γ- 聚谷氨酸對斷奶犢牛血清生化指標的影響

朱春俠，鳳 英，張金文，成立新，胡 明，杜瑞平，趙 霞，楊 坤，張興夫

（1. 內蒙古自治區農牧業科學院， 內蒙古 呼和浩特 010031；2. 呼和浩特市家畜改良工作站， 內蒙古 呼和浩特010020）

γ-聚谷氨酸（PGA）是D-谷氨酸和L-谷氨酸通過γ-酰胺鍵聚合而成， 通常由500～5 000 個谷氨酸分子組成，分子量在10～10 000 kDa［1］。特殊的分子結構賦予了γ-PGA 極強的保水性、 抗逆性、離子吸附性和易降解性，引起了人們的關注。作為一種新型的多功能生物制品，γ-PGA 被廣泛應用在農業、醫藥、化妝品、食品和環保等多個領域。有研究發現γ-PGA 能夠顯著提高植物對氮、磷和鉀的吸收水平［2］，也有研究發現，施用γ-PGA 能夠顯著提高農作物的產量和肥料的利用率［3］。 目前，關于γ-PGA 的研究集中在制備工藝、食品、醫學、農業等領域， 而作為飼料添加劑應用到反芻動物營養調控中鮮有報道。 該試驗主要研究γ-聚谷氨酸對奶牛犢牛血清生化指標的影響，為γ-聚谷氨酸在反芻動物營養領域的應用提供依據。

1 材料和方法

1.1 試驗設計

選用平均體重為（220±30）kg 的荷斯坦斷奶犢牛16 頭， 按同質原則分為對照組和試驗組，每組8 頭。 對照組和試驗組犢牛每天每頭牛飼喂3 kg 顆粒飼料（見表1），玉米秸稈隨意采食。 試驗組顆粒飼料中按照千分之五的比例加入聚谷氨酸。 試驗進行70 d，前10 d 為預飼期，后60 d為試驗期。 試驗開始前對試驗牛進行驅蟲和防疫，打耳號，圈舍消毒。 正式試驗開始時清晨對試驗牛空腹稱重，并對個別試驗牛進行調整，使兩組牛體重差異不顯著（P＞0.05）。 每天分別在7：00 和18：00 按照5∶5 的比例投放顆粒飼料，自由飲水。

1.2 試驗材料

γ-聚谷氨酸購自武漢光華時代生物科技有限公司，膏狀液體，含量為20%。將1.5 kg γ-聚谷氨酸液體溶解到16.5 kg 水中，攪拌均勻，加入300 kg精料， 使用混合機混合均勻后應用小型平模制粒機（22 kW）制作顆粒飼料。

1.3 樣品的采集和測定

1.3.1 樣品的采集試驗期最后一天清晨， 對試驗牛空腹頸靜脈穿刺采血， 用10 mL 的無菌采血管采集血液，靜置30 min。 最后于2～8 ℃條件下置于離心機3 000 r/min 離心10 min， 用干燥EP管收集血清。

1.3.2 樣品的測定血清測定指標有如下幾個方面：①免疫指標，包括IgG、IgA、IgM；②抗氧化指標，包括谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）、超氧化物歧化酶（SOD）、總抗氧化能力（T-AOC）、丙二醛（MDA）；③營養代謝指標，包括總蛋白（TP）、白蛋白（ALB）、血尿素氮（BUN）、葡萄糖（GLU）、非酯化脂肪酸（NEFA）和β-羥基丁酸（β-HB）；④肝臟功能指標， 包括谷草轉氨酶 （AST） 和谷丙轉氨酶（ALT）；⑤礦物質指標，包括Fe、Zn、Cu、Ca 和P；⑥維生素指標，包括VA 和VC。 以上指標由北京華英生物技術研究所測定， 所用試劑盒購自南京建成公司， 測定儀器為邁瑞BS-420 全自動生化儀，檢測方法為比色法。

表1 基礎顆粒飼料原料組成與營養成分（干物質基礎）

1.4 數據統計與分析

數據應用SAS 9.2 統計學軟件中的Paired ttest 檢驗過程進行分析， 因子顯著性采用t 檢驗。P＜0.05 為差異顯著，P＞0.05 為差異不顯著。

2 結果與分析

2.1 γ-聚谷氨酸對犢牛血清免疫指標的影響

表2 結果顯示，對照組犢牛血清當中IgG、IgA和IgM 含量顯著（P＜0.05）高于試驗組。

2.2 γ-聚谷氨酸對犢牛血清抗氧化指標的影響

由表3 結果可以看出， 對照組犢牛血清中SOD、GSH-Px 活性顯著（P＜0.05）高于試驗組。 總抗氧化能力（T-AOC）和丙二醛（MDA）含量兩組之間差異不顯著（P＞0.05）。

2.3 γ-聚谷氨酸對犢牛血清中肝臟功能指標的影響

由表4 結果可以看出，AST 與ALT 活性兩組差異不顯著（P＞0.05）。

2.4 γ-聚谷氨酸對犢牛血清中營養代謝指標的影響

由表5 可以看出， 對照組和試驗組犢牛血清中TP、ALB、BUN、NEFA、GLU、Ca、P、Fe、Zn 含 量差異不顯著（P＞0.05）。 對照組犢牛血清中Cu、VA和VC 含量顯著（P＜0.05）高于試驗組。

3 討論

3.1 γ-聚谷氨酸對犢牛血清免疫指標的影響

γ-聚谷氨酸（PGA）具有特殊的分子結構，廣泛應用在農業、醫藥、化妝品、食品和環保等領域，但鮮有作為飼料添加劑應用在動物養殖尤其是反芻動物養殖領域的報道。 玉蕾葉等［4］研究發現，在體外γ-聚谷氨酸能夠促進鈣的溶解，在體內γ-聚谷氨酸能夠促進小鼠小腸對鈣的吸收， 并能夠增加小鼠骨鈣和骨磷的含量。 張彩霞等［5］使用小鼠為試驗動物驗證γ-聚谷氨酸（PGA）的安全性，試驗結果表明，γ-聚谷氨酸（PGA）對小鼠健康無不良影響，屬于無毒級別。曹琪娜等［6］研究發現γ-聚谷氨酸能顯著提高小尾寒羊瘤胃乙酸、 氨態氮含量及菌群的多樣性。 由此，可以看出，γ-聚谷氨酸（PGA）在反芻動物養殖領域應用的前景廣闊。

表2 γ-聚谷氨酸對斷奶犢牛血清免疫指標的影響 單位：g/L

表3 γ-聚谷氨酸對斷奶犢牛血清抗氧化指標的影響

表4 γ-聚谷氨酸對斷奶犢牛血清AST 和ALT 活性的影響 單位：U/L

表5 γ-聚谷氨酸對犢牛血清中營養代謝指標的影響

血清生化指標能夠反映動物機體健康狀況和營養物質消化代謝情況。 在該試驗中， 主要關注γ-聚谷氨酸（PGA）對斷奶犢牛免疫指標、抗氧化指標、 肝臟功能指標以及營養物質代謝指標的影響。試驗發現，γ-聚谷氨酸顯著降低了犢牛血清當中IgG、IgA 和IgM 含量， 但對照組和試驗組血清中IgG 含量均在正常范圍內。 相對于周芳芳等［7］測定的荷斯坦奶公犢血清中IgG、IgA 和IgM 含量， 該試驗中測定IgG 含量偏低，IgA 含量偏低，IgM含量偏高，這可能與肉牛品種及所處生理階段有關。

3.2 γ-聚谷氨酸對犢牛血清抗氧化指標的影響

T-AOC 代表整個機體的抗氧化能力，反映了動物機體各種抗氧化酶協同作用結果。 超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）的作用是抑制自由基的生成與清除自由基， 其作用是防止自由基對生物膜和細胞質的損傷。丙二醛（MDA）含量能反映機體脂質過氧化的程度，從而間接地反映機體細胞損傷的程度［8］。 在該試驗中試驗組犢牛血清中SOD 和GSH-Px 的活性較低，說明氧化應激的水平較低。相對于對照組，試驗組犢牛血清中MDA 含量并沒有顯著提高，兩組總抗氧化能力（T-AOC）也沒有表現出顯著的差異，說明γ-聚谷氨酸對犢牛的抗氧化能力沒有負面的作用，甚至γ-聚谷氨酸有提高機體抗氧化能力的可能。 在抗氧化指標的數值上與畢宇霖等［9］測定的抗氧化指標結果在同一數量級。

3.3 γ-聚谷氨酸對犢牛血清中谷草轉氨酶（AST）和谷丙轉氨酶（ALT）活性的影響

谷草轉氨酶（AST）和谷丙轉氨酶（ALT）指標主要用來反映肝臟的功能。 該試驗的目的是檢測γ-聚谷氨酸是否會引起犢牛肝臟功能的損傷。 在該試驗中，試驗組與對照組血清中AST 和ALT 活性差異不顯著，說明γ-聚谷氨酸未對斷奶犢牛肝臟功能產生負面影響，與郭峰等［10］的研究結果比較， 該試驗斷奶犢牛血清中的谷草轉氨酶和谷丙轉氨酶活性均處在正常范圍內。

3.4 γ-聚谷氨酸對犢牛血清中營養代謝指標的影響

有研究發現，犢牛血清當中總蛋白（TP）含量在55 g/L 以下會影響健康［11］。 在該研究中對照組和試驗組血清中總蛋白TP 含量均在55 g/L 以上，且兩組差異不顯著（P＞0.05）。血清中白蛋白（ALB）含量可以反映動物機體能量和蛋白質營養狀況。蛋白質長期攝入不足可使血清蛋白含量下降，在該試驗中對照組和試驗組血清ALB 含量差異不顯著（P＞0.05），說明γ-聚谷氨酸不會影響斷奶犢牛蛋白質的攝入。非酯化脂肪酸（NEFA）是血液中的能量代謝物，反映了機體的能量代謝狀況。血清中的葡萄糖 （GLU） 是反映機體內能量平衡的指標， 在該試驗中對照組和試驗組犢牛血清中NEFA 含量、GLU 含量和BUN 含量差異均不顯著（P＞0.05）。以上研究結果說明γ-聚谷氨酸對斷奶犢牛能量代謝、能量平衡、蛋白質利用無負面影響。

鈣、磷、鐵、鋅、銅是重要的礦物質元素，在營養物質轉運與儲存代謝、維持膜結構、酶的合成、骨的形成等方面發揮重要作用［12］。在該試驗中，與對照組相比，γ-聚谷氨酸對犢牛血清中鈣、磷、鐵、鋅的含量無顯著影響（P＞0.05），卻顯著（P＜0.05）降低了血清中Cu 的含量，這個結果可能由兩方面的因素引起， 一是血清當中存在γ-聚谷氨酸與Cu離子的絡合物，導致游離Cu 離子含量降低；二是γ-聚谷氨酸能夠促進機體對Cu 的利用，導致血清中Cu 含量的降低。

VA 和VC 是維持動物機體正常生理功能的重要微量營養素。在該試驗中，試驗組犢牛血清中VA 和VC 的含量顯著低于對照組，說明γ-聚谷氨酸可能促進了動物機體對VA 和VC 吸收利用。

4 結論

①γ-聚谷氨酸會降低斷奶犢牛血清中免疫球蛋白（IgG、IgM、IgA）的含量。

②γ-聚谷氨酸有提高斷奶犢牛機體抗氧化能力的可能。

③γ-聚谷氨酸可能會促進斷奶犢牛對Cu、VA 和VC 的吸收與利用。

④γ-聚谷氨酸對斷奶犢牛肝臟功能、 能量代謝、能量平衡、蛋白質利用無負面影響。