蛋氨酸锌在奶牛生产中的应用

蛋氨酸锌在奶牛生产中的应用 蛋氨酸锌在奶牛生产中的应用 中国畜牧兽医2011年第38卷第5期动物营养与饲料科学?27? 蛋氨酸锌在奶牛生产中的应用 刘钢,单安山 (东北农业大学动物营养研究所,黑龙江哈尔滨150030) 摘要:蛋氨酸螯合锌是一种新型有机矿物元素添加剂,被称为第3代微量元素添加剂}由于其稳定性好,生物效价高,易消 化吸收,抗干扰性强等特点,迅速成为动物营养研究的热点,并在各种动物生产中得到广泛应用.作者就蛋氨酸锌在奶牛实 际生产中的相关应用研究进行综述,并对其应用前景进行探讨. 关键词:蛋氨酸锌;奶牛;生产应用 中图分类号:S816.7文献标识码:A文章编号:1671_7236(2011)05—0027—04 锌是奶牛机体必需的微量元素之一,是多种金 属酶和胰岛素的组成成分,参与奶牛机体内蛋白质, 脂肪,碳水化合物,微量元素等营养物质的代谢过 程,影响奶牛的繁殖,生长和免疫性能,因其在体内 具有广泛的生理生化功能而被称为"生命元素".无 收稿日期:2O1O一1O—O8 作者简介:刘钢(1986一),男,黑龙江人,硕士生,研究方向:反刍 动物瘤胃调控. 通信作者:单安山(1958一),男,辽宁人,博导,从事动物营养研 究.Email:asshan@mail.neau.edu.cn 基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)(2003AA209050— 3)的部分研究内容. 到了广泛应用.然而与有机锌特别是有机螯合锌相 比,无机锌存在着诸多缺点,如氧化锌,硫酸锌,硝酸 锌,碳酸锌等吸湿性强,易受饲料中其它物质或胃酸 等物质的影响,生物利用率低(董晓慧等,2003).蛋 氨酸锌(Zn—Met)是2O世纪7O年代由美国首先研 制成功的第3代新型饲料添加剂,它将动物生长所 必需的微量元素锌与必需氨基酸结合形成具有环状 结构的螯合态化合物,是一种接近于动物体内天然 形态的微量元素补充剂,可以同时补给动物必需的 高效微量元素和限制性氨基酸.与无机盐添加剂相 比,不仅有很好的化学稳定性和生化稳定性,且能提 高微量元素的生物利用率,具有易消化吸收,抗干 .().>.')州,…')………'…?一……',…………,……?<)… 其代谢规律的研究[A].全国养牛科学研讨会暨中国畜牧兽医学 9.NutrAbstrRev(seriesB),1992,62:787,835. 会养牛学分会第六届会员代表大会论文集 Ec].2005.19RaabI,CafantarisB,JilgT,eta1.Rumenproteindegradation 16穆阿丽.肉牛生长期能量和蛋白质代谢规律及其需要量的研究 andbiosynthesis.Anewmethodfordeterminationofprotein [D].泰安:山东农业大学,2006.degradationinrumenfluidinvitro.BrJNutr,1983,50:569. 17霍小凯,王加启,登攀,等.瘤胃尼龙袋法测定1O种饲料过瘤 20SmithAM,ReidJT.Useofchromicoxideasanindicatoroffe 胃淀粉量和淀粉瘤胃降解率[J].中国饲料,2009,23:13, 15.caloutputforthepurposeofdeterminingtheintakeofpasture 18AFRC.Nutritiverequirementsofreminantanimals:protein.herbagebygrazingcows[J].J ournalofDairyScience,1955,38: AFRCTechnicalcommitteeonresponsetonutrientsreportNo.515,518. ResearchProgressinRequirementofProteinforCattle SUNFei—fei',,IIUGui—fen,,SUNGuo—qiang,SoNGEn—liang,,TANXiu— wen,,WANFa—chun.'. (1.CollegeofAnimalScienceandTechnologyQingdaoAgriculturalUniversity,Qingdao26 6109,China; 2.InstituteofAnimalScienceandVeterinaryMedicine,ShandongAcademyofAgricultural Sciences,Jinan250100,China; 3.ShandongKeyLaboratoryofAnimalDiseaseControlandBreeding,Jinan250100,China) Abstract:Themeasuringmethodofproteinrequirementforcattleincludeinvivo,insituexper imentandinvitro.Itcanac— curatelyreflectthecattleproteinrequirementsbyinvivomethod,buttheoperationiscomplex .Insituexperimentwaswidely usedbecauseofgoodreproducibilityandhighcorrelativity.Invitromethodishandyandhasce rtainreliability,butthemethod isn'tactualrumensituation.Inthispaper,theresearchprogressofmeasuringmethodwerebrie flysummarizedtOprovideuse— fulmethodsforproteinrequirementofcattle. Keywords:cattle;protein;requirement ?28?动物营养与饲料科学中国畜牧兽医2011年第38卷第5期 扰,毒性小,增重明显等特点,是理想的新型高效微 量元素饲料添加剂.蛋氨酸锌对维持奶牛的正常生 命活动,促进奶牛健康及改善其生产性能等方面有 极其重要的作用. 1蛋氨酸锌对奶牛生产性能的影响 1.1对产奶性能的影响大多数研究结果表明,在 奶牛日粮中添加蛋氨酸锌,可以提高奶牛产奶量,增 加经济效益.朱国生等(2002)在奶牛每日混合精料 中添加500mg蛋氨酸锌30d,其试验结果表明,奶 牛产奶量提高了lO.7,乳脂率与对照组相同,提 高饲料利用率7.8,增加经济效益11.5.赵士 堂等(2003)在奶牛日粮精料中添加250,500,75O mg/kg羟基蛋氨酸锌作为奶牛微量元素锌的添加 剂,结果产奶量分别增加0.77,1.27和0.69kg,增 长率分别为3.4,5.8和3.2,乳脂肪,乳蛋白, 乳固形物和非脂乳固形物有一定程度的增加,500 mg/kg剂量组乳糖含量有一定程度的增加,乳中体 细胞数下降幅度最大.科罗拉多州立大学进行的试 验结果表明,饲喂蛋氨酸锌组与饲喂氧化锌+蛋氨 酸组相比,平均日产奶量由35.4kg增加到37.9 kg,平均提高4.4(P<O.02);另一试验用2倍剂 量的蛋氨酸锌,结果发现,饲喂蛋氨酸锌组与饲喂氧 化锌十蛋氨酸组相比,平均日产奶量由36.0kg增 加到38.1kg,平均提高6.0(P%0.09).添加蛋 氨酸锌能提高产奶量,但对于大剂量的使用效果还 需进一步试验.Aguilar等(1990)报道,奶牛每天饲 喂蛋氨酸锌360mg,其产奶量可提高5.饲喂蛋 氨酸锌提高产奶量可能与锌减少了乳中的体细胞数 有关.最近的研究结果表明,锌对覆盖于乳头管表 层的一层纤维蛋白(角蛋白)的形成是必需的,而乳 头管上皮的完整性,是机体防御乳房感染的第一道 物理屏障.因此,可以认为,蛋氨酸锌提高了奶牛的 产奶量,锌元素对其有着相当大的贡献,而蛋氨酸与 锌的复合作用,更弥补了它们之间的不足之处,最大 限度的发挥了它们的生物学效能(王刚等,2006). 1.2对奶品质的影响产奶量的增加通常伴随着 乳脂率的下降;然而,饲喂蛋氨酸锌后,这种情况发 生了改变.宋慧亭等(2000)分别在每吨奶牛精料中 添加100g蛋氨酸锌,2和3kg超级蛋氨酸锌,全期 每天头均增产1.14,2.46kg,乳脂率增加,可降低 体细胞数>5O万/mL的发生奶牛头次.王长宏等 (2007)在含锌37.15mg/kg的奶牛基础日粮中添 加120,240,360mg/kg蛋氨酸锌,显着提高奶牛产 奶量,乳锌含量,一定程度上提高乳脂,乳蛋白含量, 显着降低乳中体细胞数,使奶牛产后发情显着提前, 有助于奶牛妊娠,提高第一情期受胎率,并有增加犊 牛初生重,改善分娩情况的作用,以添加蛋氨酸锌 240mg/kg为宜.吴志广等(2008)在含锌 34.63mg/kg的早期泌乳经产奶牛基础日粮中分别 添加100,250,400mg/kg蛋氨酸锌,使奶牛各营养 成分表观消化率呈不同程度的增高趋势,使奶产量 分别提高5.28%,7.9和7.2;不影响乳脂,乳糖 的含量,且在一定程度上提高了乳蛋白的含量,乳锌 含量极显着提高,有效地改善了乳品品质.刘祥银等(2009)在含锌量35.25mg/kg的奶牛基础日粮 中分别添加25,5O和75mg/kg蛋氨酸锌,日均产 奶量较对照组分别提高了4.16,5.71和 5.62,乳脂,乳蛋白和乳糖含量较对照组均有不同 程度的增加,乳锌含量显着增加,乳体细胞数较对照 组显着降低,以添加50mg/kg蛋氨酸锌为宜. Gruber等(2000)也发现,蛋氨酸锌中的Zn更容易 促进蛋白质合成,特别在泌乳期间更为重要.总的 来说,添加蛋氨酸锌增加了产奶量,没有减少乳脂和 乳蛋白含量. 1.3对奶牛繁殖性能的影响锌的缺乏对于公畜 精子的形成,第一和第二性器官的发育,母畜从发情 到分娩及泌乳的各个阶段都会产生不利影响. Manspeaker等(1993)研究结果发现,氨基酸螯合锌 对卵巢的活动,子宫内膜的健康,胚胎的发育等有积 极作用.Nocek等(2002)研究结果发现,饲喂蛋氨 酸锌组的奶牛到初次发情和到初次受孕的天数明显 缩短,且产奶量明显高于对照组.Spears等(2002) 饲喂蛋氨酸锌和蛋氨酸锰后杂种肥牛生长率显着提 高,母牛受胎率提高15%.Malcolm等(2000)在育 成牛日粮中分别以硫酸锌,蛋氨酸锌和锌多糖络合 物的形式添加锌,结果表明,这3种形态锌对奶牛生 产性能影响不大,但供给蛋氨酸锌的牛的皮下脂肪 明显厚于添加硫酸锌的个体. 2蛋氨酸锌对奶牛应激,免疫力及抗病力的影响 蛋氨酸锌能够增强杀菌能力,缓解应激反应,降 低体细胞数和乳房炎患病率,减少腐蹄病的发生.以 蛋氨酸螯合锌形式补锌,有助于奶牛机体对锌元素的 吸收利用,增加日粮中VA和胡萝卜素的吸收,从 而使血浆中VA含量上升,防止奶牛乳房炎,子宫内 膜炎等奶牛疾病的发生(罗兰等,1991).Chirase等 (1991)对牛接种牛传染性鼻气管炎病毒,在日粮中分 别添加锌,氧化锌和蛋氨酸锌,结果发现,蛋氨酸锌组 开始时采食量降低幅度最大,但恢复的也最快,说明 中国畜牧兽医2011年第38卷第5期动物营养与饲料科学?29? 添加蛋氨酸锌增加了试验牛接种牛传染性鼻气管炎 病毒后机体的恢复速度.随后,Chirase等(2001)又 通过试验发现,日粮中锌锰和蛋氨酸锌的复合物对减 轻运输应激和牛传染性鼻气管炎病毒感染症状要好 于它们的无机化合物形式.在牛产条件下,蛋氨酸锌 还具有硬化蹄面和减少蹄病的作用.Moore等 (1988)报道对奶牛蹄的生长和磨损的影响,经喂1年 的蛋氨酸锌,观察到饲喂蛋氨酸锌组的奶牛可改善蹄 的结构评分,蹄踵破碎和蹄问皮炎;在112d研究中, 蛋氨酸锌组,氧化锌组和对照组腐蹄病的发生率分别 为0,6.7和20.Kellogg等(2004)试验结果表 明,给奶牛饲喂蛋氨酸锌可减少体细胞数,增加产奶 量,在奶牛日粮中补充180--360mg/kg蛋氨酸锌,奶 中体细胞数从29.4×10个/mI降到19.6×10个/ mI,平均下降33.3,其中360mg/kg组降低了 42.6.刘辉放等(2004)在奶牛日粮中每天添加4g 蛋氨酸锌,试验期90d,试验结果表明,每头每日多产 奶2.25kg,增幅12.7(P<0.01),隐性乳房炎和临 床乳房炎分别降低38.96和15.56,肢蹄病减少 6.67.吴志广等(2005)在泌乳早期奶牛El粮中分 别添加100,250,400mg/kg蛋氨酸锌,奶牛乳中体细 胞数分别比对照组降低了1O.43,17.88Voo(P< o.05)和19.49Voo(p(o.05),各试验组乳锌含量极显 着提高(P<O.o1),有效改善了泌乳奶牛乳房的健康 状况.Vanhom等(2006)在夏季奶牛日粮中添加复合 氨基酸螯合锌,锰,铜,在产奶量和肢体健康方面没有 得出明显改善的结论,但可以极显着降低奶中体细胞 数量.此外,Nocek等(2000)发现在生长牛饲料中添 加蛋氨酸锌可显着降低蹄叶炎的发病率. 3影响蛋氨酸锌作用效果的因素 3.1蛋氨酸锌的添加量微量元素在消化道内的 吸收方式因剂量不同而变化,因此蛋氨酸螯合锌对 奶牛作用效果与添加剂量有关.宋慧亭等(2000)给 试验1,2,3,4组奶牛分别添加100g/t精料的蛋氨 酸锌,2kg/t精料的超级蛋氨酸锌,3kg/t精料的超 级蛋氨酸锌,2kgCYC一100(酵母)/t精料,试验全 期平均每天每头产奶量增加1.14,2.46kg,以精 料添加超级蛋氨酸锌2kg/t的效果最好.田文儒 等(2004)在基础日粮中分别添加占精料量0.05, 0.1和0.15的"增奶灵"(主要成分为羟基蛋氨 酸锌),饲喂47d,结果发现,产奶量分别增加了 4.5,7.0和13.6,乳汁中体细胞数显着下降, 牛蹄质量明显改善,蹄裂,蹄腐烂等疾病明显减少. 3.2奶牛的泌乳时期奶牛泌乳时期不同,使用蛋 氨基酸螯合锌作用效果不同.易成林等(1999)对分 别处在产奶中后期和产奶高峰期的奶牛日粮中加喂 1氨基酸螯合物,58d试验期内头日单产比对照 组增加了2.46和0.85kg,提高17.74Voo(P<0.05) 和4.93,证明氨基酸螯合物对泌乳牛确有增奶效 果,且处于泌乳中后期效果高于泌乳高峰期效果. 3.3螯合物的络合强度微量元素氨基酸络合物 络合强度不同,对奶牛作用效果不同.粱建光等 (2007)研究结果表明,弱络合强度和强络合强度有 机锌对奶牛产奶量有显着的影响,而中络合强度有 机锌与硫酸锌相近;强络合强度有机锌降低奶牛体 细胞数的效果最好,其次为弱络合强度有机锌和中 络合强度有机锌;强络合强度有机锌组的血浆锌含 量最高;强络合强度和弱络合强度有机锌的血浆锌 活性最高,其次为中络合强度有机锌;中络合强度和 强络合强度有机锌能显着提高奶牛血清中总氧化物 歧化酶和铜锌氧化物歧化酶的活性,而弱络合强度 有机锌的效果与硫酸锌相似;强络合强度有机锌和 弱络合强度有机锌有提高奶牛抗体滴度的效果, 21d时的总体抗体效果要好于42d. 3.4微量元素之间的颉颃作用奶牛体内某种微 量元素的缺乏,适当或过量时,对相应元素的利用效 率是不同的.体内某种元素缺乏时,对应微量元素 的利用率会升高,从而缩小了有机锌与相应无机元 素利用率之间的差距;反之体内某种微量元素过量 时,由于吸收机制与机体缺乏时不同,对应元素的利 用率会下降,可能更容易比较蛋氨酸锌与无机微量 元素利用率之间的差距. 此外奶牛的健康状况,基础日粮组成及其组合 效应,无机参照物的形式和组间差异等因素,也会影 响试验结果的准确性. 4存在的问题与展望 应用蛋氨酸锌替代无机锌作为反刍动物的锌源 添加剂,可以增强免疫力及抗病力,减少应激的影 响.而且,在日粮中添加蛋氨酸锌可以促进奶牛的 生长和改善其生产性能.蛋氨酸锌具有相当广泛的 利用价值和前景.然而,关于蛋氨酸锌的研究目前 仍有诸多不明,有待进一步深入研究,如蛋氨酸锌在 奶牛体内具体吸收机制及代谢状态;蛋氨酸锌在体 内对免疫功能,激素代谢的影响及具体的作用机制 等.此外,动物所需的微量元素并非全部以氨基酸 螯合物的形式来提供,螯合物在某些不利条件下,如 日粮养分不平衡,发生疾病和应激时,如何更有效的 发挥作用,同时动物在不同生理条件下对其需要量 ? 30?动物营养与饲料科学中国畜牧兽医2011年第38卷第5期 也是不同的. 因此,今后应继续深入研究最佳添加时间及剂 量,以达到尽量缩短添加的天数和减少添加量的目 的.另外,也应结合蛋氨酸锌的用量,对使用蛋氨酸 锌的经济效益做出可行性评价,加强推广应用1_=作, 促进奶牛产业的迅速发展. 参考文献 1王刚叶瑞卿,毛华明,等.蛋氨酸锌在反刍动物上的利用[J].中 国畜牧兽医,2006,33:8,10. 2王长宏.蛋氨酸锌对奶牛泌乳及繁殖性能的研究ED].长春:吉林 农业大学,2007. 3田文儒.增奶灵在奶牛生产中的应用[J].河北畜牧兽医,2004, 20:18,19. 4朱国生.日粮中添加蛋氨酸锌对泌乳奶牛产乳量的影响fiJ].当代 畜牧,2002,12:6,7. 5刘祥银,刘远见,李原,等.蛋氨酸锌不同添加量对奶牛泌乳及牛 奶品质影响的研究[J1.中国饲料添加剂,2009,7:29,33. 6刘辉放,陈建昌,肖戈.蛋氨酸锌对牛奶产量,乳房炎和蹄病的影 响[J].中国奶牛,2004,1:26--27. 7宋慧亭,黄根新,范占炼,等.CYCIO0,蛋氨酸锌及超级蛋氨酸锌 饲喂奶牛试验[JJ.乳业科学与技术,2000,4:36,38. 8吴志广,李建国,李秋风,等.不同蛋氨酸锌水平饲喂泌乳奶牛的 实验研究[J1.黑龙江畜牧兽医,2005,12:13,15. 9吴志广,李建国,李秋风,等.目粮蛋氨酸锌水平对奶牛生产性能 和血液指标的影响口].中国兽医,2008,28:204,207. 10罗兰,赵克斌.金属螯合物在家畜营养中的作用[J1.国外畜牧科 技,1991,18:18,20. 11易成林,姚桂萍,张晓林,等.氨基酸螯合物对奶牛产奶性能影响 的试验[J].黑龙江八一农垦大学,1999,11:36,38. 12赵士堂.羟基蛋氨酸锌在奶牛上的应用研究[J].杭州:浙江大 学,2003. 13粱建光,罗绪刚,刁其玉.用体外瘤胃发酵法评价不同络合强度 有机锌源瘤胃稳定性[J1.乳业科学与技术,2007,2:35,38. 14董晓慧,韩友文,周桂莲,等.不同肠段中氨基酸螯合锌吸收特点 的研究[31.畜牧与兽医,2003,35:1,4. 15VanhomHH,ShearerJK,WilcoxCJ,等.有机微量元素对奶牛 体细胞数,产奶量和趾蹄健康的影响[J].乳业科学与技术, 2006,5:252,249. 16AguilarAA,JordanCD.Effectsofzincmethioninespplemen— tationinhighproducingHolsteinCOWSearlyinlactation.Proc. 29thAnnualMeetingNationalMastitisCouncil,1990,187. 17ChiraseNK,GreeneLW.Dietaryzincandmanganesesource— sadministeredfromthefeta1stageonwardsaffectimmunere— sponseoftransitstressedandviruinfectedoffspringsteercalves [J].AnimalFeedScienceandTechnology,2001,93:217,228. 18ChiraseNK,HutchesonDP,ThompsonGB.Feedintake,rectal temperature,andserummineralconcentrationsoffeedlotcattle fedzincoxideorzincmethionineandchallengedwithinfectious bovinerhinotracheitisvirus[J].JournalofAnimalScience,1991, 4145. 69:4137, 19GhristineG,PeterMG,etat.Electrosprayionizationmassspec— trometryofzinc,cadmium,andcoppermetallothioncins:evidence formetal—bindingco0perativity[J].ProteinScience,2000,9:395 , 402. 20KelloggDW,TomlinsonDJ,SochaMT,eta1.Review:effectof zincmethioninecomplexonmilkproductionandsomaticcell countofdairyCOWStwelve—trialsummary[J1.ProfessionalAni— malScientist,2004,2O:295,301. 21Malcolm-callisKJ,DuffGC,GunterSA,eta1.Effectsofsup— plementalzincconcentrationandsourceonperformance,carcass characteristics.andserumvaluesinfinishingbeefsteers.Journal ofAnimalScience,2000,78:2801,2808. 22ManspeakerJE,RoblMG,EdwardsGH,eta1.Chelatedminer- als:theirroleinbovinefertility[J].VeterinaryMedicine,1993, 82:95l,957. 23MooreCL,WalkerPM,JonesMA,eta1.Zincmethioninesup— plementationfordairycattle[J1.JournalofDairyScience,1988, 71(Suppl1):152. 24NocekJE,AllmanJG,KautzWP.Evaluationofanindwelling ruminalprobemethodologyandeffectofgrainlevelondiurnal pHvariationindairycattle[J].JournalofAnimalScience,2002, 85:422,428. 25NocekJE.JohnsonAB,SochaMT.Digitalcharacteristicsin commercialdairyherdsfedmetalspecificaminoacidcomplexes [J].JournalofDairyScience,2000,183:1553,1572. 26SpearsJW,KegleyEB.Effectofzincsource(zincoxidevszinc proteinate)andlevelonperformance,carcasscharacteristics,and immuneresponseofgrowingandfinishingsteers.JournalofAn— imalScience,2002,80:2747,2752. TheApplicationofZincMethionineinDairyProduction LIUGang,SHANAn—shan (InstituteofAnimalNutrition,NortheastAgriculturalUniversity,Harbin150030,China) Abstract:Zincmethionineisanewtypeoforganicmineralsadditives,knownasthethirdgener ationoftraceelementaddi— tives.Becauseofitsgoodstability,biologicaltiter,easytodigestabsorption,andstronganti— jammingfeatures,quicklybecoming ahotresearchanimalnutrition,animalproductioninavarietyofwidelyused.Inthispaper,zinc methionineintheactualprodue— tionofdairyCOWSwerereviewed,anditsapplicationsarediscussed. Keywords:zincmethionine;COWS;productionandapplication