通过补充UV-B光照来自然提升圈养奶牛牛奶中的维生素D含量

《Journal of Dairy Science》：Supplemental UV-B lighting to naturally enhance the vitamin D content of milk of housed dairy cows

　　本研究通过两次实验，探究了UV-B光照对奶牛牛奶中维生素D含量的影响。实验1中，30分钟/日的UV-B照射使维生素D3浓度增加44.2%，25(OH)-D3增加24.2%；实验2中，60分钟/日的照射使D3浓度增加112%，D2浓度增加33%。结果显示UV-B可有效提高牛奶中的维生素D含量，且不影响奶牛生产性能。

　　近年来，维生素D的缺乏问题在欧洲地区愈发严重，这促使人们开始关注通过自然方式提高常见食物中维生素D的含量。维生素D的生物合成主要依赖于阳光照射，而这一过程在冬季可能受到限制。因此，研究者们探索了通过人工紫外线B（UV-B）照射来提升奶牛体内维生素D浓度的可能性。这项研究采用了两种实验设计，分别对32头处于泌乳后期的荷斯坦奶牛进行为期12周的测试，评估不同UV-B照射时间（30分钟/天和60分钟/天）对奶牛产奶量及牛奶中维生素D含量的影响。同时，研究还考察了一种膳食添加剂——L-半胱氨酸是否能够增强维生素D的含量。

研究结果显示，无论是30分钟还是60分钟的UV-B照射，都显著提高了牛奶中维生素D3和25-羟基维生素D3的浓度。具体而言，在30分钟的照射下，维生素D3的平均浓度增加了44.2%，而在60分钟的照射下，这一数值上升至112%。此外，维生素D2的浓度在60分钟照射条件下增加了33%。值得注意的是，25-羟基维生素D2的浓度并未受到UV-B照射的影响。然而，维生素D3和维生素D2的浓度随着时间推移而变化，这表明维生素D的生成和代谢受到时间因素的影响。在实验1中，25-羟基维生素D3的浓度随时间有所波动，而在实验2中则呈现出一种趋势性变化。这说明维生素D的生物合成和代谢可能与时间因素有关，但UV-B照射的效应在两个实验中保持一致。

尽管维生素D的合成受到时间的影响，但UV-B照射并未对奶牛的产奶量、脂肪、蛋白质或乳糖含量造成负面影响。这表明，通过UV-B照射来提升维生素D含量是一种可行的生物强化策略。此外，研究还发现，UV-B照射在实验2中对产奶量与时间存在显著的交互作用，这可能与奶牛在不同时间段的生理状态有关。然而，这种交互作用在实验1中并未出现，提示可能需要进一步的研究来明确其具体机制。

在实验过程中，研究者还分析了血浆中的25-羟基维生素D3浓度。实验1中，UV-B照射显著提高了这一指标，但随着时间推移，其浓度有所下降。而在实验2中，UV-B照射对血浆中的25-羟基维生素D3浓度没有显著影响。这表明，虽然UV-B照射能够提高牛奶中的维生素D含量，但其对血浆维生素D水平的影响可能因实验条件而异。

值得注意的是，研究中使用的L-半胱氨酸作为膳食添加剂并未对奶牛的维生素D含量或血浆中的相关指标产生影响，也没有与UV-B照射产生交互作用。这说明L-半胱氨酸在本实验条件下未能有效增强维生素D的含量，因此其作为维生素D强化手段的潜力有待进一步验证。

在讨论部分，研究者指出，尽管UV-B照射能够显著提高牛奶中的维生素D3含量，但这些浓度仍低于夏季放牧奶牛所产牛奶中的水平。例如，在新西兰和北爱尔兰，夏季放牧奶牛的牛奶中维生素D3的平均浓度分别为27 ng/100g和20.3 ng/100g，而本研究中通过UV-B照射获得的浓度分别为11.6 ng/100g和18.1 ng/100g。这一结果表明，虽然UV-B照射是一种有效的生物强化方法，但为了进一步提升牛奶中的维生素D含量，可能需要优化照射时间和强度。

此外，研究还指出，牛奶中的维生素D2和25-羟基维生素D2的浓度在本研究中与已知的水平一致，这表明维生素D2的来源可能更多依赖于饲料而非阳光照射。因此，未来的研究可以进一步探讨如何通过饲料调整来提高维生素D2的含量。

在结论部分，研究者强调，UV-B照射不仅提高了牛奶中的维生素D含量，而且对奶牛的生产性能没有负面影响。这表明，通过人工UV-B照射来提升牛奶中的维生素D含量是一种安全有效的生物强化方法。尽管当前研究显示UV-B照射在提高维生素D含量方面具有潜力，但为了实现更高的强化效果，可能需要进一步优化照射时间和条件。同时，研究还指出，牛奶作为维生素D的重要来源之一，其强化对于改善人类营养状况具有重要意义。然而，考虑到不同人群的维生素D需求，以及现有饮食结构，牛奶强化只是众多改善策略之一，应结合其他方法共同推进维生素D的摄入。