动物营养学报 >

2026 , Vol. 38 >Issue 3: 2005 - 2014

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2026.161

研究论文

多元植物提取物对泌乳中期荷斯坦奶牛生产性能、营养物质表观消化率、血清免疫指标和肠道发酵的影响

  • 黄志欣 , 1, 2 ,
  • 何天乐 2 ,
  • 刘帅 2 ,
  • 肖欣雨 2 ,
  • 高腾雨 2 ,
  • 李尚汝 2 ,
  • 马博妍 2 ,
  • 张志宏 3 ,
  • 高晓昇 4 ,
  • 史维娜 4 ,
  • 邵伟 , 1, * ,
  • 曹志军 , 1, 2, *
展开
  • 1 新疆农业大学动物科学学院, 乌鲁木齐 830052
  • 2 中国农业大学动物科学技术学院, 国际后备牛培育协作创新平台,畜禽营养与饲养全国重点实验室, 北京 100193
  • 3 君乐宝乳业集团有限公司, 石家庄 050000
  • 4 达农威生物发酵工程技术有限公司, 深圳 518000
*邵 伟,教授,博士生导师,E-mail: ;
曹志军,教授,博士生导师,E-mail:

黄志欣(1999—),男,河南南阳人,硕士研究生,研究方向为奶牛营养与牛奶品质。E-mail:

收稿日期: 2025-08-22

  网络出版日期: 2026-03-16

基金资助

“十四五”国家重点研发计划课题(2023YFD1300904)

宁夏回族自治区重点研发项目(2024BBF01006)

收起

Effects of Multiple Plant Extracts on Performance, Apparent Nutrient Digestibility, Serum Immune Indicators and Intestinal Fermentation in Mid-Lactation Holstein Dairy Cows

  • HUANG Zhixin , 1, 2 ,
  • HE Tianle 2 ,
  • LIU Shuai 2 ,
  • XIAO Xinyu 2 ,
  • GAO Tengyu 2 ,
  • LI Shangru 2 ,
  • MA Boyan 2 ,
  • ZHANG Zhihong 3 ,
  • GAO Xiaosheng 4 ,
  • SHI Weina 4 ,
  • SHAO Wei , 1, * ,
  • CAO Zhijun , 1, 2, *
Expand
  • 1 College of Animal Sciences, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China
  • 2 State Key Laboratory of Animal Nutrition and Feeding, International Collaborative Innovation Platform for Replacement Young Stock, College of Animal Science and Technology, China Agricultural University, Beijing 100193, China
  • 3 Junlebao Dairy Co., Ltd., Shijiazhuang 050000, China
  • 4 Diamond V Biological Fermentation Engineering & Technologies Co., Ltd., Shenzhen 518000, China
*SHAO Wei, professor, E-mail: ;
CAO Zhijun, professor, E-mail:

Received date: 2025-08-22

  Online published: 2026-03-16

Fold

摘要

本试验旨在探讨在饲粮中添加多元植物提取物对泌乳中期奶牛生产性能、营养物质表观消化率、血清免疫指标和肠道发酵的影响。选用30头产奶量[(39.34±4.05) kg/d]、泌乳天数[(127.80±14.79) d]、胎次[(2.57±1.20)胎]相近的荷斯坦奶牛,以随机区组的方式将其分为2组,每组15头牛。对照组(CON组)饲喂粗蛋白质水平为17.76%的基础饲粮,添加剂组(HAF组)在基础饲粮中添加6 g/(头·d)的多元植物提取物。试验期共55 d(预试期10 d,正试期45 d)。结果显示:1)HAF组产奶量、4%乳脂校正奶产量、能量校正奶产量均显著高于CON组(P<0.05),而干物质采食量、乳蛋白率、乳脂率和乳糖率与CON组无显著差异(P>0.05)。2)与CON组相比,HAF组干物质、粗蛋白质、粗脂肪及中性洗涤纤维表观消化率显著提升(P<0.05),酸性洗涤纤维表观消化率无显著差异(P>0.05)。3)与CON组相比,HAF组血清炎症因子白细胞介素-6、结合珠蛋白的含量显著降低(P<0.05),血清肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-1β、白细胞介素-10和血清淀粉样蛋白A含量无显著差异(P>0.05)。4)与CON组相比,HAF组粪便异丁酸含量显著提高(P<0.05),其余挥发性脂肪酸含量无显著变化(P>0.05)。综上所述,在泌乳中期荷斯坦奶牛饲粮中添加多元植物提取物能够维持产奶量稳定以及显著提高营养物质表观消化率和机体免疫水平。

关键词： 多元植物提取物; 奶牛; 生产性能; 表观消化率; 血清免疫; 肠道发酵

本文引用格式

黄志欣 , 何天乐 , 刘帅 , 肖欣雨 , 高腾雨 , 李尚汝 , 马博妍 , 张志宏 , 高晓昇 , 史维娜 , 邵伟 , 曹志军 . 多元植物提取物对泌乳中期荷斯坦奶牛生产性能、营养物质表观消化率、血清免疫指标和肠道发酵的影响[J]. 动物营养学报, 2026 , 38(3) : 2005 -2014 . DOI: 10.12418/CJAN2026.161

Abstract

This study aimed to investigate the effects of the supplementation of multiple plant extracts on performance, apparent nutrient digestibility, serum immune indicators and intestinal fermentation in mid-lactation Holstein dairy cows. A total of thirty cows [with milk yield (39.34±4.05) kg/d, (127.80±14.79) days in milk, (2.57±1.20) parities] were randomly divided into two groups (15 cows per group). Cows in the control group (CON group) were supplied with a basal diet containing 17.76% crude protein, while cows in the supplemented group (HAF group) received the same basal diet supplemented with 6 g/(head·day) multiple plant extracts. The experimental period lasted for 55 days, including a 10-day adaptation period and a 45-day trial period. Results showed as follows: 1) the milk yield, 4% fat-corrected milk yield, and energy-corrected milk yield in the HAF group were significantly higher than those in the CON group (P<0.05), while there were no significant differences in dry matter intake, milk protein percentage, milk fat percentage, or milk lactose percentage between HAF group and CON group (P>0.05). 2) Compared with the CON group, the apparent digestibility of dry matter, crude protein, crude fat, and neutral detergent fiber in the HAF group was significantly increased (P<0.05), but there was no significant difference in the apparent digestibility of acid detergent fiber (P>0.05). 3) Compared with the CON group, the serum contents of inflammatory factors interleukin-6 (IL-6) and haptoglobin (HP) in the HAF group were significantly decreased (P<0.05), while the serum contents of tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-1β (IL-1β), interleukin-10 (IL-10), and serum amyloid A (SAA) showed no significant differences (P>0.05). 4) Compared with the CON group, the fecal isobutyrate content in the HAF group was significantly increased (P<0.05), and the contents of other volatile fatty acids remained unchanged (P>0.05). In conclusion, dietary supplementation of multiple plant extracts to mid-lactation Holstein dairy cows can maintain stable milk yield, significantly improve the apparent digestibility of nutrients, and enhance the body’s immune level.

Key words： multiple plant extracts; dairy cows; performance; apparent digestibility; serum immunity; intestinal fermentation

自2020年起,我国已全面禁止在动物饲粮中使用抗生素,到2022年,随着《遏制微生物耐药国家行动计划(2022—2025年)》的制定[1],我国已在制度体系上有效推动抗微生物药物的减少和谨慎使用。然而,在生产中我们仍然面临养殖端疫病防控压力大、“替抗”产品质量和效果参差不齐及抗生素替代品研发有待完善等问题[2]。因此,寻找安全、稳定、高效的天然饲料添加剂不仅能成为动物饲粮中抗生素的安全替代品,还能在一定程度上改善动物生产性能和健康状况[3]。泌乳中期是指奶牛产后101~200 d的时期,是奶牛泌乳周期中的关键阶段[4],在此阶段,奶牛的采食量虽相对稳定,但产奶量却随着泌乳进程的推进呈现出稳中下降的态势[5]。更重要的是,处于泌乳中期的奶牛不仅要应对产奶量下滑的挑战,还需维持自身机体的健康,以抵御可能出现的疾病侵袭。研究表明,在此时期的奶牛面临较高的乳房炎发病风险[6]。同时,泌乳中期奶牛机体的免疫机能和肠道健康状况会发生变化,这对其生产性能产生严重影响[7]。其中,奶牛肠道健康是营养物质消化、吸收和利用的前提,而粪便中挥发性脂肪酸(VFA)是肠道菌群的关键代谢产物,其组成可直接反映肠道健康状态[8]。由此,监测奶牛血清免疫指标和关注粪便VFA对评估泌乳中期奶牛的健康状况非常重要。正因为奶牛泌乳中期的特殊性,寻找替代抗生素的天然饲料添加剂对保障泌乳中期奶牛生产性能和健康状况具有重要的意义[9]。多元植物提取物因其绿色、安全和高效的特性被广泛认为是替代抗生素的天然饲料添加剂[10]。
本研究使用的多元植物提取物由肉桂油、皂角树茎叶粉、辣椒粉等原料组成,含有诸多如生物碱、皂苷、挥发油、萜类等生物活性成分,这些生物活性成分使得植物提取物既具备了抗菌、抗炎、抗氧化以及免疫调节的作用[11-13],还可以保护胃肠道健康、改善动物的消化吸收功能、提高饲料的利用效率[12]。在动物养殖领域,植物提取物已展现出一定的应用潜力。Chapman等[14]在荷斯坦泌乳奶牛饲粮中仅添加肉桂醛时,其在瘤胃中表现出抗菌作用,但对采食量、产奶量或乳成分没有显著影响。另一项研究显示,在奶牛饲粮中添加含有肉桂醛、丁香油酚和辣椒素等的混合植物提取物时,不仅显著增加奶牛的采食量和体重,还能提高乳蛋白含量,且未观察到负面影响[15]。由此可以看出,在多种植物提取物联合使用时,可能产生联合效应去提高奶牛生产性能。同时,另有研究发现,含皂苷和大蒜素等成分的植物提取物可作为天然药物来增强或调节免疫功能,这为在奶牛生产中多元植物提取物的应用提供了参考[16]。其中,肉桂醛、皂苷及辣椒素等活性成分已被证实可通过抗菌、抗氧化及调节微生物代谢等途径影响肠道功能[17]。然而,目前关于多元植物提取物对泌乳中期荷斯坦奶牛生产性能、血清免疫和肠道健康综合影响的研究仍相对较少,且对其机制的解析并不完善;同时,不同植物提取物的组合是否能发挥协同增效的作用,进而更有效地改善泌乳中期奶牛的各项性能,亟待深入探究。因此,本研究旨在探究在泌乳中期荷斯坦奶牛饲粮中添加多元植物提取物对生产性能、营养物质表观消化率、血清免疫指标及肠道发酵的影响,以期为提升奶牛生产性能、推动奶牛健康养殖提供参考,助力奶业的可持续发展。

1 材料与方法

1.1 伦理声明

本试验动物的饲养管理方案经中国农业大学实验动物福利与动物实验伦理委员会审查通过(审批号:AW11014202-1-4)。

1.2 试验设计及饲粮

本研究在河北省张家口市某规模化牧场开展。试验选用30头胎次为(2.57±1.20)胎、泌乳天数为(127.80±14.79) d、产奶量为(39.34±4.05) kg/d的荷斯坦奶牛,采用随机区组设计将试验牛分为2组,每组15头牛。对照组(CON组)饲喂基础饲粮,添加剂组(HAF组)在基础饲粮中添加6 g/(头·d)的多元植物提取物[18-19]。该多元植物提取物主要以肉桂油、皂角树粉、辣椒粉3种原料混合制成,其中肉桂醛含量≥2.0 mg/g,精油含量≥0.3%,以石粉为载体。试验奶牛的基础饲粮按NASEM(2021)标准配制,满足650 kg奶牛的营养需求,其组成及营养水平见表1。
表1 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (DM basis)

项目 Items 含量 Content
原料 Ingredients
全株玉米青贮 Whole corn silage 34.08
裹包苜蓿青贮 Wrapped alfalfa silage 6.67
豆粕 Soybean meal 16.76
燕麦草 Oat hay 2.22
压片玉米 Flaked corn 14.81
甜菜粕颗粒 Beet meal granules 7.19
干粉碎玉米 Dry ground corn 9.45
菜籽粕 Canola meal 4.33
膨化大豆 Puffed soybean 1.71
小苏打 NaHCO3 0.75
预混料 Premix1) 2.03
合计 Total 100.00
营养水平 Nutrient levels2)
产奶净能 NEL/(MJ/kg) 6.95
粗蛋白质 CP 17.76
粗脂肪 EE 3.56
淀粉 Starch 26.10
中性洗涤纤维 NDF 38.36
酸性洗涤纤维 ADF 15.93
粗灰分 Ash 6.70
钙 Ca 0.75
磷 P 0.39

1)每千克预混料含有 One kg premix contained the following: Cu (as copper sulfate) 43 mg,Fe (as ferrous sulfate) 1 299 mg,Zn (as zinc sulfate) 1 176 mg,Mn (as manganese sulfate) 1 295 mg,Co 28 mg,I 27 mg,Se 17 mg,VA 238 000 IU,VD3 73 000 IU, VE 2 375 IU。

2)产奶净能为计算值[20],其余营养水平均为实测值。NEL was a calculated value[20], while other nutrient levels were measured values.

1.3 饲养管理

本试验的预试期为10 d,正试期为45 d。奶牛采用散栏饲养方式,试验期间奶牛每日饲喂3次TMR,其中多元植物提取物先与豆粕经搅拌机混合后,再与TMR充分搅拌混合,最后由装料车送至牛舍饲喂奶牛。推料机每小时进行推料1次。奶牛每天分别在07:00、15:00和23:00进行3次挤奶,使用转盘式挤奶机(Delaval,利拉伐公司,瑞典)挤奶,该设备可自动对试验牛耳标进行识别,从而记录每头牛每天每次的产奶量。奶牛可全天自由饮水。

1.4 样品采集与指标检测

1.4.1 营养成分

每周采集饲粮样品约500 g,采用四分法选取约125 g样品称重并记录,于65 ℃电热恒温鼓风干燥箱(DGG-9240B型,常州智博瑞仪器制造有限公司)烘48 h,用于后续测定饲粮常规营养成分含量。
干物质(DM)含量参考AOAC(1995)[21]中方法测定;粗蛋白质(CP)含量参考GB/T 6432—2018中方法测定;粗脂肪(EE)含量参考GB/T 6433—2025中方法测定;酸性洗涤纤维(ADF)含量参考GB/T 20806—2006、中性洗涤纤维(NDF)含量参考GB/T 20806—2022中方法,采用全自动纤维提取仪(A2000型,Ankom,美国)测定;粗灰分(Ash)含量参考GB/T 6438—2007中方法测定;酸不溶灰分(AIA)含量参考GB/T 23742—2009中方法测定;淀粉(starch)含量采用淀粉总量测定试剂盒(K-TSTA型,Megazyme,爱尔兰)测定[22];钙含量参考GB/T 6436—2018中方法测定;磷含量参考GB/T 6437—2018中方法测定。

1.4.2 生产性能

1.4.2.1 干物质采食量(DMI)的测定

每日对各组奶牛的喂料量和剩料量进行称量并记录,以正试期45 d的数据来计算DMI。每日每组投料总量与剩余量的差值除以该组总牛只头数,即为每头牛每天的采食量,所取饲粮样品为新鲜投喂的TMR和剩料,用于DM含量的测定,并以此计算每组的DMI。

1.4.2.2 产奶量和乳成分测定

在正试期的第1、28、45天,收集当日早、中、晚的奶样,并按照4∶3∶3的比例进行混合得到50 mL的待测奶样,并添加防腐剂于当日送往河北省畜牧良种工作总站测定乳脂、乳蛋白、乳糖、体细胞数(SCC)等指标。根据产奶量和乳成分可计算能量校正奶(ECM)产量和4%乳脂校正奶(4%FCM)产量。相关计算公式如下:
ECM产量=0.327×产奶量(kg/d)+[12.95×乳脂率(%)+7.2×乳蛋白率(%)]×产奶量(kg/d);
4%FCM产量=0.4×产奶量(kg/d)+15×乳脂率(%)×产奶量(kg/d)。

1.4.3 营养物质表观消化率

采用直肠采粪法收集各组每头牛粪便,连续收粪4次(每个时间点间隔6 h)[23]。对采集的样品处理后分2份,一份立即使用10%稀硫酸(稀硫酸与粪便的比例为1∶5)进行固氮,以测定CP含量;另外一份粪便用来测量DM、EE、NDF和ADF的含量。之后于65 ℃烘至恒重,再放入空气中回潮,粉碎后过40目筛,即得风干样品,置于室温条件下保存,用于营养物质表观消化率的测定。以AIA为内标,采用内源指示剂法计算粪便DM、CP、NDF、ADF和EE的表观消化率。计算公式如下:
营养物质表观消化率(%)=[1-(粪便中该营养物质含量×饲粮中AIA含量)/(饲粮中该营养物质含量×粪便中AIA含量)]×100。

1.4.4 血清免疫指标

在正试期结束当天,使用医用采血针和10 mL无抗凝剂采血管在晨饲前通过尾根静脉采集每头牛血液样本。血液采集完成后,先在室温环境下静置0.5 h,随后以3 000×g进行高速离心,时长15 min,离心后取上清液作为血清样品。接着将制备好的血清样品分装到2 mL冻存管里,置于-40 ℃条件下冷冻保存。按照试剂盒(南京建成生物工程研究所)说明书的步骤,采用生物素双抗体夹心酶联免疫吸附法进行血清免疫指标测定。

1.4.5 粪便VFA含量

在正试期第45天晨饲后2 h内,通过直肠取粪的方法采集每头试验牛的粪便样品,后将每头牛的粪便样品编号分装于4个2 mL无菌离心管中,放入-80 ℃液氮罐速冻后保存。在实验室环境中,准确称取2 g解冻的粪便,将粪便样品与4 mL蒸馏水混合,接着把混合液放在涡旋振荡器上充分振荡。然后,将摇匀的溶液置于离心机中,以3 000×g离心10 min。静置后向上清液中加入0.2 mL含标志物2-乙基丁酸的偏磷酸溶液,混合均匀,并在4 ℃环境下放置30 min后再次以10 000×g离心10 min,最终取其1 mL上清液导入气相色谱仪(GC-8600型,北分天普仪器有限公司)中,测得其粪便VFA含量。

1.5 数据统计分析

使用SAS 9.4软件中的PROC MIXED模型对产奶量和乳成分数据进行分析,而其余数据采用独立样本t检验比较组间差异。PROC MIXED模型固定效应包括处理、时间、处理×时间的交互作用,随机效应为单个动物。所有结果均以平均值和均值标准误(SEM)表示,P<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 多元植物提取物对泌乳中期奶牛生产性能的影响

由表2可知,与CON组相比,HAF组的产奶量、4%FCM产量和ECM产量显著提高(P<0.05)。结合泌乳中期奶牛产奶量自然下降的生理特点,HAF组的结果显示出添加多元植物提取物缓解了产奶量的下滑趋势。同时,ECM产量随时间呈现显著升高的趋势(P<0.05)。在DMI、乳脂率、乳糖率、乳蛋白率和SCC方面,2组间无显著差异(P>0.05)。
表2 多元植物提取物对泌乳中期奶牛生产性能的影响

Table 2 Effects of multiple plant extracts on performance in mid-lactation dairy cows

项目
Items		 组别 Groups SEM P值 P-value
CON HAF 处理
Treatment		 时间
Time		 处理×时间
Treatment×time
干物质采食量 DMI/(kg/d) 25.81 26.01 0.390 0.306
产奶量 Milk yield/(kg/d) 34.75 38.58 0.492 0.008 0.234 0.699
4%乳脂校正奶产量4% FCM yield/(kg/d) 36.04 40.56 0.940 0.007 0.818 0.567
能量校正奶产量 ECM yield/(kg/d) 34.78 39.28 1.010 0.003 0.002 0.510
乳脂率 Milk fat percentage/% 3.79 4.05 1.131 0.098 0.202 0.448
乳蛋白率 Milk protein percentage/% 3.61 3.65 0.510 0.172 0.248 0.388
乳糖率 Milk lactose percentage/% 5.12 5.13 0.603 0.103 0.186 0.340
体细胞数 Somatic cell count/(×103个/mL) 86.49 76.56 9.871 0.309 0.362 0.494

干物质采食量和产奶量为全时期的平均值。

DMI and milk yield were averaged over the entire period.

2.2 多元植物提取物对泌乳中期奶牛营养物质表观消化率的影响

由表3可知,与CON组相比,多元植物提取物显著提高了泌乳中期奶牛的DM、CP、EE和NDF的表观消化率(P<0.05),但2组间ADF表观消化率无显著差异(P>0.05)。
表3 多元植物提取物对泌乳中期奶牛营养物质表观消化率的影响

Table 3 Effects of multiple plant extracts on nutrient apparent digestibility in mid-lactation dairy cows

项目
Items		 组别 Groups SEM P值
P-value
CON HAF
干物质 DM 67.13 75.43 1.660 <0.001
粗蛋白质 CP 69.49 77.51 1.766 <0.001
粗脂肪 EE 67.72 82.76 4.313 <0.001
中性洗涤纤维 NDF 45.78 54.49 2.834 <0.001
酸性洗涤纤维 ADF 26.23 32.64 4.438 0.161

2.3 多元植物提取物对泌乳中期奶牛血清免疫指标的影响

由表4可知,与CON组相比,多元植物提取物显著降低了泌乳中期奶牛血清白细胞介素-6(IL-6)与结合珠蛋白(HP)含量(P<0.05),但添加多元植物提取物对泌乳中期奶牛血清白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-10(IL-10)、血清淀粉样蛋白A(SAA)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的含量无显著差异(P>0.05)。
表4 多元植物提取物对泌乳中期奶牛血清免疫指标的影响

Table 4 Effects of multiple plant extracts on serum immune indicators in mid-lactation dairy cows

项目
Items		 组别 Groups SEM P值
P-value
CON HAF
肿瘤坏死因子-α TNF-α/(ng/L) 153.92 163.20 9.941 0.387
白细胞介素-1β IL-1β/(ng/L) 48.39 52.72 4.260 0.959
白细胞介素-6 IL-6/(ng/L) 475.99 345.43 28.304 <0.001
白细胞介素-10 IL-10/(pg/mL) 123.80 125.78 10.283 0.579
血清淀粉样蛋白A SAA/(μg/mL) 23.39 23.58 2.891 0.137
结合珠蛋白 HP/(ng/mL) 53.39 42.71 3.068 <0.001

2.4 多元植物提取物对泌乳中期奶牛肠道发酵的影响

由表5可知,与CON组相比,HAF组奶牛粪便中的异丁酸含量显著升高(P<0.05),而乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和异戊酸含量无显著差异(P>0.05)。
表5 多元植物提取物对泌乳中期奶牛粪便VFA含量的影响

Table 5 Effects of multiple plant extracts on fecal VFA contents in mid-lactation dairy cowsm

项目
Items		 组别 Groups SEM P值
P-value
CON HAF
乙酸 Acetate 88.18 86.75 3.623 0.714
丙酸 Propionate 23.40 24.57 1.130 0.322
异丁酸 Isobutyrate 0.81 1.12 0.094 <0.001
丁酸 Butyrate 11.07 11.46 0.680 0.563
异戊酸 Isovalerate 0.73 0.91 0.090 0.163
戊酸 Valerate 1.55 1.30 0.106 0.726

3 讨论

3.1 饲粮中添加多元植物提取物对泌乳中期奶牛生产性能的影响

奶牛生产性能与DMI有着密切的相关性,肉桂醛、皂苷和辣椒素作为绿色饲料添加剂,在饲粮中适量添加可提高动物生产性能[24-26]。Chapman等[14]在泌乳奶牛饲粮中添加肉桂醛后,与对照组相比DMI未有显著增加。王梦等[27]研究发现,辣椒素可以通过提高食欲、刺激唾液分泌和增强消化酶活性从而提高反刍动物的DMI。在本研究中,与CON组相比,尽管多元植物提取物未显著提高奶牛DMI,但其数值却略有上升。
泌乳性能作为奶牛生产性能的关键性指标,是评估奶牛整体健康状况、饲养管理水平以及遗传育种效果的重要依据[28]。研究表明,植物提取物可通过改善瘤胃发酵效率提升产奶量[29]。Wall等[30]研究发现,在初产牛的饲粮中添加丁香酚和肉桂醛的复合物会对奶牛的产奶量有显著的提高。在本试验中,添加多元植物提取物后,奶牛的产奶量、4%FCM产量和ECM与CON组相比均有显著差异,可能与添加多元植物提取物改善奶牛瘤胃发酵效率、促使了奶牛对关键营养素的吸收有关,从而满足泌乳中期奶牛对合成乳汁的高营养需求,延缓泌乳中期奶牛产奶量下降的趋势。关于植物提取物对乳成分的影响,有研究发现,在奶牛饲粮中添加肉桂精油或肉桂醛,对牛乳中的乳脂率、乳蛋白率、乳尿素氮含量均无显著影响[31]。而Wall等[30]在奶牛饲粮中添加350 mg/d的丁香酚与肉桂醛的复合物6周后,牛乳中的乳蛋白率显著提高,乳尿素氮含量显著降低,同时,在添加200 mg/d丁香酚与肉桂醛的复合物后,乳蛋白率无显著差异。在本试验中,在饲粮中添加多元植物提取物对乳脂率、乳糖率和乳蛋白率的含量均无显著影响,但是在数值上有增加的趋势,这与之前的研究结果类似。值得注意的是,虽然多元植物提取物未显著降低奶牛SCC,但SCC在数值上有减少的趋势,这提示多元植物提取物能改善乳腺健康[32]。

3.2 饲粮中添加多元植物提取物对泌乳中期奶牛营养物质表观消化率的影响

营养物质表观消化率是奶牛营养管理的重要指标,其数值高低直接关联饲料成本、产奶性能、瘤胃健康及疾病发生的风险[33]。Takiya等[34]的研究发现,添加辣椒油树脂能显著提高奶牛的DM和CP消化率。类似的,Kolling等[35]探究了添加牛至和绿茶提取物对泌乳奶牛的影响,结果表明,牛至提取物更倾向于增加NDF消化率,绿茶提取物在提高CP、EE消化率方面效果更显著。在本研究中,添加多元植物提取物显著提高了奶牛DM、CP、EE、NDF的表观消化率,但对ADF表观消化率无显著影响,这与前人研究结果[36]类似。营养物质表观消化率的显著提高可能与瘤胃微生物的多样性得到提升有关[37],而这种微生物多样性的变化是营养物质消化效率和瘤胃发酵效果增强的潜在原因[38]。其中,植物源性添加剂(如精油混合物)可能通过增加纤维素分解菌数量来促进营养消化[39-40],如Kim等[39]的研究表明,精油混合物能有效提升反刍单胞菌、白瘤胃球菌、纤维梭杆菌、真菌及黄面瘤胃球菌的丰度。

3.3 饲粮中添加多元植物提取物对泌乳中期奶牛血清免疫指标的影响

血清免疫指标作为反映奶牛免疫系统功能状态的关键生物标志物,其水平的变动与奶牛的健康状况、生产性能、繁殖效率以及养殖经济效益存在紧密关联。在规模化奶牛养殖实践中,对血清免疫指标进行监测,对于实现精准化管理、有效防控疾病以及提升养殖效益具有重要价值。在急性期反应中,HP是肝脏在促炎细胞因子的刺激下产生的急性期蛋白,以响应感染、炎症或创伤,与奶牛乳房炎、子宫炎、营养环境等有密切联系[41-42]。IL-6也是免疫反应中的核心信号分子,可作为“炎症信使”触发急性感染[43],其含量下降提示机体炎症状态得到缓解。因此,HP含量降低进一步证实植物提取物可减轻泌乳中期奶牛的应激反应[44]。本研究中,泌乳中期奶牛饲粮中添加多元植物提取物后,奶牛血清中IL-6和HP含量显著下降,说明奶牛体内炎症水平有一定的下降,多元植物提取物能够发挥抗炎作用,缓解泌乳中期奶牛的应激反应。同时,血清IL-1β、IL-10、SAA和TNF-α含量的数值未呈现显著变化,这可能反映了植物提取物对免疫系统的“平衡调节”特性,在抑制过度炎症反应的同时适度激活免疫相关因子以维持免疫监视功能,这种调节模式可能更利于奶牛抵御病原体入侵而避免免疫过度激活对自身组织的损伤[45]。

3.4 饲粮中添加多元植物提取物对泌乳中期奶牛肠道发酵的影响

肠道健康是奶牛维持生命活动、保障生产性能和抵御疾病的核心基础,直接关联饲料利用效率、产奶性能、疾病抵抗力及养殖经济效益[46]。肠道发酵是肠道健康的核心驱动力,其通过维持菌群平衡、提供营养屏障、调节免疫功能、优化消化效率,构建了肠道健康的完整保障体系。VFA作为肠道菌群代谢的核心产物,其组成与浓度是反映肠道健康状态的“生物标尺”[47-49]。其中,VFA主要包括乙酸、丙酸、丁酸、戊酸及支链脂肪酸(异丁酸、异戊酸、2-甲基丁酸)[8]。粪便VFA中支链脂肪酸可由肠道微生物通过氨基酸代谢途径产生[50],因此可作为肠道内蛋白质降解活动的生物标志物。有研究表明,植物提取物中的活性成分可作为生物活性剂,能维持肠道生态和免疫代谢,从而稳定肠道发酵,并在粪便VFA的合理生成及比例平衡中发挥关键作用[51]。在本研究中,多元植物提取物显著提高了粪便中异丁酸的含量,可能与多元植物提取物能提高肠道微生物蛋白合成有关,未被前段消化道吸收的蛋白质进入后肠道,成为支链氨基酸的主要来源,从而使异丁酸含量上升。与CON组相比,HAF组中乙酸、丙酸、丁酸、戊酸含量无显著变化,这可能与瘤胃发酵与后肠道发酵的协同调节有关。同时,这些直链脂肪酸主要来自未消化碳水化合物的发酵,它们的稳定表明肠道对碳水化合物的发酵效率未改变,保证了奶牛能量供应的稳定性。

4 结论

在泌乳中期荷斯坦奶牛饲粮中添加多元植物提取物可显著延缓产奶量降低趋势,提高DM、CP、EE、NDF表观消化率及粪便异丁酸的含量,同时还可显著降低血清IL-6及HP的含量。综上所述,饲粮中添加该多元提取物可有效提升泌乳中期奶牛生产性能、改善营养物质表观消化率、降低炎症相关指标水平和增强肠道健康。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
[1]
贾亚楠, 唐忠. 中国和欧美国家养殖业抗生素使用负面问题及管理政策比较[J]. 农业环境科学学报, 2024, 43(6):1205-1219.

JIA Y N, TANG Z. Negative issues of antibiotic use in livestock and management policies comparison between China,the United States,and the European Union[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2024, 43(6):1205-1219. (in Chinese)

[2]
CUSACK P. Alternatives to conventional antibiotics for the prevention and treatment of commonly occurring diseases in feedlot cattle[J]. Australian Veterinary Journal, 2024, 102(5):229-241.

DOI PMID

[3]
XIONG Z B, ZHANG X Y, ZHANG S Q, et al. Effects of red clover isoflavone on lactation performance,milk quality and nitrogen metabolism in dairy cows[J]. Animal Nutrition, 2025, 22:191-200.

DOI

[4]
DICKERSON A M, YANG F, GREEN H B, et al. Feeding native rumen microbial supplements increases energy-corrected milk production and feed efficiency by Holstein cows[J]. JDS Communications, 2022, 3(4):239-244.

DOI PMID

[5]
NEHME MARINHO M, ZIMPEL R, PEÑAGARICANO F, et al. Assessing feed efficiency in early and mid lactation and its associations with performance and health in Holstein cows[J]. Journal of Dairy Science, 2021, 104(5):5493-5507.

DOI

[6]
OPGENORTH J, ABEYTA M A, GOETZ B M, et al. Intramammary lipopolysaccharide challenge in early-versus mid-lactation dairy cattle:immune,production,and metabolic responses[J]. Journal of Dairy Science, 2024, 107(8):6252-6267.

DOI

[7]
WHELAN S J, MULLIGAN F J, GATH V, et al. Short communication:effect of dietary manipulation of crude protein content and nonfibrous-to-fibrous-carbohydrate ratio on energy balance in early-lactation dairy cows[J]. Journal of Dairy Science, 2014, 97(11):7220-7224.

DOI

[8]
ELSDEN S R, HITCHCOCK M W S. Volatile acid in the digesta of ruminants and other animals[J]. The Journal of Experimental Biology, 1946, 22:191-202.

DOI

[9]
GRAZZIOTIN R C B, HALFEN J, ROSA F, et al. Altered rumen fermentation patterns in lactating dairy cows supplemented with phytochemicals improve milk production and efficiency[J]. Journal of Dairy Science, 2020, 103(1):301-312.

DOI PMID

[10]
MANUELIAN C L, PITINO R, SIMONI M, et al. Plant feed additives as natural alternatives to the use of synthetic antioxidant vitamins on livestock mammals’ performances,health,and oxidative status:a review of the literature in the last 20 years[J]. Antioxidants, 2021, 10(9):1461.

DOI

[11]
CIAMPI F, SORDILLO L M, GANDY J C, et al. Evaluation of natural plant extracts as antioxidants in a bovine in vitro model of oxidative stress[J]. Journal of Dairy Science, 2020, 103(10):8938-8947.

DOI

[12]
WINK M. Evolutionary advantage and molecular modes of action of multi-component mixtures used in phytomedicine[J]. Current Drug Metabolism, 2008, 9(10):996-1009.

PMID

[13]
TUL AIN Z, FATIMA I, NASEER S, et al. Assessment of phytochemicals,antioxidant,anti-hemolytic,anti-inflammatory and anti-cancer potential of flowers,leaves and stem extracts of Rosa arvensis[J]. Journal of Traditional Chinese Medicine, 2024, 44(4):712-804.

[14]
CHAPMAN C E, ORT S B, ARAGONA K M, et al. Effect of cinnamaldehyde on feed intake,rumen fermentation,and nutrient digestibility,in lactating dairy cows[J]. Journal of Animal Science, 2019, 97(4):1819-1827.

DOI

[15]
VAN GASTELEN S, YÁÑEZ-RUIZ D, KHELIL-ARFA H, et al. Effect of a blend of cinnamaldehyde,eugenol,and capsicum oleoresin on methane emission and lactation performance of Holstein-Friesian dairy cows[J]. Journal of Dairy Science, 2024, 107(2):857-869.

DOI

[16]
DOBUTR T, JANGPROMMA N, PATRAMANON R, et al. Screening of aqueous plant extracts for immunomodulatory effects on immune cells and cytokine production:in vitro and in vivo analyses[J]. Heliyon, 2025, 11(4):e42692.

DOI

[17]
ZHU L, ANDERSEN-CIVIL A I S, MYHILL L J, et al. The phytonutrient cinnamaldehyde limits intestinal inflammation and enteric parasite infection[J]. The Journal of Nutritional Biochemistry, 2022, 100:108887.

DOI

[18]
RODRIGUES R O, COOKE R F, FIRMINO F C, et al. Productive and physiological responses of lactating dairy cows supplemented with phytogenic feed ingredients[J]. Translational Animal Science, 2019, 3(4):1133-1142.

DOI PMID

[19]
金彩虹, 姜伟, 吴树康, 等. 饲料中添加植物性饲料添加剂对奶牛生产性能影响的研究[J]. 畜牧兽医科技信息, 2021(9):203-204.

JIN C H, JIANG W, WU S K, et al. Study on the effect of adding plant-based feed additives to feed on the production performance of dairy cows[J]. Chinese Journal of Animal Husbandry and Veterinary Medicine, 2021(9):203-204. (in Chinese)

[20]
冯仰廉, 周建民, 张晓明. 我国奶牛饲料产奶净能值测算方法的研究[J]. 中国畜牧杂志, 1987(1):8-11.

FENG Y L, ZHOU J M, ZHANG X M, et al. Regression equation for estimating the nel value of feeds for dairy cows[J]. Chinese Journal of Animal Science, 1987(1):8-11. (in Chinese)

[21]
AOAC. Official methods of analysis of AOAC International[S].16th ed. Washington,D.C.: AOAC International, 1995.

[22]
HALL M B. Determination of starch,including maltooligosaccharides,in animal feeds:comparison of methods and a method recommended for AOAC collaborative study[J]. Journal of AOAC International, 2009, 92(1):42-49.

DOI

[23]
CAVALLINI D, PALMONARI A, MAMMI L M E, et al. Evaluation of fecal sampling time points to estimate apparent nutrient digestibility in lactating Holstein dairy cows[J]. Frontiers in Veterinary Science, 2023, 9:1065258.

DOI

[24]
MARTINS L F, CUEVA S F, SILVESTRE T, et al. Lactational performance,enteric methane emission,and nutrient utilization of dairy cows supplemented with botanicals[J]. Journal of Dairy Science, 2024, 107(1), 242-257.

DOI

[25]
WANG B, TU Y, ZHAO S P, et al. Effect of tea saponins on milk performance,milk fatty acids,and immune function in dairy cow[J]. Journal of Dairy Science, 2017, 100(10):8043-8052.

DOI

[26]
ORZUNA-ORZUNA J F, GODINA-RODRÍGUEZ J E, GARAY-MARTÍNEZ J R, et al. Capsaicin as a dietary additive for dairy cows:a Meta-analysis on performance,milk composition,digestibility,rumen fermentation,and serum metabolites[J]. Animals, 2024, 14(7):1075.

DOI

[27]
王梦, 陶正国, 赵剑, 等. 天然辣椒素的生物学功能及其在反刍动物生产中的应用研究进展[J]. 饲料研究, 2025, 48(2):218-222.

WANG M, TAO Z G, ZHAO J, et al. Research progress on biological function of natural capsaicinoids and its application in ruminant production[J]. Feed Research, 2025, 48(2):218-222. (in Chinese)

[28]
OLIVEIRA H R, CANT J P, BRITO L F, et al. Genome-wide association for milk production traits and somatic cell score in different lactation stages of Ayrshire,Holstein,and Jersey dairy cattle[J]. Journal of Dairy Science, 2019, 102(9):8159-8174.

DOI

[29]
OH J, HARPER M, GIALLONGO F, et al. Effects of rumen-protected Capsicum oleoresin on productivity and responses to a glucose tolerance test in lactating dairy cows[J]. Journal of Dairy Science, 2017, 100(3):1888-1901.

DOI

[30]
WALL E H, DOANE P H, DONKIN S S, et al. The effects of supplementation with a blend of cinnamaldehyde and eugenol on feed intake and milk production of dairy cows[J]. Journal of Dairy Science, 2014, 97(9):5709-5717.

DOI PMID

[31]
BENCHAAR C. Diet supplementation with cinnamon oil,cinnamaldehyde,or monensin does not reduce enteric methane production of dairy cows[J]. Animal, 2016, 10(3):418-425.

DOI

[32]
LOPES T S, FONTOURA P S, OLIVEIRA A, et al. Use of plant extracts and essential oils in the control of bovine mastitis[J]. Research in Veterinary Science, 2020, 131:186-193.

DOI PMID

[33]
DANIEL JB, SANZ-FERNANDEZ MV, NICHOLS K, et al. Digestive and metabolic efficiency of energy and nitrogen during lactation and the dry period in dairy cows[J]. Journal of Dairy Science, 2022, 105(12):9564-9580.

DOI

[34]
TAKIYA C S, GRIGOLETTO N T S, CHESINI R G, et al. Feeding rumen-protected Capsicum oleoresin to dairy cows during the transition period and early lactation:effects on nutrient digestibility,blood metabolites,and performance[J]. Animal Feed Science and Technology, 2023, 305:115758.

DOI

[35]
KOLLING G J, STIVANIN S C B, GABBI A M, et al. Performance and methane emissions in dairy cows fed oregano and green tea extracts as feed additives[J]. Journal of Dairy Science, 2018, 101(5):4221-4234.

DOI PMID

[36]
KHOLIF A E, HASSAN A A, EL ASHRY G M, et al. Phytogenic feed additives mixture enhances the lactational performance,feed utilization and ruminal fermentation of Friesian cows[J]. Animal Biotechnology, 2021, 32(6):708-718.

DOI

[37]
PATRA A K, PARK T, BRAUN H S, et al. Dietary bioactive lipid compounds rich in menthol alter interactions among members of ruminal microbiota in sheep[J]. Frontiers in Microbiology, 2019, 10:2038.

DOI PMID

[38]
SALEM A Z M, KHOLIF A E, OLIVARES M, et al. Influence of S.babylonica extract on feed intake,growth performance and diet in vitro gas production profile in young lambs[J]. Tropical Animal Health and Production, 2014, 46(1):213-219.

DOI

[39]
KIM H, JUNG E, LEE H G, et al. Essential oil mixture on rumen fermentation and microbial community-an in vitro study[J]. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 2019, 32(6):808-814.

DOI

[40]
GIANNENAS I, SKOUFOS J, GIANNAKOPOULOS C, et al. Effects of essential oils on milk production,milk composition,and rumen microbiota in Chios dairy ewes[J]. Journal of Dairy Science, 2011, 94(11):5569-5577.

DOI

[41]
SACO Y, BASSOLS A. Acute phase proteins in cattle and swine:a review[J]. Veterinary Clinical Pathology, 2022, 52(S1):50-63.

DOI

[42]
PETERSEN H H, NIELSEN J P, HEEGAARD P M H. Application of acute phase protein measurements in veterinary clinical chemistry[J]. Veterinary Research, 2004, 35(2):163-187.

DOI PMID

[43]
YANG Q Q, LI H N, XIA Y T, et al. Red nucleus interleukin-6 evokes tactile allodynia in male rats through modulating spinal pro-inflammatory and anti-inflammatory cytokines[J]. Frontiers in Molecular Neuroscience, 2022, 15:820664.

DOI

[44]
DADDAM J R, DANIEL D, KRA G, et al. Plant polyphenol extract supplementation affects performance,welfare,and the Nrf2-oxidative stress response in adipose tissue of heat-stressed dairy cows[J]. Journal of Dairy Science, 2023, 106(12):9807-9821.

DOI

[45]
SARAIVA M, VIEIRA P, O'GARRA A. Biology and therapeutic potential of interleukin-10[J]. Journal of Experimental Medicine, 2020, 217(1):e20190418.

DOI

[46]
O’HARA E, NEVES A L A, SONG Y, et al. The role of the gut microbiome in cattle production and health:driver or passenger?[J]. Annual Review of Animal Biosciences, 2020, 8:199-220.

DOI

[47]
FLEMING S E, ARCE D S. Volatile fatty acids:their production,absorption,utilization,and roles in human health[J]. Clinics in Gastroenterology, 1986, 15(4):787-814.

[48]
KOH A, DE VADDER F, KOVATCHEVA-DATCHARY P, et al. From dietary fiber to host physiology:short-chain fatty acids as key bacterial metabolites[J]. Cell, 2016, 165(6):1332-1345.

DOI

[49]
WANG W W, JIA H J, ZHANG H J, et al. Supplemental plant extracts from Flos lonicerae in combination with Baikal skullcap attenuate intestinal disruption and modulate gut microbiota in laying hens challenged by Salmonella pullorum[J]. Frontiers in Microbiology, 2019, 10:1681.

DOI

[50]
LEE S R, LEE J, CHO S H, et al. Quantification of volatile fatty acids from cattle manure via non-catalytic esterification for odour indication[J]. Science of the Total Environment, 2018,610/611:992-996.

[51]
ZHAO Y C, YU S Q, ZHAO H Y, et al. Integrated multi-omics analysis reveals the positive leverage of citrus flavonoids on hindgut microbiota and host homeostasis by modulating sphingolipid metabolism in mid-lactation dairy cows consuming a high-starch diet[J]. Microbiome, 2023, 11(1):236.

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