添加酵母菌对奶牛血液生化、免疫力及生产性能的影响

朱晋佳，龚 龑，彭锦芬，陈 亮，周传社，杨玲媛，2*

（1.湖南农业大学动物科技学院，长沙 410128；2.湖南畜禽安全生产协同创新中心，长沙 410128；3.中国科学院亚热带农业生态研究所，长沙 410125）

益生菌也称微生态制剂，其作为一种新型安全、高效、无污染的饲料添加剂受到了广泛的关注。益生菌主要包括酵母菌制剂、乳酸菌制剂、芽孢杆菌制剂以及混合菌剂等［1］。酵母菌制剂和乳酸菌制剂应用较为普遍，酵母菌种中应用最多的是酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae），主要分为活性酵母菌剂和酵母培养物菌剂两大类型［2］。酿酒酵母在奶牛养殖的生产中被广泛应用，关于酵母对奶牛的健康状况、产奶性能等方面有诸多研究。戴辉等［3］的研究表明，奶牛精料中添加活性酵母在改善乳品质和提高产奶性能方面表现出了良好的效果。有研究发现，酵母发酵饲料能使瘤胃发酵功能得到改善，提高饲料利用率［4］，同时也能保障机体健康，减少疾病的发生，增加经济效益［5-6］。张政等［7］用体外法评价了活性酵母及其发酵饲料对瘤胃发酵参数的影响，发现活性酵母明显增加了体外发酵液中菌体蛋白的含量，且效果优于发酵饲料。酵母培养物在奶牛生产中也有着广泛的应用，其作为添加剂加入到奶牛饲料中，可以很好地改善围产期奶牛能量负平衡的状态［8］。王玲等［9］的研究报道，饲料中添加酵母培养物（每头奶牛每天25 g）饲喂奶牛能使产奶量得到显著提高。Lesmeister等［10］研究发现酵母培养物可以使牛乳中乳成分得到改善。单独添加活性酵母或酵母培养物对奶牛的产奶量、生产性能影响的研究较为普遍，但添加活性酵母及其培养物对不同泌乳期奶牛的产奶性能、采食量、血液生化指标及免疫力影响的研究鲜有报道。

本试验通过向奶牛日粮中添加一定剂量的活性酵母（乐斯福酵母）及酵母培养物（富硒酵母），探究其对不同泌乳期奶牛的产奶性能、采食量、血液生化指标和免疫力的影响，旨在为更好地服务奶牛业及实现其健康可持续发展提供理论支撑和数据支持。

1 材料与方法

1.1 试验设计

本试验根据两因素完全随机区组试验设计，选取48头胎次相同、体重相近［（534±20） kg］的泌乳期荷斯坦奶牛，试验分2个时期进行，泌乳前期和中期。每期选取24头，随机分成4组，每组6头。各组试验处理如下：对照组（control group，CG组）饲喂基础日粮；另外3个试验组在对照组的基础上分别添加0.075%乐斯福酵母（Lesfox yeast group，LY组）、0.100%富硒酵母（selenium-enriched yeast group，SY组）以及0.075%乐斯福酵母和0.100%富硒酵母混合物（LY+SY组）。试验总周期为45 d，其中包括10 d预饲期和35 d正式期。

表1 试验处理分组Tab.1 Grouping of experimental treatment

1.2 试验材料

乐斯福酵母购买于法国乐斯福集团，活菌数浓度为1.5×1010cfu/g；富硒酵母产品购买于中国安琪酵母公司，酵母硒的含量为0.200%，水分小于6%。

1.3 试验饲料及饲养管理

试验奶牛的基础饲料按照美国国家研究委员会（United States National Research Council，NRC，2001）奶牛营养要求进行配制。奶牛日粮为全混合日粮（total mixed ration，TMR），其精粗比为40:60。基础饲料组成成分及营养水平见表2。整个试验期间奶牛定点在06:00和17:00时被饲喂，自由饮水。每天饲喂前，将所添加酵母及酵母培养物与TMR均匀混合。对试验牛的驱虫、免疫等过程均按照正常的免疫程序进行。

表2 基础饲料组成及营养水平（干物质基础%）Tab.2 Basic diet composition and nutritional level(dry matter basis %)

1.4 样品采集

1.4.1 饲料样品采集

从试验开始起每天记录采食量，根据饲料投喂量和剩料量计算平均日采食量（average daily feed intake，ADFI）。每天饲喂前采集TMR，-20℃保存，利用杨胜［11］提供的饲料分析方法，分别对饲料中的干物质、粗蛋白和中性洗涤纤维等进行分析。

1.4.2 牛奶样品

牛奶样品采集在试验期第30～35天进行，每天05:00和17:00定时采集奶样50 mL，将2次采集的奶样等体积混合，并记录每日产奶量。牛奶样品采集完，立即送回实验室，采用福斯多功能乳品分析仪（Milko Scan FT+ Type 76150）测定分析牛奶中乳脂、乳蛋白、乳糖、总固形物以及非脂固形物等常规成分。

1.4.3 血液生化指标

于正式期第35天早上6:00饲喂前0 h和饲喂后2、6 h，用含肝素钠的抗凝真空采血管通过尾根静脉对试验荷斯坦奶牛进行血液样品采集。血液样品采集完成后，立即离心（4℃下3 000 r/min离心10 min），收集血浆，于-20℃保存。利用全自动生化分析仪（美国贝克曼库尔特公司，CX4）以及相关试剂盒（南京建成生物工程研究所） 对血浆中谷丙转氨酶（Alanine aminotransferase，ALT）、淀粉酶（amylase，AMY）、胆固醇（cholesterol，TC）、葡萄糖（glucose，Glu）、乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase，LDH）、甘油三酯（triglyceride，TG）、总蛋白（total protein，TP）、尿素氮（urea nitrogen，BUN）、IgA、IgM和IgG进行检测分析。

1.5 统计分析

所有数据先用Excel软件进行初步整理，再利用SAS 8.02版软件ANOVA和GLM程序进行统计分析，并采用Duncan法进行多重比较，统计差异显著水平设置为P＜0.05。

2 结果与分析

2.1 奶牛干物质采食量以及泌乳效率

由表3可知：不同处理对奶牛的干物质采食量无显著性影响（P＞0.05），但在泌乳中期，SY组奶牛的干物质采食量分别比CG、LY、LY+SY组高出10.21%、15.28%、8.00%（P＞0.05）；在泌乳初期，SY组的饲料利用率显著低于LY和LY+SY组（P＜0.05），而泌乳中期的不同处理对饲料利用率无显著性影响（P＞0.05）。

表3 奶牛TMR采食量以及泌乳效率Tab.3 TMR intake and lactation efficiency in dairy cows

2.2 奶牛产奶量与乳品质

由表4可知：泌乳前期，不同处理组奶牛产奶量有明显差异，其中CG和SY组产奶量均显著高于LY组（P＜0.05）；在泌乳中期，SY组奶牛产奶量最高，分别比CG、LY 以及LY+SY组高出17.79%、20.04%和20.82%（P＜0.05）。对于乳蛋白含量，在泌乳前期，不同处理组的乳蛋白含量以SY组最低（P＜0.05），而CG、LY和LY+SY这3组之间没有显著差异（P＞0.05）；泌乳中期的不同处理组乳蛋白含量均无明显差异（P＞0.05）。不同处理组牛奶中乳脂肪、乳糖、总固形物以及非脂固形物含量均无明显差异（P＞0.05）。

表4 奶牛产奶量以及奶品质Tab.4 Milk yield and quality of dairy cows

2.3 奶牛血液生化指标

由表5可知，泌乳前期，奶牛血液中AMY含量以CG组含量最高，与其他3个处理组差异不显著。在泌乳中期，LY+SY组奶牛血液中AMY含量显著高于其他3个处理组（P＜0.05），分别比CG组、LY组和SY组高出15.67%、18.43%和19.81%。与此同时，奶牛在泌乳中期血液中的LDH含量也以LY+SY组最高，显著高于其他3组（P＜0.05），分别比CG组、LY组和SY组高出9.05%、12.94%和10.18%。对于血液中的BUN含量，在不同处理组的不同泌乳期均存在差异。在泌乳前期，4个处理组奶牛的血液中BUN含量以SY组最低，且显著低于LY组（P＜0.05），其他3个处理组之间以及SY与CG和SY+LY处理组之间差异均不显著（P＞0.05）。在泌乳中期，奶牛血液中BUN含量则以LY组最低（P＜0.05）。在本试验所测指标中，除上述指标存在显著性差异外，其他所测指标均无显著性差异。

表5 奶牛血液生化指标Tab.5 Blood biochemical indicators of dairy cows

2.4 奶牛免疫球蛋白含量

由表6可知：在泌乳前期，奶牛血液中IgA、IgM含量均以LY+SY组最高，但各组之间均无显著性差异（P＞0.05），IgG以LY+SY组含量最低，显著低于LY、SY组（P＜0.05）；而在泌乳中期，血浆中IgA含量以CG组最高（P＞0.05），IgM的含量以SY组最高（P＞0.05）， IgG含量以LY+SY组含量最高，显著高于CG和SY组（P＜0.05），分别高出45.56%、46.59%。

表6 奶牛血浆中免疫球蛋白含量（mg/mL）Tab.6 The content of immunoglobulin in plasma of dairy cows (mg/mL)

3 讨论

3.1 不同处理对奶牛干物质采食量以及饲料利用效率的影响

大量研究报道日粮中添加富硒酵母对奶牛干物质采食量无显著影响［12-14］。本试验奶牛TMR中添加富硒酵母对奶牛的采食量也没有显著影响，与上述报道结论一致。本试验中添加乐斯福活性酵母对奶牛采食量亦无显著影响，该结果与部分研究略有差异。黄恒新等［15-16］研究表明，奶牛TMR中添加100 g/d胃乐佳奶牛专用稀释活性干酵母（每克稀释活性干酵母中含活菌数≥2亿）可以提高奶牛的采食量，并且增强瘤胃对日粮中干物质消化降解的能力，且在热应激阶段饲喂酵母/酵母提取物也有利于增加干物质采食量［17］。Moallem等［18］在高温条件下选择了42头奶牛，并在其日粮中添加活性酵母粉，其中初产牛14头，经产牛28头，试验组在对照组的基础上添加0.025%的啤酒酵母，最终结果表明，试验组干物质采食量比对照组高2.500%。本试验结果与Moallem等试验结果有差异，可能是不同酵母产品之间活菌数略有差异，且饲喂次数、酵母菌种以及所处的饲养环境条件不同所致。

泌乳效率是奶牛在泌乳期摄入的饲料粗蛋白转化到牛奶中的比例，饲料利用效率可明确奶牛采食饲料后转化为牛奶的产量，其具体衡量的计算公式为：饲料转化效率（%）=3.5%乳脂校正乳量［kg/（d·头）］/干物质采食量［kg/（d·头）］。这一衡量标准可以为提高奶牛产奶量提供科学的参考依据［19］。有研究表明，夏季从7月初到9月，对泌乳中期的奶牛每头每天饲喂60 g酵母培养物时，对照组与饲喂酵母培养物处理组产奶量分别为34.9 kg/d和35.4 kg/d，相比于对照组其泌乳中期奶牛的饲料转化率提高了7%［20］。在本试验中，相比于对照组，添加活性酵母与酵母培养物对饲料利用率无显著性影响。Schingoethe等［20］的试验条件是在夏季高温季节。邵丽玮等［21］研究认为，炎热夏季每天在每头奶牛的日粮中添加50 g酿酒酵母培养物，有一定的缓解夏季奶牛热应激的效果。岳寿松等［22］也报道了在夏季热应激期间添加微生态制剂可以增强奶牛的抗热应激水平。所以Schingoethe等［20］的试验结果与本试验有差异的原因可能是饲养季节的不同，酵母培养物缓解了奶牛的热应激，动物机体对抗环境温度做出的反应略有差异。

3.2 不同处理对奶牛产奶性能的影响

产奶性能是衡量奶牛饲料转化率、健康状况与生产价值的重要指标，大量文献表明酵母菌对奶牛产奶性能有重要的影响。张伶燕［23］选择100头机体条件相近的泌乳后期荷斯坦奶牛，每天在每头奶牛的基础日粮中添加50 g酵母培养物，最终研究结果表明，产奶量相对于试验前有了显著提高。仇菊等［24］的研究结果表明，在泌乳盛期和中期的奶牛TMR日粮中添加酵母培养物可以提高奶牛产奶量。王卫正等［25］的研究结果表明，添加3%的酵母培养物在泌乳中期荷斯坦奶牛的基础日粮中能提高奶牛的产奶量。本试验中添加富硒酵母培养物显著提高了泌乳中期奶牛的产奶量，与上述报道一致，具体原因可能是：酵母培养物是由无活性或少量活性的酵母细胞外代谢物产物在特定培养基上经充分厌氧发酵形成的，其中含有的增味物质、芳香物质对改善饲料的适口性和提高动物采食量有积极作用，从而提供给动物更多的营养物质，有利于产奶量的提高［9］。酵母培养物能够更好地维持瘤胃内环境稳定，刺激乳酸与纤维分解菌生长，动物采食的营养物质更好地在瘤胃发酵后经动物吸收，促进了机体泌乳量的提高［26］。陈欠林等［27］研究发现，相比于对照组，在奶牛饲料的每吨精料中添加 1 kg 活性酵母对奶牛产奶量有显著提高的效果，但对乳蛋白率无显著影响。陈书琴等［28］的研究结果表明，在奶牛基础日粮中添加活性酵母产品，延长了泌乳高峰期，降低了泌乳中后期下降速度，从而提高了高、中产奶牛的产奶量，同时也改善了乳品质和奶牛的机体健康，但对乳蛋白并没有显著影响。本试验添加活性酵母对于泌乳前期和中期奶牛乳蛋白的含量的影响不显著，与陈书琴等［28］的报道一致，说明奶牛饲料中添加活性酵母不会影响乳蛋白含量。添加活性酵母组产奶量也没有显著提高，可能是由于活性酵母的活菌数不同、生产酵母产品发酵工艺的优劣、酵母产品稳定性以及奶牛泌乳阶段和饲养方式不同等原因造成的。Givens等［29］的研究结果表明，在相同基础日粮条件下，不同日粮硒源和日粮硒水平对泌乳奶牛的干物质摄入、奶产量、乳常规和乳常规产量没有显著性影响。王连群等［12］的研究结果表明，添加富硒酵母后对奶牛的乳常规、产奶量和乳常规产量的影响不显著。左恩波等［30］的研究发现，奶牛精料中添加0.5、1.0 mg/kg的有机硒试验组相比于对照组，其乳蛋白率有升高的趋势，但差异不显著。有研究表明，奶牛饲料中单独添加酵母培养物或富硒酵母或二者联合饲喂，均能使乳蛋白含量得到显著的提高［31］。而本试验中，添加富硒酵母对泌乳中期奶牛的乳蛋白无显著影响，但是泌乳前期添加富硒酵母其乳蛋白含量相较对照组显著降低。目前关于富硒酵母或者有机硒对动物机体作用效果的研究并不一致，不同饲料配方等多种因素均对其有一定的影响。Williams等［32］指出，饲料组成影响酵母培养物对产奶量和乳成分的作用，精料的占比越多，对其改善作用越明显。更深层次的原因还需要深入研究有机硒对动物机体的作用机制。

3.3 不同处理对奶牛血液生化指标的影响

血液生化指标可以很好地反应机体各组织器官之间的代谢状况，血液中营养组分的含量、免疫因子的活性、抗氧化酶的活性都可以受到酵母培养物的改变而影响机体的新陈代谢。鲁敏等［33］研究报道，日粮添加富硒益生菌对山羊血液学指标（胆固醇、尿素氮以及血糖浓度）均无显著性影响；闫碧川等［34］研究报道，泌乳中后期在奶牛饲料中添加酵母培养物对血清生化指标如血清葡萄糖、总蛋白、白蛋白、尿素氮含量及谷氨转氨酶活性均无显著影响，但也无负面影响；王玲等［35］的研究表明，酵母培养物的添加量占奶牛基础日粮中精料浓度的1%的处理组与添加量为0%的对照组相比可以显著降低奶牛血液中尿素氮的含量。本试验中，添加富硒酵母的处理组相比于对照组也显著降低了血液中尿素氮的含量，与王玲等［35］报道的结果相似，试验结果造成的差异可能受产奶量、乳品质以及饲养环境等多方面因素的影响。AMY是体内重要的消化酶，与胰腺、唾液腺以及肝脏关系密切，少量研究表明血清淀粉酶的值波动较大，并没有相对稳定的区间范围，所以不能很好地科学对照测得的血清淀粉酶数值是否具有临床意义［36］。就我国南北方牧场而言，北方牧场奶牛泌乳量较南方牧场奶牛泌乳量高，往往采食量也高于南方牧场，北方牧场奶牛的AMY活性相对就高［37］。LDH作为一种糖酵解酶，主要影响血糖含量。研究表明，LDH与奶牛的泌乳性状有一定的间接联系，主要是由于LDH与奶牛血糖含量关系密切，同等条件下的奶牛，LDH的活性与血糖含量成一定的正相关性［38］，而血糖是合成乳糖的重要原料，可以作为反应奶牛产奶量的指标［39］。本试验研究结果显示，在泌乳中期，AMY和LDH的含量均得到了提高，可能是由于酵母培养物提高了泌乳奶牛的产奶量所致。关于AMY和LDH在奶牛生产性能上的报道并不常见，多偏向于对同工酶的研究，具体更深层次的原因尚需进一步研究探讨。

3.4 不同处理对奶牛免疫球蛋白含量的影响

免疫球蛋白是机体健康状况的重要监测指标，对机体抵抗疾病和维持自身健康状况有重要的意义。目前大量文献表明，酵母菌可以通过提高机体血清中IgG的含量来增强反刍动物的免疫力。金亚东［40］的研究结果表明，在犊牛日粮以及饮用乳中添加酵母培养物均可提高血清中免疫球蛋白的含量，并且后者的效果优于前者。王卫正［41］的研究结果表明，在奶牛泌乳中期用3%酵母培养物等量替代基础日粮中的部分原料，添加60 d以后，血清中IgA和IgG的含量均显著提高。周东年等［42］的研究表明，相比于对照组，试验组分别添加基础日粮中精料的1%和2%的酿酒酵母培养物均可以提高奶牛血清中IgG的含量，且后者血清中IgG的含量显著提高，IgA和IgM在各组之间差异不显著。本试验泌乳前期和中期3个处理组的IgA和IgM与对照组相比差异不显著，这与周东年等［42］的试验结果相似。但王卫正［41］的研究表明酵母培养物可以显著提高IgA的含量，可能是由于酵母菌添加剂量或添加方式不同导致试验结果有一定的差异。关于酵母菌对于奶牛血清中IgA和IgM的含量影响的具体原因还需进一步研究。本试验中，泌乳前期3个处理组IgG的含量与对照组差异均不显著，SY处理组IgG的含量最高，泌乳中期LY+SY处理组IgG的含量最高，显著高于对照组，同周东年等［42］添加益生菌可以提高IgG含量结果相一致。综合本试验结果与其他大量试验可发现，微生态制剂可以很好地促进机体免疫反应，提高免疫力。其一方面是由于酵母细胞壁含有的成分β-葡聚糖和甘露寡糖可以释放抑菌活性物质，抵抗病原微生物［43］，另一方面益生菌能提高动物循环血液中抗体水平，刺激了机体的体液免疫应答能力，而IgG介导的正好是体液免疫应答，从而使其含量增高［44］。综合以上数据表明，奶牛日粮中添加一定量的酵母培养物对提高动物机体免疫力、改善机体健康状态、促进奶牛养殖业的健康可持续发展有一定积极意义。