不同酵母培養(yǎng)物對綿羊瘤胃體外發(fā)酵參數(shù)的影響

劉明波,付曉然,王文盼,張剛娟,辛亞平

(1.樂亭縣綜合職業(yè)技術(shù)學(xué)校,河北 樂亭 063600;2.西安鑫漢寶生物科技有限公司;3.楊凌瑞祺生物科技有限公司;4.西北農(nóng)林科技大學(xué)動物科技學(xué)院)

酵母培養(yǎng)物是酵母菌新陳代謝的繁殖菌體,經(jīng)過發(fā)酵和干燥等工藝制成的含有酵母活菌和細胞代謝產(chǎn)物的安全、無污染、無殘留的反芻動物飼料添加劑。其有刺激瘤胃纖維素菌和乳酸菌繁殖,改變瘤胃發(fā)酵模式,降低瘤胃氨濃度,提高瘤胃微生物蛋白含量和飼料消化率等作用。其營養(yǎng)豐富,適口性好,包括氨基酸、維生素、微量元素、礦物質(zhì)、消化酶和未知促生長因子。在綿羊日糧中添加酵母培養(yǎng)物可有效提高飼料粗蛋白質(zhì)、粗纖維、礦物質(zhì)、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)及能量的消化吸收率,預(yù)防和治療消化系統(tǒng)疾病,促進胃腸道發(fā)育和保持有機體健康,增強機體的免疫力和抗病力,提高反芻動物生產(chǎn)性能。

1 材料與方法

1.1 采用全因子試驗設(shè)計

在精粗比為 60∶40 的 0.9 g發(fā)酵底物條件下分別添加不同類型及比例的 YC ,試驗分為 一個對照組(CON )、4 種不同 YC 組 。酵母培養(yǎng)物由釀酒酵母、活性單糖、淀粉、小肽和蛋白胨所組成,試驗用 YC 由西安鑫漢寶生物科技有限公司提供。

表1 酵母培養(yǎng)物組合添加 量設(shè)計 (%)添加量 mg/90 mL

體外發(fā)酵緩沖液的配置參考 Menke et al.(1979)。準確量取 A 液 998 mL, B 液 10 mL C 液2 mL 充分混合,持續(xù)通入 CO2至無色 ,并恒溫水浴 預(yù)熱至39°C。選取 3 只體況良好,體重相近(60±5 kg )、安裝有永久性瘤胃瘦管的去勢湖羊供采集瘤胃液。全混合日糧顆粒料飼喂,單欄飼養(yǎng),每天分別在上午8:00 和下午 18:00 飼喂兩次,保證自由采食和飲水。晨飼前2 h,通過瘤胃的不同部位收集食糜, 擠壓獲取瘤胃液,經(jīng)4 層紗布過濾除去瘤胃液中的雜質(zhì)顆粒,將其保存在預(yù)先通有 CO2且預(yù)熱過的保溫瓶中,迅速轉(zhuǎn)移至實驗室,放置于 39°C水浴鍋中待用。將瘤胃液與兩倍體積的緩沖液混合,分別量取30 mL 瘤胃液和60 mL 緩沖液共90 mL 加入250 mL 發(fā)酵瓶中,同時加入經(jīng)烘干至恒重的裝有發(fā)酵底物的尼龍袋,通入 CO25 min,蓋好丁基膠塞、封嚴,保證厭氧環(huán)境,放入39°C水浴鍋中培養(yǎng)。

發(fā)酵的第 12 h 和 24 h 用 300 mL 注射器(使用前用凡士林潤滑活塞) 測定氣體產(chǎn)量,并采用雙閥鋁銷采氣袋收集發(fā)酵氣體。發(fā)酵 24 h 后,用便攜式 pH 儀測定發(fā)酵液pH 值。收集發(fā)酵液于10 mL凍存管80℃保存,用于揮發(fā)性脂肪酸 (VFA)、乳酸測定。發(fā)酵完成后,將裝有發(fā)酵底物的尼龍袋置于 65°C恒溫干燥箱烘干 72 h 后恒重(即在實驗室較穩(wěn)定的環(huán)境條件下,對要測量的物質(zhì)與天平放置于同一室溫,連續(xù)測量3次,3次測量值小于0.1%,即認為恒重),計算干物質(zhì)消失率。

2 結(jié)果

2.1 不同來源酵母培養(yǎng)物對綿羊瘤胃體外發(fā)酵參數(shù)的影響

不同酵母培養(yǎng)物對綿羊體外發(fā)酵參數(shù)的影響(表2),不同來源酵母培養(yǎng)物YC-1、YC-2、YC-3、YC-4對酵母水平、總產(chǎn)量、乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸、異戊酸、TUFA、乙丙比、乳酸濃度平均值分別為272.4、6.25、55.48、20.18、16.79、2.02、1.62、3.92、86.94、2.76、0.23。不同來源及不同水平 YC 在體外條件下對綿羊瘤胃發(fā)酵總產(chǎn)氣量、TVFA 、乙酸、丁酸、戊酸、乳酸濃度均無顯著影響 (P> 0.05) 。發(fā)現(xiàn)YC- 3 能極顯著降低培養(yǎng)液 pH (P<0.01 )和丙酸濃度(20.37、20.32、19.57、20.44,P<0.01);YC- 3顯著增加異丁酸濃度(1.93、1.99、2.25、1.93,P<0.05)和乙丙比(2.73、2.74、2.84、2.73,P<0.05)。

2.2 不同水平酵母培養(yǎng)物對綿羊瘤胃體外發(fā)酵參數(shù)的影響

在體外條件下添加 1%、2%YC 均能顯著增加培養(yǎng)液中乙酸濃度(P<0.05),添加 4%YC 能極顯著降低異戊酸的濃度(P<0.01) 。 YC-3 可顯著降低丙酸比例 及 pH ,且有增加乳酸的趨勢,YC-1 乳酸濃度較低 ,有利于瘤胃健康。YC 添加水平影響乙酸、異丁酸及異戊酸比例,隨著 YC 添加水平提高有降低乳酸濃度的趨勢,1%和 2%YC 添加可提高異戊酸比例,有提高瘤胃纖維分解菌潛力。隨著添加量的增加,丁酸和乳酸濃度有降低的趨勢。不同來源及不同水平 YC 對異丁酸濃度存在交互作用。

3 討論

3.1 酵母菌及其培養(yǎng)物對瘤胃微生物的作用

酵母菌是單細胞兼氧性真菌,其結(jié)構(gòu)簡單,種類繁多。飼料工業(yè)中廣泛使用的酵母包括產(chǎn)啤酒酵母、熱帶假絲酵母、朊假絲酵母、紅酵母、擬內(nèi)孢霉菌等。酵母培養(yǎng)物是酵母菌經(jīng)過厭氧發(fā)酵后所得,刺激瘤胃纖維分解菌、乳酸利用菌、氨合成細菌、蛋白質(zhì)合成細菌增殖,改善瘤胃發(fā)酵方式,穩(wěn)定瘤胃pH,提高纖維分解率、粗纖維消化率以及合成菌體蛋白率。酵母菌通過滋養(yǎng)和刺激胃腸道內(nèi)的微生物菌群、促進微生物區(qū)系的相對平衡,調(diào)整微生態(tài)環(huán)境,使反芻動物從飼料中吸收更多的養(yǎng)分;改善消化吸收功能;提高飼料的適口性和利用率。

酵母菌進入胃腸道后繁殖生長,活力不斷增強,其與病原微生物菌群生存競爭,阻止有害菌在胃腸道黏膜附著以及毒素和廢物的吸收,清除毒素及其代謝產(chǎn)物,抑制病原微生物的繁殖,提高有機體免疫力和抗病力,有效提高動物的健康水平; 酵母菌通過改善胃腸道環(huán)境和菌群結(jié)構(gòu),調(diào)控反芻動物胃腸發(fā)酵,減少乳酸鹽的產(chǎn)生,保持 pH值高而穩(wěn)定,促進有益菌群繁殖,增加乳酸菌、纖維素菌等有益菌的有效濃度,促進胃腸道對營養(yǎng)物質(zhì)的分解、消化、吸收、合成和利用,改善反芻動物對飼料的消化吸收利用率。

3.2 酵母培養(yǎng)物的營養(yǎng)作用

酵母在特定培養(yǎng)基中深度厭氧發(fā)酵,可產(chǎn)生小肽、寡糖、核苷酸、多種生長因子、氨基酸和維生素;酵母培養(yǎng)物通過刺激瘤胃纖維素菌和乳酸菌等有益微生物的繁殖生長,改進瘤胃發(fā)酵模式,降低瘤胃氨濃度,提高瘤胃微生物蛋白合成率和飼料消化率,酵母培養(yǎng)物的菌濃越高越好。在日糧中添加酵母培養(yǎng)物后,能量飼料中的一些纖維成分更好的消化吸收,不僅增長率和飼料報酬提高,而且有益代謝產(chǎn)物中的低級醇、酸和芳香物質(zhì)形成了利菌肽獨特的發(fā)酵香味,增加了反芻動物采食量,同時有機酸、醇和醛可以調(diào)節(jié)腸道酸堿平衡,提高上皮細胞結(jié)構(gòu)的完整性,促進腸道健康。發(fā)酵底物中的植物蛋白經(jīng)發(fā)酵,最大限度的轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)菌體蛋白、更易吸收利用的小肽和氨基酸,避免了動物因年幼、應(yīng)激或者疾病等各種因素導(dǎo)致的飼料粗蛋白吸收率差,營養(yǎng)價值低的弊端,減少了在腸道中的異常發(fā)酵;飼料中的植物大分子抗原經(jīng)高溫熟化和深度發(fā)酵后,降解為無抗原性的小分子物質(zhì),避免了動物因免疫源性反應(yīng)導(dǎo)致的消化不良和腹瀉;飼料中的無機礦物元素經(jīng)發(fā)酵轉(zhuǎn)化為更易吸收的有機礦物元素,提高了飼料的吸收轉(zhuǎn)化率和營養(yǎng)價值。酵母的高密度液態(tài)發(fā)酵和特有的細胞壁破壁降解技術(shù),使產(chǎn)品富含功能性甘露寡糖。

3.3 酵母培養(yǎng)物的保健作用

酵母細胞壁是天然的免疫增強劑,能有效吸附、吞噬、破壞細菌、霉菌和病毒等有害物質(zhì),達到提高免疫力的作用,是飼料中的天然解毒劑。另外,酵母細胞壁中的甘露寡聚糖,是腸道微生物菌群的改良劑,能有效阻止腸道中致病菌等病源微生物在腸粘膜定植,促進動物免疫系統(tǒng)發(fā)育,提高免疫力,減少發(fā)病率,促進生長,適宜添加量在5%左右。

4 結(jié)論

YC 來源顯著影響 pH、丙酸及乙丙比,其中YC-3可顯著降低丙酸比例及 pH,且有增加乳酸的趨勢。YC 添加水平影響乙酸、異丁酸及異戊酸比例,隨著 YC 添加水平提高有降低乳酸濃度的趨勢,1%和 2%YC 添加可提高異戊酸比例。