酵母培养物在奶牛生产中的研究进展

2020-12-28霍妍明李素霞蒋贵娥王颖李淑艳

饲料博览 2020年10期

霍妍明，李素霞*，蒋贵娥，王颖，李淑艳

（1.承德市畜牧工作站，河北承德067000；2.河北省畜牧良种工作站，石家庄050000；3.丰宁县农业农村局，河北承德067000）

酵母培养物属于微生态制剂，是将酵母菌在特定工艺条件控制下，经培养基充分厌氧发酵而成，主要由酵母细胞外代谢产物、发酵后的培养基和少量未发酵已失活性的酵母细胞组成。酵母培养物含有丰富的氨基酸、小分子肽、寡糖、维生素、矿物质、消化酶和促生长因子[1]。国外最早将酵母培养物用作反刍动物蛋白质饲料的补充。酵母培养物在促进奶牛生长、提高饲料报酬、降低奶牛场疫病发生率等方面效果较好。在使用过程中要注意与活性干酵母的区别，目前市场上使用的活性干酵母均为酵母菌与起到稀释作用的载体混合而成，无任何代谢成分，只能为机体提供一定数量的酵母细胞，这些外源性酵母细胞通过在瘤胃内存活并代谢来改善瘤胃内环境。而酵母培养物通过在体外有氧、厌氧的发酵后性质稳定还能够为瘤胃及肠道寄生微生物提供额外营养底物[2]。在高效、无抗饲养的背景下，酵母培养物作为奶牛饲料添加剂对于减少抗生素使用，实现提质增效、绿色生产等优势日益受到养殖者的重视。

1 酵母培养物的组成及生产加工工艺

酵母培养物成分复杂，包括酵母细胞内的营养物和发酵后的酵母细胞外代谢产物。按组成可以分为三大部分：酵母细胞体、酵母细胞代谢产物和变性培养基。其中酵母细胞体主要含有菌体蛋白、葡聚糖和甘露寡糖，变性培养基含有更容易被瘤胃微生物吸收利用的速效碳源、氮源和微量元素等。在发酵过程中，酵母细胞仅作为生产代谢产物的基础。采用的培养基不同，受小肽、酯和有机酸等因素影响，获得的发酵产品在品质、口感等方面也不相同。目前酵母培养物生产工艺主要包括液-液发酵和液-固发酵，液-液发酵省时但效果不稳定，液-固发酵是目前常采用的一种发酵模式，采用有氧液态发酵和厌氧固态发酵相结合的一种发酵工艺[3]，即首先通过液态发酵模式让酵母菌种达到最大生物量，通过固态发酵模式使酵母菌产生大量代谢产物，再对培养基高温灭菌熟化并干燥，这种工艺生产的产品含有很多营养活性物质。需要注意的是，在生产酵母培养物时可以使用的酵母菌种数量较多，但不是所用酵母菌种都能够刺激瘤胃特定微生物生长。

2 酵母培养物对瘤胃发酵的影响

酵母培养物主要通过改变瘤胃内微生物菌群结构起到营养调控作用，酵母培养物进入动物机体后，通过选择性刺激瘤胃内特定微生物的生长提高瘤胃中总细菌数量，特别是能够提高纤维分解菌和乳酸利用菌数量，瘤胃内纤维分解菌数量增加后，有助于粗纤维和营养物质的吸收利用；在奶牛饲喂过程中，精料占比较大，糖类物质在瘤胃内可产生大量有机酸，消化过程中会产生较多有机酸，导致瘤胃内pH迅速下降，抑制营养物质吸收，造成酸中毒，酵母培养物能够促进乳酸利用菌的生长，并提高乳酸的利用能力，稳定瘤胃pH。

3 酵母培养物的作用机理

3.1 提高肠道优势菌群数量、改善消化吸收能力

奶牛饲料中一半的粗纤维需要在瘤胃内消化，瘤胃内微生物区系直接决定消化的水平，其菌落主要包括瘤胃细菌、纤毛虫等微生物，均属厌氧菌。酵母菌属于耗氧菌，进入瘤胃内，有助于造成厌氧环境，极有利于瘤胃发酵[5]。特别是促进了乳酸菌、纤维分解菌等菌群的活性，促进对营养物质的分解、吸收和利用。

3.2 提高机体免疫力、增强动物健康水平

酵母培养物中所含的活酵母细胞除了能够在瘤胃内继续生长繁殖，还能抑制病原菌的生长繁殖，能够有效减少肠道疫病发生。添加酵母培养物后，增加血清中IgA和IgG含量增加，降低血浆中内毒素水平。刘大程等研究表明，添加酵母培养物后奶牛血浆中的超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶酶值增加，效果显著，且能够显著降低患隐性乳房炎奶牛血浆中的丙二醛含量[6]。另外酵母培养物中含有甘露聚糖、葡聚糖能够激活单核细胞刺激奶牛免疫系统进一步发育，并有助于体内有害菌和毒素吸附和排除，提高奶牛抗病能力。

3.3 改善代谢水平、提高生产性能

酵母培养物能够调控瘤胃内理想的pH，在充分厌氧的环境下，小肽、有机酸能显著发挥其代谢作用，使干物质采食高峰提前，通过提高干物质采食量，缓解泌乳早期能量负平衡，降低乳房炎发生率，间接提高奶牛生产性能。另外酵母培养物在提高日粮消化率的同时，能够促进菌体蛋白向肠道后端排空，避免尿素氮浪费，提高生产性能指标。

4 酵母培养物在奶牛生产中的应用效果

4.1 提高奶牛产奶量及改善乳品质

日粮中添加不同比例的酵母培养物后，对产奶量及乳成分均有不同程度的改变。周连高等研究表明，对泌乳期荷斯坦奶牛日粮中添加1.38%酵母培养物后，30 d后测定采食量、乳脂率、乳蛋白率、乳糖率、非脂固形物和乳密度分别提高2.90%、0.61%、0.66%、1.25%、0.80%和2.69%（P＞0.05），标准乳产量显著提高3.70%（P＜0.05）[7]。王玲等研究报道，分别添加占精料浓度0.8%、1.0%、1.2%的酵母培养物，结果表明添加1.0%组日均产奶量显著高于对照组（P＜0.05），各试验组产奶量分别比对照组提高8.48%、10.05%、8.97%；试验组均能显著提高乳脂和乳蛋白率（P＜0.05），显著降低牛奶体细胞数（P＜0.05）[8]。项性龙等研究表明，高精料日粮中添加酵母培养物可以提高饲料转化率，间接提高泌乳后期奶牛产奶量，延长泌乳周期并能够提高乳蛋白和乳脂肪的含量[9]。

4.2 提高奶牛热应激及抗病能力

现代遗传育种技术使奶牛生产性大幅提高，奶牛对环境要求也越来越高，热应激成为困扰夏季奶场生产的主要因素之一，直接影响奶牛的采食量，进而影响生产性能的发挥。酵母培养物通过降低奶牛直肠温度，缓解热应激反应。曲明姿等研究表明，高产奶牛和泌乳早期奶牛对热应激的敏感性高于低产和泌乳中后期奶牛[10]。Bruno等研究表明，对于受热应激困扰的泌乳早期奶牛日粮中添加30 g·d-1的酵母培养物可增加2.85%的产奶量[11]。刘旭日等研究表明，酵母培养物饲喂遭受热应激的泌乳早期奶牛可以显著增加其干物质采食量和提高产奶量，并能够改善营养物质消化率，推荐最佳饲喂量每头200 g·d-1[12]。另外有研究发现酵母培养物能显著降低腹泻犊牛的血浆内毒素水平，可有效缩短奶犊牛发生病程[13]。