Chinese Journal of Animal Nutrition >

2023 , Vol. 35 >Issue 6: 3754 - 3760

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2023.348

RESEARCH PAPER

Effects of Fermented Mulberry Leaves on Growth Performance and Serum Biochemical, Antioxidant and Immune Indexes of Holstein Calves

  • WAN Rong , 1 ,
  • LIU Mingge 2 ,
  • LIANG Qibing 3 ,
  • XIE Xiangxue 4 ,
  • YANG Zhengzhou 1 ,
  • ZHANG Chuanfang 1 ,
  • SU Shilin 1
Expand
  • 1 Industrial College of Subtropical Characteristic Agriculture, Agriculture and Food Engineering College, Baise University, Baise 533000, China
  • 2 Inner Mongolia Aohan Banner Dongda Pinzheng Animal Husbandry Co., Ltd., Chifeng 024300, China
  • 3 Xingui Agricultural Science and Technology Co., Ltd., Baise 533800, China
  • 4 Guangdong VTR Bio-Tech Co., Ltd., Zhuhai 519060, China

WAN Rong, associate professor, E-mail:

Received date: 2022-11-22

  Online published: 2023-06-08

Fold

Abstract

This experiment was conducted to study the effects of fermented mulberry leaves on growth performance and serum biochemical, antioxidant and immune indexes of Holstein calves. Thirty-six (105±3)-day-old Holstein male calves with body weight of (96.20±0.80) kg were randomly divided into 3 groups with 12 replicates in each group and 1 calf in each replicate. Calve in 3 groups were fed diets supplemented with 0 (control group), 10% (10% group) and 20% (20% group) fermented mulberry leaves, respectively. The pre-trial lasted for 15 days, and the trial lasted for 60 days. The results showed as follows :1) the average daily gain of 20% group was significantly higher than that of the control group (P<0.05), and the dry matter feed intake of 20% group was significantly higher than that of control group and 10% group (P<0.05). 2) The serum urea nitrogen and total cholesterol contents of 10% group and 20% group were significantly lower than those of the control group (P<0.05). 3) The serum total antioxidant capacity of 10% group and 20% group was significantly higher than that of the control group (P<0.05), and the serum malondialdehyde (MDA) content of 20% group was significantly lower than that of control group and 10% group (P<0.05). In conclusion, dietary fermented mulberry leaves can decrease the serum total cholesterol and malondialdehyde contents of Holstein calves, and regulate the blood lipid and antioxidant function, so as to improve the animal health and promote growth.

Key words： fermented mulberry leaves; Holstein calves; serum biochemical indexes; antioxidant; immune

Cite this article

WAN Rong , LIU Mingge , LIANG Qibing , XIE Xiangxue , YANG Zhengzhou , ZHANG Chuanfang , SU Shilin . Effects of Fermented Mulberry Leaves on Growth Performance and Serum Biochemical, Antioxidant and Immune Indexes of Holstein Calves[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2023 , 35(6) : 3754 -3760 . DOI: 10.12418/CJAN2023.348

受疫情、战争“黑天鹅”事件和市场周期性影响,我国饲料原料供应形势不断趋紧,尤其是高度依赖进口的蛋白质饲料原料。以豆粕为例,截至2022年10月,豆粕均价已从年初的3 645.6元/t攀升至5 374.62元/t,涨幅高达47.43%。饲料行业对豆粕的减量替代越来越重视,国家层面也积极采取策略降低对进口大豆的高度依赖。桑树作为一种落叶乔木,在我国有悠久的种植历史,因其抗逆性强,故分布面积广阔。桑叶蛋白质含量高,接近紫花苜蓿,氨基酸的平衡性好。此外,桑叶还含有多种特殊功效的天然活性成分(生物碱、类黄酮等),是一种应用前景广阔的优质蛋白质饲料资源[1]。但桑叶和桑枝中含有植酸和单宁等抗营养因子,植酸易与金属离子螯合形成沉淀,阻碍钙、
磷等矿物质的吸收,还可与蛋白质形成沉淀,影响蛋白质的消化;单宁味苦,易与蛋白质结合,破坏其消化吸收,动物采食过多更会引起中毒反应[2-3]。研究表明,桑叶经发酵处理后,可提高其营养价值,将难消化吸收的大分子转化为小肽、氨基酸等易消化的小分子,显著降低植酸等抗营养因子含量,提高营养物质消化率,增强适口性[4⇓⇓-7]。然而,发酵桑叶在荷斯坦公犊牛上的应用研究还没有相关报道。因此,本试验旨在荷斯坦公犊牛饲粮中添加不同比例的发酵桑叶替代部分青贮玉米、豆粕等原料,探究其对荷斯坦公犊牛生长性能及血清生化、抗氧化和免疫指标的影响,为发酵桑叶在肉牛养殖中的应用提供科学参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

发酵桑叶(含绿叶和约50 cm嫩枝)制作参照万荣等[5]的方法,发酵菌株为乳酸菌,添加水平为106 CFU/g。发酵桑叶经实验室检测,营养成分含量(以风干样计)为:干物质47.70%,粗蛋白质14.40%,粗脂肪2.70%,中性洗涤纤维42.60%,酸性洗涤纤维24.60%,粗灰分8.90%。

1.2 试验设计

采用单因素试验设计,选取36头(105±3)日龄、体重为(96.20±0.80) kg的荷斯坦公犊牛,随机分为3组,每组12个重复,每个重复1头。各组饲粮中分别添加0(对照组)、10%(10%组)和20%(20%组)的发酵桑叶。参照NRC(2001)犊牛营养需要配制试验饲粮,其组成及营养水平见表1。
表1 试验饲粮组成及营养水平(干物质基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets (DM basis)%

项目
Items		 组别 Groups
对照 Control 10% 20%
原料 Ingredients
玉米 Corn 19.07 19.07 21.09
豆粕 Soybean meal 5.50 4.50 4.30
苜蓿 Alfalfa 35.41 28.60 20.08
青贮玉米 Silage corn 23.02 21.02 19.07
发酵桑叶 Fermented mulberry leaves 10.00 20.00
麸皮 Wheat bran 15.00 15.00 13.65
石粉 Limestone 0.50 0.31 0.31
食盐 NaCl 0.50 0.50 0.50
预混料 Premix1) 1.00 1.00 1.00
合计 Total 100.00 100.00 100.00
营养水平 Nutrient levels2)
代谢能 ME/(MJ/kg) 10.30 10.18 10.19
粗蛋白质 CP 15.90 15.90 15.90
中性洗涤纤维 NDF 34.69 35.10 34.56
酸性洗涤纤维 ADF 20.40 20.19 19.32
淀粉 Starch 25.81 25.43 25.69
钙 Ca 0.80 0.80 0.80
磷 P 0.40 0.41 0.40

1)预混料为每千克饲粮提供 The premix provided the following per kg of diets:VA 3 000 IU,VD 1 000 IU,VE 10 mg,Fe 18 mg,Cu 2.5 mg,Mn 12 mg,Zn 20 mg,Se 0.06 mg,I 0.2 mg,Co 0.1 mg。

2)代谢能为计算值,其余为实测值。ME was a calculated value, while the others were measured values.

1.3 饲养管理

饲养试验于2022年5—8月在内蒙古赤峰市敖汉旗某肉牛育肥场进行,试验期75 d,其中预试期15 d,正试期60 d。试验牛单栏拴系饲养,自由饮水。每天饲喂3次,分别在06:00、14:00和20:30饲喂。每天定时清扫犊牛栏,并定期消毒。

1.4 样品采集与指标测定

1.4.1 饲粮营养成分

每周收集饲粮饲喂样和剩料样各500 g,称重后于65 ℃烘箱中烘至恒重,计算初水分后粉碎过40目筛用于干物质、粗蛋白质、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、钙、磷和淀粉含量测定。其中,淀粉含量采用Megazyme淀粉试剂盒(Bray Business Park Bray公司,爱尔兰)测定,中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量依据Van Soest等[8]的方法测定,其余营养成分含量参照AOAC(2000)[9]的方法测定。

1.4.2 生长性能

预试期和正试期末对试验牛分别称重1次,计算各组平均日增重;试验期间,分组每天记录每头牛平均喂料量和剩料量,计算干物质采食量和料重比。

1.4.3 血清生化、抗氧化和免疫指标

晨饲前采集试验牛颈静脉血10 mL,保存于不含抗凝剂的真空采血管中,静置30 min,1 500×g离心15 min,把血清分装在容量为1.5 mL的离心管中,-20 ℃保存待测。
采用自动生化分析仪测定血清甘油三酯(TG)、总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)和尿素氮(UN)含量。采用商业试剂盒(南京建成生物工程研究所)测定血清总抗氧化能力(T-AOC)和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)、免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白G(IgG)和免疫球蛋白A(IgA)含量。

1.5 数据统计分析

试验数据采用SAS 9.0进行单因素方差分析(one-way ANOVA)和Duncan氏法多重比较检验。结果以平均值和均值标准误(SEM)表示,显著性水平定为P<0.05。

2 结果

2.1 发酵桑叶对荷斯坦犊牛生长性能的影响

由表2可知,20%组的平均日增重显著高于对照组(P<0.05),20%组的干物质采食量显著高于对照组和10%组(P<0.05)。各组之间料重比差异不显著(P>0.05)。
表2 发酵桑叶对荷斯坦犊牛生长性能的影响

Table 2 Effects of fermented mulberry leaves on growth performance of Holstein calves

项目
Items		 组别 Groups SEM P值
P-value
对照 Control 10% 20%
平均日增重 ADG/(kg/d) 0.98a 1.05ab 1.12b 0.012 0.041
干物质采食量 DMI/(kg/d) 3.89a 4.09a 4.41b 0.028 0.015
料重比 F/G 3.97 3.90 3.94 0.035 0.280

同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05),相同或无字母表示差异不显著(P>0.05)。下表同。

In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

2.2 发酵桑叶对荷斯坦犊牛血清生化指标的影响

由表3可知,10%组和20%组的血清总胆固醇、尿素氮含量均显著低于对照组(P<0.05),且20%组的血清尿素氮含量显著低于10%组(P<0.05)。各组之间血清甘油三酯、总蛋白和白蛋白含量差异不显著(P>0.05)。
表3 发酵桑叶对荷斯坦犊牛血清生化指标的影响

Table 3 Effects of fermented mulberry leaves on serum biochemical indexes of Holstein calves

项目
Items		 组别 Groups SEM P值
P-value
对照 Control 10% 20%
甘油三酯 TG/(mmol/L) 0.75 0.74 0.76 0.013 0.730
总胆固醇 TC/(mmol/L) 3.20a 2.53b 2.30b 0.019 0.042
总蛋白 TP/(g/L) 58.03 57.90 58.99 1.054 0.368
白蛋白 ALB/(g/L) 28.38 28.78 29.02 1.013 0.502
尿素氮 UN/(mmol/L) 5.30a 5.07b 4.56c 0.310 0.023

2.3 发酵桑叶对荷斯坦犊牛血清抗氧化和免疫指标的影响

由表4可知,10%组和20%组的血清总抗氧化能力显著高于对照组(P<0.05),20%组的血清丙二醛含量显著低于对照组和10%组(P<0.05)。各组之间血清超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性和免疫球蛋白M、免疫球蛋白G、免疫球蛋白A含量差异不显著(P>0.05)。
表4 发酵桑叶对荷斯坦犊牛血清抗氧化和免疫指标的影响

Table 4 Effects of fermented mulberry leaves on serum antioxidant and immune indexes of Holstein calves

项目
Items		 组别 Groups SEM P值
P-value
对照 Control 10% 20%
抗氧化指标 Antioxidant indexes
总抗氧化能力 T-AOC/(mmol/L) 8.18a 8.98b 9.19b 0.075 0.009
丙二醛 MDA/(mmol/L) 5.02a 4.97a 4.56b 0.043 <0.001
超氧化物歧化酶 SOD/(U/mL) 79.60 80.12 79.80 0.932 0.272
过氧化氢酶 CAT/(U/mL) 9.35 9.83 9.65 0.058 0.647
免疫指标 Immune indexes/(mg/L)
免疫球蛋白M IgM 2.25 2.30 2.40 0.021 0.170
免疫球蛋白G IgG 10.39 10.41 10.50 0.233 0.546
免疫球蛋白A IgA 0.81 0.80 0.82 0.005 0.436

3 讨论

3.1 发酵桑叶对荷斯坦犊牛生长性能的影响

干物质采食量和平均日增重是犊牛生长性能的直观指标,生产中常以此为参照评价饲粮优劣。鲜桑叶因其含有抗营养因子(单宁、植酸等),对动物消化吸收有不良影响,经微生物发酵处理后能有效降低粗纤维含量,提升粗蛋白质含量,提高营养价值[10⇓⇓-13]。此外,发酵后更能改善适口性,增加动物采食量,从而提高动物生长性能。凌浩等[6]用16%的发酵桑叶替代奶山羊饲粮中的青贮玉米,发现发酵桑叶组的干物质采食量极显著高于青贮玉米组,料重比没有显著差异,产奶性能提高。罗阳等[7]在湘西杂交育肥黄牛饲粮中添加发酵桑叶,发现30%发酵桑叶组的干物质采食量和平均日增重均显著高于对照组,且添加10%的发酵桑叶已明显提高试验牛的平均日增重。本试验中,20%组的干物质采食量和平均日增重显著高于对照组,3组之间料重比差异不显著,这可能是发酵改善了桑叶的适口性进而增加采食量引起,但干物质采食量的增加也可能是养分消化率的提高而导致的。

3.2 发酵桑叶对荷斯坦犊牛血清生化指标的影响

血清生化指标可衡量动物机体代谢和健康度[7]。血清甘油三酯是血脂重要组成成分,其含量的高低可一定程度反映动物的脂质代谢情况。桑叶中富含黄酮、类固醇和生物碱等生物活性成分,可降低血脂、调节脂质代谢[1,14]。Zeng等[15]研究显示,饲粮中添加15%桑叶粉可显著降低育肥猪的血清甘油三酯含量。黄静等[16]也发现,发酵桑叶可显著降低胡须鸡的血清甘油三酯和总胆固醇含量。本试验中,发酵桑叶并未对犊牛血清甘油三酯含量产生影响,但显著降低了血清总胆固醇含量,其中以添加20%发酵桑叶组的影响最大。罗阳等[7]在杂交育肥肉牛上也得到类似试验结果。分析原因可能是桑叶本身的作用,因其能减少内源性胆固醇的合成,防止高血脂症发生,间接提升动物的健康度[17]。
血清总蛋白、白蛋白和尿素氮含量可反映动物对饲粮蛋白质的吸收、转化效率及机体健康状况,在临床诊断上具有重要意义。本试验中,各组血清总蛋白和白蛋白含量稳定,无显著差异,说明发酵桑叶对动物健康无不良影响。此外,本试验结果发现,添加发酵桑叶显著降低了犊牛血清尿素氮含量。由此可见,饲喂发酵桑叶进一步提升了动物机体蛋白质合成效率[18],这与凌浩等[6]在奶山羊上的研究结果一致。这可能是桑叶经发酵处理后,大分子营养物质被降解为动物机体易吸收的小分子营养物质,养分消化率提高,进而提升了机体消化、吸收、代谢效率。

3.3 发酵桑叶对荷斯坦犊牛血清抗氧化和免疫指标的影响

动物在生理代谢过程中,会产生许多强氧化性的超氧自由基,当体内产生的这些自由基水平高于其抗氧化防御能力时,便会导致氧化损伤。而血清总抗氧化能力、丙二醛含量和超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性可反映机体抗氧化能力。机体在脂质氧化过程能够形成丙二醛,其含量高低在一定程度上能够反映机体脂质氧化程度,与此同时,还能够间接地表现出细胞的损伤情况[7]。本试验中,添加发酵桑叶显著提高了血清总抗氧化能力,降低了血清丙二醛含量,但对血清超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性没有显著影响。由此可见,添加发酵桑叶组犊牛的抗氧化能力有所提升,可能是由于机体内血清丙二醛含量下降所致,而并非是依靠提高抗氧化酶活性。此结果与罗阳等[7]在杂交育肥黄牛上的研究结果一致。
血清免疫球蛋白是反映体液免疫功能的关键指标。本试验中,添加发酵桑叶对犊牛的血清免疫球蛋白M、免疫球蛋白G和免疫球蛋白A含量均无显著影响,说明在犊牛饲粮中添加发酵桑叶对体液免疫功能无显著调节作用。这可能与试验期间参试牛的健康状况有关[19],本试验选择的犊牛健康状况良好,未有疾病发生。此外,血清免疫球蛋白M、免疫球蛋白G和免疫球蛋白A含量随发酵桑叶添加比例增加呈现升高趋势,说明整个试验期发酵桑叶的添加也有助于维持动物健康度。

4 结论

饲粮中添加一定比例的发酵桑叶可降低荷斯坦犊牛的血清总胆固醇和丙二醛含量,调节血脂及抗氧化功能,改善动物健康状况,从而起到促进生长的作用,发酵桑叶可作为优质的非常规饲料资源应用于犊牛饲粮。

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