复合微生物制剂对反刍动物瘤胃调控的影响

王 诚，丁博群，王 玲，董桂红，翟桂玉，王 杰

（1.山东健源生物科技有限公司，山东 泰安 271000；2.山东省畜牧总站，山东 济南；3.山东省青岛市即墨区农业农村局，山东 青岛）

瘤胃是饲料在反刍动物体内发酵反应的场所，反刍动物日常营养能量的供给大多来源于瘤胃发酵的终产物，因此通过瘤胃发酵调控来提高反刍动物的生产性能和对饲料的吸收利用率，成为研究热点。随着人们对抗生素残留及抗药性问题的认识逐步加深，微生物制剂以其安全无害、绿色环保、有利于动物机体健康等优势进入研究者和生产者的视野。农业部发布的《饲料添加剂品种目录（2013）》中允许应用于养殖动物饲料的微生物有枯草芽孢杆菌、屎肠球菌、植物乳杆菌、乳酸片球菌、酿酒酵母、沼泽红假单胞菌等[1]。目前，对枯草芽孢杆菌在反刍动物瘤胃调控中研究较多，屎肠球菌研究相对较少，酿酒酵母菌更多的是将其发酵培养物应用于瘤胃调控的研究。Sun等[2]研究表明，纳豆枯草芽孢杆菌的添加可显著增加奶牛产奶量、乳脂量、乳蛋白量、乳糖产量，影响奶牛瘤胃中乙酸、丙酸含量。周旭森[3]研究发现，在母羊日粮中补充0.5%活性酿酒酵母，与对照组相比，显著降低了母羊瘤胃中氨态氮的浓度。胡良宇等[4]在荷斯坦奶牛日粮中补充屎肠球菌，结果表明提高了奶牛的泌乳量、总蛋白含量，有利于乳品质的改善。白天天等[5]对绵羊添加60 d屎肠球菌和枯草芽孢杆菌复合菌剂，结果表明可以降低绵羊瘤胃中乙酸/丙酸的值。虽然酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌分别在反刍动物养殖中有较多相关研究，但是对于三种菌复合应用于反刍动物养殖的研究很少。与单菌株相比，复合微生物制剂往往作用效果更明显，综合性能更强，更具有优势。何宗均等[6]研究表明，复合菌在促进有机物料腐熟及除臭方面效果优于单菌株。邹函峪等[7]研究表明，与单一菌制剂相比，凝结芽孢杆菌和丁酸梭菌复合菌制剂更有利于促进樱桃谷鸭的生长性能，提高免疫力，维护肠道菌群结构。郑玮才等[8]研究表明，相较于单菌株饲喂，酿酒酵母和地衣芽孢杆菌组合饲喂改善绵羊瘤胃发酵效果更佳。

因此，本研究以荷斯坦奶牛为试验样本，开展酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌及其不同比例添加量的复合微生物制剂分别对荷斯坦奶牛产奶情况、瘤胃中氨态氮及挥发性脂肪酸含量影响的测定，以期为反刍动物的瘤胃调控及生产性能的改善提供一定的科学参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验菌株 本试验选取的试验菌株分别为酿酒酵母菌CCTCC M2016460购自中国典型培养物保藏中心，PDA培养基30 ℃、120 r/min震荡培养至菌液浓度达2×108CFU/mL；枯草芽孢杆菌CICC 10732购自中国工业微生物菌种保藏管理中心，LB培养基37 ℃、165 r/min震荡培养至菌浓度达2×108CFU/mL；屎肠球菌CICC 20430购自中国工业微生物菌种保藏管理中心，MRS培养基37 ℃ 静置培养至菌液浓度达2×108CFU/mL。

1.1.2 试验设备 MILKYWAY-S快速乳成分分析仪、722型分光光度计、日本岛津GC-7A气相色谱仪。

1.2 方法

1.2.1 试验动物及饲喂 本试验在山东省泰安市某牧场进行。选择体重为600 kg左右且泌乳期在60 d左右的健康荷斯坦奶牛70只，随机分为7组，其中1组为对照组，6组为试验组，每组10头牛，散养，自由采食饮水，牛舍定时打扫，每日饲喂两次，对照组与试验组均饲喂含有豆渣-橘皮酶解物的全混合日粮，其组成和营养水平见表1，试验组在此基础上按照表2补充菌剂。由于相比枯草芽孢杆菌，酿酒酵母菌和屎肠球菌应用于瘤胃调控的文献报道相对较少，因此除三种菌等比例添加外，试验组F2与F3分别提高复合微生物制剂中酿酒酵母菌和屎肠球菌的比例。

表2 不同菌剂的添加量 （mL）

1.2.2 奶牛产奶情况测定 预试期10 d，试验期20 d，记录各组产奶量数据，计算日平均产奶量值。第20天早（6时）、中（12时）、晚（17时）挤奶，等比例收集混匀，用MILKYWAY-S快速乳成分分析仪检测各重复组牛奶的乳脂率、乳蛋白率。

1.2.3 奶牛瘤胃氨态氮和挥发性脂肪酸测定 试验最后1 d，禁食8 h后，从口腔插入倒胃管采集瘤胃液200 mL，使用四层纱布过滤，滤液4000 r/min离心15 min，取1 mL上清液到样品瓶与4.5 mL 0.2 mol/L的HCl溶液混匀，-20 ℃保存备测氨态氮；取4 mL上清液到样品瓶与1 mL 25%的偏磷酸混匀，备测挥发性脂肪酸。挥发性脂肪酸参考胡红莲等[9]的测定方法，使用日本岛津GC-7A气相色谱仪进行测定；氨态氮参考王庆红[10]的测定方法，使用722型分光光度计在波长700 nm条件下进行测定。

1.2.4 数据处理及统计 试验数据采用Excel 2010进行初步整理计算，IBM SPSS Statistics 21软件进行单因素方差分析以及Duncan法多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同菌剂及其复合微生物制剂对奶牛产奶情况的影响

由表3可知，与对照组相比，在荷斯坦奶牛日粮中分别补充酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌的D1、D2、D3组产奶量、乳脂率、乳蛋白率呈上升趋势，但变化均不显著（P＞0.05）；分别按照不同比例添加酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌复合微生物制剂的F1、F2、F3组产奶量、乳蛋白率显著高于对照组和添加单菌株的D1、D2、D3组（P＜0.05），其中，与对照组相比产奶量分别增加18.68%、18.38%、19.47%，乳蛋白率分别增加8.59%、9.46%、9.17%，乳脂率无显著变化（P＞0.05）。试验结果表明，在荷斯坦奶牛饲喂中补充酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌复合微生物制剂有助于提高奶牛的产奶量和乳蛋白率，且效果优于补充单株菌。

表3 奶牛产奶情况

2.2 不同菌剂及其复合微生物制剂对奶牛瘤胃氨态氮和挥发性脂肪酸的影响

由表4可知，与对照组相比，在荷斯坦奶牛饲喂中分别补充酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌的D1、D2、D3组奶牛瘤胃中丙酸、丁酸、氨态氮含量均无显著差异（P＞0.05），乙酸含量显著低于对照组（P＜0.05），分别降低6.38%、7.49%、9.52%，乙酸/丙酸的值与对照组相比显著降低（P＜0.05）。而与对照组相比，补充酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌不同配比复合微生物制剂的F1、F2、F3组，乙酸、丁酸、氨态氮的含量以及乙酸/丙酸的值均显著降低（P＜0.05），丙酸含量显著升高（P＜0.05），其中乙酸含量分别降低17.39%、18.07%、18.67%，丁酸含量分别降低15.12%、15.59%、16.01%，氨态氮含量分别降低11.32%、10.90%，11.17%，丙酸含量分别增加5.07%、5.67%、5.18%。值得一提的是，添加复合微生物制剂的F1、F2、F3组乙酸、丁酸、氨态氮含量以及乙酸/丙酸的值与添加单菌株的D1、D2、D3组相比均显著降低（P＜0.05），丙酸含量显著升高（P＜0.05）。由此推测，在荷斯坦奶牛的饲喂中补充酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌复合微生物制剂对瘤胃的调控效果比补充单菌株的效果更明显。

表4 瘤胃内挥发性脂肪酸含量和氨态氮含量

3 讨论

3.1 不同菌剂及其复合微生物制剂对奶牛产奶情况的影响

在日粮中补充酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌等益生菌，有利于改善反刍动物胃肠道微生物菌群，维持胃肠道菌群生态平衡，调控瘤胃发酵，增强动物机体免疫力，从而提高动物的生产性能。张彬等[11]对荷斯坦奶牛日粮补充酿酒酵母50 g/（头·d），结果表明，奶牛的产奶量提高了0.59 kg/d，同时改善了乳品质，有助于提高经济收益。Desnoyers等[12]研究表明，补充酵母菌后奶牛的产奶量增加了1.2 g/kg BW，乳脂含量增加趋势不显著（P＞0.05），对乳蛋白质含量没有影响。Ambriz-Vilchis等[13]对奶牛三种不同饮食补充活酵母0.8 g/（头·d），结果表明对奶牛的产奶量、奶的化学特性等均未产生显著影响。张秉胜等[14]在泌乳奶牛日粮中补充活菌数≥1.0×108CFU/g的枯草芽孢杆菌20～60 g/（头·d）可以达到提高泌乳量、改善乳品质的目的。袁霞等[15]研究发现，在泌乳中期奶牛饲料中添加60 g/d屎肠球菌可以将泌乳量提高8%。综合上述研究结果发现，奶牛饲料中补充酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌或屎肠球菌大多可以提高奶牛的产奶量并且对乳品质有所改善，但效果均不显著。本试验在荷斯坦奶牛的饲喂中补充酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌或屎肠球菌单菌株时，与上述研究结果相似，表现为产奶量、乳脂率、乳蛋白率均略有增加，但增加不显著。

王卫正等[16]在饲喂基础日粮的基础上对每头荷斯坦泌乳牛补充1 kg/d的酿酒酵母菌与枯草芽孢杆菌的混菌培养物，结果表明，产奶量显著提高1.09 kg/（头·d）（P＜0.05），乳脂率、乳蛋白率增长不显著（P＞0.05）。Nocek等[17]在荷斯坦奶牛日粮中以玉米粉做载体补充含有5×109CFU的酵母菌和5×109CFU的屎肠球菌的复合微生物补充剂，结果显示，产奶量显著提高（P＜0.01），乳脂肪含量、乳蛋白质含量、乳蛋白率变化不显著（P＞0.05），乳脂率较低。上述研究选用两种菌株混合补充到奶牛日粮中，产奶量均可得到显著提高。本试验中对荷斯坦奶牛饲喂酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌复合微生物制剂，试验结果表明产奶量显著提升，这与上述研究结果相似，同时乳蛋白率也显著增加，提高了乳品质，这可能是三种菌株相互协同作用的结果。

3.2 不同菌剂及其复合微生物制剂对奶牛瘤胃氨态氮和挥发性脂肪酸的影响

挥发性脂肪酸是反刍动物主要的能量来源，主要由瘤胃发酵产生，包括乙酸、丙酸、丁酸等[18]。Sun等[2]研究发现饲喂纳豆枯草芽孢杆菌，奶牛

瘤胃中乙酸含量、乙酸/丙酸值显著降低（P＜0.01），丙酸含量显著增加（P＜0.01）。Liu等[19]对肉牛饲喂活性干酵母，可以显著提升肉牛瘤胃中丙酸的浓度（P＜0.01）。本试验中补充酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌单菌株以及复合微生物制剂的各试验组瘤胃中乙酸的含量均显著降低，补充复合微生物制剂的试验组丙酸含量显著增高，乙酸/丙酸值均显著降低，与上述研究结果相似。乙酸是乳脂合成的前体物质，丙酸可以促进肝葡萄糖生成，提高葡萄糖的供给量，从而通过促进乳糖合成提高泌乳量[15]。本试验中，在奶牛日粮中补充复合微生物制剂后奶牛瘤胃发酵模式明显向丙酸型发酵模式转变，丙酸含量升高，提升了奶牛的产奶量，这与表3的试验结果相符。氨态氮是反映瘤胃氮代谢水平的重要指标。郑玮才等[8]在绵羊饲料中补充6×1010CFU/kg酿酒酵母和2×1010CFU/kg地衣芽孢杆菌可以显著降低绵羊瘤胃中氨态氮的含量（P＜0.05），而单独补充酿酒酵母和地衣芽孢杆菌的试验组氨态氮降低不显著（P＞0.05）。本试验结果与之相似，复合微生物制剂相比单菌株菌剂可以更好地促进瘤胃调控，降低氨态氮含量，提高饲料利用率。

4 结论

饲粮中补充酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、屎肠球菌的复合微生物制剂可以有效改善以荷斯坦奶牛为例的反刍动物瘤胃调控，降低瘤胃中乙酸、丁酸浓度、增加丙酸浓度，降低乙酸/丙酸值，使瘤胃发酵向丙酸型发酵转变，同时降低了氨态氮浓度，改善瘤胃代谢水平，增加奶牛产奶量和乳蛋白率，提高反刍动物生产性能。