犊牛复合微生物酶制剂及含其代乳品研究

■樊庆山 王 炳 刁其玉 毕研亮 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）

我国奶牛养殖数量已超过1 300万头，年犊牛出生500万头以上。母犊牛是泌乳奶牛的后备力量，其培育质量至关重要。成年泌乳奶牛和肉用饲养计划必须从犊牛开始，生长发育良好、免疫机能建立、瘤胃正常发育等共同构建优秀成年乳用和肉用牛的体质基础。因此，研究犊牛阶段营养调控原理和培育新技术，培育出高产优质奶牛和肉牛是现代奶牛养殖业的关键环节。本实验室前期采用由地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、植物乳杆菌制成复合微生物，由纤维素酶和木聚糖酶制成复合酶添加到犊牛日粮中，旨在提高犊牛的免疫力和胃肠道发育，同时增加动物对植物原料的消化能力，促进犊牛生长发育；以较易消化的大豆、小麦、花生蛋白作为主要蛋白质来源，选择最适配比并结合适宜的加工工艺，制备新型犊牛代乳品。本文将总结中国农业科学院反刍动物生理与营养实验室多年来在复合微生物酶制剂及含其代乳品对犊牛生长发育影响的研究结果。

1 益生菌在饲料中的应用

随着动物微生态学研究的不断深入，益生菌制剂作为一类新型无公害、无残留、无污染饲料资源已被众多学者和饲料行业所关注，目前该类添加剂在单胃动物饲料中的研究与应用较多。研究证明益生菌具有促进动物生长、保障动物肠道菌群平衡等作用。我国农业部2045号公告《饲料添加剂品种目录（2013）》中已明确规定可以用于动物生产的饲料级微生物添加菌种有：地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、两歧双歧杆菌、粪肠球菌、屎肠球菌、乳酸肠球菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、德式乳杆菌乳酸亚种、植物乳杆菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌、产朊假丝酵母、酿酒酵母、沼泽红假单胞菌、婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌、青春双歧杆菌、嗜热链球菌、罗伊氏乳杆菌、动物双歧杆菌、黑曲霉、米曲霉、迟缓芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、纤维二糖乳杆菌、发酵乳杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种、产丙酸丙酸杆菌、布氏乳杆菌、副干酪乳杆菌、凝结芽孢杆菌、侧孢短芽孢杆菌[1]。目前市场上用于饲用益生菌种类主要是乳酸菌、芽孢杆菌、酵母和粪亮球菌属等。

闫晓刚[2]利用酵母培养物和颗粒精料研究其对荷斯坦犊牛的生长发育的影响，发现酵母培养物可以改善犊牛胃肠内环境，促进消化，提高平均日增重和改善体尺指标；酵母培养物可影响瘤胃内消化途径，提高对粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维的全消化道消化率。Chaucheyras Durand F等[3]报道，活性干酵母对幼龄反刍动物瘤胃微生物的活性有积极作用，可以维持瘤胃pH值稳定和防止瘤胃酸中毒，同时可以提高生长性能和瘤胃纤维分解菌的活性。芽孢杆菌制剂是益生菌产品中的一种，不但具有其它益生菌的一般益生特性而且具有很强的抗逆特性，能够耐受高温以及动物胃肠道环境，并且更易于保存，所以其在动物生产上的应用更适用于实际生产。符运勤[4]研究表明，日粮中添加地衣芽孢杆菌可提高0～8周龄犊牛的平均日增重和体躯指数，添加地衣芽孢杆菌与枯草芽孢杆菌、植物乳酸杆菌的复合菌提高犊牛8周龄的体躯指数，提高了瘤胃内纤维分解菌的数量。日粮中添加地衣芽孢杆菌及其复合菌可以提高后备牛日增重，促进后备牛的生长。在日粮中添加参试益生菌，尤其是地衣芽孢杆菌增加了瘤胃液中优势菌群的种类和瘤胃细菌区系的稳定性，提高了瘤胃纤维分解菌的数量。

2 酶制剂在饲料中的应用

饲料工业中可添加的商品酶制剂的微生物来源主要是细菌和真菌。目前，在反刍动物日粮中研究应用较多的酶主要为纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶、蛋白酶。但不同种属的微生物、在不同培养条件下发酵，分泌产生的酶的酶学性质有很大的差异。淀粉酶、蛋白酶和糖化酶主要集中在断奶羔羊和犊牛上的应用。纤维素酶和木聚糖酶主要集中在泌乳奶牛中的应用。

犊牛出生时，消化系统酶发育不健全，蛋白酶系尚未建立完全，淀粉酶活性较低。同时哺乳期犊牛缺少瘤胃微生物的帮助，仅靠自身产生的消化酶分解和消化营养物质。因而极易产生消化不良、生长发育受阻等现象。在日粮中添加外源酶制剂是提高犊牛饲料利用率的有效途径之一。国春艳等[5]研究表明添加纤维素酶和木聚糖酶为主的复合酶可以改变瘤胃发酵模式，各组复合酶处理的产气量、氨态氮浓度、挥发性脂肪酸（VFA）浓度有所增加，饲料消化率提高[6]。也有研究表明，在犊牛TMR日粮中添加外源酶制剂可提高3～7周龄犊牛的干物质采食量，提高对饲料中ADF、NDF、总能的表观消化率，促进瘤胃发育，改善瘤胃发酵参数，促进瘤胃微生物区系优势菌群的建立，从而提高犊牛日增重。

3 新型饲料添加剂在饲料中的应用

酵母β-葡聚糖在犊牛营养生理中具有积极作用。周怿等[7]发现，在犊牛代乳粉中添加75 mg/kg的酵母β-葡聚糖可显著提高犊牛日增重、饲料转化比和犊牛免疫能力；可提高早期断奶犊牛的小肠绒毛高度，增加小肠绒毛高度与隐窝深度比[8]，优化肠道微生物结构，从而减少疾病发生，促进犊牛健康生长，并能在一定程度上替代或减少抗生素的使用[9]。

张国锋等[10-11]研究蜜蜂花粉及其多糖对14～70日龄犊牛生长性能、营养物质消化率和血清生化指标的影响，结果表明，代乳粉中添加蜜蜂花粉及其多糖可提高犊牛生长性能及对干物质和粗蛋白质的表观消化率，改善饲料转化比和减低血清甘油三酯水平，并有提高血清总蛋白和白蛋白含量的趋势。蜜蜂花粉添加量为25 g/d或蜜蜂花粉多糖添加量为5 g/d水平时，犊牛生长性能和营养物质消化率有明显的改善。

4 复合微生物酶制剂及含其代乳品

鉴于犊牛消化、免疫特点、营养素要求，以及本团队在益生菌、酶制剂等饲料添加剂方面的研究进展，将地衣芽孢杆菌活菌、枯草芽孢杆菌活菌、酵母菌、植物乳杆菌组成的复合微生物和由纤维素酶、木聚糖酶组成的复合酶合用于犊牛代乳品。结合有效的复合微生物酶制剂，配制出更适合饲喂0～6月龄犊牛的新型代乳品。该新型代乳品，可使犊牛的增重和饲料转化率都达到与其他代乳品同等的饲养效果，并能显著降低犊牛腹泻频率，提高屠宰净肉率，提高犊牛肉的嫩度和部分营养成分的含量。在改善健康状况，提高肉产量和肉品质的效果突出，可用于犊牛肉生产。

4.1 新型代乳品对0～6月龄犊牛生长性能的影响

与饲喂以大豆粉为植物蛋白原料的原代乳品相比，饲喂新型代乳品，犊牛的腹泻率显著降低；新型代乳品使用复合微生物酶制剂后效果比使用符运勤[4]和国春艳[6]研究报道的生物制剂或复合酶制剂有所改善。6月龄犊牛的日增重、饲料转化比皆可达到同样的水平，但减少了犊牛腹泻率，提高了犊牛的健康状况。

4.2 新型代乳品对0～6月龄犊牛屠宰性能的影响

与饲喂以大豆粉为植物蛋白原料的原代乳品相比，饲喂新型代乳品，6月龄犊牛的产肉量有所增长，净肉率上分别高于符运勤[4]和国春艳[6]文献中报道的微生物制剂和复合酶制剂的单一作用。

4.3 新型代乳品对0～6月龄犊牛肉品质的影响

与饲喂以大豆粉为植物蛋白原料的原代乳品相比，饲喂新型代乳品，所生产的犊牛肉的肌肉嫩度较好，肉中蛋白质含量有所提高。

5 复合微生物酶制剂及含其代乳品的优点

新型代乳品复合微生物酶制剂采用由地衣芽孢杆菌活菌、枯草芽孢杆菌活菌、酵母菌、植物乳杆菌组成的复合微生物与由纤维素酶和木聚糖酶组成的复合酶配比而成。现有技术中有符运勤[4]公开采用地衣芽孢杆菌活菌、枯草芽孢杆菌活菌、酵母菌、植物乳杆菌组成的复合微生物，国春艳[6]采用纤维素酶、木聚糖酶、酸性蛋白酶、中性蛋白酶、果胶酶配比的复合酶。本发明与现有技术相比，采用的复合微生物采用四种益生菌，特别增加了酵母菌，更加快速消耗氧气，并产酸而有利于营养物质的消化，降低腹泻发生，改善犊牛日增重和饲料转化率。最终本发明提供的复合微生物，其总活性为1010CFU/g，并且确定其适宜比例，改善犊牛消化道微生物组成，提高健康状况；复合酶采用了两种，其优势是专用于液体饲喂方式的犊牛代乳品，同时本发明提供的代乳品中蛋白质主要来源于小麦蛋白粉和花生蛋白粉，其蛋白质消化率较高，犊牛应激反应较低，可减少蛋白酶的添加。同时针对产品中植物源性饲料比例较高，特别是小麦制品用量较高的特点，添加了纤维降解复合酶，提高犊牛对植物性饲料的消化率，减少营养性腹泻发生。

实施新型代乳品，犊牛可在10日龄断奶饲喂代乳品，生长良好，节省鲜奶350 kg以上，扣除购买代乳粉支出，以牛奶近3年平均价格计算每头犊牛可节省632.7元。新产犊牛断奶后生长发育优良，13个月龄体重达到420 kg，体高1.3 m，初配月龄平均提前1.5个月，按每天30元计算节省饲养成本1 350元/头。另外，我国饲料工业中大豆制品的用量一直居高不下，造成进口量剧增。新型代乳品是以小麦和花生蛋白替代部分大豆蛋白，减少大豆制品在饲料生产中的用量。新型代乳品的研发为整个饲料工业高档饲料原料开辟了一个新的途径，符合饲料工业和养殖业可持续发展的战略需求，提高了科学技术贡献度。目前，代乳品生产已成为一个新型产业，随着现代畜牧业的发展，其需要量将在今后几年快速增长甚至翻倍，尤其是优质高效的产品将继续供不应求，代乳品产业将得到长足发展，同时也会促进代乳品相关原料产品加工技术的进步，扩大饲料资源，降低生产成本，提升整个饲料工业的国际竞争力。

6 小结

本团队基于“犊牛营养调控及培育关键技术”的理论研究的犊牛系列代乳产品，完成了规范的科学试验和生产示范，经过不断技术创新和应用完善，成为我国第一代犊牛代乳品。试验证明，复合益生菌的作用效果要比单一菌种的益生菌效果明显。不同种益生菌之间具有协同作用，消化酶有利于动物消化，益生菌可以促进动物产生消化酶，益生菌与酶组成的复合制剂对动物生长有更大作用。因此，新型代乳品改变了犊牛随母哺乳的传统方式；突破了发达国家犊牛代乳品由乳制品组成的原料瓶颈；将经典的动物营养理论与现代的生物技术相结合，建立了犊牛培育新技术。使用新型代乳品对于犊牛早期断奶，培育健康的后备畜，以及提高成年畜的生产性能具有重要意义。