Chinese Journal of Animal Nutrition >

2025 , Vol. 37 >Issue 5: 3406 - 3424

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2025.280

RESEARCH PAPER

Meta-Analysis on Effects of Moringa oleifera on Production Performance, Serum Antioxidant Indexes and Rumen Fermentation Parameters of Dairy Cows

  • HAN Saibo ,
  • WANG Linwei ,
  • WANG Jing ,
  • LI Hanchuan ,
  • WANG Panpan ,
  • JIANG Linshu , *
Expand
  • Beijing Key Laboratory of Dairy Nutrition, College of Animal Science and Technology, Beijing University of Agriculture, Beijing 102206, China
* professor, E-mail:

Received date: 2024-09-26

  Online published: 2025-05-14

Fold

Abstract

The purpose of this study was to investigate the effects of Moringa oleifera supplementation on production performance, serum antioxidant indexes and rumen fermentation parameters of dairy cows through Meta-analysis. A computer search of ScienceDirect,Google Scholar and other databases on the effects of moringa on dairy cow production performance,serum antioxidant indexes and rumen fermentation was retrieved from the beginning of the database to July 2024, a total of 1 417 articles were retrieved,and after screening the literature according to the inclusion and exclusion criteria, 15 articles were finally included, with a total sample of 412 cases, and the included studies were all randomized controlled trials. Meta-analysis was performed using Review Manager 5.4 and Stata/MP17.0 software. The results showed that dietary Moringa oleifera supplementation significantly increased milk yield [standardized mean difference (SMD)=0.47, 95% confidence interval (CI): 0.11 to 0.82, P=0.010] and serum glutathione peroxidase activity (SMD=1.84, 95%CI: 0.64 to 3.03, P=0.003), serum superoxide dismutase activity (SMD=0.89, 95%CI: 0.31 to 1.46, P=0.002), serum antioxidant capacity (SMD=1.10, 95%CI: 0.62 to 1.57, P<0.001), significantly increased serum catalase activity (SMD=0.97, 95%CI: 0.03 to 1.92, P=0.040). Dietary Moringa oleifera significantly decreased milk somatic cell number (SMD=-1.01, 95%CI: -1.61 to -0.41, P=0.001) and serum malondialdehyde content (SMD=-1.12, 95%CI: -1.74 to -0.49, P<0.001) of dairy cows. Adding Moringa oleifera to the diet could increase the ammonia nitrogen content in the rumen of dairy cows (SMD=0.43, 95% CI: -0.54 -1.40, P=0.380) and the propionate concentration (SMD=0.39, 95% CI: -0.15 -0.93, P=0.160). The results of subgroup analysis showed that long-term feeding (≥71 days) of Moringa oleifera had a better effect than short-term feeding(<71 days). Adding Moringa oleifera by alternative means is better than adding additional Moringa oleifera. Sensitivity analysis and publication bias analysis indicated that the results of this study were stable and reliable. In summary, the addition of Moringa oleifera to the diet can significantly improve the production performance, serum antioxidant function, and rumen fermentation environment of dairy cows.

Key words： Meta-analysis; Moringa oleifera; dairy cows; production performance; antioxidant indexes; rumen fermentation parameters

Cite this article

HAN Saibo , WANG Linwei , WANG Jing , LI Hanchuan , WANG Panpan , JIANG Linshu . Meta-Analysis on Effects of Moringa oleifera on Production Performance, Serum Antioxidant Indexes and Rumen Fermentation Parameters of Dairy Cows[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2025 , 37(5) : 3406 -3424 . DOI: 10.12418/CJAN2025.280

辣木(Moringa oleifera)因具有抑菌、抗炎[1]、抗氧化和调节肠道微生物群[2]等多种生物学功能,近年来在畜牧业中备受关注。辣木富含维生素、蛋白质、矿物质及酚类和类黄酮等抗氧化成分[3],在改善反刍动物生产性能方面显示出巨大的应用潜力[4]。已有研究表明,使用辣木替代饲粮中部分成分可以显著提高奶牛的生产性能。例如,Sarwatt等[5]的研究发现,辣木叶粉替代棉籽粕后,奶牛的产奶量显著增加。张幸怡等[6]的研究表明,使用辣木梗叶替代苜蓿可以显著提升奶牛血清抗氧化酶活性,表现出强抗氧化效果。此外,Khale等[7]发现,辣木也能改善奶牛的瘤胃发酵功能,显著提高乳脂率和乳蛋白率。然而,部分研究也提出不同结果,如使用辣木替代豆粕时,对乳成分无明显改善,且导致产奶量下降[8]。Mendieta-Araica等[9]研究显示,在奶牛饲粮中无论添加新鲜辣木还是青贮辣木对饲粮消化率和乳成分均无显著影响。这种差异可能源于试验条件、动物种类、饲粮组成以及添加剂量的不同。因此,传统的定性文献分析难以准确评价辣木在奶牛饲粮中的应用效果,有必要通过进一步系统性研究以揭示其真实效益。
Meta分析作为一种整合和定量分析已有研究数据的工具,尤其适用于评估不同研究间的异质性与结果差异,通过综合定量分析与合并效应量的方式,提供更为系统且精确的研究结论[10],因此在动物营养学中逐渐被应用[11]。采用Meta分析对现有文献进行定量整合,能够更加深入和全面地评估不同添加剂的实际应用效果。基于此,本研究利用Meta分析方法系统性地分析和总结辣木对奶牛生产性能、血清抗氧化指标及瘤胃发酵参数的影响,为辣木应用于奶牛生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 文献检索

本研究的Meta分析遵循Moher等[12]提出的《系统性回顾和荟萃分析声明的首选报告项目》进行研究。通过计算机检索,在中国知网(CNKI)、维普(CQVIP)、万方(Wanfang)、ScienceDirect和Google Scholar搜索从自建库起始年至2024年7月期间所有有关辣木对奶牛生产性能、血清抗氧化指标及瘤胃发酵参数影响的相关文献。检索关键词包括:奶牛(dairy cattle or dairy cow)、辣木(Moringa or Moringa oleifera)、生产性能(production performance)、产奶量(milk yield)、乳成分(milk component or milk composition)、抗氧化(antioxidant)、瘤胃发酵(ruminal fermentation)。

1.2 文献纳入标准

纳入标准:1)研究主题为饲粮中添加辣木对奶牛生产性能、血清抗氧化指标和瘤胃发酵参数的影响;2)试验对象均为健康泌乳期荷斯坦奶牛;3)纳入研究均为随机对照试验;4)试验饲粮不含抗生素或其他添加剂;5)研究结果中包含奶牛生产性能、血清抗氧化指标和瘤胃发酵参数,包括试验组和对照组的样本量、平均值、标准差或标准误;6)各样本检测方法必须准确,均采用统计学的方法对采集的样本进行整理分析归纳。

1.3 文献排除标准

排除标准:1)排除综述、会议和摘要等非试验性文章;2)排除重复发表、使用同次试验数据的研究;3)排除数据缺失的研究,如无法提供或转化为平均值、标准差和标准误的文章;4)排除处于干奶期和健康状态异常的荷斯坦奶牛;5)排除非中文和英文文献。

1.4 数据筛选和数据提取

首先对文献进行初步筛选,随后剔除与纳入标准不相符、试验数据不完整的文献,最后对确定纳入文献进行数据提取。
提取内容包括:1)第一作者姓名、文献发表年份、发表国家;2)试验对象特征,包括试验组动物总数、试验分组情况、对照组动物数量;3)试验周期;4)饲粮组成;5)干预措施,包括辣木添加量;6)测定指标,包括产奶量、乳成分、血清抗氧化指标、瘤胃发酵参数;7)测定指标数据,包括平均值、标准差或标准误。

1.5 统计方法

使用Excel 2017表格工具对数据进行提取,采用Review Manager 5.4与Stata/MP17.0软件进行Meta分析[13]。由于所纳入文献的测定方法、测定时间以及测量单位各不相同,所以本试验选择标准化均数差(SMD)作为效应尺度,并计算各效应量95%的置信区间(CI)。
采用P值进行合并统计量检测,若P≤0.01时,合并效应量具有极显著性意义;若P≤0.05时,合并效应量具有显著性意义;若P>0.05时,合并效应量不具有显著性意义。采用I2评估各项研究的异质性,I2≤50%为低度异质性,50%<I2≤75%为中度异质性,I2≥75%为高度异质性[14]。由于随机效应模型的分析结果相较于固定效应模型更准确、稳定[15],所以本试验采用随机效应模型进行统计学分析。本试验分析结果的平均值和CI均使用森林图表示,并进行敏感性分析评估合并效应量结果的稳定性,通过亚组分析探寻异质性来源,当纳入文献超过10篇时,使用绘制漏斗图的方式来检测发表偏倚,文献偏移程度与漏斗图对称性有关[16]。

2 结果与分析

2.1 文献检索与筛选

本研究从3个中文数据库(CNKI、CQVIP、Wanfang)、2个英文数据库(ScienceDirect和Google Scholar)中检索到文献1 417篇,无其他来源的研究。去重后得到文献1 345篇,根据筛选标准进一步排除后,对42篇文献进行全文阅读,最后共有15篇纳入Meta分析,筛选流程图如图1所示。
图1 Meta分析文献流程图

Fig.1 Literature flowchart for Meta analysis

2.2 纳入文献的基本特征

本研究纳入的15篇文献中,共有6篇中文文献和9篇英文文献,分别来自中国(8篇)、南非(2篇)、印度(2篇)、肯尼亚(1篇)、以色列(1篇)、尼加拉瓜(1篇)。试验研究对象均为泌乳期健康的荷斯坦奶牛,共计412头。所纳入的结局指标有:产奶量、乳蛋白率、乳脂率、乳糖率、乳体细胞数、血清丙二醛含量、血清过氧化氢酶活性、血清谷胱甘肽过氧化物酶活性、血清超氧化物歧化酶活性、血清总抗氧化能力、瘤胃pH、瘤胃氨态氮含量、瘤胃乙酸含量、瘤胃丙酸含量、瘤胃丁酸含量。纳入文献的基本特征如表1所示。
表1 纳入文献的基本特征

Table 1 Basic characteristics of included literatures

序号
No.		 作者
Author		 年份
Year		 国家
Country		 品种
Breed		 数量
n		 主要成分
Essential component		 添加途径
Method of addition		 饲粮
Diets		 剂量
Dose		 持续时间
Duration/d1)
1 马广明[17] 2021 中国 荷斯坦牛 30 辣木叶多糖 TMR TMR 0、50、100 g/d 15a,56b
2 张婷婷[18] 2018 中国 荷斯坦牛 64 辣木枝茎 TMR TMR 0、627、1 242、1 737 g/d 14a,54b
3 林聪[19] 2017 中国 荷斯坦牛 16 辣木梗叶 TMR TMR 0、2 206.89 g/d 15a,3b,2c
4 曾斌[20] 2017 中国 荷斯坦牛 60 青贮辣木 TMR TMR 0、789.99、1 398.04 g/d 10a,35b
5 张幸怡[21] 2017 中国 荷斯坦牛 16 辣木梗叶 TMR TMR 0、2 206.89 g/d 15a,3b,2c
6 张幸怡等[6] 2017 中国 荷斯坦牛 16 辣木梗叶 TMR TMR 0、2 206.89 g/d 15a,3b,2c
7 Liu等[22] 2023 中国 荷斯坦牛 27 辣木叶黄酮类化合物 TMR TMR 0、27.5、55 g/d 15a,21b,3c
8 Sahu等[23] 2023 印度 荷斯坦牛 12 辣木叶粉 TMR TMR 0、1 227.6 g/d 150
9 Alaraper等[24] 2023 肯尼亚 荷斯坦牛 9 辣木叶 TMR TMR 0、888、1 767 g/d 56
10 Kekana等[25] 2021 南非 荷斯坦牛 32 辣木叶粉 温水稀释口服 TMR 0、101.63 g/d; 35
11 Rika等[26] 2020 印度 荷斯坦牛 20 辣木叶粉 TMR TMR 0、250 g/d; 21
12 Kekana等[27] 2020 南非 荷斯坦牛 48 辣木叶粉 温水稀释口服 TMR 0、50.81、101.63 g/d; 56
13 Li等[28] 2019 中国 荷斯坦牛 8 辣木梗叶 TMR TMR 0、2 206.89 g/d 15a,3b
14 Cohen-Zinder等[29] 2016 以色列 荷斯坦牛 42 新鲜辣木 TMR TMR 0、16.363 6 g/d 14a,42b
15 Mendieta-Aeaica等[8] 2011 尼加拉瓜 荷斯坦牛 12 辣木叶粉 单独饲喂 TMR 0、3 054 g/d 14a,14b,2c
序号
No.		 作者
Author		 结局指标Outcome indexes2)
生产性能
Production performance		 乳成分
Milk composition		 血清抗氧化指标
Serum antioxidant indicators		 瘤胃发酵参数
Rumen fermentation parameters
1 马广明[17] ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
2 张婷婷[18] ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑧ ⑨ ⑩
3 林聪[19] ① ② ③ ④ 1112131415
4 曾斌[20] ① ② ③ ④ ⑤
5 张幸怡[21] ① ⑤ ⑥ ⑦ ⑨ ⑩
6 张幸怡等[6] ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑨ ⑩
7 Liu等[22] ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ 131415
8 Sahu等[23] ①
9 Alaraper等[24] 1112131415
10 Kekana等[25] ① ② ③ ④
11 Rika等[26] ① ② ③ ④
12 Kekana等[27] ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
13 Li等[28] 1112131415
14 Cohen-Zinder等[29] ① ② ③ ④
15 Mendieta-Aeaica等[5] ① ② ③

TMR:全混合日粮 total mixed ration。

1)a:预试验天数 pre-experiment of days;b:试验天数experiment of days;c:试验周期 experiment cycle。

2) ①:产奶量 milk yield;②:乳蛋白率milk protein percentage;③:乳脂率milk fat percentage;④:乳糖率milk lactose percentage;⑤:乳体细胞数milk somatic cells count;⑥:丙二醛malondialdehyde;⑦:过氧化氢酶catalase;⑧:谷胱甘肽过氧化物酶 glutathione peroxidase;⑨:超氧化物歧化酶superoxide dismutase;⑩:总抗氧化能力 total antioxidant capacity;11:pH;12:氨态氮 NH3-N;13:乙酸 acetate;14:丙酸 propionate;15丁酸 butyrate。

2.3 结局指标的Meta分析

2.3.1 添加辣木对奶牛产奶量影响的森林图及亚组分析

辣木对奶牛产奶量影响的Meta分析涵盖了375头荷斯坦奶牛。森林图(图2)结果显示,辣木对奶牛产奶量的影响具有极显著的正向效果,且影响具有小效应量(SMD=0.47,95%CI:0.11~0.82,P=0.010)。异质性分析结果显示,各研究间存在中度异质性(I2=58%,P=0.006),表明不同研究结果间存在一定差异。亚组分析(图3、图4)结果显示:当辣木饲喂时长≤36 d(SMD=0.57,P=0.130)或>36 d,<71 d(SMD=0.34,P=0.190)或≥71 d(SMD=0.62,P=0.140)时,对产奶量的影响均具有正向提升效果,影响具有小效应量和中等效应量,其中通过额外添加的效果更好且更稳定(I2=0,P<0.001)。
图2 辣木对奶牛产奶量影响的森林图

Experimental:试验组 experimental group;Control:对照组 control group;; Std.Mean Difference:标准均值差 standardized mean difference; Study or Subgroup:研究或亚组;Mean:平均值;SD:标准差 standard deviation;Total:样本数sample number;Weight:权重;IV:逆方差 inverse variance;Random:随机;95%CI:95%置信区间 95% confidence interval;Heterogeneity:异质性;df:自由度 degree of freedom; Test for overall effect:合并效应量的检验;Favours[experimental]:试验组获益:Favours [control]:对照组获益。下图同 the same as below。

Fig.2 Forest map of effects of Moringa oleifolia on milk yield of dairy cows

图3 辣木饲喂天数对奶牛产奶量影响的亚组分析

≤36 d:饲喂时长≤36 d亚组 feeding time ≤36 d subgroup;>36 d,<71 d:饲喂时长>36 d,<71 d亚组 feeding time>36 d,<71 d subgroup;≥71 d:饲喂时长≥71 d亚组 feeding time ≥71 d subgroup;Subtotal:亚组集合的有效例数合计 the total number of valid cases of the subgroup set。下图同 the same as below。

Fig.3 Subgroup analysis of effects of Moringa oleifera feeding days on milk yield of dairy cows

图4 辣木添加方式对奶牛产奶量影响的亚组分析

Fig.4 Subgroup analysis of effects of Moringa oleifera supplementation method on milk yield of dairy cows

2.3.2 添加辣木对奶牛乳成分影响的森林图及亚组分析

辣木对奶牛乳蛋白率影响的Meta分析涵盖了347头荷斯坦奶牛。森林图(图5)结果显示,辣木对奶牛乳蛋白率的影响无显著效果(SMD=0.36,95%CI:-0.09~0.81,P=0.110)。异质性分析结果显示,各研究间存在高度异质性(I2=72%,P<0.001),表明不同研究结果间存在一定差异。亚组分析(图6、图7)结果显示:当辣木饲喂时长≤36 d(SMD=0.72,P<0.001)或≥71 d(SMD=1.62,P<0.001)时,对乳蛋白率的影响均具有极显著的正向效果,影响具有中等效应量和大效应量,其中通过额外添加的效果更好且更稳定(I2=10%,P<0.001)。
图5 辣木对奶牛乳蛋白率影响的森林图

Fig.5 Forest map of effects of Moringa moringa on milk protein percentage of dairy cows

图6 辣木饲喂天数对奶牛乳蛋白率影响的亚组分析

Fig.6 Subgroup analysis of effects of Moringa oleifera feeding days on milk protein percentage of dairy cows

图7 辣木添加方式对奶牛乳蛋白率影响的亚组分析

Fig.7 Subgroup analysis of effects of Moringa oleifera supplementation method on milk protein percentage of dairy cows

辣木对奶牛乳脂率影响的Meta分析涵盖了347头荷斯坦奶牛。森林图(图8)结果显示,辣木对奶牛乳脂率的影响无显著效果(SMD=0.25,95%CI:-0.52~1.02,P=0.530)。异质性分析结果显示,各研究间存在高度异质性(I2=90%,P<0.001),表明不同研究结果间存在一定差异。亚组分析(图9、图10)结果显示:当辣木饲喂时长≥71 d时(SMD=-1.27,P=0.010),对乳脂率的影响具有极显著的正向效果,其中通过替代添加的效果更好(I2=89%,P=0.170)。
图8 辣木对奶牛乳脂率影响的森林图

Fig.8 Forest map of effects of Moringa oleifera on milk fat percentage of dairy cows

图9 辣木饲喂天数对奶牛乳脂率影响的亚组分析

Fig.9 Subgroup analysis of effects of Moringa oleifera feeding days on milk fat percentage of dairy cows

图10 辣木添加方式对奶牛乳脂率影响的亚组分析

Fig.10 Subgroup analysis of effects of Moringa oleifera supplementation method on milk fat percentage of dairy cows

辣木对奶牛乳糖率影响的Meta分析涵盖了339头荷斯坦奶牛。森林图(图11)结果显示,辣木对奶牛乳糖率的影响无显著效果(SMD=-0.02,95%CI:-0.60~0.56,P=0.940)。异质性分析结果显示,各研究间存在高度异质性(I2=83%,P<0.001),表明不同研究结果间存在一定差异。亚组分析(图12、图13)结果显示:当辣木饲喂时长≤36 d(SMD=0.35,P=0.240)或≥71 d(SMD=-1.00,P=0.420)时,对乳糖率的影响均具有提升的正向效果,但不显著,其中通过替代添加的效果更好且更稳定(I2=0,P=0.040)。
图11 辣木对奶牛乳糖率影响的森林图

Fig.11 Forest map of effects of Moringa oleifera on milk lactose percentage of dairy cows

图12 辣木饲喂天数对奶牛乳糖率影响的亚组分析

Fig.12 Subgroup analysis of effects of Moringa oleifera feeding days on milk lactose percentage of dairy cows

图13 辣木添加方式对奶牛乳糖率影响的亚组分析

Fig.13 Subgroup analysis of effects of Moringa oleifera supplementation method on milk lactose percentage of dairy cows

辣木对奶牛体细胞数影响的Meta分析涵盖了229头荷斯坦奶牛。森林图(图14)结果显示,辣木对奶牛乳体细胞数的影响具有极显著的正向效果(SMD=-1.02,95%CI:-1.70~-0.33,P=0.003)。异质性分析结果显示,各研究间存在高度异质性(I2=79%,P=0.001),表明不同研究结果间存在一定差异。亚组分析(图15、图16)结果显示:当辣木饲喂时长≤36 d(SMD=-0.68,P=0.006)或≥71 d(SMD=-1.93,P<0.001)时,对乳体细胞数的影响均具有极显著的正向效果,其中通过额外添加的效果更好且更稳定(I2=30%,P<0.001)。
图14 辣木对奶牛乳体细胞数影响的森林图

Fig.14 Forest map of effect of Moringa oleifera on milk somatic cell count of dairy cows

图15 辣木饲喂天数对奶牛乳体细胞数影响的亚组分析

Fig.15 Subgroup analysis of effects of Moringa oleifera feeding days on milk somatic cell count of dairy cows

图16 辣木添加方式对奶牛乳体细胞数影响的亚组分析

Fig.16 Subgroup analysis of effects of Moringa oleifera supplementation method on milk somatic cell count of dairy cows

2.3.3 添加辣木对奶牛血清抗氧化指标影响的森林图及亚组分析

辣木对奶牛血清丙二醛含量影响的Meta分析涵盖了169头荷斯坦奶牛。森林图(图17)结果显示,辣木对奶牛血清丙二醛含量的影响具有极显著的正向效果(SMD=-1.12,95%CI:-1.74~-0.49,P=0.001)。异质性分析结果显示,各研究间存在高度异质性(I2=67%,P=0.020),表明不同研究结果间存在一定差异。
图17 辣木对奶牛血清MDA含量影响的森林图

Fig.17 Forest map of effects of Moringa oleifera on serum MDA content of dairy cows

辣木对奶牛血清过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性影响的Meta分析分别覆盖了105、163和169头荷斯坦奶牛。森林图(图18、图19、图20)结果显示,辣木对奶牛血清过氧化氢酶活性的影响具有显著的正向效果(SMD=0.97,95%CI:0.03~1.92,P=0.040);辣木对奶牛血清谷胱甘肽过氧化物酶活性的影响具有极显著的正向效果,且影响具有大效应量(SMD=1.84,95%CI:0.64~3.03,P=0.003);辣木对奶牛血清超氧化物歧化酶活性的影响具有极显著的正向效果,且影响具有大效应量(SMD=0.89,95%CI:0.31~1.46,P<0.001)。异质性分析结果显示,血清过氧化氢酶(I2=78%,P=0.003)、谷胱甘肽过氧化物酶(I2=88%,P<0.001)以及超氧化物歧化酶活性(I2=62%,P=0.030)的各研究间均存在高度异质性,表明不同研究结果间存在一定差异。
图18 辣木对奶牛血清CAT活性影响的森林图

Fig.18 Forest map of effects of Moringa oleifera on serum CAT activity of dairy cows

图19 辣木对奶牛血清GSH-Px活性影响的森林图

Fig.19 Forest map of effects of Moringa oleifera on serum GSH-Px activity of dairy cows

图20 辣木对奶牛血清SOD活性影响的森林图

Fig.20 Forest map of effects of Moringa oleifera on serum SOD activity of dairy cows

辣木对奶牛血清抗氧化能力影响的Meta分析涵盖了169头荷斯坦奶牛。森林图(图21)结果显示,辣木对奶牛血清抗氧化能力的影响具有极显著的正向效果,且影响具有大效应量(SMD=1.10,95%CI:0.62~1.57,P<0.001)。异质性分析结果显示,各研究间存在低异质性(I2=42%,P=0.140),表明不同研究结果间存在一定差异。
图21 辣木对奶牛血清T-AOC影响的森林图

Fig.21 Forest map of effects of Moringa oleifera on serum T-AOC of dairy cows

2.3.4 添加辣木对奶牛瘤胃发酵参数影响的森林图

辣木对奶牛pH影响的Meta分析涵盖了33头荷斯坦奶牛。森林图(图22)结果显示,辣木对奶牛pH的影响无显著效果(SMD=-0.06,95%CI:-0.91~0.80,P=0.890)。异质性分析结果显示,各研究间存在低度异质性(I2=26%,P=0.260),表明不同研究结果间存在一定差异。
图22 辣木对奶牛瘤胃pH影响的森林图

Fig.22 Forest map of effects of Moringa oleifera on ruminal pH of dairy cows

辣木对奶牛氨态氮含量影响的Meta分析涵盖了33头荷斯坦奶牛。森林图(图23)结果显示,辣木对奶牛瘤胃氨态氮含量的影响无显著效果(SMD=0.43,95%CI:-0.54~1.40,P=0.380)。异质性分析结果显示,各研究间存在低度异质性(I2=38%,P=0.200),表明不同研究结果间存在一定差异。
图23 辣木对奶牛瘤胃氨态氮含量影响的森林图

Fig.23 Forest map of effects of Moringa oleifera on ruminal ammonia nitrogen content of dairy cows

辣木对奶牛瘤胃乙酸、丙酸、丁酸含量影响的Meta分析均涵盖了60头荷斯坦奶牛。森林图(图24、图25、图26)结果显示,辣木对奶牛瘤胃乙酸(SMD=-0.11,95%CI:1.62~1.40,P=0.890)、丙酸(SMD=0.39,95%CI:-0.15~0.93,P=0.160)、丁酸含量(SMD=0.26,95%CI:-0.54~1.05,P=0.530)的影响均无显著效果。异质性分析结果显示,瘤胃乙酸(I2=82%,P=0.001)和丁酸含量(I2=41%,P=0.160)存在在高度异质性,表明不同研究结果间存在一定差异。瘤胃丙酸含量各研究间无异质性(I2=0%,P=0.490),结果稳定可靠。
图24 辣木对奶牛瘤胃乙酸含量影响的森林图

Fig.24 Forest map of effects of Moringa oleifera on ruminal acetate content of dairy cows

图25 辣木对奶牛瘤胃丙酸含量影响的森林图

Fig.25 Forest map of effects of Moringa oleifera on ruminal propionate content of dairy cows

图26 辣木对奶牛瘤胃丁酸含量影响的森林图

Fig.26 Forest map of effects of Moringa oleifera on ruminal butyrate content of dairy cows

2.4 结局指标的敏感性分析

本研究通过使用Stata/MP17.0软件对文献进行逐一剔除,绘制敏感性分析图。如图27所示,剔除任意一个辣木对产奶量、乳蛋白率、乳脂率、乳糖率、乳体细胞数、血清丙二醛含量、血清过氧化氢酶活性、血清谷胱甘肽过氧化物酶活性、血清超氧化物歧化酶活性、血清总抗氧化能力、瘤胃pH、瘤胃氨态氮含量、瘤胃乙酸含量、瘤胃丙酸含量、瘤胃丁酸含量影响的研究,都不影响总体的结局指标,其效应量点都位于95%CI内,可证明辣木对生产性能、血清抗氧化指标及瘤胃发酵参数影响的合并结果是稳定的。
图27 结局指标敏感性分析图

A:产奶量 milk yield;B:乳蛋白率 milk protein percentage;C:乳脂率 milk fat percentage;D:乳糖率 milk lactose percentage;E:乳体细胞数 milk somatic cell count;F:丙二醛 malondialdehyde;G:过氧化氢酶 catalase;H:谷胱甘肽过氧化物酶 glutathione peroxidase;I:超氧化物歧化酶 superoxide dismutase;J:总抗氧化能力 total antioxidant capacity;K:pH;L:氨态氮 ammonia nitrogen;M:乙酸 acetate;N:丙酸 propionate;O:丁酸 butyrate。

Meta-analysis estimates,given named study is omited:Meta分析中忽略敏感分析图命名;Lower CI Limit:置信区间下限 lower limit of confidence interval;Estimate:传计值 estimated value; Upper CI Limit:置信区间上限 upper limit of confidence interval。

Fig.27 Sensitivity analysis diagram of outcome indicators

2.5 发表偏倚评价

如图28所示,评估结果表明,产奶量、乳蛋白率的漏斗图对称比较明显且集中,说明结局指标的Meta分析结果较稳定。乳脂率的漏斗图较为松散,说明Meta分析结果存在发表偏倚,可能是由于纳入的研究文献数量较少导致。其他结局指标研究较少,使得亚组分析未能开展或结果受限。
图28 漏斗图检验纳入Meta分析研究的发表偏倚

A:产奶量 milk yield;B:乳蛋白率 milk protein percentage;C:乳脂率 milk fat percentage。

Funnel plot with pseudo 95% confidence limits:95%置信区间漏斗图;Effect size:效应量:Standard error of effect size效应量的标准误差。

Fig.28 Funnel plot test for publication bias in included Meta-analysis studies

3 讨论

3.1 辣木对奶牛生产性能的影响

产奶量是评价奶牛生产性能的重要指标之一[30]。Mendieta-Araica等[8]研究表明,在基础饲粮中添加0.3% BW的辣木,可以使奶牛产奶量增加13%。Reyes等[31]研究进一步证实,辣木叶粉的添加不仅显著提高了奶牛的产奶量,还提高了采食量。Basitan等[32]的研究同样显示,在奶牛饲粮中添加辣木可显著提高奶牛的产奶量。本研究Meta分析结果表明,在饲粮中添加辣木可以极显著提高奶牛的产奶量。亚组分析结果表明,饲喂辣木的天数≤36 d或用替代添加的方式添加,奶牛的产奶量提高更为显著。其原因可能是因为辣木中含有过瘤胃蛋白且适口性较好[33],从而提升采食量,进而提高产奶量[34]。此外,辣木也可能通过改善奶牛瘤胃发酵功能,从而使得奶牛的产奶量和乳成分显著提高[7]。本研究结果对奶牛生产性能的提升具有重要意义,表明辣木作为反刍动物饲粮添加剂在未来研发中具有巨大潜力。
乳蛋白率[35]、乳脂肪率[36]、乳糖率[37]是乳成分的关键组成部分,也是衡量奶牛生产性能的重要指标。Kekana等[25]的研究表明,在基础饲粮中添加辣木可以显著提高乳蛋白率、乳脂肪和乳糖率。Mendieta-Araica等[8]的研究则发现,使用辣木替代豆粕,对乳成分无显著影响。本研究Meta分析结果表明,饲粮中添加辣木对乳蛋白率、乳脂率和乳糖率的提高并不显著。亚组分析结果表明,饲喂辣木的天数≤36 d和≥71 d或采用额外添加方式时,奶牛的乳蛋白率提高更为显著。对于乳脂率,饲喂辣木天数≥71 d或采用替代添加方式的提高效果更为明显。乳糖率则在各饲喂天数提升均不显著,采用替代添加方式添加辣木使得乳糖率极显著降低,可能是由于辣木替代其余饲料后使得奶牛营养不足,而乳糖是由葡萄糖和半乳糖通过乳糖合成酶催化合成的,所以导致乳糖合成量下降[38],乳糖含量降低可能会减少乳糖不耐受人群腹泻的发生,对乳糖不耐症人群饮用牛奶具有积极影响[39]。异质性分析和亚组分析差异较大可能是由于纳入研究数量较少、偏移程度较大或辣木添加量较低所致。
乳体细胞数是衡量奶牛乳房健康状况的重要指标[40]。当奶牛产奶量显著降低时,体细胞数通常会增加。辣木具有抑菌作用,其中含有辣木素和生物碱等活性物质,可以抑制革兰氏阳性细菌[41]和革兰氏阴性细菌[42]。Kumar等[43]研究表明,辣木叶的甲醇提取物可以抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的生长,抑制率可分别达到90.34%和37.21%,使奶牛的乳体细胞数显著降低。本研究的Meta分析结果与前人研究结果一致,表明在饲粮中添加辣木可以极显著降低奶牛的乳体细胞数。亚组分析结果表明,饲喂辣木的天数>36 d和<71 d或用替代添加方式时,乳体细胞数降低更为显著。这可能是由于辣木能够抑制促炎细胞因子释放,并提高奶牛抗氧化能力和免疫防御能力,从而防止病菌侵入并减少炎症反应[17]。

3.2 辣木对奶牛血清抗氧化功能的影响

辣木富含有酚类、类黄酮和维生素C等抗氧化成分,作为天然抗氧化剂[3],能够清除体内自由基、抑制氧化酶并激活抗氧化酶[3]。Cohen-Zinder等[29]研究表明,饲喂辣木的奶牛,其抗氧化能力提升了20%。张幸怡[21]的研究进一步证明,辣木可以显著提高奶牛总抗氧化能力,并且有效降低丙二醛的含量。本研究Meta分析结果表明,饲粮中添加辣木不仅能够极显著降低血清丙二醛含量,还能极显著提升谷胱甘肽过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性和抗氧化能力,显著提升过氧化氢酶活性。

3.3 辣木对奶牛瘤胃发酵参数的影响

瘤胃pH及氨态氮、乙酸、丙酸和丁酸含量是反映瘤胃内环境和瘤胃发酵的重要指标[19]。瘤胃pH与瘤胃内环境稳态、瘤胃发酵效率以及奶牛健康状况息息相关[44]。氨态氮可以反映瘤胃氮代谢水平,以及瘤胃微生物分解饲粮粗蛋白质产生氨氮和利用氨氮合成微生物体蛋白的平衡情况[45]。乙酸是体脂和乳脂合成的重要前体物,在瘤胃内乙酸可以被转化为脂肪酸,进而用于体脂和乳脂的合成,这对于提高奶牛的产奶量和乳脂率均具有重要意义[46]。丙酸主要在肝脏中产生葡萄糖,是糖异生和乳酸合成的前体,糖异生合成前体的增加对产奶量的提高具有积极影响[43]。丁酸可以合成中、短链脂肪酸,刺激瘤胃上皮发育,促进养分的消化吸收[47]。Sarwatt等[48]研究表明,在饲粮中添加辣木可以改善奶牛瘤胃发酵模式,增加微生物生物量和非降解蛋白含量。Kekana等[49]研究表明,在饲粮中添加辣木可以维持奶牛瘤胃pH稳定,并促进丁酸的分泌。本研究的Meta分析结果显示,在饲粮中添加辣木与瘤胃pH和氨态氮、乙酸、丙酸、丁酸含量的变化没有显著相关性,但能够提高氨态氮和丙酸的含量。氨态氮含量的上升可能是因为辣木对瘤胃环境和发酵产生了积极的影响,使得微生物含量增加,加快了饲料蛋白质的降解速率和微生物蛋白质的合成速率,进入皱胃的非降解蛋白质含量增加也会导致氨态氮含量增加[50]。丙酸含量的上升或许与辣木中的酚类物质和皂苷有关,它们可能改变了瘤胃的发酵模式,从而提高了丙酸含量[3]。其他发酵参数无显著性变化可能是源于纳入文献数量有限,或是饲料蛋白质组成较为相似的缘故,应增加样本量和修改筛选条件。

3.4 本研究的局限性

本研究存在一定程度局限性:首先,本研究所纳入的关于辣木对抗氧化指标和瘤胃发酵参数影响的文献数量较少,这可能会对Meta分析结果造成影响,造成这一影响的原因可能与关于辣木与奶牛生产的研究主要集中在产奶量和乳成分指标有关,未来还需要进一步加强对抗氧化指标和瘤胃发酵参数的研究。其次,各项研究所测定的结果差异较大,可能会造成研究样本间差异较大,从而导致Meta分析结果的异质性较大。因此,未来需要在细分泌乳周期和评估方法,以确保辣木在奶牛生产中得以有效应用。同时本研究也需要进一步优化文献检索与筛选流程,细化亚组分析,提高结论的准确性。

4 结论

Meta分析结果表明,饲粮中添加辣木可以极显著提高奶牛的产奶量、血清谷胱甘肽过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性、抗氧化能力;显著提高奶牛瘤胃过氧化氢酶活性;极显著降低奶牛的乳体细胞数和血清丙二醛含量;提高奶牛瘤胃氨态氮和丙酸含量。亚组分析发现,长期饲喂(≥71 d)辣木的效果优于短期饲喂效果(<71 d);通过额外添加方式添加辣木的效果优于替代添加辣木的效果。

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