包被γ-氨基丁酸的稳定性及在夏季奶牛饲养中的应用研究

潘雪梅，沈华荣，沈华伟

（1.江苏省徐州市张集中等专业学校，江苏徐州 221114；2.江苏维维农牧责任有限公司，江苏徐州 221114；3.福建省畜牧总站，福建福州 350002）

γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）是广泛存在于动植物及微生物中的一种功能性非蛋白类氨基酸（林谦，2010），作为动物体神经系统内重要的神经递质，具有镇静抗应激、增强免疫力、调节内分泌、保护肝脏、提高食欲及饲料转化率等生物学功能（杨晶晶等，2014；Miyazawa等，2013）。GABA可以提高断奶仔猪的日采食量和日增重（刘振军，2006），提高育肥猪的免疫能力（胡家澄等，2008），改善肥育猪胴体品质（曹德瑞和邹晓庭，2007），提高蛋鸡生产性能（李慧等，2010）、提高肉种鸡热应激下产蛋和繁殖性能（夏磊和占秀安，2012），提高蛋鸽免疫能力（黄辉龙等，2011），提高夏季绵羊抗应激能力（张善芝和徐相亭，2015）等。对于目前研究而言，由于反刍动物瘤胃微生物丰富，可以将食入的GABA迅速降解，所以GABA在单胃动物上的研究应用比较成熟，在反刍动物研究应用上较少。夏季热应激改变了奶牛血液相关激素含量及活性，从而降低奶牛采食量、产乳量及乳品质，本文通过在奶牛日粮中添加不同量的包被GABA，研究GABA对奶牛产奶量、乳品质、免疫指标、抗应激能力及抗氧化能力的影响。

1 试验材料及试验设计

1.1 试验材料 包被GABA：使用棕榈酸包被，GABA含量为 25%、尼龙袋（孔径 40 μm，3 cm×8 cm）、岛津UV-2450紫外可见分光光度计、SOD试剂盒、GSH-Px试剂盒，MDA试剂盒，采购于南京建成、罗氏全自动生化分析仪等。

1.2 试验设计 奶牛饲养：奶牛日粮为常规日粮，每天饲喂两次，分别是6：00和17：00，自由饮水。

GABA瘤胃降解率试验：挑选3头安装瘤胃瘘管的荷斯坦奶牛，分别称取5g未做处理的GABA（对照组）和包被的GABA（试验组），放入在瘤胃中平衡72 h后的尼龙袋中，然后称重记录。将装有未包被GABA和包被GABA的尼龙袋用绳子绑定并编号投入瘤胃中，每头奶牛瘤胃中投入 12 个尼龙袋，分别在 1、3、6、9、12、24 h 时从每头奶牛瘤胃中剪下尼龙袋，用清水冲洗致水不在浑浊，放入烘箱中65℃烘至恒重，计算未包被GABA和包被GABA在瘤胃中的降解率。

包被GABA对夏季奶牛血液指标影响试验：随机挑选20头体重、胎次等相近的荷斯坦奶牛，将其随机分为4组，每组5头，分别设为对照组（Ⅰ组）、试验组（Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组），在4组日粮中分别添加 0、10、20、30 g/d的包被 GABA。试验周期为7月5日～8月12日，其中预饲期7 d，其余为试验期。

1.3 检测项目及方法

1.3.1 γ-氨基丁酸在奶牛瘤胃中的降解率

利用贝特洛法测定尼龙袋中残留的GABA。设A=GABA在瘤胃中的降解率、B=尼龙袋中GABA始重、C=各个时间点尼龙袋中剩余GABA的质量A=B-C/B

1.3.2 血液相关指标的测定 试验刚开始和试验结束时对奶牛进行尾静脉采血，于4℃离心，将血清于-20℃下保存用于血液指标的测定。

免疫球蛋白A（lgA）、免疫球蛋白G（lgG）、免疫球蛋白M（lgM）的检测利用免疫比浊法、白细胞介素-2（IL-2）采用放射免疫法；皮质醇（COR）、促肾上腺皮质激素（ACTH）的检测利用化学发光法；超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的活性，丙二醛（MDA）浓度的检测利用试剂盒比色法。

2 数据处理

使用WPS对检测数据进行初步整理，然后运用SPSS 17.0进行统计分析（方差分析和多重比较），用“平均数±标准差”表示结果。

3 结果与分析

3.1 γ-氨基丁酸在奶牛瘤胃中的降解率 由图1可知，在瘤胃中未包被GABA和包被GABA均随时间延长而降解，但未包被的GABA降解率在3 h时已达到85.43%，到6 h时基本已完全降解，而包被GABA相对于未包被GABA降解率大大降低，在24 h时降解率达21.87%，说明包被GABA可以保护GABA过瘤胃，显著降低GABA在瘤胃中的降解率。

图1 γ-氨基丁酸在奶牛瘤胃中的降解率比较

3.2 包被GABA对奶牛抗应激指标的影响 由图2-3可知，在试验开始时，各组Cor和ACTH含量差异不显著（P＞0.05）；试验结束时，随GABA添加量增加，Cor和ACTH含量均呈降低趋势，其中Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组Cor含量均显著小于Ⅰ组（P＜0.05），Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组间差异不显著（P＞0.05）；Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组ACTH含量均小于Ⅰ组，Ⅲ组和Ⅳ组与Ⅰ组相比差异显著（P＜0.05），Ⅱ组与Ⅰ组相比差异不显著（P＞0.05）。

图2 包被GABA对奶牛血清Cor浓度的抗影响

图3 包被GABA对奶牛血清ACTH浓度的抗影响

3.3 包被GABA对奶牛抗氧化指标的影响由图4-6可知，在试验开始时，各组MDA浓度、SOD和GSH-Px活性差异不显著（P＞0.05）；在试验结束时，随着GABA添加量的增加，MDA浓度呈降低趋势，SOD和GSH-Px活性呈升高趋势，其中SOD活性各组之间差异不显著（P＞0.05）；MDA浓度，Ⅲ组和Ⅳ组小于Ⅰ组，差异显著（P＜0.05），Ⅱ组小于Ⅰ组，差异不显著（P＞0.05），Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组之间差异不显著（P＞0.05）；GSH-Px活性，Ⅲ组大于Ⅰ组，差异显著（P＜0.05），Ⅱ组和Ⅳ组大于Ⅰ组，差异不显著（P＞0.05），Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组之间，差异不显著（P＞0.05）。

图4 包被GABA对奶牛MDA含量的影响

图5 包被GABA对奶牛SOD活性的影响

图6 包被GABA对奶牛GSH-Px活性的影响

3.4 包被GABA对奶牛免疫指标的影响 由图7-10可知，在试验开始时，各组lgG、lgA、lgM活性和IL-2含量差异不显著（P＞0.05）；在试验结束时，随着GABA添加量的增加，lgG、lgA、lgM活性和IL-2含量均有上升趋势，其中lgA和lgM含量Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组与Ⅰ组相比差异不显著（P＞0.05）；Ⅲ组lgG含量显著大于其他各组（P＜0.05），Ⅱ组和Ⅳ组lgG含量显著大于Ⅰ组（P＜0.05），Ⅱ组和Ⅳ组相比差异不显著（P＞0.05）；，Ⅲ组和Ⅳ组IL-2含量显著大于Ⅰ组，（P＜ 0.05）。

图7 包被GABA对奶牛血清lgG含量的影响

图8 包被GABA对奶牛血清lgA含量的影响

图9 包被GABA对奶牛血清lgM含量的影响

图10 包被GABA对奶牛血清IL-2含量的影响

4 讨论

4.1 γ-氨基丁酸在奶牛瘤胃中的降解率 使用棕榈酸对GABA进行包被，由于棕榈酸在瘤胃中不易被分解，进而保护GABA在瘤胃中不被微生物接触，而当棕榈酸包被GABA达到真胃和小肠时，棕榈酸被分解而释放GABA。韩占强等（2008）将蛋氨酸用不同比例的棕榈油脂粉进行包被发现，当棕榈油脂粉含量分别为30%、40%、50%和60%时，其24 h在瘤胃中降解率分别为39.18%、34.88%、26.04%、23.63%。王迪铭（2013）研究固体棕榈油脂对GABA的包被效果发现，24 h时此包被GABA在瘤胃中降解率为18.2%。

4.2 GABA对夏季奶牛血液相关指标的影响研究表明，Cor和ACTH分泌适量增多会增强机体受到外界环境刺激时的适应能力，但如果Cor分泌过多，不仅会导致奶牛生产性能降低，还会使肾上腺轴反应性降低，对应激的自我调节能力会减弱。当泌乳期奶牛处于热应激时，不仅采食量降低，还会引起甲状腺功能减弱、生长激素分泌减少、体内毒素含量升高一系列问题（Cronje，2005）。GABA作为脑组织中重要的神经抑制性递质，反馈性的抑制促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）和ACTH的神经元，使其合成减少，进而使热应激下奶牛Cor的分泌减少（徐同锏等，2014）。李锦春等（2016）研究发现，GABA可以缓解奶牛热应激，降低热应激状态下奶牛血清Cor含量，与本试验研究结果一致。

MDA含量多少与细胞脂质过氧化程度成正相关（李继红和朱国标，2003）；SOD和GSH-Px是具有清除自由基功能的抗氧化酶，其活性越高机体清除自由基能力越强。当机体处于热应激时，自由基增多，SOD和GSH-Px活性减弱，MDA浓度升高，进而导致机体受到损伤和抵御疾病的能力减弱（Sherki等，2001）。王迪铭（2013）研究发现，GABA可以降低奶牛血清中MDA浓度，提高血清中SOD活性。本试验中GABA可以减少MAD浓度，提高SOD和GSH-Px的活性。这可能是由于GABA通过GABAA受体抑制了热应激过量自由基的形成，从而缓解机体的氧化应激（Kumar和 Goyal，2014）。

研究表明，热应激下的奶牛细胞免疫和体液免疫能力均会下降（Yoon和 Lee，2014），这直接表明热应激下奶牛血液中免疫球蛋白含量减少。GABA可以对奶牛免疫机能产生积极影响，一方面是由于GABA可以使胃酸和消化酶分泌增多，使胆囊收缩素（CCK）分泌减少，同时，抑制胃膨胀和饱和中枢，提高采食量，使动物更多的消化吸收营养物质，进而提升动物免疫机能（Tajalli等，2006；Kato等，2001）；另一方面，肾上腺皮质激素和肾上腺素分泌增加会抑制机体免疫机能，而GABA具有减弱下丘脑－腺垂体－肾上腺皮质轴机能的作用，进而提高免疫机能；再者，血清IL-2的含量与生长激素有关，GABA可以促进生长激素的分泌，从而促进抗体合成，提高血清IL-2含量（Tajalli等，2006）。在本试验中，包被GABA可以提高奶牛血清中免疫球蛋白lgG、lgA、lgM的活性及IL-2的含量。

5 结论

棕榈酸包被GABA可以有效保护GABA过瘤胃，并且在奶牛基础日粮中添加包被GABA，可以提高奶牛抗应激能力，增强奶牛免疫力和机体抗氧化能力，本试验结果显示，以20 g/d效果最优。