专项“南方地区幼龄草食畜禽饲养技术研究”(201303143);2014年北京市农业局科技项目“犊牛早期断奶关键技术集成与示范”
黄开武(1990-),男,河南信阳人,硕士,主要从事反刍动物营养与饲料科学研究,E-mail:huangkaiwu@live.com
刁其玉,研究员,博士生导师,E-mail: diaoqiyu@caas.cn
S823;S816.4
A
0366-6964(2016)09-1868-11