生理调控剂对运输应激奶牛生化指标和牛奶品质的影响

马泽斌，杨焕民

（黑龙江八一农垦大学动物科技学院，大庆 163319）

运输应激是在运输刺激下多种因素共同作用导致动物发生的应激反应，这些因素包括温度、速度、运输时间、湿度等等[1]。运输应激时，激活SAM 系统使其兴奋，促使包括肾上腺素（adrenaline，Ad）、去甲肾上腺素（epinephrine，NE）等的分泌，调节能量供给，能够维持应激时机体的能量平衡，同时调节循环系统[2-3]。使用生理调控剂通常可以有效降低牛呼吸道疾病的发病率和其他疾病的发生。近年来，缓解运输应激是研究的热点，绿色无毒害的添加剂的使用来代替抗生素等药物缓解或防止运输应激是科研人员的研究目标[4]。研究表明，运输前或运输后使用抗生素可以降低运输应激引起的疾病的发病率[5]，运输前或运输后使用替米考星可以降低呼吸道疾病的发病率。然而，过度的使用抗生素会导致各种安全问题。药物滥用已经成为畜牧业一种不良现象，不仅会产生耐药菌株提升疾病防治难度，也会出现残留，通过富集作用而进入人体，同时会破坏微生态的平衡。生理调控剂代表了一组有助于填补这一空白的化合物，关于生理调控剂大致分为益生菌、益生元、植物营养素或多不饱和脂肪酸。这些化合物通过各种作用机制发挥作用，包括稳定共生微生物群落、改善粘膜免疫反应和屏障功能、结合或吸附潜在的病原体或毒素、生理调控剂对反刍动物的健康和生产力有着潜在影响，包括通过免疫调节或减少疾病的应激来提升饲料效率、产奶量和抗病能力。探究生理调控剂对运输应激奶牛的缓解作用，是研究目的所在。

1 材料方法

1.1 试验动物及分组

选择年龄（28±4 月龄）、体重（650±30 kg）、胎次、产奶量、采食量等体况相近的泌乳期健康奶牛20头，随机分为四组，分别为：饲喂生理调控剂运输组（A 组）、单纯饲喂生理调控剂组（B 组）、单纯运输组（C 组）、对照组（D 组）。每天对A 组和B 组的每头奶牛喂服过瘤胃生理调控剂（组成成分为：VC 4g，VE 4 g，L-茶氨酸4 g，GABA 1.2 g，亚麻油4 g）。共饲喂7 d 后对运输组进行运输处理。运输途中禁食禁水，不间断运输。采用实验室成熟构建运输应激模型条件：速度50～60 km·h-1运输8 h，运输环境温度在2～5 ℃；记录各组奶牛体重、直肠温度、呼吸频率，检测奶液的品质、奶牛血清中生化指标的变化。

1.2 主要仪器及试剂

微型离心机（美国Thermo Fisher Scientific 公司，Micro 17），酶标仪（MR-96A 型，中国迈瑞医疗公司），低温高速大型离心机（日本Hitachi 公司）；KK24E18TI 型-20 ℃冷柜（德国西门子股份公司）；微量移液器（法国Gilson 公司）；生化培养箱（上海森信SHP-250 型）；

1.3 体重、呼吸、温度数据采集

使用兽用直肠体温计测定奶牛直肠温度，使用秒表和计数器测定1 min 时间内奶牛的腹部和胸廓起伏次数作为呼吸频率。用动物电子磅称称重，采集体重数据，并计算体重失重情况（体重失重=（运输前体重-运输后体重）/运输前体重）。所有数据均采集两次，以平均值作为最终统计结果。

1.4 乳成分检测方法

依据国家标准GB 19301-2010 对牛奶进行感官检测，依据食品安全国家标GB 5413.30-2016 对样品进行杂质度检测，依据国家标准GB 5009.236-2016对样品酸度检测，依据GB 5413.38-2016 对生乳冰点进行测定。

1.5 血液生化分析

使用全自动血细胞分析仪对奶牛血液进行分析，获得6 项检测结果，分别为：甘油三酯TG、尿素氮BUN、游离脂肪酸NEFA、丙氨酸氨基转移酶ALT、天门冬氨酸氨基转移酶AST、碱性磷酸酶ALP。

1.6 数据统计分析

所有结果用SAS 9.2 软件ANOVA 程序进行方差分析，均值多重比较采用Duncan，P＜0.01 差异极显著；P＜0.05 差异显著。

2 结果与分析

2.1 生理调控剂对运输应激奶牛体重、温度和呼吸的影响

由表1 可见，A 和C 组的体重失重显著高于B和D 两组（P<0.05），C 组体重失重率显著高于A 组，B 和D 组差异不显著；运输应激后，C 组的奶牛呼吸频率显著高于A、B、D 组（P<0.05）。各组直肠温度无显著变化（P＞0.05）。

表1 生理调控剂对运输应激奶牛体重、呼吸、直肠温度情况Table 1 Effects of physiological regulators on body weight，aspiration and rectal temperature of dairy cows under transport stress

2.2 生理调控剂对牛奶品质的影响

采集各组牛奶样品，依据国家标准GB 19301-2010 对牛奶进行感官检测，所以样品色泽呈乳白色，具有乳固有的香味，并且没有异味。组织状态均匀一致，无凝块、无沉淀、无异物。依据食品安全国家标GB 5413.30-2016 对样品进行杂质度检测，结果显示，液体中杂质相对含量为0 mg·L-1，各组样品杂质度无显著差异（P＞0.05）。依据国家标准GB 5009.236-2016 对样品酸度检测，各组样品酸度无显著差异（P＞0.05）。GB 5413.38-2016 食品安全国家标准生乳冰点的测定，B 组冰点与A、C、D 三组差异显著（P<0.05）。同时测定了脂肪含量，结果显示，A、B 组脂肪含量显著高于C、D 两组（P<0.05）。蛋白质结果显示，B 组蛋白质含量显著高于A、C、D 三组（P<0.05）。

表2 牛奶品质的变化Table 2 Changes in milk quality

2.3 生理调控剂对运输应激奶牛血液生化指标的影响

对奶牛血清生化指标进行检测。各组血清中BUN、NEFA、AST 无显著差异（P＞0.05）。B、C 组较A、D 组TG 浓度显著升高（P<0.05）。饲喂生理调控剂后，B 组ALT 浓度显著升高（P<0.05），A、C、D 组差异不显著（P＞0.05）。运输应激后，C 组TG 浓度显著升高（P<0.05），A、B、D 组差异不显著（P＞0.05）。A、B 组较C、D 组ALP 浓度显著升高（P<0.05），A 与B 组差异不显著（P＞0.05），C 与D 组差异不显著（P＞0.05）。

表3 生理调控剂对运输应激奶牛血清生化指标的影响Table 3 Effects of physiological regulators on serum biochemical indexes of transportation stressed dairy cows

3 讨论

3.1 生理调控剂对运输应激奶牛体重、温度和呼吸的影响

影响奶牛运输应激发生是一个复杂的过程，由环境温度、湿度、空气对流及应激原强度、环境卫生等多种因素引起的，其中环境温湿度是关键的影响因素[6-7]。研究表明，奶牛适宜的生活环境为-0.5～20.0 ℃[8]，因此，试验条件选择2～5 ℃自然环境中进行。在运输过程中，奶牛体重会减轻，这主要因奶牛运输时排泄，同时运输应激使机体能量代谢加快，脂肪转化为能量，造成体重下降。研究表明，慢性寒冷应激可导致绵羊体重下降[9]。试验运输应激后，体重失重率显著降低，饲喂生理调控剂可以缓解体重降低情况[10]。当动物处于应激状态时，其通过调整呼吸频率进而改变机体呼吸时带出的热量。研究表明，热应激状态下肉牛的呼吸频率增加17.6 次·min-1[11]。试验研究结果显示，运输应激组奶牛的呼吸显著高于其他三组。温度的升高是动物处于应激状态的一项生理指标，然而试验各组奶牛直肠温度无显著变化，这可能与运输应激的强度和奶牛自身的调节有关。

3.2 生理调控剂对牛奶品质的影响

随着人们的生活需求和对健康认识的改变，对于牛奶的需求量剧增，奶牛行业的发展已经步入快车道，奶牛养殖规模在畜牧业占比增加，奶牛养殖产业竞争力增大，规模不断扩大，这使得运输成为异地引种、异地养殖等关键环节的纽带。中国奶业协会与农业农村部奶及奶制品质量监督检验测试中心（北京）联合发布的《中国奶业质量报告（2018）》中显示，2017 年全国奶类产量为3 655.2 万t，居世界第三位，约占全球产量4.5%。奶牛养殖生产方式的转变，推动了乳品加工的优化，奶牛业发展迅猛，作为畜牧业经济的重要产业，其在优化农业结构、提升经济水平、改善居民膳食结构、增强国民体质等方面均发挥重要作用。奶业是现代农业和食品工业的重要组成部分，牛奶的品质与国民体质息息相关。据调查显示，2020 年全球乳品贸易量按照原料奶计算将达到7 800 万t，较2019 年增长1.5%[12]。国家统计局数据表明中国2020 年牛奶产量3 440 万t，与2019 年相比，增长7.5%。牛奶改善人民膳食结构的重要营养物质，也是人民消费的重要模块。近年来，由于消费者需求的变化和对乳脂的偏好，乳脂被认为是膳食脂肪的良好来源，目前乳脂被用作牛奶质量的指标。牛奶的质量决定牛奶的价格，牛奶的价格取决于脂肪、蛋白质含量等相应的重要指标。因此，在许多研究中均研究了应激对牛奶成分的影响。试验对各组乳液样品中的杂质度、冰点、密度、酸度、脂肪、蛋白质进行检测，均符合国家标准。其中，各组样品的杂质度、冰点酸度均无显著差异。试验中，生理调控剂组密度、脂肪、蛋白质含量均显著高于其他组。牛奶的密度因蛋白质、脂肪、乳糖和无机盐的含量的变化而不同。试验中，密度的升高是由于乳液样品中脂肪和蛋白质含量的提升而升高。研究使用的生理调控剂成分是亚麻油，含有丰富的亚麻酸能够提高奶牛生产性能，这与他人研究结果相符。研究表明，饲粮中添加亚麻油和亚麻籽能够提升绒山羊的脂肪沉积[13]。亚麻籽也可提升奶牛乳脂率、乳蛋白、总干物质[14]。但是，研究数据也表明，尽管饲喂生理调控剂显著提高了奶牛的蛋白质、脂肪含量，但是，与未饲喂生理调控剂未运输的奶牛乳液中蛋白质、脂肪含量相比，饲喂生理调控剂无法完全消除因运输应激造成影响。

3.3 生理调控剂对运输应激奶牛血液生化指标的影响

运输刺激会影响动物机体中血液的组成和能量代谢水平，血液中的各项生化指标是评估动物机体生命状态的依据[15-16]。甘油三酯是血液中主要的脂类物质，应激过程中释放的GC 可动员脂肪组织中的脂质，从而支持糖异生。李珂[17]研究结果表明，饲喂高脂饲粮会引起血清中甘油三酯和总胆固醇含量的增加。亚麻籽油的饲喂可提高动物生产性能，提升奶牛血浆脂蛋白含量，导致甘油三酯含量显著提升。运输应激会导致机体能量代谢加快，脂质代谢水平加强，快速消耗体内的储备，从而降低甘油三脂的含量。同样的，机体储存的甘油三酯在代谢过程中会水解成非酯化脂肪酸，然后经由肝脏和其它器官组织加工合成为ATP。应激会导致脂肪分解，血清游离脂肪酸和甘油三酯浓度会随之增加，甘油三酯的水平便会增加。ALT 和AST 是动物线粒体中普遍存在的两种酶，在蛋白质代谢中起重要作用，ALP 是动物代谢消化的关键酶，与动物的脂肪代谢有关，其血清中浓度的高低可以反映动物机体的生长速度和生产性能，提高血清中ALP 的浓度可以反映畜禽的生长速度[18]。研究表明，饲喂含有GABA 添加剂的肉牛血清中的ALP 含量要高于空白组。这与研究结果相一致[19]。GABA 可以大大降低ALP 和ALT 的活性，抑制谷氨酸的脱羧，与α-酮戊二酸反应形成谷氨酸，减少血液中的氨，并将更多的谷氨酸与氨结合，形成尿素从体内排出，释放氨，增进肝脏功能[20]。血清中的TG 和NEFA 的含量可以反映机体的脂类代谢状况，TG 是机体内含量最多的脂类，其中大部分组织都可以利用TG 分解的产物供能，同时肝脏、脂肪等组织还可以进行TG 的合成，在脂肪组织中贮存。NEFA 是热量的直接来源，是中性脂肪分解成的物质，当机体自身无法满足本身活动能量需求，肝糖原分解耗尽时，脂肪组织就会分解NEFA 来充当能源使用。

4 结论

运输应激可导致奶牛体重下降，奶牛血清中TG、ALT 浓度升高，使用生理调控剂可以缓解奶牛运输应激，并通过升高乳液中蛋白质、脂肪含量来提升牛奶品质。