■ 李馨童 黃甫東 王 星 吳東霖 張展赫 徐 明

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010018）

隨著社會經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展，人們開始追求更加健康、安全的生活，這對食品安全和畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展都提出了更加嚴(yán)格的要求。在畜牧生產(chǎn)中，抗生素對于提高動物的生長速度和抗病力發(fā)揮了重要作用，但抗生素的泛濫也對食品安全、生態(tài)環(huán)境和人類健康造成了嚴(yán)重威脅[1]，我國《農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公告第194 號》對禁止在飼料中添加促生長類藥物做出了規(guī)定。因此，開發(fā)和利用抗生素替代品成為了畜牧業(yè)研究中的一個熱點(diǎn)。

丁酸鈉是一種短鏈脂肪酸，主要由腸道微生物群分解纖維產(chǎn)生[2]。Sun 等[3]發(fā)現(xiàn)酸化奶中添加0.3%DM 丁酸鈉飼喂?fàn)倥＃纱龠M(jìn)犢牛生長、降低腹瀉率。Liu 等[4]發(fā)現(xiàn)隨著丁酸鈉添加劑量的增加，犢牛日增重（ADG）呈二次變化，血清谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）呈線性增加，丙二醛（MDA）含量呈線性降低，而添加三丁酸甘油酯結(jié)果表明，隨添加水平的增加，ADG 在試驗全期呈線性增加，體重和體長指標(biāo)在斷奶后呈線性增加，白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）濃度在斷奶前呈線性降低，斷奶前和試驗全期腹瀉率呈線性降低[5]。上述研究結(jié)果并未得到犢牛哺乳期丁酸鈉最佳添加量，本試驗進(jìn)一步研究牛奶中丁酸鈉添加量對哺乳期犢牛生長性能、血液生化指標(biāo)和健康狀況的影響，旨在得到哺乳期的最佳添加量，為丁酸鈉在哺乳期幼畜的研究和應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

本試驗采用單因素完全隨機(jī)試驗設(shè)計，選取健康的中國荷斯坦公母犢牛共80 頭（公犢24 頭、母犢56 頭），日齡為（2.88±0.42） d、體重為（41.72±2.81） kg，按照性別、日齡及體重相近的原則分為4 個處理組，每組各20 頭犢牛（公犢6 頭，母犢14 頭）。處理組分別為對照組（牛奶中不加丁酸鈉）、4.4 g 組、8.8 g 組和17.6 g 組（牛奶中分別添加丁酸鈉4.4、8.8、17.6 g）。在犢牛出生后的1 h 內(nèi)，以相當(dāng)于小牛出生體重10%的量灌服初乳，6 h 后灌服2 L 巴氏殺菌的初乳，此后再飼喂經(jīng)過巴氏殺菌的牛奶。牛奶每頭喂量為：4～10 d 為4.4 L，11～45 d 為8.8 L，犢牛每日飼喂巴氏殺菌乳兩次（每天05：00 和17：00），所以試驗處理組每次分別飼喂丁酸鈉為2.2、4.4、8.8 g。在每次飼喂前，丁酸鈉按照試驗設(shè)計劑量通過手動添加并攪拌到飼喂各個處理組單獨(dú)的犢牛奶桶中。試驗時間為6 周。各組除牛奶中丁酸鈉添加量不同，其他飼養(yǎng)條件均一致。開食料飼糧組成和營養(yǎng)水平見表1。

表1 犢牛開食料組成及營養(yǎng)水平（干物質(zhì)基礎(chǔ)，%）

1.2 試驗材料

犢牛開食料購買于某公司，牛奶來源于試驗所在牧場，經(jīng)巴氏殺菌處理后飼喂?fàn)倥＃∷徕c購買濟(jì)南德高農(nóng)牧科技有限公司。

1.3 樣品采集及指標(biāo)測定

開食料營養(yǎng)水平：營養(yǎng)物質(zhì)測定方法參考AOAC（2005）[6]。

生長性能：每日19：00 添加新料和稱剩料量，并計算每頭犢牛每天的日平均采食量（ADFI）；從試驗第1 天后續(xù)每7 d 對犢牛進(jìn)行稱重一次，計算平均日增重（ADG）；通過ADFI/ADG計算飼料轉(zhuǎn)化率（FCR）。

體尺及體尺指數(shù)：試驗第1 天及試驗結(jié)束測量體高、胸圍和體斜長并計算體長指數(shù)（反映體格長度與高度的相對發(fā)育狀況）、胸圍指數(shù)（反映體軀的相對發(fā)育程度）和體軀指數(shù)（反映體軀容量的相對發(fā)育程度）。

腹瀉率（%）=腹瀉頭數(shù)/總頭數(shù)×100

疾病治療情況：根據(jù)獸醫(yī)觀察和治療日志統(tǒng)計犢

體長指數(shù)（%）=（體斜長/體高）×100

胸圍指數(shù)（%）=（胸圍/體高）×100

體軀指數(shù)（%）=（胸圍/體斜長）×100

血液指標(biāo)：分別在試驗開始（3 日齡）以及后續(xù)每隔7 d 晨飼前，對犢牛用真空采血管從犢牛頸靜脈采血20～30 mL，將采集的血樣用離心機(jī)（4 000 r/min）離心10 min，分離取上清液，取血清置于EP管中，-20 ℃保存。檢測血液營養(yǎng)代謝指標(biāo)：葡萄糖（GLU）、總蛋白（TP）、白蛋白（ALB）、三酰甘油（TG）、總膽固醇（TC）、尿素氮（BUN）、β-羥丁酸（BHBA）、谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）、堿性磷酸酶（ALP）；生長相關(guān)激素：生長激素釋放激素（GHRH）、生長激素抑制素（SST）、生長激素（GH）、胰島素樣生長因子（IGF-1）、胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白（IGFBP-2、IGFBP-3）、胰島素（INS）、胰高血糖素樣肽-2（GLP-2）；氧化應(yīng)激相關(guān)指標(biāo)：丙二醛（MDA）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（CAT）、總抗氧化能力（T-AOC）；免疫相關(guān)指標(biāo)：免疫球蛋白（IgA、IgG、IgM）、白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、白細(xì)胞介素-2（IL-2）、白細(xì)胞介素-4（IL-4）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）、白細(xì)胞介素-10（IL-10）、腫瘤壞死因子α（TNF-α）。以上指標(biāo)測定方法：購買相應(yīng)試劑盒（南京奧青生物技術(shù)有限公司），按照說明書指定步驟進(jìn)行操作，采用酶聯(lián)免疫吸附（Elisa）法進(jìn)行測定。

健康狀況：按照Larson 等[7]的評分標(biāo)準(zhǔn)對糞便進(jìn)行評分，按照徐明[8]的評分標(biāo)準(zhǔn)對耳朵、眼睛、鼻子進(jìn)行評分（見表2）。記錄腹瀉的情況（評分≥3 分連續(xù)2 d及以上，見表3）。牛發(fā)病率，包括腹瀉、肺炎、高燒及輸液治療等。

表2 犢牛耳朵、眼睛、鼻子評分細(xì)則

表3 犢牛糞便評分細(xì)則

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel 進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整理，后使用SAS 9.2，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因子方差分析(one-way ANOVA)，并用Tukey-Kramer 進(jìn)行多重比較檢驗。CONTRAST statement 進(jìn)行丁酸鈉添加量對各項指標(biāo)的線性和二次效應(yīng)多項式正交對比分析。P＜0.05 為顯著水平，0.05＜P＜0.10水平有提高或降低的趨勢。

2 結(jié)果與分析

2.1 牛奶中丁酸鈉添加量對哺乳期荷斯坦?fàn)倥ＩL性能的影響

由表4 可以看出，各組間犢牛ADFI、ADG 差異顯著（P＜0.05），8.8 g 組ADFI 顯著高于對照組、4.4 g 組和17.6 g 組（P＜0.05），與對照組相比，17.6 g 組ADFI顯著降低（P＜0.05）；8.8 g 組ADG 顯著高于對照組和17.6 g組（P＜0.05），隨著丁酸鈉添加水平的增加，ADG呈顯著線性和二次變化（P＜0.05）；整個試驗期內(nèi)，添加丁酸鈉對FCR的影響差異不顯著（P＞0.10）。

表4 牛奶中丁酸鈉添加量對哺乳荷斯坦?fàn)倥ｉ_食料采食量、生長性能相關(guān)指標(biāo)的影響

由表5 可以看出，丁酸鈉對犢牛的體高、體斜長、胸圍、體軀指數(shù)各組間差異不顯著（P＞0.05），但隨著丁酸鈉添加水平的增加，在試驗結(jié)束時犢牛胸圍呈線性變化的趨勢（0.05＜P＜0.10），胸圍指數(shù)呈顯著的線性變化（P＜0.05），且有二次變化的趨勢（0.05＜P＜0.10）；17.6 g 組的體長指數(shù)顯著高于對照組和4.4 g組（P＜0.05）；8.8、17.6 g 組的胸圍指數(shù)顯著高于對照組（P＜0.05）。

表5 牛奶中丁酸鈉添加量對犢牛體尺指標(biāo)和體尺指數(shù)的影響

2.2 牛奶中丁酸鈉添加量對哺乳期荷斯坦?fàn)倥Ｑ褐笜?biāo)的影響

2.2.1 營養(yǎng)代謝指標(biāo)

由表6 可以看出，各組間犢牛血清的BHBA、TC、TP、ALB、BUN和ALT影響差異不顯著（P＞0.05）。各組間TG 的含量趨于顯著（0.05＜P＜0.10）；隨著丁酸鈉添加水平的增加，GLU濃度呈顯著的線性和二次變化（P＜0.05），8.8 g組GLU濃度顯著高于對照組和4.4 g組（P＜0.05）；4.4 g 組AST 的活性顯著高于對照組和8.8 g 組（P＜0.05）；隨著丁酸鈉添加水平的增加，在整個試驗期間ALP的活性呈線性變化的趨勢（0.05＜P＜0.10），其中8.8 g組和17.6 g組顯著于對照組（P＜0.05）。

表6 牛奶中丁酸鈉添加量對犢牛營養(yǎng)代謝相關(guān)指標(biāo)的影響

2.2.2 生長相關(guān)激素

由表7可以看出，丁酸鈉添加量對各組間GHRH、IGFBP-3、GLP-2水平具有顯著作用（P＜0.05），各組間SST 和GH 的水平影響趨于顯著（0.05＜P＜0.10）；各組間IGF-1、IGFBP-2、INS 水平差異不顯著（P＞0.05）。17.6 g 組的GHRH水平顯著低于8.8 g組和對照組（P＜0.05），4.4、8.8、17.6 g 組GLP-2 水平顯著高于對照組（P＜0.05）；隨著丁酸鈉添加水平的增加，SST和GLP-2的水平呈顯著線性和二次變化（P＜0.05）。

表7 牛奶中丁酸鈉添加量對犢牛血液生長相關(guān)激素指標(biāo)的影響

2.2.3 抗氧化相關(guān)指標(biāo)

由表8 可以看出，整個試驗期間各組間MDA 含量、AOD 和CAT 活性差異不顯著（P＞0.05）。試驗全期各組間血液GSH-Px 活性和T-AOC 含量差異顯著（P＜0.05）；17.6 g 組GSH-Px 活性顯著高于對照組和4.4 g組（P＜0.05），4.4 g組顯著低于8.8 g組和17.6 g組（P＜0.05），4.4 g 組T-AOC 含 量 顯 著 低 于 其 他 組（P＜0.05）。

表8 牛奶中丁酸鈉添加量對犢牛血液抗氧化指標(biāo)的影響

2.2.4 免疫相關(guān)指標(biāo)

由表9 可以看出，整個試驗期間各組間犢牛血液IgA、IgG、IgM、IL-1β、IL-2、IL-10和TNF-α含量差異顯著（P＜0.05）；各組間IL-6 含量差異趨于顯著（0.05＜P＜0.10）。4.4、8.8 g組IgA含量顯著高于17.6 g組，與對照組差異不顯著（P＞0.05），呈顯著線性和二次變化（P＜0.05）。4.4 g組和8.8 g組IgG含量顯著低于對照組（P＜0.05），17.6 g組顯著高于4.4 g組（P＜0.05），呈顯著線性和二次變化（P＜0.05）；8.8 g組IgM含量顯著低于對照組和其他試驗組（P＜0.05），呈顯著線性和二次變化（P＜0.05），17.6 g 組IL-1β含量顯著低于對照組和4.4 g 組（P＜0.05)；8.8、17.6 g 組IL-2 含量顯著低于對照組（P＜0.05），4.4 g組顯著高于8.8 g組（P＜0.05），呈顯著線性和二次變化（P＜0.05）；各組間IL-4含量差異不顯著（P＞0.05），隨著丁酸鈉添加水平的增加，IL-4含量呈二次變化的趨勢（0.05＜P＜0.10）。4.4 g組和17.6 g組IL-10含量顯著低于對照組（P＜0.05）；17.6 g組TNF-α含量顯著高于對照組和其他試驗組（P＜0.05），隨著丁酸鈉添加水平的增加，TNF-α含量呈顯著二次變化（P＜0.05）

表9 牛奶中丁酸鈉添加量對犢牛血液免疫指標(biāo)的影響

2.3 牛奶中丁酸鈉添加量對哺乳期荷斯坦?fàn)倥＝】禒顩r的影響

由表10 可以看出，各組間犢牛腹瀉、高熱與輸液治療情況差異顯著（P＜0.05），肺炎治療情況的影響趨于顯著（0.05＜P＜0.10）；4.4 g 組和17.6 g 組腹瀉治療次數(shù)顯著高于對照組和8.8 g 組（P＜0.05）；輸液與高熱治療次數(shù)，17.6 g 組顯著高于其他組；從數(shù)值上看，8.8 g 組高熱治療次數(shù)較對照組降低；隨著丁酸鈉添加量的增加，輸液治療情況呈顯著二次變化（P＜0.05）。

表10 犢牛疾病治療情況（次）

由表11 可以看出，整個試驗期內(nèi)各組間耳朵、糞便、鼻子評分差異顯著（P＜0.05），試驗組耳朵、鼻子評分相對于對照組顯著降低（P＜0.05），8.8 g組糞便評分相對于對照組顯著降低（P＜0.05）；隨著丁酸鈉添加量的增加，耳朵評分呈顯著線性和二次變化（P＜0.05），鼻子評分呈顯著線性變化（P＜0.05）。整個試驗期內(nèi)眼睛評分和腹瀉率差異不顯著（P＞0.05），但是從數(shù)值上看，在整個試驗期，與對照組相比，添加8.8 g 組降低了犢牛的腹瀉率。

表11 犢牛健康評分及腹瀉率

3 討論

3.1 牛奶中丁酸鈉添加量對哺乳犢牛生長性能的影響

本試驗結(jié)果表明，牛奶中添加丁酸鈉可以顯著提高犢牛的ADFI和ADG，隨著丁酸鈉添加水平的增加，ADG 呈顯著的線性和二次變化。Liu 等[9]在牛奶中添加丁酸鈉發(fā)現(xiàn)犢牛BW、ADG 顯著提高，ADG 呈二次變化，本試驗與上述研究結(jié)果一致，但本試驗中，添加8.8 g/d丁酸鈉對犢牛ADFI和ADG影響最為顯著。研究表明[10-11]，補(bǔ)充丁酸鈉對FE 沒有影響，本試驗結(jié)果與上述一致。

體尺指標(biāo)一定程度上可以反映犢牛的生長性能，體尺指數(shù)可以體現(xiàn)骨骼發(fā)育情況[12]。本試驗中，與對照組相比，丁酸鈉可以提高犢牛的體尺指數(shù)，且胸圍指數(shù)呈二次變化趨勢。研究發(fā)現(xiàn)，在開食料中添加丁酸鈉可以顯著提高犢牛的體高[13]，而隨著丁酸鈉添加劑量的增加，犢牛的體高和體長呈二次變化趨勢[9]，這與本試驗結(jié)果基本一致。

3.2 牛奶中丁酸鈉添加量對哺乳犢牛血液指標(biāo)的影響

3.2.1 營養(yǎng)代謝指標(biāo)

血液中的各項指標(biāo)可以反映犢牛機(jī)體生長代謝情況[14]。研究表明，在代乳粉中添加丁酸鈉后，可以提高犢牛血液葡萄糖濃度[15-16]。BHBA 是衡量小牛瘤胃發(fā)育的重要指標(biāo)，具有促進(jìn)血液中GLP-2釋放的作用[17]，GLP-2 可以調(diào)節(jié)動物營養(yǎng)物質(zhì)吸收和能量平衡，對促進(jìn)犢牛腸道健康、提高生產(chǎn)性能有重要作用[18]。本試驗結(jié)果表明，丁酸鈉可以顯著提高GLU 濃度和GLP-2 的水平，隨著丁酸鈉添加水平的增加，血清GLU 濃度和GLP-2 水平呈顯著線性和二次變化，與上述研究結(jié)果一致，說明丁酸鈉改善了機(jī)體的能量平衡。

轉(zhuǎn)氨酶活性可以反映動物的生長發(fā)育、蛋白質(zhì)合成和代謝情況[19]。當(dāng)補(bǔ)充過量的丁酸時，過量的丁酸會通過門靜脈進(jìn)入動物肝臟，在肝臟中參與脂質(zhì)的合成并影響著糖和脂質(zhì)的代謝[4]。本試驗結(jié)果顯示，添加4.4 g丁酸鈉顯著提高了AST的活性，添加17.6 g丁酸鈉顯著提高了ALP的活性，降低了TG 的含量，可能是由于肝臟功能有所損傷[20]。

3.2.2 生長相關(guān)激素

生長相關(guān)激素對動物的生長發(fā)育具有重要的影響[21]。本試驗顯示，隨著丁酸鈉添加水平的增加，SST呈線性和二次變化，相比對照組，添加17.6 g 丁酸鈉顯著降低了GHRH 的分泌，添加8.8 g 丁酸鈉降低了SST 的分泌，這表明丁酸鈉具有促進(jìn)犢牛生長，丁酸鈉的補(bǔ)充量8.8 g/d效果最好。

3.2.3 抗氧化相關(guān)指標(biāo)

本試驗結(jié)果表明，丁酸鈉可以降低犢牛血清中MDA的含量，顯著提高了犢牛血清中GSH-Px活性，這與Sun等[3]在酸化奶中添加丁酸鈉的結(jié)果相符。T-AOC是反映被測機(jī)體內(nèi)酶和非酶促體系構(gòu)成的總抗氧化水平，是綜合反映機(jī)體抗氧化能力的指標(biāo)之一。本試驗結(jié)果表明，牛奶中添加丁酸鈉可以提高犢牛血清中T-AOC，但添加4.4 g/d 丁酸鈉使T-AOC 下降，與王彥東[22]在開食料中添加研究效果相同。綜上，說明補(bǔ)充丁酸鈉可以提高機(jī)體對自由基的清除能力，起到抵抗由自由基引起的生物膜脂質(zhì)過氧化的作用[23]，更好地幫助哺乳犢牛應(yīng)對氧化應(yīng)激。

3.2.4 免疫相關(guān)指標(biāo)

免疫球蛋白是反映畜禽機(jī)體免疫能力的重要指標(biāo)，他們可以與特異性抗原結(jié)合，起到抵抗疾病的作用。IgA 屬于分泌型的免疫球蛋白，主要分布在機(jī)體內(nèi)黏膜表面，參與機(jī)體局部免疫反應(yīng)[24]。本試驗研究結(jié)果表明，隨著丁酸鈉添加水平的提高，犢牛血清中IgA 的含量呈線性和二次變化。李丹丹等[25]發(fā)現(xiàn)丁酸鈉可以促進(jìn)斷奶仔豬免疫器官的發(fā)育，可以提高血清中免疫球蛋白含量和小腸黏膜抗體分泌型免疫球蛋白A（S-IgA）的分泌量，與本試驗結(jié)果相似。IgG 和IgM 主要由淋巴B細(xì)胞轉(zhuǎn)化為漿細(xì)胞產(chǎn)生。本試驗研究表明，隨著丁酸鈉添加水平的提高，犢牛血清中IgG和IgM 的含量呈線性和二次變化。相對于對照組，4.4 g、8.8 g組顯著降低了IgG的含量，且添加量為8.8 g組顯著降低了犢牛血清中IgM的含量。

IL-4 和IL-10 為抗炎因子，具有消除炎癥使機(jī)體恢復(fù)到正常免疫和生理水平的作用，本試驗結(jié)果表明，隨著丁酸鈉添加水平的提高，IL-4 含量趨于二次變化，添加17.6 g的丁酸鈉顯著降低了IL-10的含量，這可能是由于丁酸鈉添加較高導(dǎo)致。吳東霖等[26]研究表明，開食料中添加0.3%包被丁酸鈉可以顯著降低IL-1β和TNF-α含量。本試驗結(jié)果表明，試驗全期丁酸鈉顯著降低了IL-1β和IL-2 的含量，17.6 g 丁酸鈉顯著提高了TNF-α的含量，而添加8.8 g 丁酸鈉則降低了TNF-α含量，這說明了丁酸鈉在抑制促炎因子的形成具有積極作用，而過量的丁酸鈉可能會提高促炎因子的水平。

3.3 牛奶中丁酸鈉添加量對哺乳犢牛健康狀況的影響

丁酸鈉作為酸化劑可以通過降低腸道pH 抑制有害菌的增長[27]，但過量的丁酸鈉可能會減少有益菌在犢牛腸道中的比例，對犢牛的代謝產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)[28]。本試驗結(jié)果表明，隨著丁酸鈉添加水平的增加，輸液治療和耳朵評分呈顯著二次變化，糞便評分趨于二次變化，添加17.6 g 丁酸鈉導(dǎo)致犢牛高燒、腹瀉和治療次數(shù)顯著高于對照組，這可能由添加17.6 g 丁酸鈉血清中TNF-α含量較高導(dǎo)致。前人研究表明丁酸鈉可以改善單胃動物[29]和反芻動物[3，30]的腹瀉，本研究結(jié)果進(jìn)一步表明，丁酸鈉可以降低糞便評分，改善其健康狀況，其中添加8.8 g/d效果最佳。

4 結(jié)論

綜上所述，牛奶中添加丁酸鈉可以促進(jìn)犢牛的生長發(fā)育，提高機(jī)體抗氧化功能和免疫能力，改善犢牛的健康評分和糞便評分，而且添加8.8 g/d效果最佳。