復(fù)合微生物制劑對(duì)反芻動(dòng)物瘤胃調(diào)控的影響

王 誠(chéng)，丁博群，王 玲，董桂紅，翟桂玉，王 杰

（1.山東健源生物科技有限公司，山東 泰安 271000；2.山東省畜牧總站，山東 濟(jì)南；3.山東省青島市即墨區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東 青島）

瘤胃是飼料在反芻動(dòng)物體內(nèi)發(fā)酵反應(yīng)的場(chǎng)所，反芻動(dòng)物日常營(yíng)養(yǎng)能量的供給大多來源于瘤胃發(fā)酵的終產(chǎn)物，因此通過瘤胃發(fā)酵調(diào)控來提高反芻動(dòng)物的生產(chǎn)性能和對(duì)飼料的吸收利用率，成為研究熱點(diǎn)。隨著人們對(duì)抗生素殘留及抗藥性問題的認(rèn)識(shí)逐步加深，微生物制劑以其安全無害、綠色環(huán)保、有利于動(dòng)物機(jī)體健康等優(yōu)勢(shì)進(jìn)入研究者和生產(chǎn)者的視野。農(nóng)業(yè)部發(fā)布的《飼料添加劑品種目錄（2013）》中允許應(yīng)用于養(yǎng)殖動(dòng)物飼料的微生物有枯草芽孢桿菌、屎腸球菌、植物乳桿菌、乳酸片球菌、釀酒酵母、沼澤紅假單胞菌等[1]。目前，對(duì)枯草芽孢桿菌在反芻動(dòng)物瘤胃調(diào)控中研究較多，屎腸球菌研究相對(duì)較少，釀酒酵母菌更多的是將其發(fā)酵培養(yǎng)物應(yīng)用于瘤胃調(diào)控的研究。Sun等[2]研究表明，納豆枯草芽孢桿菌的添加可顯著增加奶牛產(chǎn)奶量、乳脂量、乳蛋白量、乳糖產(chǎn)量，影響奶牛瘤胃中乙酸、丙酸含量。周旭森[3]研究發(fā)現(xiàn)，在母羊日糧中補(bǔ)充0.5%活性釀酒酵母，與對(duì)照組相比，顯著降低了母羊瘤胃中氨態(tài)氮的濃度。胡良宇等[4]在荷斯坦奶牛日糧中補(bǔ)充屎腸球菌，結(jié)果表明提高了奶牛的泌乳量、總蛋白含量，有利于乳品質(zhì)的改善。白天天等[5]對(duì)綿羊添加60 d屎腸球菌和枯草芽孢桿菌復(fù)合菌劑，結(jié)果表明可以降低綿羊瘤胃中乙酸/丙酸的值。雖然釀酒酵母菌、枯草芽孢桿菌、屎腸球菌分別在反芻動(dòng)物養(yǎng)殖中有較多相關(guān)研究，但是對(duì)于三種菌復(fù)合應(yīng)用于反芻動(dòng)物養(yǎng)殖的研究很少。與單菌株相比，復(fù)合微生物制劑往往作用效果更明顯，綜合性能更強(qiáng)，更具有優(yōu)勢(shì)。何宗均等[6]研究表明，復(fù)合菌在促進(jìn)有機(jī)物料腐熟及除臭方面效果優(yōu)于單菌株。鄒函峪等[7]研究表明，與單一菌制劑相比，凝結(jié)芽孢桿菌和丁酸梭菌復(fù)合菌制劑更有利于促進(jìn)櫻桃谷鴨的生長(zhǎng)性能，提高免疫力，維護(hù)腸道菌群結(jié)構(gòu)。鄭瑋才等[8]研究表明，相較于單菌株飼喂，釀酒酵母和地衣芽孢桿菌組合飼喂改善綿羊瘤胃發(fā)酵效果更佳。

因此，本研究以荷斯坦奶牛為試驗(yàn)樣本，開展釀酒酵母菌、枯草芽孢桿菌、屎腸球菌及其不同比例添加量的復(fù)合微生物制劑分別對(duì)荷斯坦奶牛產(chǎn)奶情況、瘤胃中氨態(tài)氮及揮發(fā)性脂肪酸含量影響的測(cè)定，以期為反芻動(dòng)物的瘤胃調(diào)控及生產(chǎn)性能的改善提供一定的科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)菌株 本試驗(yàn)選取的試驗(yàn)菌株分別為釀酒酵母菌CCTCC M2016460購(gòu)自中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心，PDA培養(yǎng)基30 ℃、120 r/min震蕩培養(yǎng)至菌液濃度達(dá)2×108CFU/mL；枯草芽孢桿菌CICC 10732購(gòu)自中國(guó)工業(yè)微生物菌種保藏管理中心，LB培養(yǎng)基37 ℃、165 r/min震蕩培養(yǎng)至菌濃度達(dá)2×108CFU/mL；屎腸球菌CICC 20430購(gòu)自中國(guó)工業(yè)微生物菌種保藏管理中心，MRS培養(yǎng)基37 ℃ 靜置培養(yǎng)至菌液濃度達(dá)2×108CFU/mL。

1.1.2 試驗(yàn)設(shè)備 MILKYWAY-S快速乳成分分析儀、722型分光光度計(jì)、日本島津GC-7A氣相色譜儀。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)動(dòng)物及飼喂 本試驗(yàn)在山東省泰安市某牧場(chǎng)進(jìn)行。選擇體重為600 kg左右且泌乳期在60 d左右的健康荷斯坦奶牛70只，隨機(jī)分為7組，其中1組為對(duì)照組，6組為試驗(yàn)組，每組10頭牛，散養(yǎng)，自由采食飲水，牛舍定時(shí)打掃，每日飼喂兩次，對(duì)照組與試驗(yàn)組均飼喂含有豆渣-橘皮酶解物的全混合日糧，其組成和營(yíng)養(yǎng)水平見表1，試驗(yàn)組在此基礎(chǔ)上按照表2補(bǔ)充菌劑。由于相比枯草芽孢桿菌，釀酒酵母菌和屎腸球菌應(yīng)用于瘤胃調(diào)控的文獻(xiàn)報(bào)道相對(duì)較少，因此除三種菌等比例添加外，試驗(yàn)組F2與F3分別提高復(fù)合微生物制劑中釀酒酵母菌和屎腸球菌的比例。

表2 不同菌劑的添加量 （mL）

1.2.2 奶牛產(chǎn)奶情況測(cè)定 預(yù)試期10 d，試驗(yàn)期20 d，記錄各組產(chǎn)奶量數(shù)據(jù)，計(jì)算日平均產(chǎn)奶量值。第20天早（6時(shí)）、中（12時(shí)）、晚（17時(shí)）擠奶，等比例收集混勻，用MILKYWAY-S快速乳成分分析儀檢測(cè)各重復(fù)組牛奶的乳脂率、乳蛋白率。

1.2.3 奶牛瘤胃氨態(tài)氮和揮發(fā)性脂肪酸測(cè)定 試驗(yàn)最后1 d，禁食8 h后，從口腔插入倒胃管采集瘤胃液200 mL，使用四層紗布過濾，濾液4000 r/min離心15 min，取1 mL上清液到樣品瓶與4.5 mL 0.2 mol/L的HCl溶液混勻，-20 ℃保存?zhèn)錅y(cè)氨態(tài)氮；取4 mL上清液到樣品瓶與1 mL 25%的偏磷酸混勻，備測(cè)揮發(fā)性脂肪酸。揮發(fā)性脂肪酸參考胡紅蓮等[9]的測(cè)定方法，使用日本島津GC-7A氣相色譜儀進(jìn)行測(cè)定；氨態(tài)氮參考王慶紅[10]的測(cè)定方法，使用722型分光光度計(jì)在波長(zhǎng)700 nm條件下進(jìn)行測(cè)定。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì) 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010進(jìn)行初步整理計(jì)算，IBM SPSS Statistics 21軟件進(jìn)行單因素方差分析以及Duncan法多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同菌劑及其復(fù)合微生物制劑對(duì)奶牛產(chǎn)奶情況的影響

由表3可知，與對(duì)照組相比，在荷斯坦奶牛日糧中分別補(bǔ)充釀酒酵母菌、枯草芽孢桿菌、屎腸球菌的D1、D2、D3組產(chǎn)奶量、乳脂率、乳蛋白率呈上升趨勢(shì)，但變化均不顯著（P＞0.05）；分別按照不同比例添加釀酒酵母菌、枯草芽孢桿菌、屎腸球菌復(fù)合微生物制劑的F1、F2、F3組產(chǎn)奶量、乳蛋白率顯著高于對(duì)照組和添加單菌株的D1、D2、D3組（P＜0.05），其中，與對(duì)照組相比產(chǎn)奶量分別增加18.68%、18.38%、19.47%，乳蛋白率分別增加8.59%、9.46%、9.17%，乳脂率無顯著變化（P＞0.05）。試驗(yàn)結(jié)果表明，在荷斯坦奶牛飼喂中補(bǔ)充釀酒酵母菌、枯草芽孢桿菌、屎腸球菌復(fù)合微生物制劑有助于提高奶牛的產(chǎn)奶量和乳蛋白率，且效果優(yōu)于補(bǔ)充單株菌。

表3 奶牛產(chǎn)奶情況

2.2 不同菌劑及其復(fù)合微生物制劑對(duì)奶牛瘤胃氨態(tài)氮和揮發(fā)性脂肪酸的影響

由表4可知，與對(duì)照組相比，在荷斯坦奶牛飼喂中分別補(bǔ)充釀酒酵母菌、枯草芽孢桿菌、屎腸球菌的D1、D2、D3組奶牛瘤胃中丙酸、丁酸、氨態(tài)氮含量均無顯著差異（P＞0.05），乙酸含量顯著低于對(duì)照組（P＜0.05），分別降低6.38%、7.49%、9.52%，乙酸/丙酸的值與對(duì)照組相比顯著降低（P＜0.05）。而與對(duì)照組相比，補(bǔ)充釀酒酵母菌、枯草芽孢桿菌、屎腸球菌不同配比復(fù)合微生物制劑的F1、F2、F3組，乙酸、丁酸、氨態(tài)氮的含量以及乙酸/丙酸的值均顯著降低（P＜0.05），丙酸含量顯著升高（P＜0.05），其中乙酸含量分別降低17.39%、18.07%、18.67%，丁酸含量分別降低15.12%、15.59%、16.01%，氨態(tài)氮含量分別降低11.32%、10.90%，11.17%，丙酸含量分別增加5.07%、5.67%、5.18%。值得一提的是，添加復(fù)合微生物制劑的F1、F2、F3組乙酸、丁酸、氨態(tài)氮含量以及乙酸/丙酸的值與添加單菌株的D1、D2、D3組相比均顯著降低（P＜0.05），丙酸含量顯著升高（P＜0.05）。由此推測(cè)，在荷斯坦奶牛的飼喂中補(bǔ)充釀酒酵母菌、枯草芽孢桿菌、屎腸球菌復(fù)合微生物制劑對(duì)瘤胃的調(diào)控效果比補(bǔ)充單菌株的效果更明顯。

表4 瘤胃內(nèi)揮發(fā)性脂肪酸含量和氨態(tài)氮含量

3 討論

3.1 不同菌劑及其復(fù)合微生物制劑對(duì)奶牛產(chǎn)奶情況的影響

在日糧中補(bǔ)充釀酒酵母菌、枯草芽孢桿菌、屎腸球菌等益生菌，有利于改善反芻動(dòng)物胃腸道微生物菌群，維持胃腸道菌群生態(tài)平衡，調(diào)控瘤胃發(fā)酵，增強(qiáng)動(dòng)物機(jī)體免疫力，從而提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能。張彬等[11]對(duì)荷斯坦奶牛日糧補(bǔ)充釀酒酵母50 g/（頭·d），結(jié)果表明，奶牛的產(chǎn)奶量提高了0.59 kg/d，同時(shí)改善了乳品質(zhì)，有助于提高經(jīng)濟(jì)收益。Desnoyers等[12]研究表明，補(bǔ)充酵母菌后奶牛的產(chǎn)奶量增加了1.2 g/kg BW，乳脂含量增加趨勢(shì)不顯著（P＞0.05），對(duì)乳蛋白質(zhì)含量沒有影響。Ambriz-Vilchis等[13]對(duì)奶牛三種不同飲食補(bǔ)充活酵母0.8 g/（頭·d），結(jié)果表明對(duì)奶牛的產(chǎn)奶量、奶的化學(xué)特性等均未產(chǎn)生顯著影響。張秉勝等[14]在泌乳奶牛日糧中補(bǔ)充活菌數(shù)≥1.0×108CFU/g的枯草芽孢桿菌20～60 g/（頭·d）可以達(dá)到提高泌乳量、改善乳品質(zhì)的目的。袁霞等[15]研究發(fā)現(xiàn)，在泌乳中期奶牛飼料中添加60 g/d屎腸球菌可以將泌乳量提高8%。綜合上述研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，奶牛飼料中補(bǔ)充釀酒酵母菌、枯草芽孢桿菌或屎腸球菌大多可以提高奶牛的產(chǎn)奶量并且對(duì)乳品質(zhì)有所改善，但效果均不顯著。本試驗(yàn)在荷斯坦奶牛的飼喂中補(bǔ)充釀酒酵母菌、枯草芽孢桿菌或屎腸球菌單菌株時(shí)，與上述研究結(jié)果相似，表現(xiàn)為產(chǎn)奶量、乳脂率、乳蛋白率均略有增加，但增加不顯著。

王衛(wèi)正等[16]在飼喂基礎(chǔ)日糧的基礎(chǔ)上對(duì)每頭荷斯坦泌乳牛補(bǔ)充1 kg/d的釀酒酵母菌與枯草芽孢桿菌的混菌培養(yǎng)物，結(jié)果表明，產(chǎn)奶量顯著提高1.09 kg/（頭·d）（P＜0.05），乳脂率、乳蛋白率增長(zhǎng)不顯著（P＞0.05）。Nocek等[17]在荷斯坦奶牛日糧中以玉米粉做載體補(bǔ)充含有5×109CFU的酵母菌和5×109CFU的屎腸球菌的復(fù)合微生物補(bǔ)充劑，結(jié)果顯示，產(chǎn)奶量顯著提高（P＜0.01），乳脂肪含量、乳蛋白質(zhì)含量、乳蛋白率變化不顯著（P＞0.05），乳脂率較低。上述研究選用兩種菌株混合補(bǔ)充到奶牛日糧中，產(chǎn)奶量均可得到顯著提高。本試驗(yàn)中對(duì)荷斯坦奶牛飼喂釀酒酵母菌、枯草芽孢桿菌、屎腸球菌復(fù)合微生物制劑，試驗(yàn)結(jié)果表明產(chǎn)奶量顯著提升，這與上述研究結(jié)果相似，同時(shí)乳蛋白率也顯著增加，提高了乳品質(zhì)，這可能是三種菌株相互協(xié)同作用的結(jié)果。

3.2 不同菌劑及其復(fù)合微生物制劑對(duì)奶牛瘤胃氨態(tài)氮和揮發(fā)性脂肪酸的影響

揮發(fā)性脂肪酸是反芻動(dòng)物主要的能量來源，主要由瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生，包括乙酸、丙酸、丁酸等[18]。Sun等[2]研究發(fā)現(xiàn)飼喂納豆枯草芽孢桿菌，奶牛

瘤胃中乙酸含量、乙酸/丙酸值顯著降低（P＜0.01），丙酸含量顯著增加（P＜0.01）。Liu等[19]對(duì)肉牛飼喂活性干酵母，可以顯著提升肉牛瘤胃中丙酸的濃度（P＜0.01）。本試驗(yàn)中補(bǔ)充釀酒酵母菌、枯草芽孢桿菌、屎腸球菌單菌株以及復(fù)合微生物制劑的各試驗(yàn)組瘤胃中乙酸的含量均顯著降低，補(bǔ)充復(fù)合微生物制劑的試驗(yàn)組丙酸含量顯著增高，乙酸/丙酸值均顯著降低，與上述研究結(jié)果相似。乙酸是乳脂合成的前體物質(zhì)，丙酸可以促進(jìn)肝葡萄糖生成，提高葡萄糖的供給量，從而通過促進(jìn)乳糖合成提高泌乳量[15]。本試驗(yàn)中，在奶牛日糧中補(bǔ)充復(fù)合微生物制劑后奶牛瘤胃發(fā)酵模式明顯向丙酸型發(fā)酵模式轉(zhuǎn)變，丙酸含量升高，提升了奶牛的產(chǎn)奶量，這與表3的試驗(yàn)結(jié)果相符。氨態(tài)氮是反映瘤胃氮代謝水平的重要指標(biāo)。鄭瑋才等[8]在綿羊飼料中補(bǔ)充6×1010CFU/kg釀酒酵母和2×1010CFU/kg地衣芽孢桿菌可以顯著降低綿羊瘤胃中氨態(tài)氮的含量（P＜0.05），而單獨(dú)補(bǔ)充釀酒酵母和地衣芽孢桿菌的試驗(yàn)組氨態(tài)氮降低不顯著（P＞0.05）。本試驗(yàn)結(jié)果與之相似，復(fù)合微生物制劑相比單菌株菌劑可以更好地促進(jìn)瘤胃調(diào)控，降低氨態(tài)氮含量，提高飼料利用率。

4 結(jié)論

飼糧中補(bǔ)充釀酒酵母菌、枯草芽孢桿菌、屎腸球菌的復(fù)合微生物制劑可以有效改善以荷斯坦奶牛為例的反芻動(dòng)物瘤胃調(diào)控，降低瘤胃中乙酸、丁酸濃度、增加丙酸濃度，降低乙酸/丙酸值，使瘤胃發(fā)酵向丙酸型發(fā)酵轉(zhuǎn)變，同時(shí)降低了氨態(tài)氮濃度，改善瘤胃代謝水平，增加奶牛產(chǎn)奶量和乳蛋白率，提高反芻動(dòng)物生產(chǎn)性能。