三种添加剂对秦川肉牛瘤胃降解率及血液生化指标的影响

时间：2024-08-31

杨英超，常玮学，杨博华，赵春平，昝林森,2*

(1.西北农林科技大学动物科技学院，陕西杨凌 712100; 2.国家肉牛改良中心，陕西杨凌 712100)

酵母培养物(Yeast Culture，YC)是一种微生态制剂，在特殊培养基上经过特定工艺产生。YC含有丰富的蛋白质、游离氨基酸、核苷酸、碱基和未知生长因子等[1]，有提高纤维素类分解菌的活性、改善纤维类物质的消化效果的作用，并可以通过改变反刍动物瘤胃内乙酸和丙酸的比例，来调控瘤胃发育，改善反刍动物生产性能[2]。有研究指出[3]，酵母培养物可以提高瘤胃内微生物蛋白含量和饲料消化率；酵母细胞壁是一种饲用免疫能力增强源，所含的甘露寡聚糖可通过增强动物的免疫功能进而提高其生产性能，每头牛饲喂2.5U或5.0 Ug/d的酵母细胞壁可以显著提高其日采食量(DMI)，这和黄文明等[4]关于放牧小母牛和舍饲肉牛饲喂酵母培养物的研究结果基本相似。复合益生菌指两种或者两种以上益生菌组成的微生态制剂。目前，很多研究表明，复合益生菌对反刍动物有着强烈的正向效应[5]。有研究表明，在反刍动物饲料中添加复合益生菌制剂有提高瘤胃pH值[6]、日粮表观消化率等作用。复合酶制剂指的是两种或两种以上的酶制剂复合而成的饲料添加剂，是从生物体内提取、具有酶类特性的物质。ZoBell等[7]研究表明，添加复合酶制剂能够显著提高牛胴体体重、肌肉嫩度等生产性能，从而增加经济效益。本试验将这三种添加剂添加到肉牛日粮中，探究其对瘤胃降解能力、瘤胃发酵参数及血液生化指标的影响，旨在更好服务肉牛产业，为实现其可持续健康发展提供数据支撑和理论支持。

1 材料与方法

1.1 试验设计

本试验选用4头装有永久性瘤胃瘘管的体重相近、体况良好的成年秦川肉牛，设立4个组别，分别为对照组(基础日粮)、试验Ⅰ组(基础日粮+活性酵母培养物1.5 g/kg精料)、试验Ⅱ组(基础日粮+复合酶制剂1 g/kg精料)、试验Ⅲ组(基础日粮+复合益生菌制剂2 g/kg精料)4组，分为四个阶段进行，对照组试验期22 d，每个试验组试验期22 d，试验组之间设过渡期10 d，于每阶段试验期第15 d进行尼龙袋试验，第20 (尼龙袋试验结束的第二天开始)～22 d连续3 d进行颈静脉采血，试验总周期为108 d。

1.2 试验材料

活性酵母培养物包括甘露聚糖≥0.8%、抗菌活性肽10 000 IU/g，小肽蛋白≥25%等成分，来自西安鑫汉宝生物科技有限公司，添加量为1.5 g/kg精料；复合酶制剂包含纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶等，添加量为1 g/kg精料，产品来自宁夏夏盛实业集团有限公司；复合益生菌制剂含有地衣芽孢杆菌(活菌数≥2.0×109CFU/g)、枯草芽孢杆菌(活菌数≥2.0×109CFU/g)和米曲霉(活菌数≥2.0×104CFU/g)，水分≤10%，添加量为2 g/kg精料，产品来自杭州利牧源科技有限公司。所有添加剂的使用量均按照产品建议量以及标准方式进行添加。

1.3 试验日粮与饲养管理

试验期间饲养环境保持一致，试验牛单栏饲养，每天饲喂2次(8:30和15:00)，自由采食，饮水充足。试验基础日粮中的粗饲料为全株玉米青贮，精饲料由玉米、小麦麸、豆粕(美国NRC(2007))等按一定的比例配制成(详见表1)日粮中粗精比为7∶3。

表1 试验牛的精料组成(干物质基础) %

表2 试验牛精料营养成分组成

1.4 尼龙袋试验

每个阶段试验期的第15 d开始进行10种非常规饲料的尼龙袋试验，称取5.0 g(精确到0.001 g)左右风干粉碎过40目筛的饲料样品，装入预先制成的尼龙袋中(孔径为38 μm，面积为80 mm×120 mm)；每头牛每种样品做3个重复，每个重复设立3个平行，封口扎紧；将每3个平行样品袋子用尼龙线绑在一根塑料软管上，放入瘤胃腹囊中，发酵时间设定为0 h，6 h，12 h，24 h，36 h，48 h，发酵结束后快速取出尼龙袋，立即放入冰水中，停止发酵，并用自来水缓慢冲洗，直至水澄清；将冲洗干净的尼龙袋于65 ℃条件下烘干48 h，取出回潮24 h后称重，过1 mm筛，装入自封袋中保存待测(进行DM、CP、NDF、ADF的测定)。

1.5 血液采集以及相关指数测定

每个阶段试验期第20 d～22 d，晨饲前用含肝素钠的抗凝真空采血管，对试验牛颈静脉采血10 mL，血液采集完成后立刻进行离心(4 ℃，30 000 r/min，离心10 min)，收集血浆于-20 ℃保存，用日立 1780 型全自动生化分析仪测定血液生化指标。

1.6 计算公式

不同粗饲料营养成分的瘤胃降解参数利用rskov等[8]提出的指数模型计算瘤胃降解参数：P=a+b(1-e-ct)。式中，P为t时间点饲料某一营养成分的瘤胃降解率(%)；a为快速降解部分(%)；b 为慢速降解部分(%)；c为b的降解速率(h-1)。饲料瘤胃有效降解率(ED)=a+[b×c/(c+k)] 式中，k为待测饲料的瘤胃外流速率常数(h-1)，本试验为0.031[9]。

1.7 统计分析

所有数据通过Excel2010进行初步分析，采用 SAS9.2 软件中非线性指数模型计算快速降解部分、慢速降解部分和慢速降解部分的降解速率。采用 SPSS 22.0 进行单因素方差分析，并用Duncan's 法进行多重比较，P<0.05为差异显著。结果表示为平均值±标准差。

2 结果与分析

2.1 三种添加剂对10种非常规饲料瘤胃降解能力的影响

2.1.1 三种添加剂对10种非常规饲料DM瘤胃降解能力的影响由表3可知，试验Ⅰ组和试验Ⅱ组对10种非常规饲料DM的ED值均有一定程度的提高。其中，柠条和构树叶DM的ED值显著提高(P<0.05)。试验Ⅲ组对油菜杆、猕猴桃叶、马铃薯秧、葵花盘、白萝卜秧DM的ED值有一定程度的提高，则对其他饲料DM的ED值没有明显效果。综上所述，添加活性酵母培养物或复合酶能有效促进柠条和构树叶DM降解。

表3 三种添加剂对10种非常规饲料DM瘤胃降解参数的影响

2.1.2 三种添加剂对10种非常规饲料CP瘤胃降解能力的影响由表4知，试验Ⅰ组可以一定程度提高粗饲料CP的ED值。同对照组和试验Ⅲ组相比，试验Ⅰ、Ⅱ组显著提高构树叶和红薯秧CP的ED值(P<0.05)。除油菜杆外，试验Ⅱ组可以一定程度上能提高其他9种饲料CP的ED值。试验Ⅲ组一定程度上能提高油菜杆、猕猴桃叶、红薯秧、葵花盘、白菜秧CP的ED值。综上所述，在饲粮中添加添加活性酵母培养物可以显著提高构树叶和红薯秧瘤胃CP的消化作用。

表4 三种添加剂对10种非常规饲料CP瘤胃降解参数的影响

2.1.3 三种添加剂对10种非常规饲料NDF瘤胃降解能力的影响由表5可知，除白萝卜秧以外，试验Ⅰ组一定程度上提高了其他9种饲料NDF的ED值，其中能显著提高马铃薯秧NDF的ED值(P<0.05)。试验Ⅱ组一定程度上均能提高10种饲料NDF的ED值，其中试验Ⅱ组中构树叶NDF的ED值显著提高(P<0.05)。除了马铃薯秧、葵花盘和白萝卜秧以外，试验Ⅲ组一定程度上提高了NDF的 ED值。试验Ⅰ组和试验Ⅱ组均显著提高红薯秧NDF的ED值(P<0.05)。综上所述，饲粮中添加活性酵母对马铃薯秧的降解效果较好，饲粮中添加复合酶对构树叶的降解效果较好，饲粮中添加活性酵母或复合酶能够显著提高红薯秧NDF降解效率。

表5 三种添加剂对10种非常规饲料NDF瘤胃降解参数的影响

2.1.4 三种添加剂对10种非常规饲料ADF瘤胃降解能力的影响由表6可知，试验Ⅰ组与试验Ⅱ组可以不同程度提高除猕猴桃叶以外的饲料ADF降解效率。与其他组别相比，试验Ⅰ组能显著提高柠条ADF的ED值(P<0.05)。试验Ⅰ组同对照组比较，能显著提高白萝卜中ADF的ED值(P<0.05)。复合益生菌制剂组作用不明显，对构树叶、油菜杆、猕猴桃叶、白菜秧和白萝卜的ADF的 ED值有一定的提高，对其他饲料ED值没有明显作用。综上所述，饲粮中添加活性酵母培养物可以显著提高柠条ADF消化作用。

表6 三种添加剂对10种非常规饲料ADF瘤胃降解参数的影响

2.3 三种添加剂对秦川肉牛血液生化指标的影响

由表7可知，总蛋白(TP)指标试验Ⅰ组显著高于对照组、试验Ⅲ组(P<0.05)，但同试验Ⅱ组相比，无显著差异(P>0.05)；试验Ⅱ组血液中葡萄糖的含量高于试验Ⅰ组、试验Ⅲ组(P<0.05)，虽也高于对照组，但差异不显著(P>0.05)，试验Ⅰ、试验Ⅲ组虽低于对照组，但无明显差异(P>0.05)。试验Ⅰ组血液中IgA、IgG、IgM的含量均高于对照、试验Ⅱ组、试验Ⅲ组，基本都差异显著(试验Ⅲ组的IgA含量高于对照组，低于其余试验组，均无明显差异P<0.05)；试验Ⅰ组血液中免疫球蛋白的含量均高于对照(P<0.05)、试验Ⅱ(P<0.05)、试验Ⅲ组(P>0.05)，试验Ⅰ(P<0.05)、试验Ⅱ(P>0.05)、试验Ⅲ组均高于对照组(P<0.05)。而白蛋白ALB 、总胆固醇TC、甘油三酯TG、血肌酐CRE、血尿酸UA、葡萄糖GLU、天门冬氨基酸转移酶AST、丙氨酸氨基转移酶ALT的含量，试验组与对照组无明显差别。

表7 三种添加剂对秦川肉牛血液生化指标的影响

续表

3 讨论

3.1 三种添加剂对瘤胃降解特性分析

DM降解率能反映粗饲料对反刍动物生长的影响[10]。有试验表明，蒙古羯羊日粮中添加活性酵母培养物，能够提高粗饲料的DM降解率[11]。这与本试验中添加活性酵母培养物组中，提高了柠条、构树叶DM的ED值结果一致。马大川[12]研究发现，复合益生菌和复合酶均能一定程度提高泌乳奶牛粗饲料DM降解率，而复合酶效果更好。这可能是由于复合酶制剂能够快速分解日粮中的纤维成分，提高了日粮消化率。与此同时，增加了粗饲料在瘤胃中的DM降解率[13]，这与本试验结果添加适量的复合酶制剂可以显著提高柠条、构树叶DM降解率的结果一致。柠条、构树叶中DM降解率显著升高，可能是由于酵母培养物和复合酶对柠条、构树叶中干物质的分解降解作用较强而导致的结果。

日粮中添加活性酵母培养物可以改善瘤胃微生物数量和结构，并对营养物质的降解起到一定的促进作用。有研究发现，非常规粗饲料中添加复合酶能够提高瘤胃中粗蛋白的降解率[13]。这与本试验中，复合酶制剂组显著提高了构树叶、红薯秧CP的ED值，可能是因为这两种粗饲料能够加强酵母菌与瘤胃内微生物的协同效应，促进了瘤胃内蛋白的消化，这与学者对构树叶、红薯秧CP降解情况的研究结果相似，构树叶的CP降解率可以达到42.82%[14]。而日粮中添加复合益生菌，一定程度上提高油菜杆、猕猴桃叶、红薯秧、葵花盘、白菜秧的粗蛋白降解率，原因可能是因为瘤胃内微生物同米曲霉、芽孢杆菌等形成协同作用，促进了粗蛋白的降解作用，提高了粗蛋白的利用率。

粗饲料中的纤维类物质是反刍动物的重要营养来源，其利用机理是通过瘤胃微生物对纤维素、半纤维素等物理粘附和纤维类酶的水解作用进行降解消化[15]。而日粮中添加酵母培养物，可以显著提高NDF的有效降解率[15]；这与本试验中添加酵母培养物显著提高马铃薯秧NDF降解率试验结果一致。聂芙蓉等采用枯草芽孢杆菌+酿酒酵母+纤维素酶的复合生物制剂处理红薯秧，发现其可以降低粗纤维、NDF含量，提高NDF的降解率，这与本试验中添加酵母培养物、复合酶的结果一致[16]。而复合益生菌对马铃薯秧、葵花盘、白萝卜等NDF降解作用不显著，可能是因为存在微生物拮抗作用，抑制了相关纤维素酶类的表达。

在日粮中添加微生物活性菌种，可以有效改善家畜采食柠条等粗饲料的适口性，在瘤胃内的ADF有效降解速率有升高趋势[17]。这与本试验中活性酵母培养物显著提高柠条ADF降解率试验结果一致。添加活性酵母培养物组与复合酶制剂组能够有效提高构树叶、油菜杆、马铃薯秧、葵花盘、白菜秧、白萝卜秧的ADF降解率，此与相关研究的结果相似[18-20]。活性酵母培养物显著提高了白萝卜中ADF降解率，这可能是因为活性酵母培养物中酵母菌刺激瘤胃中分泌纤维素酶微生物的生长，有利于ADF的消化吸收。而复合益生菌制剂组可能由于米曲霉和芽孢杆菌之间存在拮抗作用，而导致作用效果不明显，这与符运勤[21]的研究结果相似。

3.3 三种添加剂对秦川肉牛血液生化指标的影响分析

血液生化指标是动物健康与否的直观体现，反应动物的营养状况。血浆中的总蛋白是由白蛋白和球蛋白两部分组成的，白蛋白和球蛋白由肝脏合成，除了作为营养物质的载体维持血液渗透压外，也是机体蛋白的重要来源。白蛋白提供机体所需要的蛋白质，球蛋白含量越高，代表机体抵抗能力越强，因此总蛋白含量与机体代谢和免疫力有关，总蛋白含量越高，机体的代谢和免疫力越好[22]。在本研究中，活性酵母培养物组秦川肉牛血液中总蛋白含量明显高于对照组，证明日粮中添加适量的活性酵母培养物有利于提高动物机体的免疫力，且活性酵母培养物组与复合益生菌制剂组均显著提升了血液中IgA、IgM、IgG(三种均为免疫球蛋白)的含量，证明其均有提高机体免疫能力的作用。

谷草转氨酶和谷丙转氨酶是普遍存在于动物线粒体中的两种氨基酸转氨酶，在动物的蛋白质代谢过程中起到重要作用，主要分布在肝脏、骨骼肌和肾脏组织细胞中，在肝脏细胞受损时，谷丙转氨酶和谷草转氨酶的浓度会有所升高[23]。在本试验中，对照组与试验组的天门冬氨基酸转移酶与谷丙转氨酶含量均无显著差异，说明三种添加剂对秦川肉牛的肝功能以及蛋白质代谢没有不良影响。

葡萄糖(GLU)水平可以衡量机体能量平衡状态，当低于正常水平时，说明日粮无法满足机体能量需求或者机体没有正常消化[24]。GLU与反刍动物蛋白的代谢存在互作效应，GLU含量升高能增加小肠中的可消化蛋白数量。在正常情况下，动物缺乏能量或者能量饲料摄入不足时，血液中的GLU的浓度均会降低，被血液运送到反刍动物的机体各组织来提供能量，而反刍动物机体能量需要的GLU有90%来自于糖异生作用，10%来自于小肠的消化吸收[25]。在本试验中，试验组和对照组之间血液葡萄糖浓度无显著差异，说明三种添加剂对机体能量代谢，蛋白质代谢无显著影响。尿素氮水平可以衡量机体氨基酸平衡状态，尿素氮水平越低，代表氮的利用率则越高。甘油三酯水平可以衡量机体脂类平衡状态，其水平较高时，表明机体脂类代谢平衡被打破。本试验中试验组和对照组之间尿素氮浓度、甘油三酯水平无显著性差异，说明三种添加剂对脂类代谢、蛋白质代谢等代谢过程无不良影响。