鉻是動物體內(nèi)的必需微量元素，缺鉻會導致動物生長受阻，繁殖力低下，葡萄糖、蛋白質(zhì)及脂肪代謝紊亂。鉻的來源包括無機鉻和有機鉻兩種形式。有機鉻的吸收率遠高于無機鉻（無機鉻吸收率接近0）。丙酸鉻作為有機鉻的一種，其吸收效率較其他幾種有機鉻如吡啶羧酸鉻、酵母鉻、煙酸鉻都高，基于安全性和效果等方面因素的考慮，美國食品和藥物管理局（FDA）和中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部唯一許可在奶牛上使用的鉻是丙酸鉻。相關研究表明，在奶牛日糧中添加丙酸鉻，可以提高奶產(chǎn)量、改善繁殖性能、增強免疫應答和緩解熱應激。
鉻最基本的生物學功能是合成葡萄糖耐受因子（GTF ）的主要成分，能夠提高胰島素敏感性和葡萄糖耐受性，從而促進葡萄糖、蛋白質(zhì)以及核酸代謝，減少體脂貯存。胰島素就像一把打開細胞“門”的“鑰匙”，讓血糖進入細胞并被用作能量（圖1）。如果胰島素受體不能正常發(fā)揮運轉(zhuǎn)功能，即胰島素抵抗，會引發(fā)奶牛產(chǎn)生類似于人類II型糖尿病的II型酮病。而鉻可通過改善胰島素功能，有效清除血液中的葡萄糖，為牛提供更多的能量。注：①胰島素促進細胞對葡萄糖的吸收利用；②丙酸鉻提高胰島素受體的敏感性；③葡萄糖被細胞吸收；④多余的葡萄糖作為能量被細胞維持正常的功能所利用研究人員通過統(tǒng)計2000—2015年發(fā)表在與奶牛相關的期刊上的17篇文章，發(fā)現(xiàn)奶牛日糧中添加鉻，平均日產(chǎn)奶量增加3.55磅/頭/天，即1.61kg/頭/天。圖2 泌乳奶牛日糧中添加鉻對日單產(chǎn)的影響國內(nèi)多個集團化牧場飼養(yǎng)試驗結(jié)果顯示，奶牛飼喂丙酸鉻（建明微生康鉻TM）能明顯提高產(chǎn)奶量。在2016年、2018年、2019年先后進行了三次試驗項目，一是對某牧業(yè)集團的圍產(chǎn)期奶牛進行試驗，二是對某集團化牧場的高產(chǎn)牛和低產(chǎn)牛進行對比試驗，三是對同一集團牧場下高產(chǎn)牧場和低產(chǎn)牧場進行對比試驗。圍產(chǎn)期奶牛的試驗結(jié)果表明，使用丙酸鉻可以顯著改善圍產(chǎn)期及新產(chǎn)期奶牛能量代謝，提高泌乳期產(chǎn)奶量，顯著降低圍產(chǎn)期奶牛酮病和變胃等疾病的發(fā)病率。其他泌乳期奶牛的試驗結(jié)果表明，在飼喂丙酸鉻一個月后，飼喂丙酸鉻的奶牛產(chǎn)奶量均明顯高于未飼喂組奶牛。不同牧場的試驗結(jié)果表明，未飼喂丙酸鉻的高產(chǎn)牧場產(chǎn)奶量不穩(wěn)定下滑，飼喂丙酸鉻的低產(chǎn)牧場單產(chǎn)穩(wěn)步提升，且單產(chǎn)逐漸接近高產(chǎn)牧場。泌乳早期出現(xiàn)能量負平衡對奶牛的繁殖表現(xiàn)出負面影響，如較低的妊娠率和受孕率。一些體重下降過多的奶牛則表現(xiàn)不發(fā)情。鉻通過降低胰島素抵抗，提高血液中葡萄糖水平改善能量平衡，進而提高奶牛的繁殖性能。
相關研究表明，圍產(chǎn)期奶牛添加有機鉻，血清孕酮濃度結(jié)果顯示，實驗組奶牛的首次排卵天數(shù)有提前的趨勢(P = 0.07)。實驗組的第一次人工授精天數(shù)和第一次發(fā)情天數(shù)均早于對照組(P < 0.05)。實驗組產(chǎn)后36天的發(fā)情奶牛占比更高及人工授精前發(fā)情行為更多。激活的免疫細胞對胰島素敏感，并利用大量的葡萄糖。研究表明，在經(jīng)脂多糖、卵清蛋白等抗原刺激后的奶牛日糧中添加鉻，與未添加組奶牛相比，血液中中性粒細胞增加，抗卵清蛋白抗體濃度增加。
研究表明，胰島素在熱應激過程中扮演著重要角色。鉻能改善胰島素功能，提高血液中葡萄糖的清除率，增加可利用葡萄糖的量。鉻通過持續(xù)降低血清皮質(zhì)醇的濃度，進而降低熱應激造成的負面影響。多項研究表明，處于熱應激狀態(tài)下的奶牛日糧中添加鉻，可以提高胰島素的敏感性和葡萄糖的利用率，提高干物質(zhì)采食量，進而維持產(chǎn)奶量的穩(wěn)定（圖3）。
圖3 在熱應激條件下泌乳奶牛日糧中添加鉻對日產(chǎn)奶量和干物質(zhì)采食量的影響建明丙酸鉻是目前國際認證的唯一一款可以用在奶牛上的有機鉻。自2009年以來，在美國，鉻以丙酸鉻的形式被允許以高達0.50mg/kg干物質(zhì)水平添加到牛的日糧中。2013年，丙酸鉻被美國FDA認證為唯一可以添加到牛日糧中的鉻源。2015年6月3日中華人民共和國農(nóng)業(yè)部公告第2264號批準進口飼料添加劑丙酸鉻用于奶牛。
建明丙酸鉻并不是普通的三丙酸加一個鉻，其分子量要比普通丙酸鉻高3倍。FDA認定的丙酸鉻分子式是 [Cr3(O)(CH3CH2CO2)6(H2O)3]CH3CH2CO2，分子量是737.534。有機微量元素吸收率的高低取決于配體的種類和螯合程度。建明的丙酸鉻分子量大，螯合率高，由三個鉻去跟七個丙酸螯合，形成一個復雜的螯合結(jié)構，類似于螃蟹的“螯”。這種螯合的優(yōu)點是避免瘤胃復雜的環(huán)境和微生物的影響，以及其他微量元素之間的拮抗或干擾，吸收率高。但同時在小腸內(nèi)又能夠釋放出來被吸收，到了血液發(fā)揮它的“開關作用”-調(diào)節(jié)胰島素，打開胰島素開關以后隨尿液排出，不會在奶中富集。
美國北卡羅來納州立大學研究人員通過在奶牛日糧中添加4倍于FDA規(guī)定限量（0.5mg/kg干物質(zhì)）的丙酸鉻，即2 mg/kg干物質(zhì)。發(fā)現(xiàn)飼喂丙酸鉻的121天試驗期間，奶牛乳、肌肉和脂肪中的鉻的濃度不受日糧中鉻添加量的影響。目前國內(nèi)超過50%的規(guī)模牧場在使用建明的丙酸鉻即建明微生康鉻TM。有的牧場是看到國外第三方研究機構發(fā)表在權威雜志上的文章而使用，有的牧場是因為公立的第三方服務專家推薦而使用，也有的牧場是實際自己做試驗效果好而使用。需要強調(diào)的是，奶牛日糧中添加氨基酸、脂肪、油類等飼料添加劑，可直接滿足乳腺組織蛋白質(zhì)合成對氨基酸和能量的需要，會立即影響到產(chǎn)奶量。而添加微量元素，主要是通過提高酶的功能、促進代謝、增強免疫應答、增加干物質(zhì)采食量，這些作用是一個漸進的過程，飼喂效果通常在飼喂30天左右顯現(xiàn)出來。
編輯：劉金娥
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