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胆碱作为饲料添加剂在动物生产中的应用

时间:2024-05-23

杜兵耀,邵伟,王立文,马晨,杨开伦,余雄*

(1.新疆农业大学动物科学学院,新疆乌鲁木齐830052;2.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,农业部奶产品质量安全风险评估实验室(北京),北京海淀100193;3.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京海淀100193)



胆碱作为饲料添加剂在动物生产中的应用

杜兵耀1,2,3,邵伟1,王立文1,马晨1,杨开伦1,余雄1*

(1.新疆农业大学动物科学学院,新疆乌鲁木齐830052;2.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,农业部奶产品质量安全风险评估实验室(北京),北京海淀100193;3.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京海淀100193)

胆碱可调控动物能量代谢和肝脏脂肪运转,具有提高动物生产性能和改善脂肪代谢等作用。本文对胆碱的生物学功能及其在家禽、猪、水产动物及反刍动物生产中的应用进行了综述。

胆碱;过瘤胃胆碱;饲料添加剂;动物生产

胆碱是一种强有机碱,化学名称为β-羟乙基-三甲胺,可从动物胆汁和脾胀中分离出(陈东东和王春维,2008);同时也是卵磷脂的活性成分和维持动物机体正常生长的生物活性物质。近几年,胆碱作为一种饲料添加剂已成为动物配合饲料中必不可少的添加物质,对动物的生长发育和降低饲料消耗均有显著效果。因此,在畜禽生产实践中胆碱及其衍生物倍受重视。

1 胆碱的生物学功能

胆碱是动物生长发育所必需的一种营养素(Yara等,2015),其生物学功能包括四方面:(1)胆碱构成和维持细胞结构。胆碱是各种磷脂合成所必需的物质,如卵磷脂(磷脂酰胆碱)、神经鞘磷脂和缩醛磷脂等,是细胞膜和脂蛋白的重要组分,保持细胞正常结构和功能,同时保证骨骼和软骨基质的形成和成熟,预防胫骨短粗病的发生(丁文静等,2011)。(2)胆碱在肝脏脂肪代谢中起关键作用(Laila等,2015)。胆碱可看作是一种抗脂肪因子,能够促进肝脏脂肪以卵磷脂形式(即长链脂肪酸的磷酸化)被运输,还可提高脂肪酸在肝脏内的氧化利用,防止沉积在肝脏中的脂肪酸转化成酮体,从而预防脂肪肝和酮病。(3)胆碱在神经冲动的传导中起重要作用。胆碱是形成乙酰胆碱所必需的成分,而乙酰胆碱是一种副交感神经终端释放的神经递质,从而使刺激由交感神经和副交感神经的突触前纤维到突触后纤维的传递成为可能(石宝明和单安山,2006)。(4)胆碱作为活性甲基的来源。活性甲基指在体内能从一种化合物转移到另一种化合物的甲基(Duan等,2015)。

2 胆碱在畜牧生产中的应用

胆碱作为饲料添加剂可以人工合成,多数情况下都使用胆碱盐,即可以是胆碱的氯化物,也可以是胆碱的酒石酸盐。补饲用胆碱盐多是用其碱基与盐酸的反应产物——氯化胆碱。氯化胆碱对其他维生素有破坏作用,尤其是在金属元素存在时,对维生素A、D3、E、K3有破坏作用,所以不宜与维生素预混料相混,但可以直接加入浓缩饲料或配合饲料中去,以尽量减少氯化胆碱与其他活性成分的接触机会。

2.1胆碱在家禽生产中的应用Waldroup等(2006)研究发现,添加胆碱或甜菜碱1000 mg/kg或同时添加两者各500 mg/kg能够显著提高肉仔鸡饲料转化率和胸肌产量,不受蛋氨酸水平的影响。周源等(2011)研究发现,黄羽肉鸡在1~21日龄和22~52日龄胆碱的最佳添加量为750 mg/kg和500 mg/kg。倪玉姣(2012)对产蛋高峰期海兰褐壳蛋鸡日粮中添加胆碱的试验发现,日粮能量浓度为10.89 MJ/kg时,胆碱有降低鸡蛋中粗脂肪含量的趋势;日粮中添加700 mg/kg胆碱时,蛋中粗脂肪含量与对照组相比显著增高(P<0.05)。廖杰(2012)在商品蛋鸡基础日粮中添加氯化胆碱,结果表明,胆碱能显著提高蛋鸡生产性能,添加0.04%、0.08%和0.12%的氯化胆碱的试验组产蛋率分别比对照组提高4.33%、4.67%和7.48%(P<0.05)。

张文旭等(2013)研究了在日粮中添加胆碱对鹅生长性能、屠宰性能及养分表观利用率的影响,结果表明,日粮中添加1800 mg/kg和2400 mg/kg的胆碱能极显著提高1~4周龄(P<0.01),显著提高5~15周龄鹅平均日增重(P<0.05),降低料重比,有效降低死淘率,且添加1800 mg/kg胆碱可显著提高钙、磷、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的表观利用率(P<0.05)。

2.2胆碱在猪生产中的应用猪缺乏胆碱主要变现为仔猪增重降低、生长不良、被毛粗糙、虚弱、共济失调、步态不稳和蹒跚,出现肢体外张病;母猪采食量减少,由于繁殖功能失调造成受胎率、产仔率较低,产仔数和活产仔数较少等。林映才和刘炎和(2001)在9~20 kg仔猪日粮中添加胆碱发现,提高日粮胆碱水平可以改善仔猪被毛状况,当添加量为650 mg/kg时,生产性能高于其他添加量(200、350、500、850 mg/kg)组,同时也略高于饲喂基础日粮的对照组。周明等(2013)通过试验发现,日粮中添加200 mg/kg胆碱饲喂试验猪,结果表明试验组猪平均日增重比对照组猪提高5.62%(P<0.05);试验组猪对饲料的转化率也比对照组高4.53%,但差异不显著(P>0.05);试验组血浆谷丙转氨酶活性和甘油三酯含量均低于对照组,且差异极显著(P<0.01)。

2.3胆碱在水产动物上的应用研究表明,水产动物缺乏胆碱的症状以及出现缺乏的时间受品种或日粮等因素影响。朱瑞俊等(2010)在草鱼饲料中添加0.2%、0.4%、0.6%的氯化胆碱发现,添加0.4%~0.6%(2516~4184 mg/kg)氯化胆碱能显著提高鱼体增重率(P<0.05),降低饲料系数(P<0.05);氯化胆碱添加组肝胰脏甘油三酯和总胆固醇含量显著降低(P<0.05),脂肪代谢酶活性提高。邵辉等(2013)对罗非鱼成鱼胆碱需要量的研究显示,添加506.43 mg/kg的胆碱可提高罗非鱼成鱼的生长性能,试验鱼的增重率、特定生长率和饲料效率显著高于未添加组(P<0.05);肝脏脂肪含量显著低于对照组(P<0.05),肌肉脂肪含量显著高于对照组(P<0.05);肝脏胆碱蓄积量显著升高(P<0.05)。齐霁等(2013)在不同磷脂水平下中华绒螯蟹幼蟹的胆碱需要量研究中得出,饲料中磷脂水平为1%时,幼蟹的胆碱最佳添加量为1429.65 mg/kg;磷脂水平2%时,胆碱需要量为529.65 mg/kg。

2.4胆碱在反刍动物上的应用反刍动物自身有能力合成包括胆碱在内的B族维生素,但是随着生产技术和反刍动物泌乳性能的提高,自成合成胆碱不能满足日益增长的产奶量,也不能满足育肥的需要。幼年反刍动物胆碱缺乏会表现为呼吸困难,不能站立,成年反刍动物能够将饲料中的胆碱在瘤胃中降解,很快又重新合成,但合成的量依旧不能满足其需要量。由于瘤胃微生物对胆碱的分解作用,直接将氯化胆碱添加至反刍动物日粮会降低其生物学效价,所以国内外通过不同包被材质和方法研制过瘤胃胆碱产品,并用于反刍动物生产。

2.4.1过瘤胃胆碱对反刍动物生产性能的影响Bindel等(2000)分别对育肥牛日粮添加0、20、40、60 g/d过瘤胃胆碱(RPC),试验期为120 d,结果表明,试验前30 d,当脂肪添加水平为2 g/d时,日粮中过瘤胃胆碱的添与育肥牛的干物质采食量呈线性增加关系,但后90 d无影响。其中20 g/d为过瘤胃胆碱的最佳添加剂量,添加20 g/d过瘤胃胆碱可显著提高育肥牛平均日增重(P<0.05),40 g/d和60 g/d与20 g/d试验组相比效果不显著,且60 g/d组会引起育肥牛胴体品质下降。徐晓明等(2010)对泌乳盛期奶牛基础日粮添加20 g/d的RPC,试验发现,添加20 g/d的瘤胃保护胆碱后,平均产奶量比对照组显著提高了1.6%,乳脂率提高了0.06%(P<0.05);乳蛋白率、乳蛋白量、乳脂量、体细胞数均无显著差异(P>0.05)。杨志强等(2010)研究发现,在奶牛日粮中添加RPC对试验牛采食量无显著影响(P>0.05);对照组和试验组产奶量和4%校正奶产量(FCM)的变化趋势基本一致,随泌乳时间的推进呈上升趋势;RPC添加组牛奶中乳蛋白量、乳脂量和乳糖量均略高于对照组(P>0.05),而乳蛋白率略低于对照组,但差异不显著(P>0.05)。和立文等(2013)通过试验发现,在奶牛产后第4周,围产期高产奶牛日粮中添加20 g/d·头的RPC时,日均产奶量比对照组提高了2.31%,乳糖率下降了3.75%,而乳脂率、乳蛋白率、脂肪蛋白比及干物质比例分别提高了11.11%、5.56%、6.38%和2.94%,但差异均不显著(P>0.05),所以给围产期高产奶牛补充RPC可以提高产奶量、改善乳品质。郑家三等(2012)研究发现,在围产期奶牛基础日粮中分别添加5、10、20 g/d RPC,能明显提高奶牛泌乳量(MY)和干物质摄入量(DMI),效果最好的是每头奶牛添加10 g/d RPC。

2.4.2过瘤胃胆碱对反刍动物血液生化指标的影响徐国忠等(2005)通过对围产期奶牛添加RPC后发现,RPC有增加血糖和降低游离脂肪酸(NEFA)的趋势,但差异不显著(P>0.05);RPC对血浆中谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)、总胆固醇(TC)和甘油三酯(TG)等血液指标无显著影响;RPC对奶牛生产性能和血液代谢可产生有利影响,最佳添加剂量为30 g/d·头。韩永利(2002)试验显示,对泌乳早期初产奶牛分别饲喂0、60、120 g/d全血保护氯化胆碱,60 g/d组和120 g/d组的NEFA含量与对照组相比分别下降23%、19%,两试验组间无显著差异(P>0.05)。张继慧等(2008)试验发现,添加10 g/d或20 g/d RPC具有降低血液中D-3-羟丁酸含量的趋势,饲喂20 g/d RPC组在产后24 h,1、2、3、4周时,D-3-羟丁酸浓度均极显著低于对照组、5 g/d普通胆碱组和10 g/d普通胆碱组(P<0.01);在整个试验期间20 g/d RPC饲喂组奶牛的总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇含量均低于其他各组,但差异不显著(P>0.05);对血液中的AST和ALT含量无显著影响。

陈冬冬和王春维(2008)通过试验发现,黑山羊日粮在1.2倍维持需要的基础上添加0.1% RPC后,山羊血清中ALT与对照组相比显著降低了12.58%(P<0.05),而AST、总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLO)、碱性磷酸酶(AKP)、尿素氮(BUN)、TG、TC的含量与对照组相比均无显著差异(P>0.05)。

2.4.3过瘤胃胆碱对反刍动物繁殖力与疾病的影响过瘤胃胆碱对奶牛繁殖性能的影响主要体现在改善能量负平衡来影响奶牛产后繁殖力。在发生能量负平衡时,奶牛动用体脂满足泌乳的能量需要,引起体重下降、子宫复旧时间长,产后乏情和乏情期延长,从而阻碍奶牛正常性功能的恢复。何剑斌等(1998)在给产后5 d内诊断为脂肪肝的9头患牛投服烟酸、胆碱和纤维素酶,试验结果表明,在产后20 d内试验组血浆孕酮(P4)与对照组奶牛无明显差异,在20 d后试验组的血浆P4显著高于对照组;试验组子宫复旧时间、产后首次排卵时间、产后首次发情时间分别比对照组平均早4.0、4.8、17 d,分娩至受孕的间隔时间比对照组平均早23 d。Pinotti等(2004)通过对高产奶牛日粮中添加胆碱试验发现,胆碱能提高高产奶牛血液α-生育酚水平,这可能是提高奶牛繁殖性能的主要原因。

3 小结

综上所述,胆碱作为一种饲料添加剂,已越来越广泛地应用于猪、家禽、水产动物、反刍动物等多种畜禽生产中,其能够调控动物能量代谢和肝脏脂肪运转。在动物日粮中添加胆碱,不仅能够提高动物生产性能,还能改善脂肪代谢,有效防止脂肪在肝脏内的蓄积。在反刍动物生产中,最好补饲包被后的胆碱(RPC)来提高反刍动物的生产性能和健康状况。

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Choline can regulate energy and liver fat metabolism,which helps to improve the production performance and lipid metabolism.In this paper,the biological function of choline and its application in poultry,pig,aquatic animals and ruminants were reviewed.

choline;rumen-protected choline;feed additive;animal production

检测分析

S816.7

A

1004-3314(2016)03-0020-03

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20160305

现代农业(奶牛)产业技术体系建设专项资金资助(CARS-37)

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