活性干酵母對(duì)西門塔爾雜交牛生長(zhǎng)性能、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率、瘤胃發(fā)酵參數(shù)及血清生化和抗氧化指標(biāo)的影響

汪 成 馬 健 胡 瑞 曹 廣 代秦丹 王雪瑩 鄒華圍 薛 白 彭全輝 王立志 王之盛* 朱躍明 朱瀟鵬

(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究所，四川省牛低碳養(yǎng)殖與安全生產(chǎn)高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 611130；2.國(guó)家肉牛牦牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系張掖綜合試驗(yàn)站，張掖 734000)

近年來(lái)，我國(guó)牛肉消費(fèi)量不斷攀升，但我國(guó)牛肉供應(yīng)能力十分有限，這導(dǎo)致我國(guó)牛肉供需差距不斷加大。西門塔爾雜交牛(以下簡(jiǎn)稱西雜牛)是西門塔爾純種牛與我國(guó)地方黃牛雜交改良的優(yōu)勢(shì)肉牛，具有生長(zhǎng)速度快、耐粗飼及產(chǎn)肉率高等優(yōu)勢(shì)，是我國(guó)養(yǎng)殖量最多的肉牛品種之一。提升西雜牛養(yǎng)殖水平對(duì)滿足國(guó)人牛肉需求具有深遠(yuǎn)意義?？股仡惍a(chǎn)品在提升動(dòng)物生長(zhǎng)性能、改善機(jī)體健康等方面具有重要作用，被廣泛用于動(dòng)物生產(chǎn)，對(duì)推動(dòng)畜牧業(yè)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。但隨之而來(lái)的抗生素殘留及病原體抗藥性風(fēng)險(xiǎn)增加等方面的問(wèn)題，無(wú)疑敲響了抗生素應(yīng)用的警鐘。因此，畜牧業(yè)對(duì)有效且無(wú)害的飼料添加劑的需求更加迫切。

益生菌是后抗生素時(shí)期的研究熱門，其在調(diào)節(jié)機(jī)體免疫、改善胃腸道微生態(tài)及促進(jìn)動(dòng)物消化代謝等方面具有重要作用[1-2]?；钚愿山湍?active dry yeast，ADY)是一種常用益生菌，有研究發(fā)現(xiàn)在飼糧中添加ADY可以促進(jìn)動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化，提高生長(zhǎng)性能[3-4]。此外，ADY可以維持瘤胃內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，同時(shí)有利于瘤胃內(nèi)有益菌的生長(zhǎng)，對(duì)促進(jìn)瘤胃丙酸型發(fā)酵具有重要作用[5]。但Bayat等[6]在奶牛飼糧中添加1×1010CFU/d的活酵母菌，結(jié)果顯示活酵母菌對(duì)奶牛生長(zhǎng)性能、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率及瘤胃發(fā)酵無(wú)顯著影響；Ran等[7]在肉牛中的試驗(yàn)也得到相同結(jié)果。綜合現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，活酵母菌研究多集中在單胃動(dòng)物和奶牛中，而有關(guān)于活酵母菌對(duì)育肥牛的研究則鮮有報(bào)道，相關(guān)研究中活酵母菌的作用效果也不盡相同。因此，本試驗(yàn)主要探討飼糧中添加ADY對(duì)西雜牛在架子牛階段生長(zhǎng)性能、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率、瘤胃發(fā)酵參數(shù)及血清生化和抗氧化指標(biāo)的影響，旨在為ADY在西雜牛生產(chǎn)中應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

ADY為反芻動(dòng)物專用的釀酒酵母，活菌數(shù)≥2×1010CFU/g。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物及飼養(yǎng)管理

本試驗(yàn)在張掖市萬(wàn)禾草畜牛場(chǎng)進(jìn)行，選取年齡(10月齡)和體重[(317.00±19.25) kg]相近的健康西雜牛(西門塔爾?！帘镜攸S牛)架子公牛30頭作為試驗(yàn)動(dòng)物。試驗(yàn)開(kāi)始前對(duì)試驗(yàn)牛進(jìn)行驅(qū)蟲和統(tǒng)一編號(hào)，每日飼喂2次全混合日糧(TMR)，給料時(shí)間分別為08:30和16:00，保證所有試驗(yàn)牛采食后第2天晨飼前食槽中仍有余料，自由飲水。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)將30頭試驗(yàn)牛隨機(jī)分為2組，每組15頭牛。對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，試驗(yàn)組在基礎(chǔ)飼糧中額外添加0.1%的ADY[干物質(zhì)(DM)基礎(chǔ)]。ADY的添加水平參照本課題組前期研究結(jié)果[8]。試驗(yàn)期共105 d，預(yù)試期15 d，正試期90 d。

1.4 基礎(chǔ)飼糧

參照我國(guó)《肉牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》(NY/T 815—2004)，按體重350 kg、日增重1.2 kg配制基礎(chǔ)飼糧。精料由玉米、麥麩、發(fā)酵酒糟、豆粕及棉籽粕等組成，粗飼料由玉米青貯和小麥秸組成，TMR組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。

表1 TMR組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

1.5 樣品采集及指標(biāo)測(cè)定

1.5.1 生長(zhǎng)性能

試驗(yàn)第1和90天對(duì)所有試驗(yàn)牛進(jìn)行空腹稱重，分別記為初始體重和終末體重，計(jì)算平均日增重(ADG)；試驗(yàn)期內(nèi)準(zhǔn)確記錄每日飼糧投喂量，在第2天晨飼前收集剩料并稱重，計(jì)算干物質(zhì)采食量(DMI)；根據(jù)DMI和ADG計(jì)算料重比(F/G)。

1.5.2 血液采集及指標(biāo)測(cè)定

試驗(yàn)第90天晨飼前，從每個(gè)組中隨機(jī)挑選8頭牛采集頸靜脈血液，靜置30 min后，1 368×g離心15 min，吸取上層血清分裝于1.5 mL離心管內(nèi)，-20 ℃保存待測(cè)。

血清生化指標(biāo)：血清葡萄糖(GLU)、尿素氮(UN)、總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)含量及谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)活性使用全自動(dòng)生化分析儀(3100，日本日立公司)，采用試劑盒(邁克生物科技有限公司)測(cè)定，具體測(cè)定步驟參照試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行。

血清抗氧化指標(biāo)：血清總抗氧化能力(T-AOC)和超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)、過(guò)氧化氫酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量采用SpectraMax-190酶標(biāo)儀(美國(guó)Molecular Devices公司)，采用試劑盒(南京建成生物工程研究所)測(cè)定，具體測(cè)定步驟參照試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行。

1.5.3 瘤胃發(fā)酵參數(shù)

試驗(yàn)第90天晨飼前，每組隨機(jī)挑選8頭牛，采用胃管式瘤胃采樣器采集瘤胃液。瘤胃液采集后立即測(cè)定pH，然后將瘤胃液用4層紗布過(guò)濾分裝于15 mL離心管內(nèi)，-20 ℃保存，用于測(cè)定瘤胃發(fā)酵參數(shù)。

pH：利用pH酸度計(jì)(PHS-3C，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司)測(cè)定。

氨態(tài)氮(NH3-N)含量：采用堿性次氯酸鈉-苯酚比色法測(cè)定，具體測(cè)定流程參照Broderick等[9]進(jìn)行。

微生物蛋白(MCP)含量：使用BCA法蛋白定量試劑盒(南京建成生物工程研究所)測(cè)定，測(cè)定流程參照試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行。

揮發(fā)性脂肪酸(VFA)含量：利用氣相色譜儀(CP-3800，美國(guó)Varian公司)測(cè)定乙酸、丙酸及丁酸含量，乙酸、丙酸及丁酸含量之和為總揮發(fā)性脂肪酸(TVFA)含量。

1.5.4 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率

試驗(yàn)第87～89天連續(xù)收集3 d飼料樣及糞樣，將收集的飼料樣混合均勻后采用四分法取500 g樣品，-20 ℃保存待測(cè)。每組隨機(jī)挑選8頭牛，每6 h收集1次糞便樣，將3 d收集的糞便混合均勻后進(jìn)行再次采樣，取500 g糞樣，加入50 mL的10%稀硫酸固氮，-20 ℃保存待測(cè)。飼糧及糞樣DM、粗蛋白質(zhì)(CP)、粗脂肪(EE)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)、鈣(Ca)、磷(P)和鹽酸不溶灰分(AIA)含量分別參照GB/T 6435—2014、GB/T 6432—2018、GB/T 6433—2006、GB/T 20806—2006、NY/T 1459—2007、GB/T 6436—2018、GB/T 6437—2002和GB/T 23742—2009的方法測(cè)定。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率采用外源指示劑AIA法計(jì)算，計(jì)算公式如下：

某營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率(%)=100-100×
(飼糧中AIA含量/糞樣中AIA含量)×(糞樣中
該營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量/飼糧中該營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量)。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)首先利用Excel 2019進(jìn)行整理，之后利用SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析，P<0.05為差異顯著，0.05≤P<0.10為有趨勢(shì)，結(jié)果以平均值和均值標(biāo)準(zhǔn)誤(SEM)表示。

2 結(jié) 果

2.1 ADY對(duì)西雜牛生長(zhǎng)性能的影響

由表2可知，試驗(yàn)組與對(duì)照組之間DMI無(wú)顯著差異(P>0.05)；試驗(yàn)組ADG顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，升高了5.95%；試驗(yàn)組F/G顯著低于對(duì)照組(P<0.05)，降低了5.50%。

表2 ADY對(duì)西雜牛生長(zhǎng)性能的影響

2.2 ADY對(duì)西雜牛營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

由表3可知，試驗(yàn)組DM、NDF和ADF表觀消化率均顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，試驗(yàn)組CP表觀消化率有高于對(duì)照組的趨勢(shì)(P=0.075)，2組之間EE表觀消化率無(wú)顯著差異(P>0.05)。

表3 ADY對(duì)西雜牛營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

2.3 ADY對(duì)西雜牛瘤胃發(fā)酵參數(shù)的影響

由表4可知，試驗(yàn)組瘤胃MCP和丙酸含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，試驗(yàn)組瘤胃NH3-N含量和乙酸/丙酸顯著低于對(duì)照組(P<0.05)，試驗(yàn)組總揮發(fā)性脂肪酸含量有高于對(duì)照組的趨勢(shì)(P=0.097)，2組之間其余瘤胃發(fā)酵參數(shù)無(wú)顯著差異(P>0.05)。

表4 ADY對(duì)西雜牛瘤胃發(fā)酵參數(shù)的影響

2.4 ADY對(duì)西雜牛血清生化指標(biāo)的影響

由表5可知，試驗(yàn)組血清UN含量顯著低于對(duì)照組(P<0.05)，試驗(yàn)組血清GLU含量有高于對(duì)照組的趨勢(shì)(P=0.079)，2組之間其余血清生化指標(biāo)無(wú)顯著差異(P>0.05)。

表5 ADY對(duì)西雜牛血清生化指標(biāo)的影響

2.5 ADY對(duì)西雜牛血清抗氧化指標(biāo)的影響

由表6可知，試驗(yàn)組血清CAT活性顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，試驗(yàn)組血清T-AOC有高于對(duì)照組的趨勢(shì)(P=0.052)，2組之間其余血清抗氧化指標(biāo)無(wú)顯著差異(P>0.05)。

表6 ADY對(duì)西雜牛血清抗氧化指標(biāo)的影響

3 討 論

3.1 ADY對(duì)西雜牛生長(zhǎng)性能的影響

目前，關(guān)于ADY對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)性能影響的研究較多，但研究結(jié)果不盡相同。有研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加ADY可以促進(jìn)動(dòng)物采食[10]，但另有研究發(fā)現(xiàn)飼糧中添加ADY后動(dòng)物DMI卻降低[11]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，飼糧中添加ADY對(duì)西雜牛的DMI無(wú)顯著影響，這與梁稼燁等[12]研究結(jié)果一致。ADY對(duì)動(dòng)物DMI的影響存在差異，其原因可能是各試驗(yàn)的試驗(yàn)對(duì)象及使用的酵母菌株存在差異，研究證實(shí)酵母菌制劑對(duì)反芻動(dòng)物生長(zhǎng)性能的影響具有菌株依賴性[13]。此外，本試驗(yàn)結(jié)果還表明飼糧中添加ADY顯著提高了西雜牛ADG，顯著降低了F/G，這與鄭瑋才等[14]研究結(jié)果一致，其在肉牛上的研究也證實(shí)，飼糧中添加活性酵母可以顯著提高肉牛ADG，顯著降低F/G。大量研究均顯示，飼糧中添加酵母可以在不改變DMI的前提下，提高ADG，降低F/G[15-16]，這表明飼糧中添加ADY可以提高西雜牛的飼料利用效率和生長(zhǎng)性能。

3.2 ADY對(duì)西雜牛營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的高低直接影響著動(dòng)物的生長(zhǎng)性能。本研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加ADY顯著提高了DM、NDF和ADF表觀消化率，且具有提高CP表觀消化率的趨勢(shì)，對(duì)提高動(dòng)物生長(zhǎng)性能具有重要意義。Paryad等[17]在綿羊飼糧中添加酵母也得到了類似結(jié)果。反芻動(dòng)物主要依賴瘤胃微生物消化利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，瘤胃微生物數(shù)量龐大、種類多樣，但主要以厭氧微生物為主，特別是纖維降解菌對(duì)氧氣極為敏感。ADY是一種益生菌制劑，當(dāng)ADY進(jìn)入反芻動(dòng)物瘤胃后可以快速消耗瘤胃中的氧氣，維持瘤胃的厭氧環(huán)境，因此飼糧中添加ADY可以為瘤胃微生物提供一個(gè)更適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。此外，酵母菌還可以通過(guò)其他未知生長(zhǎng)因子促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)[18]。已有多項(xiàng)研究證實(shí)，ADY可以有效促進(jìn)瘤胃纖維降解菌群(白色瘤胃球菌、黃色瘤胃球菌、產(chǎn)琥珀酸絲狀桿菌和溶纖維丁酸弧菌)的生長(zhǎng)[8,19]及纖維分解酶的活性[13]，進(jìn)而提升營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率。

3.3 ADY對(duì)西雜牛瘤胃發(fā)酵參數(shù)的影響

維持適宜的瘤胃內(nèi)環(huán)境對(duì)反芻動(dòng)物發(fā)揮正常生理機(jī)能具有重要作用。瘤胃液pH是衡量瘤胃發(fā)酵狀況的重要指標(biāo)，本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，2組試驗(yàn)牛瘤胃液pH無(wú)顯著差異，且均處于正常范圍內(nèi)，這與牛建康等[3]研究結(jié)果一致。瘤胃NH3-N由瘤胃內(nèi)源和外源含氮物質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)生，可被瘤胃微生物利用合成MCP，瘤胃NH3-N含量可綜合反映瘤胃氮代謝情況。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，飼糧中添加ADY顯著降低了瘤胃NH3-N含量，顯著提高了瘤胃MCP含量，這與Erasmus等[20]研究結(jié)果相同。其原因可能是飼糧中添加ADY改善了瘤胃微生物的活性，促進(jìn)了微生物利用NH3-N合成MCP。由此可見(jiàn)，飼糧中添加ADY可以有效提高瘤胃氮的利用率。

飼糧中的碳水化合物主要在瘤胃被降解生成乙酸、丙酸和丁酸等VFA，乙酸是脂肪酸合成的前體物質(zhì)，丙酸可經(jīng)糖異生作用生成GLU，研究證實(shí)乙酸/丙酸可以有效影響能量利用效率，丙酸型發(fā)酵可以為機(jī)體提供更多的能量[21]。本研究結(jié)果顯示，飼糧中添加ADY顯著提高了瘤胃丙酸含量，顯著降低乙酸/丙酸，與班志彬等[22]研究結(jié)果一致。上述結(jié)果表明，飼糧中添加ADY可以有效促進(jìn)瘤胃向丙酸型發(fā)酵轉(zhuǎn)變，使得動(dòng)物可以從飼糧中獲取更多的能量。其原因可能與ADY可以促進(jìn)瘤胃中乳酸利用菌的生長(zhǎng)和代謝，進(jìn)而促進(jìn)了乳酸向丙酸的轉(zhuǎn)換有關(guān)[23]。

3.4 ADY對(duì)西雜牛血清生化和抗氧化指標(biāo)的影響

血清生化指標(biāo)可以綜合反映機(jī)體的健康及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝情況。血清GLU是動(dòng)物機(jī)體重要的能量來(lái)源，動(dòng)物機(jī)體代謝、生長(zhǎng)發(fā)育等生命活動(dòng)都需要依靠血清GLU分解供能。在反芻動(dòng)物中，血清GLU主要通過(guò)糖異生產(chǎn)生[24]。本研究發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)組血清GLU含量相比于對(duì)照組有升高的趨勢(shì)，這表明西雜牛采食添加ADY的飼糧后糖代謝有所增強(qiáng)。瘤胃丙酸是糖異生的主要前體物質(zhì)，本試驗(yàn)證實(shí)，飼糧中添加ADY提高了瘤胃丙酸含量，這可能是血清GLU含量升高的主要原因。此外，本研究結(jié)果顯示2組間血清TP、ALB和GLB含量無(wú)顯著差異，但試驗(yàn)組血清UN含量顯著降低。血清TP和UN是機(jī)體蛋白質(zhì)代謝的主要產(chǎn)物，可以綜合反映蛋白質(zhì)代謝及免疫狀況[25]。血清UN主要是由瘤胃NH3-N通過(guò)瘤胃壁吸收進(jìn)血液后轉(zhuǎn)運(yùn)到肝臟合成，可隨尿液排出體外，血清UN含量過(guò)高不利于氮沉積。Geng等[26]研究證實(shí)，飼糧中添加ADY可以降低血清UN含量，這與本試驗(yàn)結(jié)果相似。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)飼糧中添加ADY促進(jìn)了微生物利用NH3-N合成MCP，這使得從瘤胃進(jìn)入血液的NH3-N減少，因而導(dǎo)致血清UN含量降低[27]。上述結(jié)果表明，飼糧中添加ADY可以有效提高氮的利用效率。飼糧中添加ADY對(duì)血清TC、TG含量及ALT、AST活性無(wú)顯著影響，此結(jié)果與前人研究結(jié)果[28-29]一致，血清TC和TG含量與脂質(zhì)代謝密切相關(guān)，ALT和AST在肝臟代謝中發(fā)揮著重要作用，當(dāng)肝功能受損時(shí)ALT和AST活性會(huì)顯著升高。上述結(jié)果表明，飼糧中添加ADY不會(huì)對(duì)西雜牛機(jī)體脂質(zhì)代謝及肝功能帶來(lái)?yè)p傷。

動(dòng)物機(jī)體抗氧化性能對(duì)自身健康具有十分重要的作用，當(dāng)機(jī)體氧化還原狀態(tài)失去平衡，將使細(xì)胞過(guò)度氧化，從而導(dǎo)致細(xì)胞代謝及功能障礙。MDA是生物膜中多不飽和脂肪酸在氧自由基的攻擊下產(chǎn)生的終產(chǎn)物，血清MDA含量可以間接反映機(jī)體氧化損傷的程度；GSH-Px、SOD和CAT在動(dòng)物體內(nèi)發(fā)揮著清除氧自由基的作用，對(duì)發(fā)揮抗氧化能力具有重要作用；T-AOC可以綜合反映機(jī)體抗氧化能力的強(qiáng)弱[30-31]。李寧等[32]在犢牛飼糧中添加2 g/d ADY，結(jié)果發(fā)現(xiàn)犢牛的抗氧化能力顯著提高。本試驗(yàn)結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加ADY顯著提高了西雜牛血清CAT活性，有利于機(jī)體清除過(guò)氧化物。這表明ADY對(duì)西雜牛機(jī)體抗氧化能力具有一定改善作用，但作用機(jī)理尚待進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

架子牛階段飼糧中添加0.1%的ADY可以有效提高西雜牛營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率，促使瘤胃發(fā)酵向丙酸型轉(zhuǎn)變，同時(shí)可以提高機(jī)體的抗氧化酶活性，進(jìn)而提升西雜牛的生長(zhǎng)性能。