乳酸菌發(fā)酵青貯玉米飼料對奶牛機(jī)體健康和生產(chǎn)性能的影響

劉玉靜，申茂欣，趙同淵，夏 娜，康一嵐，徐慧琳，楊代蓉，魏 嘉

青島易邦生物工程有限公司，山東青島 266113

0 引言

研究發(fā)現(xiàn)，在奶牛的養(yǎng)殖飼喂過程中添加一定量的益生菌，不僅有助于奶牛的健康成長，還能夠保證牛奶的質(zhì)量[1]。益生菌主要分為細(xì)菌類和真菌類，細(xì)菌類主要為：乳酸菌、雙歧桿菌、芽孢桿菌等；真菌類主要為：酵母菌和絲狀真菌，在奶牛養(yǎng)殖中使用最多的為乳酸菌。當(dāng)奶牛補(bǔ)充乳酸菌后，不僅有助于改善瘤胃的發(fā)酵，還能調(diào)節(jié)體內(nèi)胃腸道菌群的穩(wěn)態(tài)，從而促進(jìn)胃腸道健康，提高消化能力，增加泌乳量，保證牛奶的質(zhì)量。此外，乳酸菌及其代謝產(chǎn)物還能調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，提高機(jī)體的免疫力，增強(qiáng)奶牛對外界的抵抗能力，且不會出現(xiàn)藥物殘留，具有綠色環(huán)保的優(yōu)良特點(diǎn)[2]。

而在奶牛的養(yǎng)殖過程中，不僅可直接給奶牛機(jī)體進(jìn)食乳酸菌片，而且也可在制備青貯飼料過程中添加乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵，以獲得營養(yǎng)價值較高的青貯飼料[3]。乳酸菌是一種能夠發(fā)酵碳水化合物產(chǎn)生大量乳酸的革蘭氏陽性球菌或者桿菌，也是眾多微生物添加劑中應(yīng)用較廣且效果顯著的菌種[4]。而在青貯飼料中，玉米因營養(yǎng)價值豐富、具有芳香氣味，且易消化，籽粒和秸稈都是制備青貯飼料的上好原料，所以利用乳酸菌和玉米進(jìn)行青貯飼料制備是喂養(yǎng)奶牛的最佳選擇之一[5]。研究表明，用經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后的青貯玉米飼喂奶牛，產(chǎn)奶量相應(yīng)增加。經(jīng)40 天的試驗(yàn)觀察，飼喂經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后的青貯飼料的奶牛比飼喂普通青貯飼料的奶牛產(chǎn)奶量每年增加426 kg/頭，可增收入444.85 元/頭。在畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國家，乳酸菌制劑已成為制作青貯飼料的首要選擇[6]。隨著奶牛養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)性和科學(xué)性發(fā)展需求，發(fā)酵效果不佳或具腐蝕性的青貯添加劑已慢慢消失，以無毒無害和使用便捷為代表的新的青貯接種劑開始占據(jù)大量市場[7]，增強(qiáng)對利用乳酸菌制劑發(fā)酵制備的青貯玉米飼料的了解，對促進(jìn)奶牛養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展具重要意義。

1 乳酸菌制劑的分類

近年來，隨著研究者們對動物微生態(tài)學(xué)的不斷探索，發(fā)現(xiàn)將有益微生物菌群與飼料進(jìn)行開發(fā)能夠增強(qiáng)動物機(jī)體的免疫力，改善胃腸道健康，預(yù)防疾病，相關(guān)益生菌的開發(fā)已成為畜牧業(yè)的發(fā)展趨勢[8]。乳酸菌應(yīng)用廣泛，可直接飼喂，也可添加到飼料中復(fù)合制備，對畜禽有良好作用[9]。通常乳酸菌制劑可分為液體類和固體類，液體類主要為乳酸菌的發(fā)酵液或濃縮液，可直接應(yīng)用到畜牧或與其他物質(zhì)復(fù)配使用；固體類主要是將乳酸菌或其發(fā)酵液附著在相應(yīng)載體上，經(jīng)過固體發(fā)酵后再干燥粉碎使用[10]。也有研究者為提高乳酸菌在腸道內(nèi)活性及避免飼料加工過程乳酸菌活性降低或損失，將乳酸菌制備成乳酸菌微膠囊制劑，對提高乳酸菌保存期和存活率具有明顯作用[11]。

2 乳酸菌制劑的作用

在乳酸菌發(fā)酵飼料過程中，原料中大分子結(jié)構(gòu)物質(zhì)和不易被機(jī)體消化吸收的纖維素和木質(zhì)素等可以被分解代謝為小分子物質(zhì)（游離氨基酸、小分子肽段）而被機(jī)體吸收利用[12]。同時，乳酸菌在代謝過程中可以產(chǎn)生營養(yǎng)豐富的菌體蛋白，能夠調(diào)節(jié)體內(nèi)代謝環(huán)境，增強(qiáng)宿主對鈣、磷等礦物質(zhì)的吸收。

乳酸菌具多種生物活性，能促進(jìn)畜禽白細(xì)胞介素、干擾素和腫瘤壞死因子等的產(chǎn)生，增強(qiáng)體內(nèi)免疫能力，還可增加免疫球蛋白的分泌能力、參與機(jī)體免疫應(yīng)答功能和組織修復(fù)能力，促進(jìn)機(jī)體T細(xì)胞和B細(xì)胞產(chǎn)生抗體[13]。乳酸菌還可增強(qiáng)消化能力，改善畜牧體內(nèi)腸道菌群生態(tài)環(huán)境。乳酸菌發(fā)酵過程產(chǎn)生大量酸性物質(zhì)，降低胃腸道pH值和Eh值，抑制沙門氏桿菌和葡萄球菌等增殖，也能通過與有害菌體競爭結(jié)合受體、減少病菌對機(jī)體的危害，維持體內(nèi)微生物菌群環(huán)境穩(wěn)態(tài)，防止機(jī)體發(fā)生腹瀉等疾病[14]。乳酸菌還可將腸道游離膽固醇吸附到細(xì)胞膜或細(xì)胞壁，分泌膽鹽水解酶，將結(jié)合膽酸降解為游離膽酸，生成復(fù)合沉淀物，以代謝排出體外[15]。

3 乳酸菌制劑在養(yǎng)殖上的應(yīng)用

目前，乳酸菌廣泛應(yīng)用于各類畜禽，市場有多種乳酸菌產(chǎn)品。飼喂乳酸菌制劑后畜禽日增重和飼料轉(zhuǎn)化率上升，免疫力提高，能有效抵抗疾病，降低畜禽死亡率[16]。給雛雞飼喂液體乳酸菌制劑后發(fā)現(xiàn)，成活率能上升2%～6%，雛雞對腸炎沙門氏菌、鼠傷害沙門氏菌的感染率最高可分別降低70%、95%，對雛雞健康養(yǎng)殖具顯著作用[17，18]。將乳酸菌添加至飼料復(fù)配后喂食肉雞，能有效促進(jìn)生長發(fā)育，降低肉雞的料肉比[19]。在飼料中添加乳酸菌制劑后，蛋雞產(chǎn)蛋率和蛋重顯著提高，且蛋的亮度和保鮮時間增長[20]。乳酸菌制劑能顯著增加仔豬淋巴細(xì)胞增殖活性，顯著提升免疫功能[21]，提高仔豬存活率和飼料吸收利用率，防止豬腹瀉和其他疾病的發(fā)生[22]。用乳酸菌制備青貯飼料或添加到飼料均能改善反芻動物胃腸道菌群、增加消化吸收能力和免疫力，調(diào)節(jié)機(jī)體代謝。研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加乳酸菌制劑后，羔羊日增重量顯著提高。母牛不孕疾病治愈率較中西醫(yī)治療母牛提高30%以上[23]，還能增加奶牛產(chǎn)奶量和奶品質(zhì)，增加日進(jìn)食量，對奶牛養(yǎng)殖具良好促進(jìn)作用[24]。

4 青貯玉米飼料的制備要點(diǎn)及過程

青貯飼料具有營養(yǎng)價值高、適口性強(qiáng)、消化率高、原料來源廣和耐儲存等優(yōu)點(diǎn)，但發(fā)酵過程易受原料含水量、可溶性碳水化合物和密封程度等影響[25]。優(yōu)良青貯的制備：一是要嚴(yán)格維持厭氧環(huán)境；二是原料含水量保持在65%～75%范圍；三是可溶性碳水化合物要占原料鮮重的3%；四是溫度保持在20～25 ℃，最多不超過37 ℃[26]。

玉米青貯發(fā)酵是一個復(fù)雜的生化過程。將玉米收割切碎后發(fā)酵，根據(jù)反應(yīng)變化特性可分為植物呼吸期、微生物競爭期、乳酸發(fā)酵期和發(fā)酵穩(wěn)定期，且4 個時期交叉進(jìn)行[27]。在植物呼吸期，剛切割玉米原料中植物細(xì)胞尚未死亡，與玉米表面吸附的好氧菌共同吸收利用植物體內(nèi)的營養(yǎng)成分繼續(xù)代謝呼吸，直到氧氣耗盡形成厭氧環(huán)境。此時如青貯空間內(nèi)氧氣殘留過度，會導(dǎo)致玉米原料的糖分大量損耗，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)損耗過多[28]。進(jìn)入微生物競爭期后，隨著氧氣消耗，青貯逐漸進(jìn)入無氧環(huán)境，此時植物細(xì)胞和好氧菌的活性受抑制，乳酸菌等厭氧菌開始迅速生長繁殖，產(chǎn)生大量乳酸、乙酸和丁酸等有機(jī)酸物質(zhì)，環(huán)境的pH值降低[29]。乳酸菌成為優(yōu)勢菌群后，進(jìn)入乳酸發(fā)酵期，此時通過吸收玉米原料的葡萄糖或果糖等物質(zhì)發(fā)酵。隨著酸度逐漸積累，乳酸菌的發(fā)酵趨于穩(wěn)定，進(jìn)入發(fā)酵穩(wěn)定期[30]。pH值降到4.0時，除乳酸菌外的所有微生物活性都受到抑制而停止。pH值降到3.8后，乳酸菌活動停止，若無氧氣進(jìn)入，此時的微生物和代謝產(chǎn)物處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，便于原料長期保存[31]。

5 乳酸菌制劑青貯玉米飼料對奶牛的影響

目前，乳酸菌發(fā)酵青貯玉米飼料已有較多研究，其統(tǒng)一認(rèn)可的是乳酸菌發(fā)酵后制備的青貯玉米飼料能夠起到提高奶牛的進(jìn)食量、產(chǎn)奶量、飼料利用率、免疫力、胃腸道健康，改善奶的品質(zhì)等作用[32]。

5.1 對奶牛機(jī)體健康的影響

王海林等[33]通過使用乳酸菌制劑進(jìn)行玉米秸稈的發(fā)酵來制備飼料，添加了0.025%的乳酸菌青貯后的飼料具有一定的酸香氣味，喂食給予奶牛喂食后，能有效提高奶牛的進(jìn)食量，并且提高了奶牛、機(jī)體內(nèi)的瘤胃有效降解率，促進(jìn)體內(nèi)的消化能力。目前治療奶牛子宮內(nèi)膜炎等疾病常用抗生素等物質(zhì)，易在奶中殘留，而通過乳酸菌發(fā)酵液直接灌注到奶牛子宮，有顯著治療作用，有效率、治愈率分別達(dá)到95.23%、85.71%?？诜樗峋材苤委熑榉垦譡34，35]。劉華偉等[36]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，添加乳酸菌后奶牛產(chǎn)奶量提高，且奶中體細(xì)胞數(shù)下降，乳房炎等疾病受到抑制，血清中超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶和免疫球蛋白活性顯著提高，這說明添加乳酸菌后，奶牛產(chǎn)奶量、抗氧化及免疫力提升。

5.2 對奶牛產(chǎn)奶量的影響

葉云鵬[37]對比青貯玉米飼料和黃貯玉米飼料喂養(yǎng)奶牛后的區(qū)別，發(fā)現(xiàn)喂食青貯玉米飼料奶牛產(chǎn)奶脂肪、蛋白質(zhì)和干物質(zhì)含量顯著提升。國外研究者發(fā)現(xiàn)青貯玉米飼料接種的乳酸菌活性≥105CFU/g時，能有效提高奶牛產(chǎn)奶量，飼料中梭狀芽孢桿菌和霉菌生長受抑制，可改善青貯飼料發(fā)酵和奶牛生產(chǎn)性能[38]。Meeske等[39]發(fā)現(xiàn)添加乳酸菌制劑后的青貯玉米飼料有更好的適口性，奶牛攝入量增多，需氧穩(wěn)定性更好。Mohammadzadeh等[40]對比無接種劑和接種兩種不同乳酸菌復(fù)合劑的飼料，發(fā)現(xiàn)接種了乳酸菌復(fù)合劑的青貯玉米飼料各類有機(jī)酸含量更高。Ware等[41]在日糧中復(fù)合添加嗜酸乳桿菌后喂食奶牛，日產(chǎn)量增加1.8 kg，但對乳中脂肪和蛋白質(zhì)含量無影響。

總之，飼料中添加乳酸菌制劑能有效改善飼料質(zhì)量，促進(jìn)奶牛飼料攝取量，增加奶牛泌乳量，對改善奶牛機(jī)體特質(zhì)具有重要作用。

6 總結(jié)

乳酸菌作為青貯過程重要微生物之一，大量研究表明，青貯飼料添加乳酸菌可顯著提高動物生產(chǎn)性能。合適的原料品種對于青貯飼料制備具有重要影響。玉米作為常見農(nóng)作物，全株都可制備青貯飼料，是首選原料之一。為滿足奶牛養(yǎng)殖過程優(yōu)質(zhì)飼料長期提供，減少抗生素在畜牧及其產(chǎn)品的殘留，利用一種或者多種益生菌添加制備飼料具廣泛應(yīng)用前景。當(dāng)前飼料向“減抗/替抗”的發(fā)展趨勢，抗生素類飼料添加劑已成歷史。以乳酸菌為代表的微生物制劑以綠色、安全和環(huán)保等特點(diǎn)成為新發(fā)展趨勢，能改善奶牛生產(chǎn)特性和體質(zhì)健康，具較好應(yīng)用前景和市場價值，有效提高養(yǎng)殖戶經(jīng)濟(jì)收入，促進(jìn)奶牛養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。