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微量礦物質在轉換期牛隻之應用
新竹分所 陳怡璇 李國華
乳牛轉換期為牛隻分娩前3週至分娩後3週，此時乳牛承受極大的緊迫壓力，使得乳牛乾物質採食量明顯下降。從上述資料我們可以發現，乳牛在轉換期所能採食的總營養量通常無法滿足乳牛的需求，因此，此時期的牛隻容易因營養失衡而發生疾病。另有研究顯示，牛隻在懷孕末期、分娩與泌乳初期時會產生較多的活性氧化物
(reactive oxygen species, ROS)，它是生物有氧代謝過程中的一種副產品，活性氧分子其實是自由基 (free
radical) 的統稱。牛隻體內若產生太多的自由基會破壞體內不飽和脂肪酸，引起脂質過氧化作用，也會破壞蛋白質分子與氧化體內酵素，刺激單核白血球及巨嗜細胞的不正常反應，使它們釋放發炎原，引起發炎反應等不良情況，這些反應都會影響牛隻的正常生理調節反應，以及提高氧化壓力 (oxidative
stress) 危機。簡單來說，過量的ROS會使得牛隻受到極大的氧化壓力，若不緩解這個現象，接著就會影響牛隻後續的健康與產能。文獻指出有些微量礦物質具有消除自由基與抗氧化的能力，我們已經知道轉換期牛隻採食量低下，又沒有特別補足微量礦物質，此時牛隻就容易發生微量礦物質缺乏，無法應付高量ROS而造成牛隻免疫能力下降，對後續牛隻在牛乳生產與繁殖表現都有不利的影響。這種情況就如同我們處於壓力很大及營養不均衡時，醫師會建議我們補充維生素B群或維生素C的概念。
在各牧場中，存在各種複雜的因素而影響微量礦物質的生物利用率與實際需求。一般而言，微量礦物質添加的形式1.
有氧化物無機形式 2. 硫酸根無機形式與胺基酸螯合
3.
酵母包覆的有機形式。近期研究指出，微量礦物質以有機形式添加，對反芻動物之生物可利用率會比無機形式來得高。雖然2001年美國國家研究委員會
(National Research Council, NRC)
已推薦大多數微量礦物質在泌乳牛之維持、生長、懷孕及泌乳等各階段的需求量，但不同的牛隻生理狀況與不同的牧場飼糧策略，或許會使得微量礦物質的實際需求量有所差異，因此本篇文章彙整相關研究報告，跟大家分享微量礦物質在轉換期牛隻的應用。
鋅、銅與錳
動物體內有數百種含鋅的酵素，其參與乳牛許多生理作用，包括成長、發育、抗氧化機制、免疫機能與傷口癒合等，而動物體內抗氧化防禦系統中的超氧化物歧化酶
(Ssuperoxide dismutase, SOD)
需要鋅、銅與錳的協助才可發揮作用。相關研究報告顯示，鋅以甲硫胺酸的有機態形式補充給泌乳牛，可以降低生乳體細胞數
(somatic cell count, SCC) 及提高乳產量。在2014年有研究人員針對轉換期牛隻進行試驗，在分娩前21天至分娩期間，調整鋅、銅與錳於乾物質中的濃度分別為80、16與62
mg/kg，自分娩至產後第84天將其補充量增加到102、23與75
mg/kg，期間之添加量均高於NRC
(2001) 的推薦量，而添加的形式包含羥基無機形式
(hydroxy forms)、硫酸根 (sulfate
forms)無機的形式與胺基酸螯合態有機形式。試驗結果發現，轉換期牛隻無論以何種形式補充鋅、銅與錳後，血液中脂質氧化壓力數值
(thiobarbituric
acid reactive substances)
濃度皆較低，表示牛隻有較佳的抗氧化能力，至於乳量及乳成分則沒有明顯的差異
(Yasui et al., 2014a)。此外，另一群研究人員在牛隻分娩前30天至分娩後30天，將鋅、銅、錳與鈷以胺基酸螯合態有機形式與無機形式添加進行比較試驗。結果發現，分娩前30天開始添加鋅、銅、錳與鈷，牛隻會有較佳的抗氧化能力，其中又以胺基酸複合物有機形式添加組牛隻，在乳量、乾物質採食量與免疫功能有較佳的表現，且血液中的酮體濃度較低
(Osorio et al., 2016)。
硒
硒在動物體中與其他物質被合成酵素後，最主要功能是抗氧化作用與調節甲狀腺素。硒是組成麩胺基硫過氧化酶
(glutathione peroxidase, GPX)
的原料之一，它最主要之生物作用是使生物體免受氧化傷害。換句話說，硒被合成酵素後可以在乳牛體內化解細胞氧化壓力並代謝脂肪酸過氧化物，減少有害自由基的產生，保護細胞膜，也保護細胞重要的蛋白質。有許多報告顯示，硒與乳牛的乳房炎與胎衣滯留有關，若是將轉換期牛隻在產前21天注射硒可減少臨床性乳房炎症狀發生率達46%
(Smith et al., 1984)，另外有報告指出，牛隻血漿中硒濃度與臨床性乳房炎發生率及生乳體細胞數呈反比的關係，也就是說乳牛血漿中硒濃度較高，臨床性乳房炎發生率則較低，且生乳體細胞數會較低。而泌乳牛隻產前添加硒與維他命E將可減少胎衣滯留的發生率。轉換期牛隻承受的氧化壓力較其他時期的牛隻為高，若是在臺灣夏天分娩的牛隻，更是處於高緊迫的情況，硒的添加有助於減緩緊迫所造成的不良影響。熱緊迫下之泌乳牛飼糧中補充硒的研究顯示，在乾物質中添加有機硒
(Se yeast) 與無機硒 (sodium
selenite) 兩種形式，濃度再分為高低兩種用量，分別如NRC(2001)所推薦的劑量0.3
mg/kg 或0.50
mg/kg，無論採用何種形式的硒添加，以0.50
mg/ kg的添加劑量對牛隻的抗氧化能力都較佳，而其中又以有機硒的表現最好
(Calamari et al., 2011)。從此結果得知，硒的額外補充或許可促進轉換期的牛隻有較佳的抗氧化能力。
鉻
現今有關鉻的相關研究較少，有學者認為在反芻動物飼糧中額外添加鉻可能會影響免疫反應，特別是在轉換期的牛隻。在報告中指出，轉換期牛隻飼糧中補充鉻與未補充鉻的牛隻相比，有補充的牛隻其體液性免疫的抗體表現量是比較好的。在2012年的研究成果則發現，額外補充鉻，牛隻血中皮質醇
(cortisol) 濃度下降，這或許也是因為鉻參與免疫功能調節有關。
鉻之主要功能為增強胰島素的活性，透過增強胰島素的功能來調節牛隻能量代謝，許多研究結果顯示在牛隻轉換期補充鉻會影響代謝狀況，包含血漿中
β-羥基丁酸 (β-hydroxybutyrate,
BHBA)
濃度的下降及血中胰島素濃度上升，但沒有影響肝臟中三酸甘油酯含量。針對熱緊迫的轉換期牛隻提供鉻，對於血中葡萄糖、鈣與磷的濃度沒有影響，但不論是產前或是產後皆使得游離脂肪酸(nonesterified
fatty acids, NEFA)
與皮質醇下降，而血漿胰島素濃度上升，上述研究表示轉換期牛隻適量補充鉻對於能量代謝有正面功效。但也有不同的研究報告指出，泌乳牛隻飼糧中添加鉻並沒有效益產生。目前NRC並沒有提出鉻在反芻動物的的推薦量，有學者以丙酸鉻
(chromium propionate) 的方式額外補充轉換期牛隻，補充濃度為8
mg/天。結果發現，產前牛隻的乾物質採食量上升，血漿中的NEFA下降，但對於產後牛隻的生化指數並沒有顯著的影響，另似乎有減少子宮內膜炎的發生率
(Yasui et al., 2014b)。
結語
轉換期牛隻額外補充微量礦物質最主要目的為減少牛隻體內細胞的氧化壓力，增強免疫功能，減少後續衍生疾病發生率。臺灣夏季高溫多濕，為了使轉換期牛隻達到上述目標，可依據NRC
(2001)
提供的推薦量再適度增加添加量，但也不能無止盡的添加，因為牛隻有可能會因此有礦物質中毒的現象。乳牛對於有機態微量礦物質的生物可利用率較高，殘存在糞便中未被體內吸收的微量礦物質排出量也會較低，因此，可優先考慮此種方式添加，當然其成本也較高，所以不要有牛吃越多效果越好的想法，各牧場若要補充維量礦物質可詢問營養配方專家進行試算，以符合最佳經濟效益。
參考文獻
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Osorio, J.
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Supplementing Zn, Mn, and Cu from amino acid complexes and Co from cobalt
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Smith, K. L., Harrison, J. H.,
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Yasui, T., C.
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Yasui, T., J.
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