壳寡糖对泌乳中期奶牛生产性能、免疫及抗氧化功能的影响

何孟莲，赵满达，孙得发，杨菊凤，李秀丽，李朝云，朱 伟

（山东畜牧业兽医职业学院，山东潍坊 261061）

高产奶牛的免疫功能降低主要是受氧化应激影响，其中奶牛的炎症和氧化应激损伤导致奶牛对疾病的易感性，进而使泌乳量和牛奶中的有益成分下降（周媛丽等，2016）。氧化应激使奶牛易患乳腺炎和生殖障碍，通过降低牛奶产量直接影响奶牛的生产效率，同时氧化应激会导致奶牛乳蛋白合成和乳蛋白相关基因表达下降（刘兆喜，2013）。在日粮中补充抗氧化剂是改善动物抗氧化状态的常用方法之一。壳寡糖是来自甲壳类动物几丁质聚合物的一类物质，其生物活性具体表现为抗菌性能、抗炎、抗氧化和抗肿瘤活性（吴玉潇等，2015）。Li等（2015）报道了壳寡糖对肉牛的抗氧化状态和免疫应答有改善作用，但机制尚不清楚。众所周知，一氧化氮是生物体内一种活跃的自由基，介导了机体的多种生物功能，但机体过多的一氧化氮产生会导致炎症和免疫紊乱，同时也会使乳腺上皮细胞氧化损伤（翟向和等，2017）。Muanprasat等（2015）报道，壳寡糖可通过热休克反应抑制核因子-κB（NF-κB）信号通路，从而降低小鼠肠上皮细胞的氧化应激，而低分子硫酸化壳聚糖寡糖可抑制脂多糖刺激的RAW264.7细胞中的炎症因子，降低NF-κB活化，并抑制脂多糖诱导的一氧化氮增加，而壳寡糖通过抑制NF-κB信号通路，对过量一氧化氮诱导的外周血单个核细胞氧化损伤具有保护作用（Kim等，2014）。为了进一步丰富壳寡糖的抗氧化数据，我们假设其可通过降低体内一氧化氮等自由基代谢产物，缓解抗氧化应激，从而提高奶牛产奶量，因此，本研究探讨了泌乳中期奶牛全混合日粮补充壳寡糖对其泌乳性能、血清免疫及抗氧化功能的影响。

1 材料与方法

1.1 试验分组与设计试验将泌乳性能一致的64头荷斯坦奶牛随机分为2组，每组32头，每个重复4头肉牛。对照组与处理组肉牛在试验期饲喂基础日粮+0和200 mg/kg壳寡糖，试验为期6周。壳寡糖购自山东海龙元生物科技有限公司。

表1 全混合日粮原料组成及营养水平

1.2 数据记录每天记录奶牛饲料用量及泌乳量，试验结束后收集每头奶牛的乳样品50 mL，参考张鑫等（2020）的方法测定乳成分。

1.3 样品采集与分析试验结束当天早上对奶牛不进行饲喂，每个重复选择2头奶牛（每组16头）进行采血。全血分为2部分，一部分用抗凝管分装，另一份装入促凝管用于分离血清。全血中淋巴细胞的组成及含量参考黄新凤等（2011）的方法测定。血清样品用试剂盒法测定抗氧化指标及生化指标，测定方法参考试剂盒说明书进行（南京建成生物工程研究所）。

1.4 数据分析试验数据用SAS软件进行统计分析，采用的模型为单因素方差分析模型，差异显著性通过T检验进行比较，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 对泌乳性能的影响由表2可知，日粮添加200 mg/kg壳寡糖对奶牛脂肪较正乳和乳脂肪产量的影响均无显著差异（P＞0.05）。壳寡糖组奶牛的采食量、泌乳量、能量校正乳、乳蛋白和乳糖含量均显著高于对照组（P＜0.05），同时日粮添加200 mg/kg壳寡糖可显著提高乳中尿素含量（P＜0.05）。

表2 日粮添加壳寡糖对泌乳中期奶牛生产性能的影响

2.2 对血清抗氧化及血液免疫指标的影响由表3可知，对照组与壳寡糖组对奶牛血清过氧化氢酶和总抗氧化力活性及血液CD8+淋巴细胞数量、CD4+与CD8+的比值影响均无显著差异（P＞0.05）。壳寡糖组奶牛血清谷胱甘肽过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性显著高于对照组（P＜0.05），而壳寡糖组丙二醛的含量及活性氧活力显著低于对照组。此外，与对照组相比，处理组血液CD3+和CD4+淋巴细胞显著升高（P＜0.05）。

表3 日粮添加壳寡糖对泌乳中期奶牛血清抗氧化及血液免疫指标的影响

2.3 对血清生化指标的影响由表4可知，对照组与壳寡糖组奶牛血清中葡萄糖、胆固醇、甘油三酯、IL-6和IgM浓度的影响无显著差异（P＞0.05）。壳寡糖组奶牛血清尿素氮、总蛋白、钙、磷、IgG和IgA浓度均显著高于对照组（P＜0.05），但血清一氧化氮和IL-1浓度均显著降低（P＜0.05）。

表4 日粮添加壳寡糖对泌乳中期奶牛血清 生化指标的影响

3 讨论

目前关于泌乳中期奶牛饲料中添加壳寡糖对泌乳性能的影响报道的数据有限，在本研究中，壳寡糖显著提高了产奶量和能量校正乳。Dias等（2017）研究发现，肉牛日粮中添加壳寡糖后，干物质摄入量及粗蛋白和中性洗涤纤维消化率显著提高，作者推测，壳寡糖可能改善了泌乳中期奶牛营养物质消化和代谢，进而提高了泌乳量及乳蛋白、乳糖产量。此外，由于合成乳所需的高能量和氮含量，日粮中添加壳寡糖可提高瘤胃丙酸含量和粗蛋白质消化率（Goiri等，2010）。综上所述，作者推测，日粮添加壳寡糖可提高产奶量、乳蛋白产量和尿素氮含量，这可能与采食量的增加有关。

SOD、CAT、GSH-Px等酶活性升高，MDA含量降低提示细胞抗氧化状态较好。有研究指出，壳寡糖及其衍生物具有清除自由基和改善抗氧化功能的功能（Li等，2015），其报道肉牛日粮中添加壳寡糖可提高SOD活性，降MDA含量，进而改善抗氧化状态。但关于壳寡糖对奶牛抗氧化功能和炎症的科研数据有限，在本试验结果中发现了壳寡糖可改善奶牛抗氧化状态。

一些细胞因子如IL-1和IL-6是细胞炎症反应的标志物，细胞因子的增加可激活炎症过程中一氧化氮的产生，从而调节炎症反应。一氧化氮主要由iNOS催化产生，是一种结构简单、分子量小、具有双向调节功能的活性氮自由基，而炎症的加重导致血液中一氧化氮的大量增加（Sacco等，2006）。本研究中日粮添加壳寡糖显著降低了血清一氧化氮和IL-1含量，这与Li等（2015）报道的结果一致。Muanprasat等（2015）报道，壳寡糖可通过热休克反应抑制核因子-κB（NF-κB）信号通路，从而降低小鼠肠上皮细胞的氧化应激及细胞炎症反应，这些结果表明，壳寡糖可以通过抑制NF-κB信号通路介导炎症反应标志物。

4 结论

在泌乳中期奶牛全混合日粮中添加200 mg/kg壳寡糖可提高采食量、泌乳性能及血清抗氧化指标，降低血清一氧化氮浓度，进而抑制炎症反应。