活性干酵母對西門塔爾雜交牛生長性能、營養物質表觀消化率、瘤胃發酵參數及血清生化和抗氧化指標的影響

汪 成 馬 健 胡 瑞 曹 廣 代秦丹 王雪瑩 鄒華圍 薛 白 彭全輝 王立志 王之盛* 朱躍明 朱瀟鵬

(1.四川農業大學動物營養研究所，四川省牛低碳養殖與安全生產高校重點實驗室，成都 611130；2.國家肉牛牦牛產業技術體系張掖綜合試驗站，張掖 734000)

近年來，我國牛肉消費量不斷攀升，但我國牛肉供應能力十分有限，這導致我國牛肉供需差距不斷加大。西門塔爾雜交牛(以下簡稱西雜牛)是西門塔爾純種牛與我國地方黃牛雜交改良的優勢肉牛，具有生長速度快、耐粗飼及產肉率高等優勢，是我國養殖量最多的肉牛品種之一。提升西雜牛養殖水平對滿足國人牛肉需求具有深遠意義。抗生素類產品在提升動物生長性能、改善機體健康等方面具有重要作用，被廣泛用于動物生產，對推動畜牧業發展發揮了重要作用。但隨之而來的抗生素殘留及病原體抗藥性風險增加等方面的問題，無疑敲響了抗生素應用的警鐘。因此，畜牧業對有效且無害的飼料添加劑的需求更加迫切。

益生菌是后抗生素時期的研究熱門，其在調節機體免疫、改善胃腸道微生態及促進動物消化代謝等方面具有重要作用[1-2]。活性干酵母(active dry yeast，ADY)是一種常用益生菌，有研究發現在飼糧中添加ADY可以促進動物對營養物質的消化，提高生長性能[3-4]。此外，ADY可以維持瘤胃內環境穩定，同時有利于瘤胃內有益菌的生長，對促進瘤胃丙酸型發酵具有重要作用[5]。但Bayat等[6]在奶牛飼糧中添加1×1010CFU/d的活酵母菌，結果顯示活酵母菌對奶牛生長性能、營養物質表觀消化率及瘤胃發酵無顯著影響；Ran等[7]在肉牛中的試驗也得到相同結果。綜合現有研究發現，活酵母菌研究多集中在單胃動物和奶牛中，而有關于活酵母菌對育肥牛的研究則鮮有報道，相關研究中活酵母菌的作用效果也不盡相同。因此，本試驗主要探討飼糧中添加ADY對西雜牛在架子牛階段生長性能、營養物質表觀消化率、瘤胃發酵參數及血清生化和抗氧化指標的影響，旨在為ADY在西雜牛生產中應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

ADY為反芻動物專用的釀酒酵母，活菌數≥2×1010CFU/g。

1.2 試驗動物及飼養管理

本試驗在張掖市萬禾草畜牛場進行，選取年齡(10月齡)和體重[(317.00±19.25) kg]相近的健康西雜牛(西門塔爾牛×本地黃牛)架子公牛30頭作為試驗動物。試驗開始前對試驗牛進行驅蟲和統一編號，每日飼喂2次全混合日糧(TMR)，給料時間分別為08:30和16:00，保證所有試驗牛采食后第2天晨飼前食槽中仍有余料，自由飲水。

1.3 試驗設計

試驗將30頭試驗牛隨機分為2組，每組15頭牛。對照組飼喂基礎飼糧，試驗組在基礎飼糧中額外添加0.1%的ADY[干物質(DM)基礎]。ADY的添加水平參照本課題組前期研究結果[8]。試驗期共105 d，預試期15 d，正試期90 d。

1.4 基礎飼糧

參照我國《肉牛飼養標準》(NY/T 815—2004)，按體重350 kg、日增重1.2 kg配制基礎飼糧。精料由玉米、麥麩、發酵酒糟、豆粕及棉籽粕等組成，粗飼料由玉米青貯和小麥秸組成，TMR組成及營養水平見表1。

表1 TMR組成及營養水平(風干基礎)

1.5 樣品采集及指標測定

1.5.1 生長性能

試驗第1和90天對所有試驗牛進行空腹稱重，分別記為初始體重和終末體重，計算平均日增重(ADG)；試驗期內準確記錄每日飼糧投喂量，在第2天晨飼前收集剩料并稱重，計算干物質采食量(DMI)；根據DMI和ADG計算料重比(F/G)。

1.5.2 血液采集及指標測定

試驗第90天晨飼前，從每個組中隨機挑選8頭牛采集頸靜脈血液，靜置30 min后，1 368×g離心15 min，吸取上層血清分裝于1.5 mL離心管內，-20 ℃保存待測。

血清生化指標：血清葡萄糖(GLU)、尿素氮(UN)、總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)含量及谷丙轉氨酶(ALT)、谷草轉氨酶(AST)活性使用全自動生化分析儀(3100，日本日立公司)，采用試劑盒(邁克生物科技有限公司)測定，具體測定步驟參照試劑盒說明書進行。

血清抗氧化指標：血清總抗氧化能力(T-AOC)和超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量采用SpectraMax-190酶標儀(美國Molecular Devices公司)，采用試劑盒(南京建成生物工程研究所)測定，具體測定步驟參照試劑盒說明書進行。

1.5.3 瘤胃發酵參數

試驗第90天晨飼前，每組隨機挑選8頭牛，采用胃管式瘤胃采樣器采集瘤胃液。瘤胃液采集后立即測定pH，然后將瘤胃液用4層紗布過濾分裝于15 mL離心管內，-20 ℃保存，用于測定瘤胃發酵參數。

pH：利用pH酸度計(PHS-3C，上海儀電科學儀器股份有限公司)測定。

氨態氮(NH3-N)含量：采用堿性次氯酸鈉-苯酚比色法測定，具體測定流程參照Broderick等[9]進行。

微生物蛋白(MCP)含量：使用BCA法蛋白定量試劑盒(南京建成生物工程研究所)測定，測定流程參照試劑盒說明書進行。

揮發性脂肪酸(VFA)含量：利用氣相色譜儀(CP-3800，美國Varian公司)測定乙酸、丙酸及丁酸含量，乙酸、丙酸及丁酸含量之和為總揮發性脂肪酸(TVFA)含量。

1.5.4 營養物質表觀消化率

試驗第87～89天連續收集3 d飼料樣及糞樣，將收集的飼料樣混合均勻后采用四分法取500 g樣品，-20 ℃保存待測。每組隨機挑選8頭牛，每6 h收集1次糞便樣，將3 d收集的糞便混合均勻后進行再次采樣，取500 g糞樣，加入50 mL的10%稀硫酸固氮，-20 ℃保存待測。飼糧及糞樣DM、粗蛋白質(CP)、粗脂肪(EE)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)、鈣(Ca)、磷(P)和鹽酸不溶灰分(AIA)含量分別參照GB/T 6435—2014、GB/T 6432—2018、GB/T 6433—2006、GB/T 20806—2006、NY/T 1459—2007、GB/T 6436—2018、GB/T 6437—2002和GB/T 23742—2009的方法測定。營養物質表觀消化率采用外源指示劑AIA法計算，計算公式如下：

某營養物質表觀消化率(%)=100-100×
(飼糧中AIA含量/糞樣中AIA含量)×(糞樣中
該營養物質含量/飼糧中該營養物質含量)。

1.6 統計分析

試驗數據首先利用Excel 2019進行整理，之后利用SPSS 23.0統計軟件進行獨立樣本t檢驗分析，P<0.05為差異顯著，0.05≤P<0.10為有趨勢，結果以平均值和均值標準誤(SEM)表示。

2 結 果

2.1 ADY對西雜牛生長性能的影響

由表2可知，試驗組與對照組之間DMI無顯著差異(P>0.05)；試驗組ADG顯著高于對照組(P<0.05)，升高了5.95%；試驗組F/G顯著低于對照組(P<0.05)，降低了5.50%。

表2 ADY對西雜牛生長性能的影響

2.2 ADY對西雜牛營養物質表觀消化率的影響

由表3可知，試驗組DM、NDF和ADF表觀消化率均顯著高于對照組(P<0.05)，試驗組CP表觀消化率有高于對照組的趨勢(P=0.075)，2組之間EE表觀消化率無顯著差異(P>0.05)。

表3 ADY對西雜牛營養物質表觀消化率的影響

2.3 ADY對西雜牛瘤胃發酵參數的影響

由表4可知，試驗組瘤胃MCP和丙酸含量顯著高于對照組(P<0.05)，試驗組瘤胃NH3-N含量和乙酸/丙酸顯著低于對照組(P<0.05)，試驗組總揮發性脂肪酸含量有高于對照組的趨勢(P=0.097)，2組之間其余瘤胃發酵參數無顯著差異(P>0.05)。

表4 ADY對西雜牛瘤胃發酵參數的影響

2.4 ADY對西雜牛血清生化指標的影響

由表5可知，試驗組血清UN含量顯著低于對照組(P<0.05)，試驗組血清GLU含量有高于對照組的趨勢(P=0.079)，2組之間其余血清生化指標無顯著差異(P>0.05)。

表5 ADY對西雜牛血清生化指標的影響

2.5 ADY對西雜牛血清抗氧化指標的影響

由表6可知，試驗組血清CAT活性顯著高于對照組(P<0.05)，試驗組血清T-AOC有高于對照組的趨勢(P=0.052)，2組之間其余血清抗氧化指標無顯著差異(P>0.05)。

表6 ADY對西雜牛血清抗氧化指標的影響

3 討 論

3.1 ADY對西雜牛生長性能的影響

目前，關于ADY對動物生長性能影響的研究較多，但研究結果不盡相同。有研究發現，飼糧中添加ADY可以促進動物采食[10]，但另有研究發現飼糧中添加ADY后動物DMI卻降低[11]。本試驗結果表明，飼糧中添加ADY對西雜牛的DMI無顯著影響，這與梁稼燁等[12]研究結果一致。ADY對動物DMI的影響存在差異，其原因可能是各試驗的試驗對象及使用的酵母菌株存在差異，研究證實酵母菌制劑對反芻動物生長性能的影響具有菌株依賴性[13]。此外，本試驗結果還表明飼糧中添加ADY顯著提高了西雜牛ADG，顯著降低了F/G，這與鄭瑋才等[14]研究結果一致，其在肉牛上的研究也證實，飼糧中添加活性酵母可以顯著提高肉牛ADG，顯著降低F/G。大量研究均顯示，飼糧中添加酵母可以在不改變DMI的前提下，提高ADG，降低F/G[15-16]，這表明飼糧中添加ADY可以提高西雜牛的飼料利用效率和生長性能。

3.2 ADY對西雜牛營養物質表觀消化率的影響

營養物質表觀消化率的高低直接影響著動物的生長性能。本研究發現，飼糧中添加ADY顯著提高了DM、NDF和ADF表觀消化率，且具有提高CP表觀消化率的趨勢，對提高動物生長性能具有重要意義。Paryad等[17]在綿羊飼糧中添加酵母也得到了類似結果。反芻動物主要依賴瘤胃微生物消化利用營養物質，瘤胃微生物數量龐大、種類多樣，但主要以厭氧微生物為主，特別是纖維降解菌對氧氣極為敏感。ADY是一種益生菌制劑，當ADY進入反芻動物瘤胃后可以快速消耗瘤胃中的氧氣，維持瘤胃的厭氧環境，因此飼糧中添加ADY可以為瘤胃微生物提供一個更適宜的生長環境。此外，酵母菌還可以通過其他未知生長因子促進微生物的生長[18]。已有多項研究證實，ADY可以有效促進瘤胃纖維降解菌群(白色瘤胃球菌、黃色瘤胃球菌、產琥珀酸絲狀桿菌和溶纖維丁酸弧菌)的生長[8,19]及纖維分解酶的活性[13]，進而提升營養物質表觀消化率。

3.3 ADY對西雜牛瘤胃發酵參數的影響

維持適宜的瘤胃內環境對反芻動物發揮正常生理機能具有重要作用。瘤胃液pH是衡量瘤胃發酵狀況的重要指標，本試驗發現，2組試驗牛瘤胃液pH無顯著差異，且均處于正常范圍內，這與牛建康等[3]研究結果一致。瘤胃NH3-N由瘤胃內源和外源含氮物質發酵產生，可被瘤胃微生物利用合成MCP，瘤胃NH3-N含量可綜合反映瘤胃氮代謝情況。本試驗結果顯示，飼糧中添加ADY顯著降低了瘤胃NH3-N含量，顯著提高了瘤胃MCP含量，這與Erasmus等[20]研究結果相同。其原因可能是飼糧中添加ADY改善了瘤胃微生物的活性，促進了微生物利用NH3-N合成MCP。由此可見，飼糧中添加ADY可以有效提高瘤胃氮的利用率。

飼糧中的碳水化合物主要在瘤胃被降解生成乙酸、丙酸和丁酸等VFA，乙酸是脂肪酸合成的前體物質，丙酸可經糖異生作用生成GLU，研究證實乙酸/丙酸可以有效影響能量利用效率，丙酸型發酵可以為機體提供更多的能量[21]。本研究結果顯示，飼糧中添加ADY顯著提高了瘤胃丙酸含量，顯著降低乙酸/丙酸，與班志彬等[22]研究結果一致。上述結果表明，飼糧中添加ADY可以有效促進瘤胃向丙酸型發酵轉變，使得動物可以從飼糧中獲取更多的能量。其原因可能與ADY可以促進瘤胃中乳酸利用菌的生長和代謝，進而促進了乳酸向丙酸的轉換有關[23]。

3.4 ADY對西雜牛血清生化和抗氧化指標的影響

血清生化指標可以綜合反映機體的健康及營養物質代謝情況。血清GLU是動物機體重要的能量來源，動物機體代謝、生長發育等生命活動都需要依靠血清GLU分解供能。在反芻動物中，血清GLU主要通過糖異生產生[24]。本研究發現，試驗組血清GLU含量相比于對照組有升高的趨勢，這表明西雜牛采食添加ADY的飼糧后糖代謝有所增強。瘤胃丙酸是糖異生的主要前體物質，本試驗證實，飼糧中添加ADY提高了瘤胃丙酸含量，這可能是血清GLU含量升高的主要原因。此外，本研究結果顯示2組間血清TP、ALB和GLB含量無顯著差異，但試驗組血清UN含量顯著降低。血清TP和UN是機體蛋白質代謝的主要產物，可以綜合反映蛋白質代謝及免疫狀況[25]。血清UN主要是由瘤胃NH3-N通過瘤胃壁吸收進血液后轉運到肝臟合成，可隨尿液排出體外，血清UN含量過高不利于氮沉積。Geng等[26]研究證實，飼糧中添加ADY可以降低血清UN含量，這與本試驗結果相似。本試驗發現飼糧中添加ADY促進了微生物利用NH3-N合成MCP，這使得從瘤胃進入血液的NH3-N減少，因而導致血清UN含量降低[27]。上述結果表明，飼糧中添加ADY可以有效提高氮的利用效率。飼糧中添加ADY對血清TC、TG含量及ALT、AST活性無顯著影響，此結果與前人研究結果[28-29]一致，血清TC和TG含量與脂質代謝密切相關，ALT和AST在肝臟代謝中發揮著重要作用，當肝功能受損時ALT和AST活性會顯著升高。上述結果表明，飼糧中添加ADY不會對西雜牛機體脂質代謝及肝功能帶來損傷。

動物機體抗氧化性能對自身健康具有十分重要的作用，當機體氧化還原狀態失去平衡，將使細胞過度氧化，從而導致細胞代謝及功能障礙。MDA是生物膜中多不飽和脂肪酸在氧自由基的攻擊下產生的終產物，血清MDA含量可以間接反映機體氧化損傷的程度；GSH-Px、SOD和CAT在動物體內發揮著清除氧自由基的作用，對發揮抗氧化能力具有重要作用；T-AOC可以綜合反映機體抗氧化能力的強弱[30-31]。李寧等[32]在犢牛飼糧中添加2 g/d ADY，結果發現犢牛的抗氧化能力顯著提高。本試驗結果也發現，飼糧中添加ADY顯著提高了西雜牛血清CAT活性，有利于機體清除過氧化物。這表明ADY對西雜牛機體抗氧化能力具有一定改善作用，但作用機理尚待進一步研究。

4 結 論

架子牛階段飼糧中添加0.1%的ADY可以有效提高西雜牛營養物質表觀消化率，促使瘤胃發酵向丙酸型轉變，同時可以提高機體的抗氧化酶活性，進而提升西雜牛的生長性能。