對瘤胃微生物發(fā)酵功能的研究一直是反芻動物營養(yǎng)中的一個核心內(nèi)容。在過去的幾十年里,對反芻動物消化過程中起主要作用的瘤胃微生物區(qū)系研究取得了長足的進展。特別是采用分子生物學技術(shù)以后,對瘤胃微生物的種類和詳細的分工、更多的功能和相互的關(guān)系,有了進一步的了解。
我們知道,奶牛龐大的瘤胃是靠近食道的第一個胃,容積約有70-120公升。瘤胃可以看作是一個供厭氧性微生物繁殖的連續(xù)接種的活性發(fā)酵罐,從某種意義上來說,人們養(yǎng)奶牛實際是在養(yǎng)奶牛瘤胃內(nèi)的微生物。
在奶牛的瘤胃中居留、繁殖、生長著億萬個微生物,主要有細菌、真菌和瘤胃原蟲。細菌包括:纖維降解菌,半纖維降解菌,淀粉降解菌,蛋白降解菌,脂肪降解菌,酸利用菌,乳酸產(chǎn)生菌,產(chǎn)甲烷菌等,數(shù)量為108-1010個/ml (瘤胃液)。瘤胃真菌為厭氧真菌,細胞壁都含有幾丁質(zhì),產(chǎn)生游動的孢子,并有營養(yǎng)體階段。目前發(fā)現(xiàn)有6屬16種之多,數(shù)量大約有103-105個/ml(瘤胃液)。瘤胃原蟲分為兩類,一類是瘤胃纖毛蟲,一類是瘤胃鞭毛蟲。纖毛蟲大約有上百種,蟲體的大小介于20-200μm之間.數(shù)量為105-106個/ml(瘤胃液),總重量約占瘤胃內(nèi)容物的20%。而瘤胃鞭毛蟲有5種,蟲體的大小介于4-15μm之間,瘤胃液中相對于瘤胃纖毛蟲數(shù)量很少。
這些瘤胃微生物,它們產(chǎn)生各種消化酶,將宿主進食的日糧進行發(fā)酵,大多數(shù)細菌能發(fā)酵飼料中的一種或多種結(jié)構(gòu)性多糖和貯存性多糖,為其生長提供能量來源。而有些細菌則不能發(fā)酵糖類,但它能利用糖類水解后的簡單產(chǎn)物或糖類代謝的主要終產(chǎn)物,如乳酸、甲酸或氫等獲取能量。瘤胃微生物細菌種類中,存在有分解蛋白質(zhì)和氨基酸的菌群,發(fā)酵產(chǎn)生的氨、氨基酸、小肽被其他微生物利用,合成菌體蛋白。
微生物發(fā)酵的最終產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸(VFA)、B族維生素、VK和微生物菌體蛋白(MCP)。了解瘤胃的消化生理和生化反應,掌握瘤胃發(fā)酵的過程及條件,能通過飼料配方及飼養(yǎng)技術(shù)對其進行調(diào)控,穩(wěn)定較好的發(fā)酵條件,增強瘤胃的發(fā)酵功能,會使奶牛的健康、生產(chǎn)水平和效益有很大的提高。
1、瘤胃的重要功能
1.1.瘤胃為牛羊提供重要的營養(yǎng)源
對于體重600Kg,日產(chǎn)奶25Kg的奶牛,瘤胃微生物每日提供微生物蛋白 (MCP) 660g,占其需要量的42%;對于體重40Kg,日增重200g的生長肥育羊,瘤胃微生物每日提供微生物蛋白 (MCP) 34g,占需要量39%。而揮發(fā)性脂肪酸(VFA)可給牛羊提供70%以上的能量,又是合成乳脂、體脂、乳蛋白、提供葡萄糖的重要營養(yǎng)源。
1.2.瘤胃是牛羊體內(nèi)重要的營養(yǎng)代謝穩(wěn)衡器
瘤胃的正常的消化代謝決定牛羊營養(yǎng)物質(zhì)的吸收,瘤胃正常的消化代謝決定著牛羊的生產(chǎn)水平和身體健康。
1.3.瘤胃是牛羊體內(nèi)重要的解毒器
牛羊體內(nèi)許多有害物質(zhì)被瘤胃微生物分解成無毒物質(zhì),或者分解成低毒物質(zhì)。
1.4.優(yōu)質(zhì)的牛奶源于健康的奶牛,健康的奶牛源于功能健全的瘤胃,而功能健全的瘤胃必須擁有一個良好的微生物繁衍環(huán)境.
研究表明,干物質(zhì)采食量(DMI)的40%-80%在瘤胃中消化,其中80%的碳水化合物,60%-95%的粗纖維,60%-80%的有機物,10%-100%的粗脂肪也在瘤胃中消化,瘤胃中消化的能量占總消化能量的23%-87%??梢娏鑫赴l(fā)酵功能在反芻動物營養(yǎng)中占有舉足輕重的地位。
2、影響瘤胃發(fā)酵功能的因素
2.1反芻動物日糧的變化
頻繁地更換奶牛日糧的組成原料,對奶牛瘤胃發(fā)酵功能的影響很大,由于瘤胃微生物對日糧的組成有一個逐步適應的過程,所以,每次更換日糧都會是奶牛瘤胃微生物發(fā)生應激性減少。
日糧營養(yǎng)的不平衡性也會影響瘤胃的發(fā)酵功能,瘤胃微生物的生長繁殖也需要各種營養(yǎng)物質(zhì),營養(yǎng)成分的差別使奶牛瘤胃微生物出現(xiàn)應激性減少。
2.2奶牛飼養(yǎng)環(huán)境的變化
奶牛采食、爬臥、運動的場地面積要滿足奶牛的需要,如果出現(xiàn)擁擠現(xiàn)象,會影響奶牛瘤胃的發(fā)酵功能。
夏季奶牛的熱應激對瘤胃發(fā)酵功能會產(chǎn)生嚴重的影響,奶牛的消化代謝功能,揮發(fā)性脂肪酸(VFA)、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)的吸收,都會下降。
奶牛采食、爬臥、運動的環(huán)境潮濕,也會影響奶牛瘤胃的發(fā)酵功能,此時,奶牛瘤胃微生物也會出現(xiàn)應激性減少。
2.3奶牛的采食量變化
奶牛在不同的飼養(yǎng)階段采食量不同,不同的季節(jié)采食量不同,采食量的增加或減少,影響奶牛瘤胃的發(fā)酵功能。
3、酵母細胞培養(yǎng)物(核動力)
3.1.酵母培養(yǎng)物是在特定的工藝條件下,酵母在特定的培養(yǎng)基上,經(jīng)過充分發(fā)酵后形成的微生態(tài)制劑,它由酵母代謝物、發(fā)酵后的培養(yǎng)基、酵母細胞組成,分為細胞內(nèi)容物和細胞外代謝物兩類,細胞內(nèi)容物有葡聚糖、甘露寡糖 核苷酸、肌醇、氨基酸、多種維生素、有機微量元素等;細胞外代謝產(chǎn)物有氨基酸、小肽、寡糖(果寡糖、甘露寡糖)、酯、有機酸、乙醇、未知生長因子等。
3.2酵母培養(yǎng)物是瘤胃細菌的營養(yǎng)底物,刺激瘤胃細菌,促進微生物的繁殖和生長,改善細菌的種群結(jié)構(gòu),穩(wěn)定瘤胃PH值,增強瘤胃微生物的發(fā)酵功能,調(diào)控瘤胃的發(fā)酵活動,促進對奶牛有利的發(fā)酵活動,控制和縮小對奶牛不利的發(fā)酵活動,抑制蛋白質(zhì)分解和甲烷產(chǎn)生及多不飽和脂肪酸的生物氫化,控制發(fā)酵類型,提高微生物蛋白(MCP)的合成和揮發(fā)性脂肪酸(VFA)的產(chǎn)量。
4、酵母培養(yǎng)物的功效
4.1可提高奶牛的干物質(zhì)采食量
由于酵母培養(yǎng)物增強瘤胃的發(fā)酵功能,谷氨酸等風味物質(zhì)明顯提高日糧適口性,小肽、有機酸等活性成分顯著促進纖維分解菌、乳酸利用菌等瘤胃微生物生長,提高粗纖維的消化率,增強了奶牛的消化代謝功能。實驗表明,使用酵母培養(yǎng)物可使奶牛的干物質(zhì)采食量增加2%-4%。
4.2可提高奶牛的產(chǎn)奶量
由于酵母培養(yǎng)物增強瘤胃的發(fā)酵功能,瘤胃產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸(VFA)和微生物蛋白(MCP)產(chǎn)量增加,奶牛吸收的營養(yǎng)物質(zhì)增加,從而提高了奶牛的產(chǎn)奶量。實驗表明,使用酵母培養(yǎng)物可使奶牛每天的平均產(chǎn)奶量增加1-1.5kg。
4.3可提高牛奶的品質(zhì)
由于酵母培養(yǎng)物增強瘤胃的發(fā)酵功能,乙酸的產(chǎn)量和過瘤胃營養(yǎng)增加,牛奶的乳脂率和乳蛋白率都有不同程度的提高。實驗表明,使用酵母培養(yǎng)物可使牛奶的乳脂率和乳蛋白率平均增加0.1-0.3%。
4.4可使奶牛干奶期和圍產(chǎn)期的疾病降到最少
酵母培養(yǎng)物中的葡聚糖和甘露聚糖以及寡糖類刺激奶牛免疫系統(tǒng)的完善和發(fā)育,增強自身的免疫機能,從而預防和減少奶牛疾病的發(fā)生。
4.5可穩(wěn)定瘤胃的PH值
有機酸(蘋果酸等)刺激反芻獸新月單胞菌等乳酸利用菌生長,降低瘤胃乳酸鹽濃度,穩(wěn)定瘤胃PH值;
4.6可增加奶牛的體脂儲備,改善膘情
由于酵母培養(yǎng)物增強瘤胃的發(fā)酵功能,揮發(fā)性脂肪酸(VFA)的產(chǎn)生和吸收量增加,奶牛的體脂儲備、膘情得到了明顯的改善。
4.7可提高奶??箲さ哪芰?/span>
酵母培養(yǎng)物中的葡聚糖和甘露聚糖以及寡糖類刺激奶牛免疫系統(tǒng)的完善和發(fā)育,增強自身的免疫機能,能夠抵抗和緩解奶牛因應激所發(fā)生的生理和行為上的特異性或非特異性反應,提高奶牛的抗應激能力。
5、酵母培養(yǎng)物的使用
5.1.在奶牛的產(chǎn)奶階段,從產(chǎn)犢開始飼喂,直至產(chǎn)奶期結(jié)束,充分滿足瘤胃微生物的營養(yǎng)源。
5.2.通過在圍產(chǎn)前期添加酵母培養(yǎng)物,來保證奶牛圍產(chǎn)期的健康。
5.3.合適的添加比例
產(chǎn)奶階段每噸日糧添加0.3%,圍產(chǎn)前期每噸日糧添加0.4%。
總之,奶牛的瘤胃是一個充滿細菌、纖毛蟲和真菌等微生物的大發(fā)酵罐。一定程度上講,飼養(yǎng)奶牛就是飼養(yǎng)瘤胃中的微生物,而瘤胃微生物的生存數(shù)量、種類,發(fā)酵產(chǎn)物,很重要的程度上,決定瘤胃是否健康,而瘤胃的健康,不僅影響奶牛的生長,影響奶牛的產(chǎn)奶量,牛奶品質(zhì),影響奶牛的繁殖能力,還影響著奶牛終生的健康,通過使用酵母培養(yǎng)物,創(chuàng)造適宜的瘤胃微生物發(fā)酵的內(nèi)環(huán)境(PH值5.8-6.4),并保持瘤胃液pH值穩(wěn)定;促進瘤胃微生物生長,改善瘤胃發(fā)酵功能,調(diào)控瘤胃發(fā)酵類型,保持瘤胃內(nèi)乙酸與丙酸的正常比例;促進瘤胃液營養(yǎng)物質(zhì)向消化道后部推送;通過提高奶牛的免疫機能,,預防和減少奶牛疾病的發(fā)生;提高采食量和消化率,提高產(chǎn)奶量。最終提高我們奶牛業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。