日糧添加益生菌對(duì)奶牛生產(chǎn)性能、乳品質(zhì)及腸道菌群的影響

隋 明， 吳亞楠， 李俊儒， 張鳳英， 周 文，4， 王家瑞， 唐明妮

（1.四川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川都江堰611830；2大慶市新科畜牧技術(shù)服務(wù)中心，黑龍江大慶163000；3.甘孜藏族自治區(qū)丹巴縣革什扎鎮(zhèn)鎮(zhèn)政府，四川丹巴626399；4.四川大學(xué)，四川成都610065）

在我國(guó)奶牛養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，存在著一些隱性疾病，如隱性乳房炎等，嚴(yán)重影響著奶牛產(chǎn)奶性能和乳品質(zhì)（張江，2015）。益生菌作為一種活性微生物制劑，其是對(duì)動(dòng)物機(jī)體有益的菌劑，動(dòng)物食入后會(huì)在其腸道內(nèi)定植，并與致病菌競(jìng)爭(zhēng)黏附位點(diǎn)，在腸道內(nèi)會(huì)形成維生素、有機(jī)酸及消化酶等多種活性物質(zhì)，促進(jìn)動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，提高飼料轉(zhuǎn)化率，增強(qiáng)動(dòng)物機(jī)體免疫力、抗應(yīng)激能力等，從而提高養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益（劉政，2018；Prasad，2013）。目前應(yīng)用較為廣泛的益生菌主要有芽孢桿菌、乳酸菌、酵母菌等（Giri，2014；Zhang，2014）。單一益生菌在反芻動(dòng)物的養(yǎng)殖生產(chǎn)中已有一些研究報(bào)道，并取得一定進(jìn)展（趙珺，2007），但對(duì)復(fù)合菌劑的研究甚少。因此，本文以荷斯坦奶牛為研究對(duì)象，在其基礎(chǔ)日糧中添加一定量的復(fù)合益生菌，探索其對(duì)荷斯坦奶生產(chǎn)性能、乳品質(zhì)及腸道菌群的影響，以期為復(fù)合益生菌在奶牛養(yǎng)殖生產(chǎn)中的合理應(yīng)用提供理論參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 本試驗(yàn)用復(fù)合益生菌購(gòu)自杭州利牧源科技有限公司，復(fù)合益生菌由乳酸菌、地衣芽孢桿菌和酵母菌組成，其中乳酸菌活菌數(shù)為8×109cfu/g，地衣芽孢桿菌活菌數(shù)為1×109cfu/g，酵母菌活菌數(shù)為3×109cfu/g。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物及試驗(yàn)設(shè)計(jì) 按照年齡、胎次、體重、產(chǎn)奶量相近的原則，選用分娩后2～4月的健康奶牛120頭，隨機(jī)分成4組，每組30頭。分組后統(tǒng)計(jì)各組牛的體重和產(chǎn)奶量統(tǒng)計(jì)學(xué)不具有差異性（P＞0.05）。試驗(yàn)1組（對(duì)照組）飼喂基礎(chǔ)日糧，試驗(yàn)2、3、4組飼喂依次在基礎(chǔ)日糧中添加20、40、60 g/d的益生菌日糧，基礎(chǔ)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。預(yù)試驗(yàn)7 d，正式試驗(yàn)60 d。

表1 基礎(chǔ)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平

1.3 飼養(yǎng)管理 試驗(yàn)在大慶市眾牧奶牛養(yǎng)殖專業(yè)合作社進(jìn)行。試驗(yàn)開(kāi)始前對(duì)所有試驗(yàn)?zāi)膛＿M(jìn)行編號(hào)，使用伊維菌素對(duì)奶牛進(jìn)行驅(qū)蟲(chóng)，圈舍全方位消毒，按照常規(guī)飼養(yǎng)管理方法對(duì)奶牛進(jìn)行飼養(yǎng)和管理，自由采食，自由飲水，定期進(jìn)行日常免疫。

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.4.1 生產(chǎn)性能 每30 d測(cè)定每頭奶牛產(chǎn)奶量，取50 mL混合奶樣（早∶中∶晚=4:3:3）。

1.4.2 乳品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定 使用全自動(dòng)乳成分分析儀測(cè)定乳脂率、乳蛋白率、乳總固體含量、乳糖含量等乳品質(zhì)指標(biāo)。

1.4.3 腸道菌群 在試驗(yàn)結(jié)束前3天直腸收集新鮮糞樣約300 g，保存于-80℃，用于糞便菌群DNA的提取和后腸道菌群拷貝數(shù)的測(cè)定。OMEGA DNA提取試劑盒購(gòu)自上海玉博生物科技有限公司。Real-time PCR SYB GreenⅠRT-PCR試劑盒購(gòu)自寶生物（大連）有限公司。Real-time PCR擴(kuò)增反應(yīng)參數(shù)為：95℃、7 min，55℃、1 min，72℃、3 min，共35個(gè)循環(huán)；72℃延伸7 min。特異性引物序列由生工生物工程（上海）股份有限公司設(shè)計(jì)，具體信息見(jiàn)表2。將待測(cè)菌株乳酸桿菌、雙歧桿菌和大腸桿菌的標(biāo)準(zhǔn)菌株稀釋成不同濃度用于制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。標(biāo)準(zhǔn)曲線通過(guò)菌的拷貝數(shù)和Ct值進(jìn)行繪制。

表2 熒光定量PCR引物設(shè)計(jì)信息

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)先使用Excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，之后采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義后，用Duncan’s法進(jìn)行組間的多重比較，試驗(yàn)結(jié)果用“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，P＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 益生菌對(duì)荷斯坦奶牛生產(chǎn)性能的影響

2.1.1 益生菌對(duì)荷斯坦奶牛產(chǎn)奶量的影響 在試驗(yàn)開(kāi)始第0、30、60天分別對(duì)產(chǎn)奶量稱重，結(jié)果見(jiàn)表3。隨著試驗(yàn)天數(shù)的增加，各組產(chǎn)奶量逐漸增多。在試驗(yàn)第30、60天及全程，試驗(yàn)3組和試驗(yàn)4組的產(chǎn)奶量顯著高于試驗(yàn)1組，分別提高了12.39%、10.82%；14.79%、14.05%；8.74%、8.38%。試驗(yàn)2組略高于試驗(yàn)1組，但差異不顯著（P＞0.05）。

表3 益生菌對(duì)荷斯坦奶牛產(chǎn)奶量的影響kg/d

2.1.2 益生菌對(duì)荷斯坦奶牛干物質(zhì)采食量的影響在試驗(yàn)期第0、30、60天測(cè)定了奶牛干物質(zhì)采食量，結(jié)果見(jiàn)表4，隨著試驗(yàn)天數(shù)的增加，各組干物質(zhì)采食量有增加的趨勢(shì)，但在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)，各組的干物質(zhì)采食量差異不顯著（P＞0.05），且益生菌組的采食量低于對(duì)照組，只有在試驗(yàn)第60天時(shí)，試驗(yàn)2組和3組的采食量高于試驗(yàn)1組，但差異不顯著（P＞0.05）。

表4 益生菌對(duì)荷斯坦奶牛干物質(zhì)采食量的影響kg/d

2.2 益生菌對(duì)荷斯坦奶牛乳品質(zhì)的影響 在試驗(yàn)結(jié)束后對(duì)采集的乳樣進(jìn)行了乳品質(zhì)等指標(biāo)的檢測(cè)，具體檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表5。試驗(yàn)3組和4組的乳脂率顯著高于試驗(yàn)1組和2組（P＜0.05），分別提高了23.53%、21.89%；16.31%、14.77%。試驗(yàn)3組的乳蛋白率顯著高于試驗(yàn)1、2、4組（P＜0.05），分別提高了17.5%、10.26%、9.62%。試驗(yàn)3組和4組的乳糖顯著高于試驗(yàn)1組，分別提高了10.60%和8.52%；試驗(yàn)2組略高于試驗(yàn)1組，但差異不顯著（P＞0.05）。各試驗(yàn)組的非脂乳固體、總固形物、體細(xì)胞數(shù)、乳尿素氮無(wú)顯著差異（P＞0.05）。

表5 益生菌對(duì)荷斯坦奶牛乳品質(zhì)的影響

2.3 益生菌對(duì)荷斯坦奶牛腸道菌群的影響 益生菌對(duì)奶牛腸道菌群的影響見(jiàn)表6。試驗(yàn)3組和4組的乳酸菌數(shù)量顯著高于試驗(yàn)1組（P＜0.05），分別提高了70.00%和80.83%；試驗(yàn)2組的乳酸菌略高于試驗(yàn)1組，但差異不顯著（P＞0.05）。益生菌組的雙歧桿菌數(shù)量略高于試驗(yàn)1組，但差異不顯著（P＞0.05）。益生菌組的大腸桿菌數(shù)量略低于試驗(yàn)1組，但差異不顯著（P＞0.05）。

表6 益生菌對(duì)荷斯坦奶牛腸道菌群的影響

3 討論

3.1 益生菌對(duì)荷斯坦奶牛生產(chǎn)性能的影響 益生菌作為飼料添加劑應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)中，不僅可以提高畜禽對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收率，提高動(dòng)物生產(chǎn)性能，增加動(dòng)物機(jī)體的抗病能力；而且可以改變動(dòng)物腸道菌群結(jié)構(gòu)，改善其腸道健康，減少有害氣體的排放，尤其是反芻動(dòng)物產(chǎn)生的有害氣體（劉愛(ài)霞，2014）。復(fù)合益生菌中含有多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、促生長(zhǎng)因子、消化酶、氨基酸等，為動(dòng)物的生產(chǎn)需要提供了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（曾光，2016；吳小燕，2016）。益生菌能夠提高反芻動(dòng)物瘤胃微生物活力去降解瘤胃里的日糧，進(jìn)而為奶牛的泌乳提供充足的代謝能和蛋白（劉程，2020）。廖智慧等（2020）報(bào)道，在奶牛日糧中添加40 g/d復(fù)合益生菌，顯著提高了奶牛的產(chǎn)奶量。夏天嬋等（2017）研究表明，在南方濕熱的夏季，飼料中添加一定量的益生菌可以減少奶牛熱應(yīng)激，提高其泌乳中后期的產(chǎn)奶量。劉程等（2020）研究表明，在奶牛日糧中，添加由地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和米曲霉組成的復(fù)合益生菌，對(duì)奶牛干物質(zhì)采食量無(wú)顯著影響，但顯著提高了奶牛泌乳量。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，在試驗(yàn)第30、60天及全程，40 g/d和60 g/d益生菌組的產(chǎn)奶量顯著高于對(duì)照組，分別提高了12.39%、10.82%；14.79%、14.05%；8.74%、8.38%。本試驗(yàn)結(jié)果與前人研究結(jié)論一致，說(shuō)明在奶牛日糧中添加一定的復(fù)合益生菌有助于提高奶牛的產(chǎn)奶性能。

3.2 益生菌對(duì)荷斯坦奶牛乳品質(zhì)的影響 本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，在奶牛日糧中添加一定量的益生菌可以顯著提高乳脂率、乳蛋白率和乳糖含量，對(duì)非脂乳固體、總固形物、體細(xì)胞數(shù)、乳尿素氮等含量無(wú)顯著影響。呂世民等（2016）研究表明，益生菌顯著提高了乳脂率，但未提高乳蛋白率。夏天嬋等（2017）研究表明，日糧中添加復(fù)合益生菌制劑后，乳蛋白率、乳糖率和總固形物含量顯著高于對(duì)照組，而乳脂率沒(méi)有顯著差異。本試驗(yàn)研究結(jié)果與上述其他人的研究結(jié)果不完全一致，但有相似之處，可能與試驗(yàn)所用的益生菌不同及試驗(yàn)?zāi)膛．a(chǎn)奶階段不同有關(guān)。牛奶中的體細(xì)胞數(shù)量是否在正常值（2×105個(gè)/mL～3×105個(gè)/mL）范圍內(nèi)可反映奶牛乳房是否健康，并能預(yù)測(cè)乳房炎的發(fā)病率，并且也與產(chǎn)奶量、乳品質(zhì)及奶牛存放時(shí)間密切有關(guān)（王玲等，2015），本試驗(yàn)中牛奶中的體細(xì)胞數(shù)量在正常值范圍內(nèi)，說(shuō)明益生菌對(duì)此指標(biāo)未產(chǎn)生負(fù)面影響。

3.3 益生菌對(duì)荷斯坦奶牛腸道菌群的影響 動(dòng)物的飲食和管理等因素能夠顯著地影響反芻瘤胃及腸道菌群的結(jié)構(gòu)和活動(dòng)。胃腸道菌群的破壞會(huì)影響動(dòng)物的健康，并降低其生產(chǎn)性能。此外，奶牛的胃腸道菌群是否平衡還能影響奶牛新陳代謝、傳染、消化和生殖障礙等。奶牛瘤胃中高效的發(fā)酵系統(tǒng)主要功能是負(fù)責(zé)能量的轉(zhuǎn)換和積累（Itoii，2014）。對(duì)于奶牛來(lái)說(shuō)，挑選適宜的益生菌可以改善瘤胃微生物對(duì)日糧中粗纖維的消化利用率。益生菌對(duì)不同的消化過(guò)程有不同的促進(jìn)作用，尤其表現(xiàn)在纖維素的水解和微生物蛋白的合成等方面。奶牛日糧中通常使用酵母菌，能產(chǎn)生較好的效果。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，在奶牛日糧中添加含有酵母菌的益生菌可以顯著提高奶牛腸道內(nèi)乳酸菌的含量；有提高雙歧桿菌降低大腸桿菌數(shù)量的趨勢(shì)，說(shuō)明在奶牛日糧中添加一定量益生菌改變了其腸道菌群結(jié)構(gòu)，增加有益菌數(shù)量，降低有害菌數(shù)量，改善了腸道健康。李洋等（2017）在奶牛日糧中使用地頂孢霉培養(yǎng)物，顯著地提高了乳酸菌數(shù)量，與本試驗(yàn)研究結(jié)果類似。

4 結(jié)論

在荷斯坦奶牛日糧中添加一定量的復(fù)合益生菌，可以提高產(chǎn)奶量，改善乳品質(zhì)和腸道健康，改變腸道菌群數(shù)量。綜合本試驗(yàn)研究結(jié)果，并考慮經(jīng)濟(jì)成本，在奶牛日糧中添加40 g/d的益生菌效果較佳。