酵母培養(yǎng)物是指在特定工藝條件控制下由酵母菌在特定的培養(yǎng)基上經(jīng)過充分的厭氧發(fā)酵后形成的微生態(tài)制品,它主要由酵母細(xì)胞外代謝產(chǎn)物、經(jīng)過發(fā)酵后變異的培養(yǎng)基和少量已無活性的酵母細(xì)胞所構(gòu)成。代謝產(chǎn)物是對(duì)細(xì)胞外各類代謝物的總稱,這其中有些物質(zhì)是為人們所熟悉的,如肽、有機(jī)酸、寡糖、氨基酸、增味物質(zhì)和芳香物質(zhì)等,還有許多為人們所不熟悉的但實(shí)踐證明對(duì)促進(jìn)畜禽生長有益的未知生長因子等物質(zhì)。長達(dá)幾十年的科學(xué)研究和生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)踐證明,酵母培養(yǎng)物中所含有的細(xì)胞外代謝產(chǎn)物可明顯提高反芻動(dòng)物的生產(chǎn)力水平、優(yōu)化飼料的營養(yǎng)價(jià)值、改善動(dòng)物的健康狀態(tài)。同時(shí)人們圍繞酵母培養(yǎng)物在反芻動(dòng)物中的作用機(jī)理也進(jìn)行了大量的研究工作,多數(shù)學(xué)者認(rèn)為酵母培養(yǎng)物主要是通過其中的代謝產(chǎn)物來提高瘤胃中微生物的數(shù)量和活力,從而改善瘤胃發(fā)酵、提高飼料的消化和利用效率,最終起到提高動(dòng)物生產(chǎn)性能的作用。本將從瘤胃微生物區(qū)系、瘤胃發(fā)酵功能、養(yǎng)分的攝入與利用等方面對(duì)酵母培養(yǎng)物在反芻動(dòng)物中的作用機(jī)理與應(yīng)用加以綜述,以期人們對(duì)酵母培養(yǎng)物能有一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)。
1 酵母培養(yǎng)物對(duì)瘤胃微生物區(qū)系的影響
許多研究者認(rèn)為酵母培養(yǎng)物的作用在于其能改變瘤胃發(fā)酵和微生物區(qū)系(Williams和Newbold, 1990;Dowson,1992;Newbold,1996;Wallace,1996)、增加瘤胃中細(xì)菌數(shù)(Wallace和Newbold,1992)、提高菌體蛋白合成、改善菌體AA組成(Beharka和Nagaraja,1991;Dawson和Hopkins,1991;Erasmus等,1992)。雖然Doreau等(1998)認(rèn)為,酵母培養(yǎng)物并不影響細(xì)菌間的平衡。但很多學(xué)者認(rèn)為酵母培養(yǎng)物能選擇性刺激瘤胃特定微生物,從而改變微生物區(qū)系。其中,最一致的報(bào)道是提高厭氧菌和纖維分解菌數(shù)量(Wiedmeier等,1987;Harrison等,1988;Newbold和Wallace,1992)。也有研究表明酵母培養(yǎng)物能提高乳酸利用菌(Edwards,1990;Girard等,1993)、蛋白分解菌(Yoon和Stern,1996)以及噬氫產(chǎn)乙酸菌(Chaucheyras等,1995b)的濃度。另外,酵母培養(yǎng)物還可提高瘤胃內(nèi)消化纖維的真菌(Chaucheyras等,1995a)及原蟲(Plata, 1994)的活性。瘤胃內(nèi)有益微生物菌群濃度的增加及微生物活性的提高,有利于粗纖維及其它營養(yǎng)物質(zhì)的消化,以及破壞、降解能導(dǎo)致瘤胃失衡的代謝中間產(chǎn)物。酵母培養(yǎng)物能刺激特定菌群生長的能力與許多對(duì)瘤胃內(nèi)生理代謝的影響報(bào)道一致,也解釋了提高蛋白合成、改善瘤胃穩(wěn)定性及改善微生物蛋白合成等。
1.1 纖維分解菌
酵母培養(yǎng)物可提高瘤胃厭氧微生物,特別是纖維分解菌的濃度。體外研究表明,酵母培養(yǎng)物可直接刺激瘤胃厭氧微生物、纖維分解菌的生產(chǎn)與繁殖(Wiedmeier等,1987;Harrison等,1988;Newbold和Wallace,1992)。Wiedmeier(1987)報(bào)道,補(bǔ)飼酵母培養(yǎng)物的非泌乳牛瘤胃總活菌數(shù)與纖維分解菌也顯著上升。Harrison等(1988)研究表明,為產(chǎn)后8周的泌乳奶牛提供酵母培養(yǎng)物(由Diamond V Mill提供),其瘤胃液中的纖維分解菌數(shù)量(cellulytic bacteria count)由對(duì)照組的(6.6×107)增至(12.0×107)MPN/ml。Dawson(1990)在以粗料為基礎(chǔ)的模擬瘤胃培養(yǎng)基中補(bǔ)加酵母菌,發(fā)現(xiàn)其中纖維分解菌數(shù)顯著提高。進(jìn)一步試驗(yàn)表明,補(bǔ)飼酵母培養(yǎng)物的閹公牛瘤胃厭氧微生物與纖維分解菌數(shù)量顯著增加。Wienmeier(1987)報(bào)道,補(bǔ)飼酵母培養(yǎng)物的非泌乳奶牛瘤胃總活菌數(shù)與纖維分解菌數(shù)顯著增加。Callaway等(1997)報(bào)道,在只加纖維二糖6g/l的介質(zhì)中添加酵母培養(yǎng)物濾液,能刺激纖維分解菌F.succinogenes S85、R.flavefaciens FD1和R.albus B199對(duì)纖維二糖的利用。瘤胃內(nèi)纖維分解菌與微生物總數(shù)增加,有助粗纖維及其它營養(yǎng)物質(zhì)的消化,從而促進(jìn)反芻動(dòng)物生產(chǎn)性能的提高。
1.2 乳酸利用菌
酵母培養(yǎng)物含有大量的氨基酸、葡萄糖、B族維生素、有機(jī)酸(蘋果酸、甲酸、琥珀酸、天冬氨酸)等。而某些瘤胃微生物生長、代謝也需要這些營養(yǎng)物質(zhì),如乳酸利用菌(S.ruminatium和M.elsdenii)。Girard (1993)報(bào)道,在高精料水平時(shí),添加酵母培養(yǎng)物不但能增加乳酸利用菌濃度,也增加乳酸利用速率。Edwards(1991)報(bào)道,給飼喂高能量的育肥肉牛補(bǔ)飼酵母培養(yǎng)物能增加乳酸利用菌的濃度。Nisbet和Martin(1991)發(fā)現(xiàn),細(xì)菌純培養(yǎng)時(shí)酵母培養(yǎng)物能刺激S.ruminatium的生長。Callaway和Martin(1997)報(bào)道,在含DL-乳酸、Tryptioase和酵母培養(yǎng)物各5g/l的介質(zhì)中培養(yǎng)S.ruminatiumHD4,向培養(yǎng)基中加入1%、5%酵母培養(yǎng)物濾液,能刺激S.ruminatium HD4生長,分別提高7%、15%;而在只加入5g/l DL-乳酸的培養(yǎng)基中,1%、5%酵母培養(yǎng)物濾液能刺激S.ruminatium HD4、H18和M.elsdenii B159、T81的生長,酵母培養(yǎng)物濾液增加S.ruminatium HD4的乙酸及總VFA產(chǎn)量,增加S.ruminatium H18的丙酸及總VFA產(chǎn)量。
瘤胃混合菌能快速利用有機(jī)酸(延胡索酸和蘋果酸)及天冬氨酸。酵母培養(yǎng)物濾液含有蘋果酸,而蘋果酸能刺激乳酸利用菌S.Ruminatium的生長。Linehan等(1978)發(fā)現(xiàn),S.Ruminantium HD4在乳酸鹽介質(zhì)中生長還需L-天門冬氨酸(Asp)、CO2、P-氨基苯甲酸和生物素,其中,天門冬氨酸可由L-蘋果酸或延胡索酸替代。Nisbet和Martin(1990)發(fā)現(xiàn),天門冬氨酸、延胡索酸、蘋果酸都能刺激S.ruminatium HD4對(duì)乳酸的利用,其中以蘋果酸刺激效果最為明顯。Nisbet等(1991)發(fā)現(xiàn),不同水平L-蘋果酸能刺激S.ruminantium HD4對(duì)乳酸的利用,但10mM水平時(shí)效果最大。Henderson(1980)發(fā)現(xiàn),S.ruminantium WPL 151/1在H2環(huán)境含葡萄糖中生長時(shí),使介質(zhì)中琥珀酸產(chǎn)量顯著增加,這表明S.ruminantium WPL151/1中含有延胡索酸還原酶,因?yàn)樘O果酸和延胡索酸都是這種細(xì)菌隨意(randomizing)途徑合成琥珀酸的前體物??梢酝茰y(cè),S.ruminantium HD4利用蘋果酸或延胡索酸而生長的能力,與細(xì)胞外H2的存在密不可分。
1.3 其它微生物
有關(guān)酵母培養(yǎng)物對(duì)蛋白分解菌的影響的報(bào)道并不多見。Yoon和Stern(1996)發(fā)現(xiàn),酵母培養(yǎng)物可刺激蛋白分解菌生長(3.09vs2.00×108/ml)。
瘤胃中,H2是由纖維分解菌如瘤胃球菌(R.albus、R.flavefaciens)、瘤胃桿菌(B.succinogenes、B.ruminocola)及厭氧真菌等分解植物細(xì)胞壁而產(chǎn)生的中間產(chǎn)物。但是,H2在瘤胃內(nèi)并不積累,這是由于瘤胃內(nèi)H2利用中占優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)甲烷菌將其合成甲烷,雖然產(chǎn)乙酸菌也能利用H2并生產(chǎn)乙酸,但瘤胃中產(chǎn)乙酸菌H2的競(jìng)爭(zhēng)力遠(yuǎn)低于產(chǎn)甲烷菌,這樣,大部分H2就以甲烷的形式損失掉了。
Chaucheyras等(1995a)在研究活酵母對(duì)人工瘤胃中兩種吃H2微生物——產(chǎn)乙酸菌、產(chǎn)甲烷弧形菌的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),添加活酵母能將產(chǎn)乙酸菌的吃H2 (hydrogenotrophic)代謝及乙酸產(chǎn)量提高5倍多;而在不加酵母的對(duì)照組以及產(chǎn)乙酸菌及產(chǎn)甲烷菌的混合組中,H2主要用于合成甲烷,而一旦加入活酵母后,則刺激產(chǎn)乙酸菌H2的利用能力。這表明,添加酵母能提高產(chǎn)乙酸菌H2利用的競(jìng)爭(zhēng)力,同時(shí)也就減少甲烷損失。
厭氧真菌占瘤胃微生物菌群8%,對(duì)瘤胃中纖維物理性降解有重要作用(Orpin和Joblin,1989)。瘤胃內(nèi)真菌主要附著于植物性顆粒上,特別是附著在很難被細(xì)菌降解的木質(zhì)素-纖維素交聯(lián)組織如(sclerenchyma或cribro-vascular),并對(duì)其由一定的降解作用,為其它菌種對(duì)纖維進(jìn)一步降解提供條件。然而,當(dāng)動(dòng)物飼料充足時(shí),真菌對(duì)底物的吸附、利用很有限,其促生長作用也有限,這是由底物類型及質(zhì)量決定,或是由于真菌與瘤胃微生態(tài)系統(tǒng)中其它微生物對(duì)此底物競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果。Chaucheyras等(1995)在研究活性釀酒酵母對(duì)瘤胃厭氧真菌(Neocallimatix Frantalis MCH3)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),當(dāng)向不含維生素的介質(zhì)中加入酵母后,能刺激真菌孢子產(chǎn)生及纖維分解能力,結(jié)果使發(fā)酵產(chǎn)物如H2、甲酸、乳酸、乙酸等的濃度增加,這表明,酵母能提高Neo frantalis對(duì)植物細(xì)胞壁的附著。經(jīng)活酵母刺激后,真菌在瘤胃內(nèi)降解富含木質(zhì)素-纖維素的飼草的能力就提高了。Welch和Calza(1993)發(fā)現(xiàn),另一種真菌制劑米曲霉發(fā)酵提取物能刺激與N.Frantalis MCH3非常相似的真菌N.Frantalis EB188的生長及纖維分解酶的產(chǎn)生。
Demeyar(1981)認(rèn)為,瘤胃中30%-40%的纖維消化是由纖毛蟲完成的。Plata(1994)報(bào)道,SC添加能增加原蟲數(shù)。而Doreau等(1998)給日糧為60%玉米青貯和40%精料的泌乳早期奶牛補(bǔ)飼SC0.5g/d頭,發(fā)現(xiàn)SC添加后9h,均毛科(Isotrichide)中最具代表性的均毛屬(Isotricha)數(shù)目增加(7.00vs2.00×103/ml,P<0.05),但對(duì)頭毛科(Ophryoscolocidae)的代表屬內(nèi)毛屬(Entodinium)、前毛屬(Epidinium)、均毛屬(Diploplastron)沒有影響,但添加后9h、11h、15h的平均值沒有差異,原蟲總濃度也沒有差異。原蟲中頭毛科約占90%。另外,Newbold 等(1992)認(rèn)為瘤胃纖維消化增加最可能是細(xì)菌作用而不是真核生物作用。但更多的報(bào)道是YC添加對(duì)原蟲沒有影響Newbold等,1992Kumar, 1994,1997Newbold,1995Yoon和Stern,1996)。
2 酵母培養(yǎng)物對(duì)瘤胃發(fā)酵的影響
2.1 酵母培養(yǎng)物對(duì)瘤胃VFA的影響
瘤胃VFA產(chǎn)量常作為評(píng)定酵母培養(yǎng)物刺激瘤胃發(fā)酵的指標(biāo)(Gray和Ryan,1988Martin等,1989)。大量研究表明酵母培養(yǎng)物能改變瘤胃發(fā)酵方式。Williams(1991)報(bào)道,添加酵母培養(yǎng)物對(duì)瘤胃總VFA濃度沒有影響,而乙酸、丙酸從3.3:1降到2.8:1,對(duì)戊酸或支鏈VFA比例沒有影響。添加酵母培養(yǎng)物使乙酸、丙酸比例降低的報(bào)道較多(Harrison等,1988;Williams,1989,1991Erasmus等,1992;Besong等,1996)。相反,YC添加使乙酸、丙酸比例升高的報(bào)道也有許多(Wiedmeier等,1987Gomez-Alaecon等,1990 蒿邁道,1993;Piva,1993)。
酵母培養(yǎng)物對(duì)瘤胃VFA的影響明顯隨添加時(shí)間和日糧類型而變化。Kumar等(1997)向水牛犢牛高粗料日糧中添加酵母培養(yǎng)物發(fā)現(xiàn),采食后4h總VFA顯著增加(124.6vs111.5mmol/l,P<0.01),乙酸顯著增加(81.3vs70.8,P<0.01),乙酸、丙酸比例增加(3.73vs3.25,P<0.05),丁酸及異丁酸增加(17.8vs15.1),戊酸減少(1.65vs1.93),異戊酸減少(1.50vs1.81)。Sullivan和Martin(1999)報(bào)道,向人工瘤胃中添加酵母培養(yǎng)物,當(dāng)?shù)孜餅橛衩姿榱r(shí),對(duì)VFA產(chǎn)量及其比例沒有影響;底物為苜蓿干草時(shí),乙酸、丙酸比例增加;底物為海岸狗牙根時(shí),乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、異戊酸及CH4產(chǎn)量增加,VFA產(chǎn)量增加,乙酸、丙酸比例降低。
但也有一些體內(nèi)、體外試驗(yàn)表明,酵母培養(yǎng)物對(duì)總VFA濃度及各種VFA的比例沒有影響(Harrison等,1988Williams等,1991Caton,1993Higginbotham等,1994Yoon和Stern,1996)。
2.2 酵母培養(yǎng)物對(duì)瘤胃乳酸及pH的影響
快速發(fā)酵碳水化合物在瘤胃內(nèi)的迅速發(fā)酵所產(chǎn)生的大量有機(jī)酸導(dǎo)致pH值下降,抑制纖維分解菌活動(dòng),從而抑制動(dòng)物對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)特別是對(duì)粗纖維的消化利用,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致瘤胃功能失調(diào)。所以,促進(jìn)微生物對(duì)乳酸的利用,增加瘤胃pH值具有重要意義。當(dāng)動(dòng)物采食高能量日糧時(shí),低水平的乳酸濃度常表明較高的瘤胃液pH ,也表明瘤胃發(fā)酵十分穩(wěn)定。研究發(fā)現(xiàn)酵母培養(yǎng)物對(duì)穩(wěn)定瘤胃發(fā)酵和調(diào)整瘤胃失衡具有重要作用。酵母培養(yǎng)物可通過減少乳酸產(chǎn)生、增加瘤胃微生物對(duì)乳酸利用而防止pH下降(Chaucheyras等,1996 Martin等,1992 Michalet-Doreau等,1996)。Williams等(1991)發(fā)現(xiàn),給采食大麥的奶牛補(bǔ)飼酵母培養(yǎng)物后4h的pH值增加(P<0.05),這種增加可能是由于YC添加組瘤胃液L-乳酸濃度下降的緣故(1.43vs3.55mM,P<0.01);而對(duì)照組瘤胃液中L-乳酸的最大濃度(7.75mM)剛好與最低pH值吻合。Kumar等(1997)向采食干草(2.12kg/d頭)和精料(0.45kg/d頭)的犢牛添加YC(5g/d頭)發(fā)現(xiàn),在第4周時(shí),添加酵母培養(yǎng)物組飼喂后6h瘤胃液pH顯著高于對(duì)照組(6.55vs6.46,P<0.05),而撤消酵母培養(yǎng)物兩周后,二者沒有差異。Erasmus(1992)發(fā)現(xiàn),YC對(duì)瘤胃pH沒有影響,但能將乳酸濃度峰值降低(1.93vs1.73mM)。但Doreau等(1998)給采食60%玉米青貯、40%精料的泌乳早期奶牛補(bǔ)飼酵母培養(yǎng)物,并不影響瘤胃pH。Williams等(1991)認(rèn)為,當(dāng)日糧富含高能量飼料時(shí),酵母培養(yǎng)物可能減少一定時(shí)間內(nèi)pH的差異。YC添加對(duì)瘤胃pH值的影響變化不大的原因可能是,酵母培養(yǎng)物刺激乳酸利用菌生長,使乳酸濃度下降,同時(shí)刺激別的菌種對(duì)NH3的利用,使NH3濃度下降,由于乳酸和NH3濃度同時(shí)下降,使pH值變化不大。而二者濃度下降的幅度相差異及時(shí)間相差異,也就可以解釋瘤胃pH值各種變化的原因了。酵母培養(yǎng)物防止乳酸在瘤胃內(nèi)積累的能力也表明其對(duì)克服高產(chǎn)奶牛、快速生長肉牛因采食高能量日糧而帶來的不利影響有切實(shí)可行的作用。
2.3 酵母培養(yǎng)物對(duì)瘤胃NH3-N的影響
大量研究表明酵母培養(yǎng)物可顯著降低瘤胃內(nèi)NH3-N濃度(Dawson,1987;Williams和Newbold,1990;Harrison等1988;Henics和Gombos,1991;Piva,1993;Kumar等,1994)、改善瘤胃氮代謝。Yoon和Stern(1996)發(fā)現(xiàn),添加酵母培養(yǎng)物可使CP瘤胃降解率增加(P<0.1),使十二指腸N及AAN流量增加(P<0.05)。酵母培養(yǎng)物刺激微生物生長,常表示瘤胃微生物NH3利用增加。NH3水平降低,并不是由蛋白質(zhì)降解或脫氨作用降低引起的(Williams和Newbold, 1990),而是由于酵母培養(yǎng)物刺激瘤微生物菌群攝取NH3并合成蛋白引起的。這反映在添加酵母培養(yǎng)物后,瘤胃內(nèi)氨態(tài)氮濃度較低,同時(shí),瘤胃細(xì)菌濃度增加。另外,這些變化反映在小腸細(xì)菌氮流量增加(Erasmus等,1992)。氮流量變化也就意味著AA流向的變化,其中蛋、胱、絲、蘇的含量明顯提高。瘤胃微生物菌體蛋白流量的增加,意味著酵母培養(yǎng)物能刺激瘤胃微生物生長,提高NH3-N轉(zhuǎn)化為微生物菌體蛋白的效率。
但也研究表明,添加酵母培養(yǎng)物后瘤胃NH3濃度并不降低(Wiedmeier等,1987,Carro等,1992;Hession等,1992),甚至增加瘤胃NH3濃度(Arambel等,1987;Martin等,1989),對(duì)微生物菌體蛋白合成及流量也沒有影響(Carro等,1992;Doreau等,1998)。
3 酵母培養(yǎng)物對(duì)消化和采食量的影響
3.1 酵母培養(yǎng)物對(duì)瘤胃消化的影響
許多研究者一致認(rèn)為添加酵母培養(yǎng)物對(duì)瘤胃發(fā)酵有顯著影響,對(duì)消化也有許多益處。幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室的研究表明,添加酵母培養(yǎng)物可影響瘤胃內(nèi)消化途徑(Williams和Newbold,1990Dawson,1992Newbold等,1996Wallace,1996),增加DM、NDF、ADF、纖維素、半纖維素、CP的瘤胃消化率(Campos等,1990)及全消化道消化率(Ayala等,1992Eramus等,1992),這種消化率的改善與酵母培養(yǎng)物刺激瘤胃微生物生長及其活性直接相關(guān)(Wiedmeier等,1987Edwards等,1991)。
瘤胃中纖維的消化主要依賴?yán)w維分解菌的生物活性。當(dāng)瘤胃中pH值維持在大于或等于6.0的水平時(shí),這些微生物能夠攝取纖維里的大部分能量。酵母培養(yǎng)物通過滋養(yǎng)一個(gè)擁有豐富的纖維分解活性微生物的瘤胃,從而幫助奶牛提高對(duì)纖維的消化率。為提高產(chǎn)奶量,通常都會(huì)在日糧中添加谷物。但是迅速發(fā)酵的谷物為瘤胃微生物提供底物,會(huì)產(chǎn)生乳酸并降低瘤胃pH值。當(dāng)pH值低于6.0時(shí),纖維分解菌的生長就會(huì)受到抑制。研究表明通過添加酵母培養(yǎng)物有助于促進(jìn)瘤胃中乳酸分解菌的生長從而降低乳酸在瘤胃中的積累。由于瘤胃中對(duì)乳酸的分解能力增強(qiáng),從而使得pH值高于6.0,纖維的消化率也因此提高。,美國達(dá)農(nóng)威公司通過對(duì)酵母培養(yǎng)物(益康XP)長期的生產(chǎn)實(shí)踐和大量的科學(xué)研究證實(shí),酵母培養(yǎng)物可將瘤胃內(nèi)有益微生物菌群的總數(shù)增加30%,其中參與分解纖維物質(zhì)和干草的細(xì)菌數(shù)目可增加60~70%,從而使得飼料通過胃部的速度提高13.1%;粗蛋白質(zhì)消化率提高3%;脂肪消化率提高3.7%;酸性洗滌纖維消化率提高10.4%;木質(zhì)纖維消化率提高35.7%。
3.2 酵母培養(yǎng)物對(duì)小腸營養(yǎng)流量的影響
酵母培養(yǎng)物影響纖維消化速率和菌體蛋白合成,從而影響小腸食糜營養(yǎng)成分。Williams等(1989)報(bào)道,補(bǔ)祠酵母培養(yǎng)物使十二指腸與回腸末端的DM及NAN表觀吸收率分別提高35%和23%,增加DM和NAN十二指腸流量,而對(duì)回腸末端流量沒有影響。他們認(rèn)為NAN流量及吸收率增加主要是由于可利用菌體蛋白小腸流量增加的緣故。Carro等(1992)發(fā)現(xiàn),奶牛添加酵母培養(yǎng)物,使非降解N十二指腸流量增加,而NAN和微生物菌體N十二指腸流量并不顯著增加。
十二指腸食糜AA組成在很大程度上影響決定奶牛產(chǎn)奶量及蛋白產(chǎn)量的各種可利用AA(Yoon和Stern,1995)。關(guān)于限制產(chǎn)奶量的限制性AA,還未統(tǒng)一意見,但是非降解蛋白源組成已用來調(diào)控十二指腸食糜AA組成。當(dāng)飼喂推薦量的非降解蛋白時(shí),瘤胃中菌體蛋白AA組成相對(duì)穩(wěn)定。Yoon和Stern(1995)認(rèn)為酵母培養(yǎng)物刺激瘤胃微生物生長,并提高菌體蛋白合成,并能給高產(chǎn)動(dòng)物提供所需的特定的限制性AA。Erasmus等(1992)報(bào)道,添加使奶牛菌體蛋白合成有增加趨勢(shì),奶牛增加YC后,十二指腸的17種AA中4種氨基酸(Met、Cys、Thr和Ser)濃度顯著增加,其中Met增加41~58g/d,而Glu濃度降低,表明添加酵母培養(yǎng)物可影響流出瘤胃的細(xì)菌蛋白的AA組成,這可能是酵母培養(yǎng)物選擇性刺激某些厭氧菌生長的緣故(Dawson等,1990;Erasmns等,1992)。由于數(shù)據(jù)有限,還不能解釋細(xì)菌組成變化與十二指腸AA組成變化的相關(guān)性方向。
3.3 酵母培養(yǎng)物對(duì)采食量的影響
奶牛攝入的飼料越多,能夠得到的能量就越多,產(chǎn)奶量也就越多。由于采食量是促進(jìn)產(chǎn)奶的直接動(dòng)力,因此營養(yǎng)學(xué)家和養(yǎng)牛戶都千方百計(jì)提高牛的干物質(zhì)采食量。在較高的干物質(zhì)進(jìn)食水平下,通過促進(jìn)瘤胃的發(fā)酵或微生物的活動(dòng),使得奶牛能夠最大限度地利用飼料中所含的養(yǎng)分。微生物菌群能消化飼草、纖維和淀粉,正是它們才使得奶牛能夠利用飼料中的養(yǎng)分。
一些獨(dú)立的研究機(jī)構(gòu)、大學(xué)和供應(yīng)商所進(jìn)行的研究結(jié)果都證實(shí),在奶牛日糧中添加酵母培養(yǎng)物產(chǎn)品是非常有益的,主要表現(xiàn)在干物質(zhì)采食量提高和產(chǎn)奶量增加。通過對(duì)過去41組試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)來看,YC添加使DMI變化范圍為-4.4%-27.3%,使DMI平均增加2.65%;其中19組產(chǎn)生負(fù)效應(yīng),使DMI平均減少2.53%;22組產(chǎn)生正效應(yīng),使DMI平均增加7.1%。Newbold(1990)認(rèn)為添加酵母培養(yǎng)物增加采食量,能為增加產(chǎn)奶量提供足夠的能量。Olson等(1994)報(bào)道,添加酵母培養(yǎng)物可增加放牧牛隨意先擇性采食量。在伊利諾斯大學(xué)做的一個(gè)關(guān)于過渡期奶牛的試驗(yàn)表明試驗(yàn)組奶牛的干物質(zhì)采食量明顯較高。伊利諾斯大學(xué)的首席研究員Mike Hutjens博士的研究結(jié)果表明日糧中添加酵母培養(yǎng)物的最佳時(shí)間是產(chǎn)犢前2周直到泌乳期的前40~50d。試驗(yàn)還表明,試驗(yàn)組的奶牛在泌乳初期體重的損失更少。這些奶牛在產(chǎn)犢后干物質(zhì)采食量提高更快,泌乳高峰到來更早。
4 酵母培養(yǎng)物對(duì)奶牛生產(chǎn)性能的影響
通過綜合過去43組試驗(yàn),添加酵母培養(yǎng)物使3.5%FCM產(chǎn)奶量變化范圍為-7.3%~17.5%,平均為5.05%;8組產(chǎn)生負(fù)效應(yīng),平均為-2.7%;35組產(chǎn)生正效應(yīng),平均為6.08%。1995年Shaver和Garrett對(duì)美國威斯康星州的11個(gè)商品奶牛場(chǎng)作了一個(gè)試驗(yàn),研究酵母培養(yǎng)物對(duì)產(chǎn)奶量、牛奶成分組成和組分產(chǎn)量的影響。試驗(yàn)結(jié)果顯示把酵母培養(yǎng)物添加到泌乳高峰期后的奶牛日糧中去會(huì)影響產(chǎn)奶量。但所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)會(huì)因原料成本和牛奶價(jià)格的差異而有所不同。研究表明添加酵母培養(yǎng)物會(huì)有1:2~1:3的投資回報(bào)(假設(shè)干物質(zhì)的采食量提高了相當(dāng)于產(chǎn)奶增加量的35%)。整個(gè)試驗(yàn)用了大約1 500頭牛,其中1 200頭正處于泌乳期,每頭牛的年平均產(chǎn)奶量在10 000~12 700kg之間。最近,劉凱等(2004)利用酵母培養(yǎng)物(達(dá)農(nóng)威益康XP)對(duì)泌乳前期奶牛的產(chǎn)奶量影響的研究表明,添加酵母培養(yǎng)物使泌乳前期奶牛產(chǎn)奶量平均提高2.10kg(P<0.05),差異顯著。王先生和他同事在俄亥俄州大學(xué)所作的一個(gè)研究中發(fā)現(xiàn):對(duì)于泌乳31~140d的牛群而言,在日糧中含有21%的中性洗滌纖維(NDF)和酵母培養(yǎng)物會(huì)明顯提高奶牛的干物質(zhì)攝入量、實(shí)際產(chǎn)奶量、3.5%脂肪校正產(chǎn)奶量和乳脂率。這個(gè)試驗(yàn)說明了日糧中含有適當(dāng)比例的非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(NSC)的重要性。而那些日糧中所含非結(jié)構(gòu)性碳水化合物少于37%~38%這個(gè)最佳比例的試驗(yàn)組牛群未能顯示出足夠的正效應(yīng)。很顯然,只有給奶牛飼喂結(jié)構(gòu)合理并且能量充足的日糧才能達(dá)到令任滿意的經(jīng)濟(jì)效果。另外,添加酵母培養(yǎng)物對(duì)乳組成的影響也不一致。YC添加能使乳脂率提高5.77%~33.46%,乳蛋白率略有增加,乳糖含量有增有降,總固形物顯著增加(王士長,1999;吳子林,1996;蒿邁道,1994)。
5 小結(jié)
飼養(yǎng)健康的奶牛和提高產(chǎn)奶量是養(yǎng)殖者所追求的最大經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。通過科技的進(jìn)步和長期的生產(chǎn)實(shí)踐,越來越多的奶牛養(yǎng)殖者意識(shí)到養(yǎng)好奶牛的關(guān)鍵在于調(diào)理好奶牛的瘤胃。只有具備良好瘤胃功能的奶牛,才能夠最大限度地發(fā)揮出它作為高效轉(zhuǎn)換動(dòng)物的生產(chǎn)天性。事實(shí)上,奶牛瘤胃本身并不能夠直接對(duì)飼料進(jìn)行轉(zhuǎn)換合成(消化吸收)。真正參與分解消化食物活動(dòng)的是瘤胃內(nèi)的微生物菌群。瘤胃中存在著無數(shù)的微生物,一般來講,每毫升瘤胃液中約有細(xì)菌400億~500億之多,原蟲的數(shù)量也在幾千萬以上。這些微生物能夠利用粗飼料并通過其自身的繁殖,生成大量且便于奶牛利用的微生物蛋白,甚至將一些氮素轉(zhuǎn)化成必需氨基酸,合成許多必需的維生素,其中包括維生素B族,它們還能夠?qū)⒗w維素和戊聚糖分解成乙酸、丙酸和丁酸,使得這些短鏈的脂肪酸通過胃壁吸收為奶牛提供約75%的能量。既然瘤胃中大量的微生物菌群參與對(duì)飼料的消化過程,因此,如果微生物在瘤胃中能夠得到恰當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng),不僅能夠提高飼料報(bào)酬,還能夠保障奶牛的營養(yǎng)需要和體質(zhì)健壯。換句話說,飼養(yǎng)奶牛的關(guān)鍵在于養(yǎng)好瘤胃中的有益微生物菌群。酵母培養(yǎng)物中的代謝產(chǎn)物具有明顯刺激牛瘤胃中纖維素菌和乳酸利用菌的繁殖;改變瘤胃發(fā)酵方式;降低瘤胃氨濃度;提高瘤胃微生物蛋白產(chǎn)量和改善飼料消化率等的作用,從而使能夠從飼料中下載更多的養(yǎng)分來滿足奶牛生長和生產(chǎn)的需要,達(dá)到提高生產(chǎn)性能和改善動(dòng)物健康狀況的作用。