益生菌在犊牛饲料中的运用

■马满鹏 王 炳 刁其玉 屠 焰

（中国农业科学院饲料研究所奶牛营养学北京市重点实验室，北京100081）

新生犊牛瘤胃、网胃及瓣胃的功能发育不健全，摄入的液体饲料经食管沟进入皱胃和小肠消化吸收。犊牛机体免疫器官和功能不健全，对外界不良的环境抵抗能力较弱，易造成腹泻、呼吸道疾病，影响犊牛的健康生长，因此在犊牛阶段补饲一定量的益生菌增强免疫力，刺激胃肠道的发育从而促进生长发育。益生菌作为新型的饲料添加剂运用于动物营养和饲料中，能够提高饲料转化率、保证动物健康生长，从而增加畜牧养殖业的经济效益。益生菌是通过有益微生物制成包含菌体及其代谢产物或活菌的制剂，能够改善动物胃肠道微生物动态平衡、有益于动物健康和生产性能发挥的一类微生物添加剂。因此，中国农业科学院饲料研究所反刍动物生理与营养实验室通过添加枯草芽孢杆菌（2×1010CFU/d）、地衣芽孢杆菌（2×1010CFU/d）、植物乳酸菌（1.7×1010CFU/d）和热带假丝酵母（5×109CFU/d）等益生菌，研究犊牛断奶前后的生长性能、血清生化、免疫力、营养物质利用、胃肠道发育和微生物的变化，评价几种益生菌制剂的利用价值。

1 益生菌的来源与作用机理

益生菌作为一种重要的绿色饲料添加剂，对改善宿主肠道内环境，调节肠道微生态平衡和诱导宿主肠道免疫反应有着十分重要的作用，已广泛用于畜禽饲料中以提高生产性能。益生菌与胃肠道常驻菌群通过共生、栖生、竞争和吞噬等相互作用，表现出一系列的功能。益生菌通过竞争作用直接或依靠代谢产物作用于肠道微生物，改变肠道菌群之间的关系，维持微生态的稳定；益生菌在瘤胃中激活纤维分解菌，增加挥发性脂肪酸（VFA）的浓度，同时能够刺激微生物修复胃肠道黏膜保证其功能的完整性，提高反刍动物对营养物质的利用率；通过刺激肠道黏液层、分泌免疫因子增强机体的免疫能力，提高抵抗力。益生菌能够刺激反刍动物瘤胃中蛋白分解菌产生更多的氨基转化酶、硫化物分解酶，降低肠道中胺和吲哚等有害物质，以及寄生在粪便中的益生菌活菌继续发酵，减少粪便对环境的污染。

2 益生菌对犊牛断奶前后生长性能的影响

生长是动物机体统一协调的发展过程，随着日龄的增长，犊牛机体的组织器官不断发育，生长指标有规律的增长。在瘤胃微生物菌落建立初期，给犊牛补饲益生菌，有利于优势菌在瘤胃中的定植，从而促进营养物质的消化与利用，为犊牛早期的骨骼生长发育和后期的快速增长提供基础，当瘤胃微生物趋于稳定时，外源补充益生菌的作用逐渐减弱。

2.1 热带假丝酵母菌制剂

犊牛断奶前后在代乳品、颗粒料中添加热带假丝酵母制剂（活菌含量5×109CFU/d），对犊牛的开食料采食量、总干物质采食量均无显著影响，生长性能在各个饲养阶段无显著差异，但数值上显示，添加热带假丝酵母制剂使犊牛的体重提高5.64%，56～80日龄犊牛的干物质采食量提高8.96%，显著提高饲料转化比，可能是热带假丝酵母制剂产生的有机酸和维生素等代谢产物促进了胃肠道各种消化酶的分泌与合成，促进机体对营养物质的消化吸收和利用。热带假丝酵母制剂与桑叶黄酮复合制剂能够显著提高42～80日龄犊牛体长指数和体重（提高3.13%和8.38%），同时复合制剂能促进犊牛对干物质的采食量并提高体况。

2.2 植物乳杆菌与枯草芽孢杆菌

植物乳杆菌与枯草芽孢杆菌是动物体内的正常菌群，通过添加植物乳杆菌[1.7×1010CFU(头·d)]与枯草芽孢杆菌[2.0×108CFU/(头·d)]的复合菌，发现犊牛日增重提高了9.31%、7.33%，饲料转化率降低11.47%和10.39%。随着犊牛日龄的不断增加，添加植物乳杆菌的犊牛日增重优势逐渐减弱，由0～2周的31.25%下降到10～12周的1.36%。可见益生菌的作用效果在犊牛的早期生活中更加明显。

2.3 地衣芽孢杆菌及其复合菌

添加地衣芽孢杆菌（2×1010CFU/d）、地衣芽孢杆菌与枯草芽孢杆菌复合菌（1∶1）和地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和植物乳酸杆菌复合菌（1∶1∶1），在0～6周龄时，犊牛体躯指数无显著性差异。到8周龄时单独添加地衣芽孢杆菌和添加地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌与植物乳酸杆菌复合菌能显著提高犊牛体躯指数，地衣芽孢杆菌及其复合菌对犊牛体长指数与体躯指数变化规律基本相似，添加三种菌制剂在试验各个时间点差异均不显著。在整个试验期，单独添加地衣芽孢杆菌显著提高了平均日增重（ADG），而地衣芽孢杆菌与枯草芽孢杆菌复合菌的效果不明显，可能是因为二者均为芽孢杆菌，在孢子裂殖过程中均耗氧，存在夺氧竞争，从而影响正常菌群的附植。地衣芽孢杆菌及其与其他菌的复合菌在不同程度上有提高犊牛平均日增重和提高体躯指数的作用。单独添加地衣芽孢杆菌对生长性能具有较好的作用，而复合菌的饲喂效果、复合作用不稳定。

3 益生菌对犊牛血清生化、免疫力的影响

3.1 对犊牛腹泻和粪便评分的影响

通过添加益生菌，每天观察犊牛的健康状况，并根据文献方法计算腹泻率和粪便指数。随着犊牛日龄的增加，犊牛的消化器官和免疫机能逐渐发育成熟，腹泻率和粪便指数显著降低。日粮中添加热带假丝酵母制剂（CT）和CT与桑叶黄酮（MLF）复合制剂对42～56 d断奶犊牛的粪便指数无显著影响，但能有效降低犊牛的腹泻率，减缓断奶应激对犊牛的影响。这可能是酵母及其培养物通过自身代谢产物提高了犊牛胃肠道中微生物的数量和活力，改善胃肠道环境，而黄酮类化合物对大肠杆菌、金色葡萄球菌具有抑制作用，从而降低了犊牛的腹泻情况。同时饲喂CT进行大肠杆菌攻毒试验，发现粪便pH值无显著差异，但在72 h后有降低的趋势，而CT与MLF协同降低粪便评分，说明日粮添加CT有助于提高后肠道乳酸菌的数量，降低pH值抑制了致病性大肠杆菌的生长与繁殖，维持犊牛稳定的肠道菌群。添加益生菌加快了犊牛胃肠道菌群的建立，促进了消化器官的发育，提高饲料消化率，减轻营养性腹泻。添加乳酸菌、芽孢杆菌等益生菌，可以维持肠道微生态区系的稳定，从而减少腹泻的发生，因此添加一定剂量的益生菌，能够改善犊牛腹泻情况。

3.2 对犊牛血清生化和免疫指标的影响

由于犊牛胃肠道发育尚不完全，消化机能和代谢功能不完善，因此犊牛对营养物质的利用率较低。随着犊牛日龄的增加，瘤胃微生物不断完善、发酵和代谢功能逐步完善，作为能量来源的前体物质由葡萄糖逐渐转变成挥发性脂肪酸，β-羟丁酸（BHBA）的浓度逐渐增加，促进犊牛瘤胃上皮细胞的发育。而饲粮中添加热带假丝酵母(CT)对犊牛血清BHBA指标以及激素因子无显著影响，添加CT与桑叶黄酮(MLF)复合菌可显著提高80日龄犊牛的BHBA浓度，表明CT与MLF复合菌可以促进瘤胃发育和完善代谢功能。动物在应激源刺激下血液中皮质醇含量会发生聚变，皮质醇能够客观直接地反映应激程度，并对机体的糖代谢具有重要作用。饲喂植物乳杆菌能够明显减少犊牛的断奶应激，犊牛断奶期间添加植物乳杆菌和枯草芽孢复合菌显著提高其血浆中皮质醇含量，而对犊牛断奶前和断奶后皮质醇和肾上腺素水平无显著影响。饲喂地衣芽孢杆菌及其复合菌对尿素氮无显著差异，但数值上稍低，可能添加地衣芽孢杆菌及其复合剂提高犊牛蛋白质的沉积。

动物机体受到外界或其他的有害刺激时，机体内将产生大量的活性分子如活性氧自由基或活性氮自由基，造成组织细胞的氧化程度超出了抗氧化系统的清除能力，破坏免疫系统的免疫力，从而引起细胞核组织的损伤。其中机体的抗氧化系统维持体内自由基的生成和清除的动态平衡，其中以超氧化物歧化酶（SOD）的抗氧化能力最强。饲喂热带假丝酵母制剂的犊牛，大肠杆菌攻毒7 d后血清中的SOD、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）浓度提高，IgA、IgM浓度增长，有助于机体的抗氧化免疫功能。饲喂地衣芽孢杆菌及其复合菌则使得犊牛血清总蛋白水平增加，白蛋白与球蛋白比降低。

4 益生菌对营养物质消化利用的影响

益生菌通过在动物体内一系列的生理作用，合成或分泌代谢产物来抑制有害微生物的生长，调节微生物的平衡，增强机体的免疫力，从而使各种营养物质的利用率提高。酵母菌是真菌类，是反刍动物瘤胃中的有益菌，在犊牛发育的早期，添加酵母菌对瘤胃微生物区系的建立尤为重要，添加CT提高了犊牛断奶后的氮（N）利用率。其作用机理可能是由于断奶后，CT伴随开食料直接进入瘤胃，通过刺激瘤胃多种蛋白分解菌，将日粮中粗蛋白质更多地降解合成为微生物蛋白。犊牛断奶前添加CT显著提高中性洗涤纤维（NDF）的表观消化率，犊牛断奶后开食料中添加CT提高了总能代谢率和消化能代谢率，减少粪能的排出量，说明CT可能通过刺激瘤胃微生物促进消化酶的分泌或提高淀粉酶的活性来提高对碳水化合物的消化，降低粪能的排出。添加CT与MLF复合菌还可以显著提高对中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）的表观消化率，表明CT能够促进纤维降解细菌的固定与附植，促进对纤维的消化利用。益生菌可以稳定动物肠道内正常菌群，促进有益菌的增殖，降低有害菌的数量，提高犊牛对营养物质的消化率，尤其对氮的生物学价值。

5 益生菌对瘤胃微生物发酵和胃肠道发育的影响

犊牛瘤胃pH值、氨态氮（NH3-N）、VFA是犊牛瘤胃发酵的重要指标，能够反应瘤胃的功能和内环境的稳定。益生菌在瘤胃中主要通过代谢产物来提高微生物数量和活力，使瘤胃内乳酸浓度降低，从而改善瘤胃发酵和营养物质的利用，提高动物生产性能。瘤胃pH值对瘤胃微生物尤其纤维分解菌具有重要的影响，添加CT提高了犊牛断奶后的瘤胃液pH值，增强纤维分解菌的活性，对犊牛瘤胃微生物的建立有重要的作用。NH3-N是瘤胃微生物重要的氮源，对含氮物质的降解和吸收速率有重要的影响，可合成微生物蛋白（MCP）并为反刍动物提供50%～80%的可吸收蛋白，而酵母培养物对瘤胃发酵的类型并无影响，但能促进微生物蛋白的合成。VFA为反刍动物瘤胃发酵的主要产物，为反刍动物提供了70%～80%的代谢能。添加CT提高了断奶后犊牛瘤胃MCP的合成，CT可以促进瘤胃微生物对日粮中能量和蛋白质的利用，改善瘤胃发酵，其中56日龄断奶时相比VFA浓度显著提高了11.28%。通过添加CT降低丙酸浓度增加了乙酸/丙酸比，改善瘤胃发酵的模式，CT在瘤胃内与微生物相互作用刺激瘤胃微生物快速繁殖，利用大量丙酸有助于MCP的合成。

添加地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和植物乳酸杆菌的复合菌与地衣芽孢杆菌显著提高了瘤胃pH值，犊牛6周龄断奶时提高了VFA浓度，表明瘤胃的发酵能力增强，添加益生菌增强了瘤胃对VFA的吸收能力。犊牛在4周龄补饲羊草，添加地衣芽孢杆菌在6周龄时显著提高乙酸浓度，而丙酸、丁酸和戊酸显著降低，可能犊牛采食粗饲料，提高乙丙酸比例，提高了VFA的浓度增强了瘤胃发酵的能力，瘤胃pH值升高有利于生成乙酸。添加地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌复合菌的期间，显著降低了丁酸的浓度，丁酸对幼龄反刍动物的瘤胃发育至关重要，可以促进瘤胃上皮细胞的增殖和分化以及肠道蠕动。

瘤胃微生物依靠自身分泌的多种消化酶对瘤胃中的营养物质进行发酵，为自身和宿主提供营养和能量。添加CT提高了犊牛瘤胃中木聚糖酶39.69%的活性，添加地衣芽孢杆菌及其复合菌的犊牛在2周龄检测到白色瘤胃球菌，而对照组直到6周龄才检测到白色瘤胃球菌。添加地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和植物乳酸菌复合菌在8周龄时显著提高了犊牛瘤胃中的黄色瘤胃球菌和产琥珀酸丝状杆菌的数量，地衣芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌与枯草芽孢杆菌复合菌显著提高了产琥珀酸丝状杆菌的数量，促进了纤维分解菌在瘤胃中的定植和提高了瘤胃中纤维分解菌的数量，随着年龄增长，瘤胃细菌开始增多，瘤胃细菌区系逐渐形成稳态。

犊牛胃肠道的发育影响后备期间对营养物质的消化利用和生长发育，瘤胃作为反刍动物发酵和吸收的场所，瘤胃乳头吸收发酵产生的VFA，同时VFA的浓度刺激瘤胃乳头的发育。单独添加CT显著提高皱胃鲜重占体重比例和皱胃鲜重占复胃重比例，显著提高瘤胃乳头长度，可能CT改变瘤胃的发酵模式提高丁酸的浓度，刺激瘤胃乳头的发育，促进细胞的增殖，增加了瘤胃乳头长度。CT与MLF复合菌显著提高了瘤胃和瓣胃的鲜重，而单独添加CT与复合制剂均能显著提高全胃的重量。添加CT显著提高了瘤胃和皱胃占体重的比例，促进了犊牛瘤胃、网胃和瓣胃的发育，可能是CT调节瘤胃微生物区系，刺激瘤胃微生物大量的生长和繁殖。CT显著提高十二指肠绒毛高度和绒毛/隐窝值，降低了隐窝深度，提高小肠的分泌和吸收功能。同时CT也表现出了提高空肠中段绒毛高度与回肠肌层厚度的趋势，肌层厚度增加有助于提高犊牛抗菌和抗炎症的能力，从而减少胃肠道疾病的发生。

6 小结

添加热带假丝酵母有助于提高犊牛机体抗氧化能力，促进十二指肠的发育，降低犊牛腹泻率。植物乳杆菌及植物乳杆菌和枯草芽孢杆菌的复合菌可以提高犊牛的日增重，改善其饲料转化率；提高犊牛在断奶期间的抗应激能力。地衣芽孢杆菌单菌及其与枯草芽孢杆菌和植物乳酸杆菌复合菌的作用效果优于地衣芽孢杆菌与枯草芽孢杆菌复合菌的作用效果，提高了0～8周龄犊牛瘤胃发酵参数的稳定性。益生菌通过促进胃肠道的发育，提高犊牛的营养物质的消化利用、免疫能力和抗应激能力。因此，犊牛日粮中添加益生菌可以促进犊牛健康生长，为提高犊牛生产力以及成年牛的生产提供帮助，最终提高犊牛养殖的经济效益，促进犊牛养殖业的发展。