酵母培養物對湖羊體外瘤胃發酵特性、采食量和生長性能的影響

蔡大亮，彭清潔，周 迪，姜 鵬，章 斐，王鴻澤，康 坤，戴晉軍

（安琪酵母股份有限公司，湖北宜昌 443003）

酵母培養物是根據微生物發酵特點，設計適宜的工藝參數條件，利用特定培養基通過液體發酵、固體連續發酵或固液混合發酵而成的含有多種代謝產物的發酵產品。酵母培養物具有良好的穩定性和有效的生物活性，主要包含酵母代謝產物、酵母細胞內容物、發酵變異的培養基以及少量失去活性的酵母細胞等物質。近年來，酵母培養物在反芻動物養殖領域得到廣泛應用（李琛等，2021；閆碧川等，2018；陳作棟等，2017）。研究表明，酵母培養物具有促進瘤胃微生物增殖，優化菌群結構，改善胃腸道微生態平衡，提升營養物質表觀消化率，保障腸道健康，促進動物生長發育，調節機體免疫等多種營養保健功效（穆天龍等，2022；李 海 濱 等，2022；潘 鋒 等，2022；毋 昊，2021），其作為一種具有替代抗生素潛力的產品，是當前飼料添加劑研究的熱點。本文旨在研究不同酵母培養物對湖羊體外瘤胃發酵參數、采食量和生長性能量的影響，為酵母培養物在湖羊生產上的合理應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 酵母培養物A購自湖北安琪酵母股份有限公司，由釀酒酵母菌發酵而成，粗蛋白質≥15%，甘露聚糖≥2%，粗灰分≤10%，水分≤10%；酵母培養物B購自市場，由釀酒酵母發酵得到，其組成成分為：粗蛋白質≥12%，甘露聚糖≥0.5%，粗灰分≤8%，水分≤11%

1.2 體外試驗

1.2.1 培養底物組成及試驗設計 體外試驗的培養底物參考高產奶牛基礎日糧，具體組成及營養水平見表1。對照組以基礎日糧為培養底物，試驗組按精補料1%的比例，在基礎日糧底物中添加酵母培養物，每組設5個重復。

表1 體外發酵底物組成及營養水平（干物質基礎）

1.2.2 體外發酵培養 晨飼前，利用瘤胃液采集器采集10只日齡、體重相近的健康湖羊瘤胃液，經4層紗布過濾后，等體積混勻，與緩沖液（pH=6.85）按1：2的比例配制成人工瘤胃培養液。體外發酵裝置采用“AGRS-Ⅲ型微生物發酵微量產氣全自動記錄裝置與軟件系統”。稱取600 mg發酵底物和相應酵母培養物置于140 mL厭氧發酵瓶中，各發酵瓶加入75 mL人工瘤胃培養液。向發酵瓶通入二氧化碳3～5 s以排除空氣，立即蓋上幾丁質膠塞，并旋緊亨氏旋蓋。將發酵瓶逐一與產氣裝置的相應氣路通道連接，置于39℃條件下連續培養72 h后，收集樣品。

1.2.3 發酵樣品收集與處理 發酵結束后，收集各發酵瓶內容物，用孔徑200目的尼龍袋過濾，測定濾液pH后，采集5份2 mL濾液，-20℃條件下保存待測。將濾渣和尼龍袋置于65℃烘箱中，連續烘干72 h至恒重，利用差減法計算培養底物的干物質消化率。

1.2.4 產氣動力學模型分析 通過AGRS-Ⅲ型微生物發酵微量產氣全自動記錄裝置與軟件系統實時記錄產氣量。參照Groot等（1996）的方法對發酵時間和對應累積產氣量數據進行非線性曲線擬合：

式中：GPt為t（h）時間點累積產氣量，mL；A為理論最大產氣量，mL；C為達到1/2理論最大產氣量的時間，h；B為曲線平滑參數。

達到1/2理論最大產氣量時的平均速率（mL/h）的計算公式為：

1.2.5 體外瘤胃發酵特性指標測定 參照AOAC（1999）方法測定底物干物質含量；采用靛酚比色法（Verdouw等，1978）測定氨態氮含量；MCP濃度測定參考Makkar等（1982）方法；采用氣相色譜法（Yue等，2009）測定總揮發性脂肪酸和各揮發性脂肪酸含量；非升糖脂肪酸與升糖脂肪酸之比（o/rskov，1975）=（乙酸＋2×丁酸＋戊酸）/（丙酸＋戊酸）。

1.3 動物試驗

1.3.1 試驗動物與分組 本試驗采用單因素隨機區組設計方案，選擇品種、日齡一致、體重相近[（25±2.5）kg]的育肥期湖羊72只，隨機分為3個處理組，每組6個重復，每個重復4只羊，分欄飼養，飼養模式和環境條件一致。每日飼喂兩次，自由采食和飲水，具體設計如表2所示。

表2 試驗分組設計

1.3.2 試驗飼養管理 本試驗于2022年6～8月，在湖北宜昌安琪生物農業公司開展。參照《肉羊飼養標準》（NY/T816-2004）中“育肥羊飼養標準”配制基礎日糧，日糧組成為“精補料+花生秧”。其中，精補料選用“英聯愛博恩-生長育肥羊精補料7117”，其產品成分保證值如下：水分≤13.0%，粗蛋白質≥17.0%，粗灰分≤12.0%，粗纖維≤13.0%，賴氨酸≥0.50%，氯化鈉1.0%～2.5%，總磷≥0.45%，鈣1.0%～2.0%。過渡期內，精粗比由5:5逐步調整至7:3（精料占比70%、花生秧30%），預試期10 d，試驗期60 d。試驗期間，所有飼養管理參照牧場基本飼養管理進行。

1.3.2 溫濕度指數（THI）的測定 在試驗羊舍中部距地面1.5m處掛置干濕球溫度計，每日08∶00、12∶00、22∶00測定干濕球溫度，計算THI（Herbut，2012）。

式中：T為環境溫度，RH為相對濕度。

1.3.3 干物質采食量的測定 試驗期間，每天根據每欄投料量、剩料量及湖羊數量，計算各組湖羊日采食量，并根據飼料樣品水分測定值計算日平均干物質采食量。

1.3.4 生長性能的測定 分別于試驗第1、30天和60天早晨空腹稱取每只湖羊體重，計算平均日增重，同時根據干物質采食量及日增重計算料肉比。

1.4 數據處理與統計分析 采用Excel 2010對數據進行分類統計和初步處理后，再采用SAS 9.4統計軟件進行單因素方差分析，差異顯著性用Duncan氏多重比較，結果以“平均數±標準差”表示，P＜0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 體外試驗

2.1.1 酵母培養物對體外瘤胃發酵產氣量和產氣動力學參數的影響 由表3可知，與對照組相比，添加酵母培養物顯著提高了體外瘤胃發酵培養72 h累計產氣量、理論最大產氣量以及平均產氣速率（P＜0.05）。

表3 酵母培養物對體外瘤胃發酵產氣量和產氣動力學參數的影響

2.1.2 酵母培養物對體外瘤胃發酵特性的影響由表4可知，與對照組相比，添加酵母培養物顯著提高了體外瘤胃發酵干物質消化率、氨氮、微生物蛋白質和總揮發性脂肪酸濃度（P＜0.05），對瘤胃液pH和丙酸濃度無顯著影響（P＞0.05），但酵母培養物顯著降低了乙酸濃度、乙酸與丙酸的比值、非生糖脂肪酸與生糖脂肪酸的比值（P＜0.05）。

表4 酵母培養物對體外瘤胃發酵特性的影響

2.2 動物試驗

2.2.1 試驗羊舍室內環境指標監測 由圖1可知，受特殊氣候影響，整個試驗周期內，試驗羊舍室內溫度基本維持在26～34℃，尤其第2期試驗期間溫度持續居高不下。結合干濕球溫度計測定溫濕度結果，計算得到試驗羊舍室內溫濕度指數，繪制折線圖（圖2）。參照Armstrong（1994）對奶牛熱應激分級評估表（表5）可知，整個試驗周期內，試驗羊只幾乎一直處于熱應激狀態，其中第2期試驗湖羊基本處于中度熱應激狀態，對試驗羊只的采食行為及生長性能勢必帶來一定的負面影響。

表5 奶牛熱應激分級評估表

圖1 試驗期內羊舍室內溫度變化曲線

圖2 試驗期內羊舍溫濕度指數THI測定

2.2.2 酵母培養物對湖羊采食量和日增重的影響由表6可知，與對照組相比，酵母培養物顯著提升了湖羊干物質采食量和日增重（P＜0.05），對料肉比無顯著影響（P＞0.05）。與試驗II組相比，試驗I組采食量和日增重分別提升7.19%和10.15%，凈增重提升1.09 kg/只。試驗第2期與第1期相比，受長期熱應激環境影響，各組湖羊生長性能均受到了負面影響；隨著室內氣溫逐漸升高，對照組羊只采食量下降4.12%，而酵母培養物組采食量分別提升6.61%和2.47%。

表6 酵母培養物對湖羊采食量和日增重的影響

3 討論

3.1 酵母培養物對體外瘤胃發酵產氣量及產氣動力學的影響 反芻動物瘤胃內含有極其豐富的微生物區系，TMR日糧底物進入瘤胃后，經微生物發酵代謝產生大量的揮發性脂肪酸、氨氣、甲烷及二氧化碳等混合氣體（陳光吉等，2017；馬敏等，2016）。體外瘤胃發酵產氣量直接反映了TMR日糧底物的降解程度，并且與飼料干物質降解率呈高度正相關（龐德公等，2014）。本研究發現，添加酵母培養物可顯著提高72 h累積產氣量和最大理論產氣量，同時顯著提高日糧底物的干物質消化率，這與前人研究結果一致。譚支良（2004）用體外尼龍袋發酵技術研究60:40和50:50兩種精粗比日糧，分別添加0%和0.5%酵母培養物發現，酵母培養物顯著提高體外干物質降解率（P＜0.05）。曾鈺等（2019）在3個精粗比（40:60、50:50、60:40）飼糧中分別添加6個水平（0、0.5%、1%、1.5%、2%和2.5%）的酵母培養物（YC）進行體外發酵發現，酵母培養物添加水平對產氣量、粗蛋白質降解率、中性和酸性洗滌纖維降解率均有顯著影響（P＜0.05），其中0.5%YC組產氣量和粗蛋白質降解率顯著高于其他各組（P＜0.05）。毋昊等（2021）在3個ADF（16.0%、18.5%、21.0%）日糧中分別添加3個水平（0、1%、1.5%）酵母培養物（YC）進行體外發酵發現，在發酵12、24 h和30 h時，添加酵母培養物均可提高體外發酵的產氣量，1.0%YC組在發酵12 h產氣量顯著高于其他處理組（P＜0.05）。毋昊（2021）研究發現，在飼糧中添加YC顯著提升了普雷沃氏菌屬、瘤胃球菌屬與琥珀酸菌屬豐度（P＜0.05），且隨著YC劑量的增加，提升程度越高。酵母培養物可能改變了不同瘤胃微生物區系水平，繼而影響飼料不同營養成分的利用效率。上述研究結果表明，酵母培養物可以通過促進瘤胃微生物增殖，優化菌群結構，促進飼料發酵和降解，從而提高產氣量。

3.2 酵母培養物對體外瘤胃發酵特性的影響瘤胃pH、氨態氮、微生物蛋白和揮發性脂肪酸濃度是評價瘤胃內環境穩定性，瘤胃微生物區系對發酵底物營養物質的釋放及合成效率的重要指標。大量可溶性碳水化合物在瘤胃快速發酵會導致瘤胃內揮發性脂肪酸濃度急劇升高，繼而導致瘤胃pH下降，瘤胃微生物區系紊亂（Marion等，2009）。一般認為，瘤胃內pH維持在5.8以下達4 h便發生了亞急性瘤胃酸中毒。本試驗中，對照組和酵母培養物組的瘤胃pH均處于正常范圍。

反芻動物對日糧氮的利用主要通過瘤胃微生物將日糧底物中的氮源降解釋放為氨態氮（NH3-N）、氨基酸及小肽，再通過微生物合成為菌體蛋白，因此氨態氮濃度反映了飼糧蛋白質降解和微生物蛋白質合成速率的動態平衡狀況。Ortega等（1993）研究表明，最佳的NH3-N質量濃度為6.3～27.5mg/dL，濃度過低會影響菌體蛋白的產量，濃度過高則證明反芻動物瘤胃微生物降解氮源的速率遠遠超過微生物利用NH3合成蛋白質的速率，氮源產生和利用的平衡被打亂，會造成瘤胃中氮循環的紊亂，同時導致氮素的流失。本試驗中，對照組和酵母培養物組的氨態氮濃度均處于正常范圍，添加酵母培養物顯著增加微生物蛋白濃度，提升氮源的利用效率，與前人研究結果一致。任勝男等（2020）采用體外批次培養法，探究不同非纖維性碳水化合物（NFC）/中性洗滌纖維（NDF）條件下酵母培養物對瘤胃發酵參數的影響，研究發現高NFC底物條件下，添加酵母培養物可顯著降低第9 h和12 h氨態氮含量（P＜0.05），顯著提高第12 h微生物蛋白含量（P＜0.05）；常規底物條件下，酵母培養物可顯著提高第9 h的NH3-N含量及第6、12 h微生物蛋白含量（P＜0.05）。曾鈺等（2021）研究不同精粗比飼糧中添加酵母培養物對牦牛瘤胃體外發酵參數的影響時發現，酵母培養物添加水平對NH3-N和MCP含量有顯著影響（P＜0.05），0.5%YC組NH3-N和MCP含量顯著高于其他各組（P＜0.05）。

碳水化合物在瘤胃微生物作用下分解并生成揮發性脂肪酸（VFA），再經瘤胃上皮細胞吸收，可為宿主提供所需總能量的70%～80%，其中乙酸、丙酸和丁酸約占總揮發性脂肪酸的95%（Bergman，1973）。乙酸是乳脂合成的重要前體物，丙酸則是肝糖原合成中的主要前體物，可用來合成乳糖。本試驗中，酵母培養物顯著增加了總揮發性脂肪酸含量，降低了乙酸/丙酸比值，其中酵母培養物A同時可顯著降低非生糖脂肪酸與生糖脂肪酸的比值（P＜0.05）。試驗結果表明酵母培養物能促進瘤胃乙酸型發酵向丙酸型發酵轉移，提升日糧能量利用效率，為機體提供更多用于肝臟糖異生的前體物和能量。已有研究表明，酵母培養物對總揮發性脂肪酸的影響存在些許差異：胡駿鵬等（2022）研究表明，酵母培養物可顯著提升微生物蛋白含量和總揮發性脂肪酸濃度（P＜0.05），改善泌乳奶牛瘤胃發酵特性。毋昊等（2021）研究發現，添加YC能夠增加30 h高ADF水平日糧發酵液中乙酸、丙酸與TVFA含量，但均顯著低于低ADF飼糧組（P＜0.05），表明日糧結構對揮發酸的影響權重高于酵母培養物。耿春銀等（2016）研究表明，與對照組相比，YC對發酵液的pH、總揮發性脂肪酸均無顯著影響（P＞0.05），在個別揮發性脂肪酸比例方面，YC有提高乙酸比例、降低異丁酸比例的趨勢。上述研究說明，酵母培養物可以改善瘤胃發酵特性，提升日糧營養的利用效率。

3.3 酵母培養物對湖羊采食量和日增重的影響研究證實，酵母培養物可提高肉羊采食量、飼料利用效率及日增重，但作用效果受添加量和生理階段影響。閆佰鵬等（2018）在湖羊育肥期日糧中添加1%酵母培養物，研究發現不同淀粉來源日糧中添加YC雖未改變瘤胃發酵類型，但可顯著提高飼糧NDF與ADF表觀消化率，進而提高育肥湖羊對粗飼料的利用率（P＜0.05）。任建存等（2021）分別在關中奶山羊哺乳期羔羊飲用奶和開食料中添加15g/（只·d）酵母培養物，結果發現酵母培養物可以促進羔羊生長性能，提高抗體水平，降低發病率，且在飲用奶中添加效果最好。竇曉利等（2022）在黑山羊日糧中分別添加0、5、10、20 g/kg酵母培養物，研究發現添加10～20 g/kg酵母培養物可顯著提升黑山羊末重和平均日增重，降低料重比，顯著提升干物質和粗蛋白質表觀消化率，顯著降低肌肉剪切力和滴水損失率（P＜0.05）。李海濱等（2022）在嶗山奶山羊日糧基礎上分別添加10、25、40 g/（只·d）酵母培養物，結果發現25 g/（只·d）酵母培養物可顯著提高嶗山奶山羊的養分表觀消化率、產奶性能、抗氧化能力及免疫功能（P＜0.05）。張愛忠等（2010）在內蒙古白絨山羊日糧中分別添加2%、2.5%和3%酵母培養物，結果發現酵母培養物添加組血清谷胱甘肽過氧化物酶活力提高33.24%～142.52%（P＞0.05），血漿超氧化物歧化酶活力及總抗氧化能力顯著提高（P＜0.05）。本試驗中，育肥期湖羊日糧分別添加10 g/（只·d）酵母培養物A和酵母培養物B，試驗全期干物質采食量分別增加10.32%和2.92%，日增重分別增加16.14%和5.09%（P＜0.05），凈增重分別為1.68 kg/只和0.59 kg/只。與飼喂酵母培養物B相比，飼喂酵母培養物A羊只采食量和日增重分別提升7.19%和10.15%，凈增重提升1.09 kg/只。試驗第2期與第1期相比，隨著室內氣溫逐漸升高，對照組湖羊采食量下降4.12%，而酵母培養物組采食量分別提升了6.61%和2.47%。試驗結果表明，受長期熱應激環境影響，雖然各組湖羊的采食行為和生長性能均受到了一定影響，但酵母培養物的添加可以改善瘤胃發酵特性，提升湖羊的抗應激能力，有效緩解熱應激帶來的負面影響；且不同酵母培養物對湖羊瘤胃發酵特性改善及生長性能的提升效果存在差異，其中酵母培養物A明顯優于酵母培養物B。

4 小結

本試驗結果表明，酵母培養物可提升體外瘤胃發酵產氣量、揮發性脂肪酸濃度及微生物蛋白產量，改善瘤胃發酵特性。不同酵母培養物對湖羊瘤胃發酵特性和生長性能的提升存在差異，添加10 g/（頭·d）酵母培養物A對湖羊干物質采食量和生長性能效果最佳。