酵母多糖對哺乳犢牛生長性能、消化代謝和血清生化指標的影響

董金金 高艷霞 李 妍 李秋鳳 曹玉鳳 劉 博 許利民 李建國*

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，保定 071001；2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院，保定 071001；3.河北省衡水市農(nóng)牧局，衡水 053000；4.河北省隆化縣農(nóng)牧局，隆化 068150)

酵母多糖(yeast polysaccharide，YP)是酵母細胞壁的主要組成成分，又稱酵母細胞壁多糖，是一種大分子多糖復(fù)合物，從酵母細胞壁中提取而得，外層為甘露聚糖，含量約為25%，中間層為蛋白質(zhì)類物質(zhì)，內(nèi)層為葡聚糖，含量約為25%[1]。酵母多糖通過調(diào)節(jié)機體腸道菌群，降低胃腸道疾病發(fā)病率,促進動物對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收,提高機體的抵抗力,提高動物的生產(chǎn)性能。而犢牛哺乳期機體抵抗力低下，面臨各種外界刺激容易發(fā)生腹瀉等多種疾病，因此提高犢牛免疫力從而促進生長性能至關(guān)重要。酵母多糖作為天然無毒副作用促生長的生物活性制劑，研究其對哺乳犢牛生長發(fā)育及代謝的作用具有重要意義。大量研究表明，酵母多糖可以提高家禽的機體抗氧化能力和生長性能[2-4]，降低仔豬的腹瀉率，提高仔豬日增重、血清免疫球蛋白含量[5-7]。也有研究表示，酵母多糖能提高受到免疫刺激時的小母牛能量代謝[8]、應(yīng)激階段閹牛的干物質(zhì)采食量(DMI)及日增重[9-10]、泌乳牛產(chǎn)奶量以及乳蛋白率[11-12]。酵母多糖能提高成年反芻動物的DMI、日增重和泌乳性能。關(guān)于甘露聚糖或β-葡聚糖單一成分對哺乳犢牛影響已有報道，但酵母多糖對哺乳犢牛的研究結(jié)果未見報道。因此，本試驗旨在探究飼糧中添加不同劑量的酵母多糖對哺乳犢牛生長性能、消化代謝及相關(guān)血清生化指標的影響，探討其作用機制及適宜添加量。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

酵母多糖購自湖北安琪酵母有限公司,純度>50%，主要成分及含量如下:20.0%≤β-葡聚糖≤30.0%，20.0%≤α-甘露聚糖肽≤30.0%，肽類及蛋白質(zhì)≥30.0%，幾丁質(zhì)≥2.0%。

1.2 試驗設(shè)計

試驗選擇初生重[(45.00±5.29) kg]相近、健康的中國荷斯坦犢牛56頭，隨機分為4組，每組14頭，各組間平均初生重差異不顯著(P>0.05)。Ⅰ組飼喂基礎(chǔ)飼糧，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組在基礎(chǔ)飼糧中分別添加1、2、3 g/(頭·d)的酵母多糖。試驗期60 d。

1.3 飼養(yǎng)管理

試驗犢牛出生后1 h內(nèi)灌服4 L初乳，之后安置于犢牛島，均單籠飼養(yǎng)，自由飲水。試驗期間每日每頭飼喂牛奶4 kg,7日齡開始補充犢牛開食料，45日齡開始自由采食苜蓿。1～6日齡，酵母多糖添加在牛奶中，7～60日齡添加在犢牛開食料中。開食料組成及營養(yǎng)水平見表1。鮮奶和苜蓿的營養(yǎng)水平見表2。

表1 開食料組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

1)預(yù)混料為每千克開食料提供 The premix provided the following per kilogram of the starter: VA 15 000 IU，VD 5 000 IU，VE 50 mg，F(xiàn)e 90 mg，Cu 12.5 mg，Mn 30 mg，Zn 90 mg，Se 0.30 mg，I 1 mg，Co 0.5 mg。2)產(chǎn)奶凈能為計算值，根據(jù)NRC(2001)[13]中各原料的產(chǎn)奶凈能，分別乘以各自在開食料中所占的比例，再相加，其他為實測值。表2同。The NELwas a calculated value，according to NRC (2001)[13]，the NELof each raw material was multiplied by the ratio of respective starter and then added together, while the others were measured values. The same as Table 2.

表2 鮮奶和苜蓿的營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

1.4 樣品采集與處理

1.4.1 飼糧樣品與糞樣的采集與處理

試驗采用四分法采集開食料及苜蓿干草樣品，并于65 ℃烘干48 h，制作成風(fēng)干樣品，置于封口袋內(nèi)保存，用于飼糧營養(yǎng)成分含量的測定。

試驗結(jié)束前收集糞樣，連續(xù)3 d收集糞樣，每頭牛每天收集600 g，均分成2份，一份樣品直接裝入自封樣品袋制備風(fēng)干樣品，用于粗脂肪(EE)、鈣(Ca)、磷(P)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)含量的測定；另一份樣品按每100 g新鮮糞便加入20 mL濃度為10%的H2SO4進行處理，并于-20 ℃保存，用于粗蛋白質(zhì)(CP)含量的測定。

1.4.2 血液樣品的采集與處理

試驗結(jié)束當日晨飼前，用促凝真空采血管從犢牛頸靜脈采血30 mL，將采集的血樣37 ℃水浴30 min，1 240×g離心15 min，分離血清，-20 ℃冷凍保存待測。

1.5 樣品分析與測定

1.5.1 體重體尺的測定

犢牛出生時，測定初生重，60日齡(試驗結(jié)束)早晨測定末重，計算1～60日齡平均日增重(ADG)。測定犢牛體高、體斜長、胸圍和管圍。

體高：從鬐甲最高點到地面的垂直距離，用測杖測量；體斜長：肩關(guān)節(jié)的前端到坐骨端的距離，用硬尺測量；胸圍：肩胛骨后角處體軀的垂直周徑，其松緊以能插上食指和中指上下滑動為準，用卷尺測量；管圍：在前掌骨上1/3最細處的水平周徑長度，以卷尺量之。

1.5.2 DMI的測定

試驗期間，記錄每頭犢牛每天的開食料及苜蓿干草的供給量和剩余量，并采集各組顆粒料及苜蓿干草各300～500 g，于105 ℃烘干至恒重，計算干物質(zhì)含量。試驗結(jié)束時，換算出各組犢牛的DMI。

1.5.3 腹瀉率的測定

每日觀察犢牛排泄情況，參考糞便得分標準[14-15]對犢牛的腹瀉情況進行測定，當犢牛糞便評分≥2時記為1個腹瀉日。每頭犢牛每腹瀉1 d記為腹瀉1次，計算犢牛腹瀉率、腹瀉頻率。

腹瀉率(%)=(腹瀉頭數(shù)/總頭數(shù))×100； 腹瀉頻率(%)=Σ(腹瀉頭數(shù)×腹瀉天數(shù))/(總頭數(shù)×試驗天數(shù))×100。

1.5.4 營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的測定

飼糧樣品與糞樣DM含量采用張麗英[16]的方法測定，EE、Ca與P含量分別參照GB/T 6436—2002[17]、GB/T 6437—200[18]、GB/T 6437—2002[19]測定，CP含量參照GB/T 6432—94[20]利用FOSS全自動蛋白測定儀進行測定，NDF與ADF含量分別參照GB/T 20806—2006[21]、NY/T 1459—2007[22]利用全自動纖維儀ANKOM-A2000i(美國)測定。

用酸不溶灰分法(內(nèi)源指示劑法)計算飼糧中各營養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率。計算公式如下：

某營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率(%)=(a/c-b/d)/(a/c)×100。

式中：a為飼糧中該營養(yǎng)物質(zhì)含量(%)；b為糞中該營養(yǎng)物質(zhì)含量(%)；c為飼糧中指示劑含量(%)；d為糞中指示劑含量(%)。

1.5.5 血清生化指標的測定

血清葡萄糖(GLU)、尿素氮(UN)、總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)含量及堿性磷酸酶(ALP)活性的測定采用北京北檢公司的試劑盒(批號分別是20170407、20170201、20170201、20170201、20170302)；血清丙二醛(MDA)含量及總抗氧化能力(T-AOC)的測定采用南京建成生物工程研究所的試劑盒(批號分別為20170410、20170410)，利用山東高密彩虹GF-D200型半自動生化分析儀測定；血清溶菌酶(LZM)活性的測定采用上?；顦飞锟萍加邢薰镜脑噭┖?批號為20170428)，利用美國的THERMO Multiskan Ascent全自動酶標儀測定。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析，并用Duncan氏法進行多重比較。試驗結(jié)果用平均值±標準差表示，以P<0.05為差異顯著，以P<0.01為差異極顯著。

2 結(jié) 果

2.1 酵母多糖對哺乳犢牛生長性能的影響

2.1.1 酵母多糖對哺乳犢牛體重的影響

由表3可知，各組犢牛初生重及末重差異均不顯著(P>0.05)。Ⅲ組犢牛ADG顯著高于Ⅰ組(P<0.05)，而Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ組間犢牛ADG差異不顯著(P>0.05)。

表3 酵母多糖對哺乳犢牛體重的影響

同行數(shù)據(jù)肩標無字母或相同字母表示差異不顯著(P>0.05)，不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)。下表(除表7)同。In the same row, values with no letter or the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), and with different capital letter superscripts mean significant difference (P<0.01). The same as below (except for Table 7).

2.1.2 酵母多糖對哺乳犢牛DMI的影響

由表4可知，各組犢牛各階段DMI均無顯著差異(P>0.05)，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組開食料及苜蓿的DMI均高于Ⅰ組，Ⅲ組的犢牛DMI高于其他各組。

表4 酵母多糖對哺乳犢牛DMI的影響

2.1.3 酵母多糖對哺乳犢牛體尺的影響

由表5可知，在犢牛飼糧中添加酵母多糖對犢牛的體高、體斜長、胸圍和管圍均無顯著影響(P>0.05),Ⅱ、Ⅲ組較Ⅰ組有增加的趨勢。

表5 酵母多糖對哺乳犢牛體尺的影響

2.2 酵母多糖對哺乳犢牛營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

由表6可知，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組犢牛DM、CP的表觀消化率較Ⅰ組均有所升高，Ⅲ組DM、CP的表觀消化率與Ⅰ組相比分別提高了8.66%、9.97%(P<0.05)。Ⅲ、Ⅳ組犢牛EE的表觀消化率較Ⅰ組分別提高了7.75%、8.84%(P<0.05)。Ⅲ組犢牛NDF、ADF的表觀消化率較Ⅰ組分別提高了15.88%(P<0.05)、16.43%(P<0.01)。犢牛Ca、P的表觀消化率各組之間未達到顯著水平(P>0.05)，但Ⅲ組高于其他各組。

表6 酵母多糖對哺乳犢牛營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

2.3 酵母多糖對哺乳犢牛腹瀉率的影響

由表7可知，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組犢牛的腹瀉率和腹瀉頻率均低于Ⅰ組，腹瀉率比Ⅰ組分別降低了24.93%、50.00%、24.93%，腹瀉頻率較Ⅰ組分別降低了42.86%、61.90%、49.21%。Ⅲ組腹瀉率和腹瀉頻率最低。

表7 酵母多糖對哺乳犢牛腹瀉率的影響

2.4 酵母多糖對哺乳犢牛血清生化指標的影響

2.4.1 酵母多糖對哺乳犢牛血清代謝物的影響

由表8可知，Ⅲ、Ⅳ組犢牛血清TP含量顯著高于Ⅰ組(P<0.05)，Ⅲ組較Ⅰ組提高了4.12%。犢牛血清GLU、ALB、UN含量各組間均未達到顯著水平(P>0.05)。

表8 酵母多糖對哺乳犢牛血清代謝物的影響

2.4.2 酵母多糖對哺乳犢牛血清酶活性的影響

由表9可知，Ⅱ、Ⅲ組犢牛血清ALP活性較Ⅰ組分別提高了7.84%、17.24%(P<0.01)。Ⅲ、Ⅳ組血清LZM活性顯著高于Ⅰ組(P<0.05)，較Ⅰ組分別提高了6.79%、6.20%。

表9 酵母多糖對哺乳犢牛血清酶活性的影響

2.4.3 酵母多糖對哺乳犢牛血清抗氧化指標的影響

由表10可知，Ⅲ組犢牛血清T-AOC較Ⅰ組提高了17.41%(P<0.05)。Ⅱ、Ⅲ組血清MDA含量顯著低于Ⅰ組(P<0.05)，比Ⅰ組分別降低了11.04%、11.04%，Ⅱ、Ⅲ組之間差異不顯著(P>0.05)。

表10 酵母多糖對哺乳犢牛血清抗氧化指標的影響

3 討 論

3.1 酵母多糖對哺乳犢牛生長性能的影響

Baldwin等[23]研究表明，由于犢牛哺乳期瘤胃尚未發(fā)育完全，因此幼齡犢牛消化機能與幼齡單胃動物相似。許飛龍等[24]在仔豬飼糧中添加0.1%酵母細胞壁多糖提高了仔豬的日增重。在保育豬斷奶初期，飼糧中添加250 mg/kg的酵母細胞壁提高了采食量和日增重，但是超過250 mg/kg的酵母細胞壁會導(dǎo)致保育豬生長性能降低[25]。據(jù)報道，在犢牛牛奶中添加甘露寡糖對犢牛ADG沒有顯著影響[26]。而在早期斷奶犢牛飼糧中添加75 mg/kg的β-葡聚糖可顯著增加犢牛ADG[27]。本試驗中，添加酵母多糖的犢牛ADG和DMI都高于對照組，添加2 g/(頭·d)酵母多糖的犢牛ADG和DMI最高，這可能是由于酵母多糖中甘露寡糖與β-葡聚糖共同作用，增加犢牛采食頻率，促進動物腸道消化吸收能力，進而提高采食量和日增重。

3.2 酵母多糖對哺乳犢牛營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

關(guān)于酵母多糖對營養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響報道不多。但有報道發(fā)現(xiàn)，甘露寡糖可以增加豬的絨毛長度/隱窩深度，增加腸道表面的吸收面積，減少大腸桿菌數(shù)量[28-29]，促進黏膜層的生長，加快腸道黏膜細胞恢復(fù)[30]，促進營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，進而提高消化率。Nochta等[31]在仔豬飼糧中添加2、4 g/kg的甘露寡糖顯著提高了CP、粗纖維在回腸的消化率，添加1 g/kg的甘露寡糖顯著增加了Ca、P的消化率，添加2 g/kg的甘露寡糖DM消化率高于不添加組。周懌[27]報道，添加75 mg/kg酵母β-葡聚糖時，犢牛的DM、CP、EE和P的消化率顯著高于不添加組。Lei等[32]研究發(fā)現(xiàn)，酵母細胞壁提高了肉牛對飼糧ADF和總P的表觀消化率。本試驗結(jié)果與前人報道基本一致，添加酵母多糖組的各營養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率均高于不添加組，且Ⅲ組的DM、CP、NDF和ADF的表觀消化率顯著高于其他組，這說明哺乳犢牛飼糧中添加適宜量酵母多糖可以促進動物機體對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用。

3.3 酵母多糖對哺乳犢牛腹瀉率的影響

腹瀉是影響犢牛健康生長的重要因素之一。犢牛自身免疫機能的建立大概在3周齡以后[33]。犢牛腹瀉不僅會增加犢牛的死亡率，更會影響其成年后的產(chǎn)犢與產(chǎn)奶[34]。所以哺乳早期提高犢牛免疫力，降低其患病風(fēng)險非常必要。Kara等[26]在犢牛牛奶中添加甘露寡糖發(fā)現(xiàn)對犢牛腹瀉率沒有顯著影響。Ghosh等[35]在雜交肉牛飼糧中添加甘露寡糖顯著降低腹瀉程度。Zhao等[36]在斷奶豬飼糧中添加甘露寡糖顯著降低腹瀉率，對斷奶豬的生長性能和營養(yǎng)消化產(chǎn)生積極影響。王忠等[37]發(fā)現(xiàn)斷奶仔豬飼糧中添加50 mg/kg的酵母β-葡聚糖可顯著降低仔豬腹瀉頻率，但隨著β-葡聚糖添加劑量的升高，導(dǎo)致仔豬腹瀉頻率上升。高婕等[38]研究發(fā)現(xiàn)酵母細胞壁水解物降低了仔豬腹瀉率，維護腸道微生態(tài)平衡，抑制有害菌的繁殖。而許飛龍等[24]在仔豬飼糧中添加0.15%的酵母細胞壁多糖加重了斷奶仔豬的腹瀉程度，這可能與高劑量全破碎酵母細胞壁多糖的添加有關(guān)，導(dǎo)致仔豬容易生病，從而影響仔豬的健康生長。在本試驗中添加酵母多糖降低了犢牛的腹瀉率，添加2 g/(頭·d)酵母多糖的犢牛腹瀉率最低，這可能與酵母多糖提高了犢牛的抗病免疫力有關(guān)。而高劑量的酵母多糖使犢牛腹瀉率升高，可能因為酵母多糖導(dǎo)致犢牛消化道后段寄生的微生物發(fā)酵過度，特別是大腸桿菌等細菌的非特異性生長，引起動物消化不良、腹瀉、胃腸道黏膜受損、機體營養(yǎng)吸收下降，使生長受阻[27]。

3.4 酵母多糖對哺乳犢牛血清生化指標的影響

3.4.1 酵母多糖對哺乳犢牛血清代謝物的影響

血清中GLU的含量是大多數(shù)動物維持需要和生長發(fā)育的主要能源物質(zhì)，能反映機體內(nèi)糖原生成和分解之間的動態(tài)平衡[39]，過高或者過低對機體都不利。本試驗中，添加酵母多糖對犢牛血清中GLU含量無顯著影響，這可能與犢牛自身維持血糖平衡機能有關(guān)。

血清中TP含量的高低從總體上反映體內(nèi)蛋白質(zhì)合成代謝的強弱，當血清TP含量升高時，有利于提高代謝水平和免疫力，促進動物健康生長[40]。本試驗中，添加2 g/(頭·d)酵母多糖的犢牛血清TP含量最高，說明添加酵母多糖提高機體抵抗力，促進了犢牛健康生長。ALB在血液中是維持血液滲透壓的主要調(diào)節(jié)物質(zhì)，犢牛血清ALB含量組間無顯著差異，但添加2 g/(頭·d)酵母多糖的犢牛血清ALB含量最低，說明添加2 g/(頭·d)的酵母多糖可維持血漿滲透壓，保持肝功能狀態(tài)和機體的免疫調(diào)節(jié)。

動物體蛋白質(zhì)代謝狀況可以通過血清UN含量反映。血清UN含量降低，說明氮的利用率提高。本試驗中，血清UN含量組間差異不顯著，說明本試驗設(shè)置的添加劑量對機體氮代謝無影響。

3.4.2 酵母多糖對犢牛血清酶活性的影響

ALP和LZM均為犢牛機體吞噬細胞內(nèi)的溶酶體酶，對于犢牛吞噬細胞的吞噬能力和殺菌能力具有重要作用。ALP的活性高低反映了犢牛的生長速度和生長性能。LZM主要由巨噬細胞分泌，在機體防護中起著重要作用，具有溶解細菌細胞、迅速清理黏膜、增強機體抗感染能力的作用。王學(xué)東等[41]報道，酵母細胞壁能改善仔豬的非特異性免疫能力，提高血清中ALP活性。本試驗結(jié)果顯示，給犢牛添加1、2 g/(頭·d)酵母多糖血清ALP活性顯著高于不添加組，添加2、3 g/(頭·d)酵母多糖血清LZM活性顯著高于不添加組。可見，哺乳犢牛飼糧中添加適宜酵母多糖可以提高犢牛的非特異性免疫，有助于提高抗感染能力。

3.4.3 酵母多糖對犢牛血清抗氧化指標的影響

抗氧化防御系統(tǒng)是動物機體在進化中形成的一個完整而復(fù)雜的防御系統(tǒng)，T-AOC是機體拮抗氧自由基的主要體系，是衡量機體抗氧化能力的綜合指標，指標的高低反映了整個酶促和非酶促抗氧化系統(tǒng)對氧化應(yīng)激的抵抗能力[42]。MDA是機體脂質(zhì)過氧化的分解產(chǎn)物之一，其含量高低反映氧自由基水平和脂質(zhì)過氧化的強度和速率，當含量升高時,機體的抗氧化作用減弱。黃鑫等[43]研究表明在羅斯(ROSS)白羽肉公雞飼糧中添加1 kg/t酵母細胞壁多糖能促進肉雞免疫器官發(fā)育，增強肝臟抗氧化能力。李學(xué)儉[44]研究發(fā)現(xiàn)β-甘露聚糖酶可以顯著提高斷乳仔豬血清T-AOC，降低血清MDA含量，從而提高機體的抗氧化能力。在本試驗中，添加酵母多糖組的犢牛血清T-AOC較高，MDA含量較低，2 g/(頭·d)添加組效果最好，說明外源添加酵母多糖可以通過提高機體內(nèi)抗氧化酶活性來清除機體氧自由基，防止活性氧對機體造成損傷，保障機體健康，但具體機理還有待于進一步研究。

4 結(jié) 論

哺乳犢牛飼糧中添加酵母多糖可促進犢牛生長發(fā)育和營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收，降低犢牛腹瀉率。在本試驗條件下，哺乳犢牛飼糧中酵母多糖的適宜添加量為2 g/(頭·d)。