趙明遠(yuǎn),楊開(kāi)倫,姚 剛,陳如龍,楊紅建
(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院,新疆烏魯木齊 830052;2.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100193;3.新疆天萊牧業(yè)有限責(zé)任公司,新疆博樂(lè) 833400)
飼用益生菌(Probiotics),又稱(chēng)直接飼用微生物(Direct-fed microbials),因其在飼料或飲水中添加后可改善胃腸道菌群平衡并對(duì)宿主動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育及機(jī)體健康起到有益作用而備受養(yǎng)殖業(yè)高度關(guān)注。作為飼用益生菌之一,產(chǎn)朊假絲酵母可以分泌胃蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶及植酸酶等多類(lèi)酶,這些酶類(lèi)可將飼料中的淀粉、纖維素水解成小分子糖、氨基酸、醇類(lèi)等易被消化和吸收的低分子物質(zhì)。有研究表明,產(chǎn)朊假絲酵母細(xì)胞壁約占總重量的20%,主要成分有57%β-葡聚糖、6.6%甘露寡糖和22% 糖蛋白,此外還含有幾丁質(zhì)、蛋白質(zhì)、脂類(lèi)和灰分等。其中,甘露糖和β-葡聚糖具有免疫促進(jìn)劑的功能,能夠激發(fā)或增強(qiáng)機(jī)體免疫功能[1]。產(chǎn)朊假絲酵母菌體中脂類(lèi)主要包括類(lèi)脂、磷脂、固醇等脂溶性化合物,固醇類(lèi)中麥角固醇經(jīng)紫外線(xiàn)照射可轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素D2,是天然維生素D 的主要來(lái)源[2]。鑒于產(chǎn)朊假絲酵母對(duì)碳源具有廣泛的分解能力,將產(chǎn)朊假絲酵母與其他益生菌混合發(fā)酵農(nóng)副產(chǎn)物,可以提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。豆渣經(jīng)產(chǎn)朊假絲酵母與白地霉(75:25)混合發(fā)酵處理后,可去除不良?xì)馕?、降低pH、提高粗蛋白質(zhì)含量[3]。有研究發(fā)現(xiàn),添加較高水平(3.3×107CFU/mL)的產(chǎn)朊假絲酵母能顯著提高奶牛瘤胃氨態(tài)氮濃度,從而促進(jìn)日糧中蛋白質(zhì)的降解[4]。此外,隨著酵母菌數(shù)量的增加,產(chǎn)氣量同步增加,體外干物質(zhì)消化率也有所增加[5]。復(fù)合微生物制劑在豬、雞方面研究比較多,但產(chǎn)朊假絲酵母在肉牛養(yǎng)殖中應(yīng)用的比較少。本試驗(yàn)旨在研究產(chǎn)朊假絲酵母菌對(duì)15 月齡肉牛增重性能的影響,為產(chǎn)朊假絲酵母菌在肉牛生產(chǎn)和研究的應(yīng)用提供理論與科學(xué)參考。
1.1 產(chǎn)朊假絲酵母菌 產(chǎn)朊假絲酵母菌為褐色粉狀,粒徑≤80 目,水分≤10%,有效活菌數(shù)≥4×109CFU/g,粗灰分≤10%。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與飼養(yǎng)管理 在新疆博樂(lè)市天萊牧業(yè)責(zé)任有限公司肉牛育肥場(chǎng)挑選體重(376.53±30.31)kg 的15 月齡新疆褐牛與哈薩克牛雜交一代公牛30 頭,隨機(jī)分為對(duì)照組(CT 組,n=15)與產(chǎn)朊假絲酵母添加組(CU組,n=15),在具有遮陽(yáng)棚和配有自由飲水槽的開(kāi)放式隔欄中采用全混合日糧(TMR)在每日10:00 和19:30進(jìn)行飼喂,飼養(yǎng)期120 d。
在試驗(yàn)開(kāi)始前進(jìn)行牛只稱(chēng)重記錄,在TMR 投放后,CU 組試驗(yàn)牛TMR 中按照每10 g/ 100 kg 平均體重添加產(chǎn)朊假絲酵母菌,15 月齡肉牛TMR 原料組成及營(yíng)養(yǎng)成分如表1 所示。試驗(yàn)期間,飲水槽每3 d 清理1 次,保證試驗(yàn)牛只清潔飲水。
1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法 在飼養(yǎng)試驗(yàn)期間,以圈欄為單位在地面槽位均勻投料后,記錄TMR 攪拌車(chē)投料總量,根據(jù)每頭肉牛所占槽位長(zhǎng)度,記錄每天各頭牛所在槽位的平均投料量,于次日晨飼前稱(chēng)量各槽位剩料量,測(cè)算每頭肉牛個(gè)體采食量。每7 d 采集TMR 樣品,測(cè)定水分含量,并用使用賓州篩(2012 版:第1 層孔徑19 mm,第2 層8 mm,第3 層1.18 mm)對(duì)投放的新鮮TMR 以及次日清晨剩料進(jìn)行顆粒分布現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定;每間隔30 d 在晨飼前對(duì)試驗(yàn)牛進(jìn)行稱(chēng)重,計(jì)算平均日增重(ADG)、干物質(zhì)采食量(DMI)和平均耗料增重比(F/G),其中F/G=DMI/ADG。在稱(chēng)重結(jié)束后,從CT 與CU 組各選取6 頭試驗(yàn)牛,采用點(diǎn)收糞法連續(xù)7 d 于每日08:00—09:00、14:00—15:00 和20:30—21:30 收集糞樣,采用糞篩(上層:孔徑4.762 5 mm;中層:孔徑2.381 25 mm;下層:1.587 5 mm)對(duì)糞樣進(jìn)行粒度分析。
1.4 統(tǒng)計(jì)分析 采用SPSS 26.0 軟件處理整理后的Excel數(shù)據(jù)。采用ANOVA 過(guò)程對(duì)各批飼養(yǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行方差分析,采用LSD 檢驗(yàn)針對(duì)肉牛CT 組與CU 組所有測(cè)試指標(biāo)分別進(jìn)行最小二乘法均值差異性比較,顯著水平設(shè)定為P<0.05。
2.1 日糧添加產(chǎn)朊假絲酵母菌對(duì)15 月齡肉牛TMR 剩料粒度分布的影響 由表2 所示,15 月齡肉牛在0~120 d不同飼養(yǎng)階段,91~120 d 的第1 層、61~90 d 的第3 層與其他幾組差異顯著,該差異與季節(jié)飼料供給有關(guān)。
表1 15 月齡肉牛TMR 原料組成及營(yíng)養(yǎng)成分
表2 15 月齡肉牛不同飼養(yǎng)階段TMR 投料粒度分布比例 %
如表3 所示,CU 組與CT 相比,TMR 剩料的賓州篩各層比例無(wú)顯著差異。與0~30 d 相比,31~90 d 的賓州篩第1 層與底層TMR 剩料比例呈下降趨勢(shì),而賓州篩第3 層剩料比例升高,表明后期育肥肉牛對(duì)日糧中19 mm 長(zhǎng)度以上長(zhǎng)粗飼料進(jìn)食量、進(jìn)食比例增加。
表3 日糧中添加產(chǎn)朊假絲酵母菌對(duì)15 月齡肉牛不同飼養(yǎng)階段TMR 剩料分布比例 %
2.2 日糧添加產(chǎn)朊假絲酵母菌對(duì)15 月齡肉牛育肥增重性能與養(yǎng)分消化率的影響 如圖1 所示,飼養(yǎng)30 d 后CU組肉牛平均體重開(kāi)始超過(guò)CT 組,2 組肉牛體重均呈線(xiàn)性增長(zhǎng)模式。
圖1 日糧添加產(chǎn)朊假絲酵母對(duì)15 月齡肉牛體重變化的影響
從表4 可知,隨飼養(yǎng)天數(shù)增加,CU 組平均干物質(zhì)采食量(DMI)比CT 組降低了9.9%(P<0.05);CU組F/G 較CT 組下降了15.4%(P<0.05),120 d 飼養(yǎng)期間ADG 無(wú)顯著變化,但CU 組較CT 組有所升高,說(shuō)明CU 組通過(guò)降低DMI,最終導(dǎo)致F/G 下降,從而提高飼料轉(zhuǎn)化效率。
表4 日糧中添加產(chǎn)朊假絲酵母菌對(duì)15 月齡肉牛生長(zhǎng)性能的影響
從表5 和圖2 可知,中上層比列有所降低,長(zhǎng)牧草、部分破碎玉米和棉粕也明顯減少,說(shuō)明瘤胃對(duì)飼料的消化能力有所改善。
表5 第90 天15 月齡新疆褐牛糞便分離篩結(jié)果 %
圖2 糞篩對(duì)比圖
2.3 日糧中添加產(chǎn)朊假絲酵母菌對(duì)15 月齡肉牛屠宰率的影響 如表6 所示,CU 組胴體重較CT 組高4.2%(P<0.05),但屠宰率無(wú)顯著差異。
大量研究表明,飼用微生物通過(guò)調(diào)節(jié)瘤胃發(fā)酵效率和發(fā)酵類(lèi)型提高生產(chǎn)水平,使反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)有機(jī)酸的累積量下降,提高瘤胃的緩沖能力。研究表明,在奶?;A(chǔ)日糧中添加酵母菌單菌、曲霉菌單菌或二者的混合菌劑均可提高瘤胃內(nèi)乳酸鹽的利用率[6]。本研究中,隨飼養(yǎng)天數(shù)的增加雖然沒(méi)有改變TMR 剩料在賓州篩各層的分布比例,但TMR 剩料在賓州篩第1 層和底層比例下降,表明育肥后期肉牛對(duì)日糧中長(zhǎng)度大于19 mm 的長(zhǎng)粗飼料進(jìn)食能力提高,而這部分比例的升高則有助于提高反芻咀嚼次數(shù),促進(jìn)唾液的分泌,使瘤胃pH 保持正常范圍,有助于預(yù)防酸中毒。
表6 日糧中添加產(chǎn)朊假絲酵母菌對(duì)15 月齡肉牛屠宰率的影響
酵母菌制劑影響瘤胃微生物的機(jī)理尚不清楚。有研究發(fā)現(xiàn)酵母菌能夠很好地適應(yīng)宿主動(dòng)物胃腸道的酸性環(huán)境,進(jìn)入機(jī)體的微生物在生長(zhǎng)過(guò)程中可以分泌產(chǎn)生抗菌肽或有機(jī)酸等物質(zhì)[7],從而抑制胃腸道病原微生物的生長(zhǎng)。當(dāng)動(dòng)物機(jī)體的內(nèi)微生態(tài)平衡被破壞時(shí),進(jìn)入機(jī)體的酵母菌還可特異性地與腸道上的受體結(jié)合,在腸道上皮細(xì)胞中迅速增殖,從而保護(hù)腸道微生態(tài)平衡[8];并且這些受體能通過(guò)對(duì)食糜部分物理信息的感知,反饋性地調(diào)節(jié)動(dòng)物的采食量[9],促進(jìn)采食量,改善動(dòng)物的瘤胃內(nèi)環(huán)境,提高肉牛的日增重[10-11]。Krehbiel 等[12]報(bào)道,添加飼用微生物能改變瘤胃與后段消化道的微生物數(shù)量、瘤胃發(fā)酵模式,增進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的外流速度,提高飼料的降解率。同時(shí)還能提高肉牛的宰前活重和胴體重[13]。本試驗(yàn)肉牛胴體重較對(duì)照組顯著提高了4.2%,但屠宰率無(wú)顯著差異。雖然多數(shù)研究對(duì)酵母菌作用效果持肯定態(tài)度,但Swyers 等[14]報(bào)道,啤酒酵母(S.cerevisiae)培養(yǎng)過(guò)程中的代謝產(chǎn)物不僅不能促進(jìn)肉牛體重的增長(zhǎng),反而處理組的ADG 較對(duì)照組降低8.0%。申紅春[15]研究表明,試驗(yàn)組ADG 較對(duì)照組分別顯著提高了3.24%、2.90%、10.87%、9.78%;試驗(yàn)組ADFI 均略高于對(duì)照組;試驗(yàn)組F/G 分別較對(duì)照組顯著降低了4.50%、4.06%。本試驗(yàn)中CU 組DMI 比CT 組顯著降低了9.9%,CU 組F/G 較CT 組顯著下降了15.4%,雖然飼養(yǎng)期間內(nèi)ADG無(wú)顯著差異,但都有所升高,說(shuō)明產(chǎn)朊假絲酵母菌可以提高飼料轉(zhuǎn)化效率。
國(guó)內(nèi)有學(xué)者報(bào)道產(chǎn)朊假絲酵母、熱帶假絲酵母和啤酒酵母混合培養(yǎng)物可以使奶牛的乳脂含量和乳蛋白含量分別提升10.9%和4.6%[16],這是因?yàn)楫a(chǎn)朊假絲酵母菌可以通過(guò)代謝產(chǎn)生消化酶維持和增強(qiáng)小腸絨毛的功能來(lái)提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收[17-18]。王典等[19]報(bào)道,不同的酵母菌種類(lèi)對(duì)奶產(chǎn)量及乳成分均產(chǎn)生不同程度的影響。上述對(duì)比結(jié)果表明,日糧中添加不同種類(lèi)單一酵母菌或復(fù)合菌種也可以提高養(yǎng)分的消化率,繼而提高生產(chǎn)性能。
本研究結(jié)果顯示,15 月齡組肉牛體重變化隨飼養(yǎng)天數(shù)呈一元線(xiàn)性增長(zhǎng)模式;CU 組DMI 較CT 組顯著降低9.9%,CU 組F/G 較CT 組顯著降低15.4%,可以提高飼料轉(zhuǎn)化效率;CU 組胴體重較CT 組顯著高4.2%;利用糞篩對(duì)糞便粒徑分析結(jié)果表明CU 組肉牛對(duì)TMR中飼料顆粒消化更加充分。