《Animal Feed Science and Technology》：Impact of Partial versus Complete Replacement of Inorganic Copper, Zinc and Manganese with Organic Sources on Production, Reproduction and Immune Status in Dairy Cows
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Jaspal Singh Hundal | Amit Sharma | Kumar Kore | Navdeep Singh | A Sharma
印度旁遮普邦卢迪亚纳古鲁·安加德·德夫兽医与动物科学大学动物营养系，邮编141004
摘要
本研究评估了用有机甘氨酸和蛋白质形式
Jaspal Singh Hundal | Amit Sharma | Kumar Kore | Navdeep Singh | A Sharma
印度旁遮普邦卢迪亚纳古鲁·安加德·德夫兽医与动物科学大学动物营养系，邮编141004
摘要
本研究评估了用有机甘氨酸和蛋白质形式替代无机锌（Zn）、铜（Cu）和锰（Mn）对奶牛生产性能和繁殖性能的影响。60头处于妊娠后期的奶牛（距离预期分娩日期28天）被分为四组：GTM、GSTM、STM和ASTM，并分别从预期分娩日期前28天开始至分娩后150天内，给予不同形式的矿物质补充剂。结果表明，与STM组相比，GTM组奶牛的产奶量（p = 0.002）、脂肪和蛋白质校正后的奶产量（FPCM；p = 0.024）以及血浆中的锌含量（p = 0.042）和免疫球蛋白G（IgG；p = 0.046）显著更高。GSTM和ASTM组的数据与GTM组相似。此外，GTM、GSTM和ASTM组的体细胞计数（SCC × 1000细胞/mL；p = 0.024）显著低于STM组。此外，GTM组奶牛乳脂中的α-亚麻酸（C18:3n-3）比例更高（p = 0.026），而亚油酸（反式-C18:2 n-6）比例更低（p < 0.001）。总体而言，根据生产目标和经济因素，可以采用部分或完全用有机来源替代无机微量元素的方法。然而，仍需进一步研究其可持续性、营养利用效率和大规模应用性。
引言
微量元素在奶牛日粮中所占比例很小，但对维持关键生理和代谢过程至关重要，包括蛋白质合成、免疫功能、氧化平衡、能量代谢、基因表达和繁殖功能（NRC, 2001; Emon et al., 2020）。在微量元素中，锌（Zn）、铜（Cu）和锰（Mn）是重要的酶促和调节因子，其缺乏会对奶牛的免疫力、抗氧化状态、繁殖能力和产奶量产生不利影响（Bach et al., 2015; Roshanzamir et al., 2020; Pal et al., 2021a; Sharma et al., 2022; Kerwin et al., 2023）。此外，常见饲料成分中的微量元素含量不足，且其生物利用度通常很低或知之甚少（Prasad and Gowda, 2005; Mion et al., 2022）。在这种情况下，通过外部来源补充锌、铜和锰对于可持续的奶牛生产至关重要（Nemec et al., 2012）。
传统上使用的无机微量元素来源（氧化物、氯化物、硫酸盐和碳酸盐）生物利用度较低（在瘤胃中容易分解，可能与其他矿物质、重要营养素或分子发生拮抗作用），并对正常生物过程产生负面影响（Nockels et al., 1995; Faulkner et al., 2017; Pal et al., 2021b）。因此，近年来人们越来越关注使用生物利用度更高、更稳定的有机微量元素（OTM），这些微量元素对生产性能（产奶量、乳脂成分和降低体细胞计数）和繁殖健康（减少流产、胎盘滞留、子宫早期收缩、子宫内膜炎发生率）有积极影响（Uchida et al., 2001; Bakhshizadeh et al., 2019）。
可用于奶牛补充的有机微量元素形式包括金属-氨基酸螯合物（主要是分子量分别为149和146道尔顿的甲硫氨酸和赖氨酸）、金属蛋白质（部分水解的蛋白质）和金属甘氨酸（分子量为75道尔顿）（Byrne et al., 2021）。这些形式的生物利用度取决于微量元素-有机复合物的大小和稳定性（Byrne and Murphy 2022）。多项研究评估了部分或完全用有机微量元素替代无机微量元素对生产性能、免疫状态和繁殖性能的影响，但结果存在很大差异。这种差异主要归因于多种混淆因素，如补充的有机微量元素类型（结合/配体结构）、添加比例、基础日粮中的矿物质贡献以及动物的生产状况。目前，奶业中普遍采用部分添加有机微量元素的做法，以平衡成本和效果（NASEM, 2021; Cha et al., 2025）。因此，我们假设用分子量最小的甘氨酸完全替代无机铜、锌和锰可以提高血浆中微量元素和免疫状态，从而提升高产奶牛（>25升/天）的生产性能。本研究的主要目的是比较完全替代与部分替代有机微量元素对奶牛生产性能的影响，以消除基础日粮中微量元素的贡献，从而更好地分离有机微量元素的影响。
章节摘录
地点和动物伦理许可
本研究在印度旁遮普邦的一个有组织的奶牛场进行（纬度：30°53′03.4″，经度：76°09′41.6″）。所有动物护理和实验方案均得到了新德里动物实验控制与监督委员会（CCSEA）的批准，并遵循该委员会制定的标准规范（CPCSEA第13条）。
矿物质来源的采购和实验用矿物质的制备
铜的甘氨酸来源...
整个实验期间全混合日粮（TMR）的初步分析和矿物质成分
表2列出了提供给实验奶牛的新鲜TMR的初步分析和矿物质成分。根据NRC（2001）的建议，三种日粮阶段中的营养成分（包括粗蛋白CP和NEl以及微量元素浓度（铜、锌和锰）有所不同。
产奶量、乳脂成分、脂肪酸组成和乳脂脂肪含量
研究结果表明，补充的微量元素来源显著影响了产奶量（kg/d）和脂肪和蛋白质校正后的奶产量（FPCM；kg/d）。
讨论
本研究旨在比较在产前28天至产后150天内，部分或完全用有机微量元素替代无机铜、锌和锰对高产荷斯坦弗里斯安杂交奶牛生产性能的影响。不同TMR中的微量元素（铜、锌和锰）含量分别为6.50-10.5 mg/kg、28.6-31.6 mg/kg和14.0-22.0 mg/kg，符合NRC（2001）的建议水平。
结论
用甘氨酸完全替代无机锌、铜和锰后，奶牛的血浆锌和免疫球蛋白G浓度升高，产奶量增加，体细胞计数（SCC）和体况评分（BCS）得到改善。尽管各处理组之间的繁殖性能在统计学上无显著差异，但完全或部分补充有机微量元素的奶牛在首次配种时间、空怀天数、每次配种受孕次数、21天和150天妊娠率等方面表现出数值上的改善。
未引用的参考文献
（Mion et al., 2023; Palomares, 2022）
资助
本研究得到了BASF India（孟买-400051）的资助。
CRediT作者贡献声明
A Sharma： 方法学、研究。Navdeep Singh： 方法学、研究。Kumar Kore： 写作——审稿与编辑、验证、监督、资源协调。Amit Sharma： 写作——审稿与编辑、初稿撰写、方法学、研究、数据分析。Jaspal Singh Hundal： 初稿撰写、监督、资源协调、项目管理、资金筹集、数据分析、概念构思。
利益冲突声明
所有作者声明不存在财务或其他利益冲突。
致谢
研究者感谢“BASF India, 孟买-400051”提供的资金支持，以及Kumar Kore博士代表BASF进行的协调工作。同时，我们也感谢古鲁·安加德·德夫兽医与动物科学大学（印度旁遮普邦卢迪亚纳，邮编141004）的J.P.S. Gill副校长、RS Grewal畜牧场主任、Parminder Singh扩展教育副主任以及Udeybir Singh动物营养系主任提供的便利条件。
