酵母水解物对荷斯坦阉牛生长性能、养分表观消化率、血清生化指标的影响

栗 哲 李秋凤* 李 妍 成海建 李建国 高艳霞 曹玉凤* 赵 超

(1.河北农业大学动物科技学院，保定 071001；2.河北农业大学动物医学院，保定 071001；3.山东省农业科学院畜牧兽医研究所，济南 250100)

随着中国经济的迅猛发展，人们开始追求更健康的饮食,牛肉在国人饮食中占据着重要地位，随着非洲猪瘟的爆发，人们对于牛肉的需求愈发迫切。但牛肉市场缺口较大，牛源短缺问题愈发严重,日益增长的牛肉需求和供给矛盾较为突出。奶公牛作为育肥牛的重要牛源，对其饲粮优化的研究、提高生长性能是解决饲料转化效率和提高牛肉供给的有效途径之一。奶公犊资源的充分利用,尤其是荷斯坦阉牛的高效育肥不仅能缓解国际市场上牛肉供应不足的紧张局面, 还可以满足广大消费者对高品质牛肉的需求[1-2]。目前，育肥牛饲养与屠宰加工的设施设备“产能过剩”及“价格倒挂”逐年加剧[3]，为止损盈利而采取减少人工和设备的投入导致肉牛饲养管理粗放，饲料利用率低,特别是高精料及其他不良环境下引起的应激损伤和瘤胃酸中毒对阉牛的生长发育造成严重影响。因此，开发新型饲料添加剂促进采食、提高生产性能、减少应激、提高抗病力成为肉牛营养研究人员关注焦点。基于此，研究酵母及其衍生物在奶公牛(阉牛)育肥上的应用，迫切性和重要性毋庸置疑。

酵母及其衍生物是天然、绿色、健康的产品[4]，富含酵母多糖、蛋白质、氨基酸、核苷酸、小肽、B族维生素、微量元素[5]等营养物质，可提高饲料利用率，改善生产性能，还可降低腹泻、酸中毒等疾病发病率,提高免疫力。酵母水解物在畜禽及水产动物应用方面已有一些研究报道，在畜禽上，可提高断奶仔猪生产性能及免疫力，改善肉鸡肠道菌群，提高肉品质[6-7]；在水产动物上，可提高青鱼肝脏抗氧化能力及珍珠龙胆石斑鱼成活率、饲料转化率[8-9]，促进水产动物机体生长。目前酵母水解物改善动物生产性能研究主要集中在猪、鸡、鱼上，而其在反刍动物中的应用较少，尤其是在荷斯坦阉牛上的研究还未见报道。因此，本试验旨在研究饲粮中添加不同水平的酵母水解物对荷斯坦阉牛生长性能、养分表观消化率、血清生化指标的影响，为荷斯坦阉牛高效育肥提供技术支持并确定适宜酵母水解物添加量。

1 材料与方法

1.1 试验时间及地点

本试验于2019年6月至2020年12月在山东省曲阜市朝阳牧业进行。

1.2 试验材料

酵母水解物购自某食品添加剂有限公司，是以糖蜜发酵鲜酵母乳液，经菌体细胞自溶破壁、生物酶水解、浓缩、喷雾干燥制得的粉状酵母产品。主要成分及含量如下:粗蛋白质(CP)≥50%，氨基酸态氮≥5%，核酸≥8%，甘露寡糖≥8%，水分≤6%，粗灰分≤10%。

1.3 试验设计

试验选取33头体重在(542.07±9.18) kg的荷斯坦阉牛，随机分为3组，每组11头。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组在基础饲粮中分别添加0、50、100 g/(头·d)的酵母水解物。

1.4 饲养管理及饲粮

试验期内，阉牛分群舍饲，散栏饲养，自由采食和饮水。22月龄出栏，试验期111 d。正试期分为2个阶段(1～81 d和82～111 d),基础饲粮组成及营养水平见表1。

表1 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础)

1.5 样品采集及处理

1.5.1 饲粮样品的采集处理

在试验的每个阶段均采集饲粮样品，并用四分法分装保存，用于测定样品中的常规成分含量。

1.5.2 粪样的采集处理

在试验的每个阶段，每组随机选择5头荷斯坦阉牛收集粪样，每头牛采集500 g/d，采集3 d。混匀后均分成2份，其中一份粪样按每100 g添加20 mL浓度为4.5 mol/L的H2SO4处理，-20 ℃保存，用于测定CP含量，另一份不加酸放入自封样品袋中，用于测定其他常规成分含量。

1.5.3 血液样品的采集处理

在试验的每个阶段，每组随机选择5头荷斯坦阉牛在早晨饲喂前空腹进行颈静脉采血20 mL，迅速在恒温水浴锅(37 ℃)中水浴30 min。在离心机(3 000 r/min)上离心15 min。离心完成后取上清分装到小离心管(1.5 mL)中，-20 ℃冷藏保存，用于测定血清生化指标。

1.6 指标测定与分析

1.6.1 生长性能

在试验的前、中、后期，每隔半月测定各组的采食量，把饲粮和剩料在烘箱(105 ℃)中烘干称重，计算各组干物质采食量(DMI)。试验前后对每头牛空腹称重，用于计算平均日增重(ADG)及料重比。

1.6.2 养分表观消化率

每个阶段试验结束前，每组随机选择5头荷斯坦阉牛采集饲粮和粪便样品，持续3 d。原料中干物质(DM)、CP、粗脂肪(EE)、粗灰分(ASH)、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量的测定参照国家标准[11]进行测定，钙(Ca)、磷(P)含量分别根据国标GB/T 6436—2002[12]和GB/T 6437—2002测定[13]。

饲粮养分表观消化率用内源指示剂法计算，以盐酸不溶灰分(AIA)作为指示剂，依据GB/T 23742—2009《饲料中盐酸不溶灰分的测定》测定含量。

某养分表观消化率(%)=[(a/c-b/d)/
(a/c)]×100。

式中：a为饲粮中该养分含量(%)；b为粪中该养分含量(%)；c为饲粮中指示剂含量(%)；d为粪中指示剂含量(%)。

1.6.3 血清生化指标

血清葡萄糖(GLU)含量采用葡萄糖氧化酶法测定，试剂盒购自上海荣盛生物药业有限公司(批号361510)；尿素氮(UN)含量采用尿素酶法测定，试剂盒购自深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司(批号105-000452-00)；谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)活性及甘油三酯(TG)、总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)含量采用比色法测定，试剂盒购自南京建成生物工程研究所。

血清丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性及总抗氧化能力(T-AOC)采用比色法测定，碱性磷酸酶(ALP)活性采用酶联免疫吸附测定(ELISA)法，使用酶标仪测定。以上指标所用试剂盒购于北京华悦昌生物科技有限公司。

1.7 数据统计与分析

试验数据采用SPSS 19.0统计软件进行单因素方差分析，并用Duncan氏法进行多重比较。试验结果用“平均值±标准误”表示，以P<0.05为差异显著，以P<0.01为差异极显著。

2 结果与分析

2.1 酵母水解物对荷斯坦阉牛生长性能的影响

由表2可知，Ⅲ组平均日增重显著高于Ⅰ组(P<0.05)。Ⅲ组料重比显著低于Ⅰ组(P<0.05)，Ⅱ组相比于Ⅰ组有所降低(P>0.05)。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组之间初始重、终末重、干物质采食量无显著差异(P>0.05)。

表2 酵母水解物对荷斯坦阉牛生长性能的影响

2.2 酵母水解物对荷斯坦阉牛养分表观消化率的影响

由表3可知，Ⅱ、Ⅲ组CP表观消化率相对于Ⅰ组分别提高了5.16%和6.24%(P<0.05)。Ⅱ、Ⅲ组Ca表观消化率相对于Ⅰ组分别提高了8.31%、8.68%(P<0.05)。DM、EE、P、NDF、ADF表观消化率各组之间差异不显著(P>0.05)。

表3 酵母水解物对荷斯坦阉牛养分表观消化率的影响

2.3 酵母水解物对荷斯坦阉牛血清生化指标的影响

由表4可知，Ⅱ、Ⅲ组血清TP含量显著高于Ⅰ组(P<0.05)，分别比Ⅰ组提高5.62%和6.61%(P<0.05)。Ⅱ、Ⅲ组血清AST、ALT活性显著低于Ⅰ组(P<0.05)。各组之间血清GLU、ALB、UN、TG含量差异不显著(P>0.05)。

表4 酵母水解物对荷斯坦阉牛血清生化指标的影响

2.4 酵母水解物对荷斯坦阉牛血清抗氧化指标的影响

由表5可知，Ⅱ、Ⅲ组血清T-AOC显著高于Ⅰ组(P<0.05)，分别比Ⅰ组提高了19.76%和23.88%(P<0.05)。Ⅱ、Ⅲ组血清MDA含量显著低于Ⅰ组(P<0.05)，分别比Ⅰ组降低了15.71%和17.46%，Ⅱ、Ⅲ组血清GSH-Px活性显著高于Ⅰ组(P<0.05)，分别提高了14.65%和18.65%。各组间血清SOD活性差异不显著(P>0.05)。

表5 酵母水解物对荷斯坦阉牛血清抗氧化指标的影响

3 讨 论

3.1 酵母水解物对荷斯坦阉牛生长性能的影响

目前，多数研究报道认为酵母水解物对反刍动物生长性能具有积极影响。寇慧娟等[14]研究表明，在绒山羊饲粮中添加0.20 g/kg酵母水解物可促进瘤胃发育，提高干物质采食量与平均日增重。Deters等[15]研究认为，在精粗比为65∶35的饲粮中添加酵母水解物可提高牛生长性能，缓解应激。蔡景义等[16]研究发现，在饲粮中添加酵母水解物可以提高肉牛平均日增重，降低料重比。但也有研究表明，酵母水解物对畜禽的生长性能无显著影响[17-18]。产生差异的原因与试验动物生理状态、水解物添加量、饲养环境的差异有关。

本研究结果表明，添加酵母水解物可提高荷斯坦阉牛平均日增重，这与寇惠娟等[14]的研究结果一致。酵母水解物对生长性能的提高是多重作用共同实现的：一方面，酵母水解物中的功能性小肽增加胰腺蛋白水解能力，促进蛋白质等营养物质吸收利用与机体生长发育，提高平均日增重[19]。小肽还可提高机体对矿物质的吸收；另一方面，酵母水解物中所含的甘露寡糖与β-葡聚糖共同作用于瘤胃、肠道，减少有害菌在瘤胃、肠道定植[20-21]，调节瘤胃内环境，促进肠道对营养物质的吸收；可能是二者(功能性小肽、酵母多糖)的协同作用改善瘤胃发酵及机体对养分利用效率，从而提高阉牛生长性能。

3.2 酵母水解物对荷斯坦阉牛养分表观消化率的影响

表观消化率能直观反映动物机体对养分的吸收情况，对动物增重和经济效益有着重要影响。贾晓满等[22]研究发现，0.4%酵母培养物添加组梅花鹿饲粮CP消化率显著提高，这与Poppy等[23]和Malekkhahi等[24]的研究结果一致。本试验中，在荷斯坦阉牛饲粮中添加酵母水解物可提高CP、Ca表观消化率。CP、Ca表观消化率受酵母水解物破壁程度、水解物营养成分、含量(小肽、寡糖等)及胃肠道pH的影响：1)本试验所使用的酵母自溶粉是啤酒酵母粉的加工产物，采用更高效的破壁偶联技术，将酵母细胞壁完全破除以后得到的破壁酵母，具有更高的破壁程度以及更多的营养物质(小肽、核苷酸、甘露寡糖、葡聚糖等)。饲粮的粒径大小、表面面积与肠道消化率呈正相关[25]，高程度破壁使饲粮有较大的粒径和表面面积，从而提高养分肠道消化率。而破壁程度也决定酵母中CP和真蛋白的含量，二者呈正相关[26]，因此试验组CP、Ca表观消化率相对较高。2)水解物中小肽可减缓细胞分裂次数并促进微生物繁殖，提高瘤胃性能[27]及养分利用；3)β-葡聚糖可提高CP等养分在肠道的表观消化率[28]，同时寡糖类物质减少有害菌在肠道内的定植[29]，促进营养吸收。4)不同成分、含量的酵母水解物会相应改变胃肠道的环境，试验组相比于对照组可以调整肠道pH使养分达到最高吸收效果[30]，从而导致试验组养分表观消化率显著提升。

3.3 酵母水解物对荷斯坦阉牛血清生化指标的影响

血清生化指标是反映机体糖、脂肪、蛋白质代谢的重要指标，对机体生长发育、营养物质运输吸收起着十分重要的作用。血清总蛋白是机体生长代谢的重要指标，可促进机体生长，提高免疫力。杨璐玲等[31]研究发现，总蛋白和白蛋白可反映机体对蛋白质的吸收、合成以及分解状况。李伟华等[32]研究表明，总蛋白含量与动物蛋白质消化能力呈正相关。本试验中，在饲粮中添加酵母水解物可显著提高阉牛血清总蛋白含量，原因是荷斯坦阉牛饲粮中添加酵母水解物提升其对蛋白质吸收、消化和利用，增强免疫性能，促进阉牛健康生长，这与本研究中生长性能指标(平均日增重、料重比)及CP表观消化率的变化趋势相吻合。

ALT和AST在动物肝脏中起着关键作用，对疾病及炎症反应敏感。ALT、AST活性升高会产生病理变化，造成细胞损伤[33]。本试验中在荷斯坦阉牛饲粮中添加酵母水解物显著降低试验组血清ALT、AST活性，降低炎症反应与细胞损伤，这与李宁等[34]和李燕平等[35]研究结果相一致。原因是：酵母水解物中含有丰富的葡聚糖和甘露寡糖，一方面葡聚糖通过刺激网状内皮系统作用于吞噬细胞，激活病原微生物来提高机体的免疫能力；还可以促进淋巴细胞的产生，活化巨噬细胞并增强自然杀伤细胞的杀伤能力[36]，提高机体特异性免疫；另一方面甘露寡糖可作为有益菌能源物质，促进有益菌在肠道内的増殖，对动物机体产生有益影响[37]，还可与致病菌表面几丁质结合，减少致病菌繁殖。二者的综合作用提高机体免疫性能及抗病力，降低因不良环境、疾病导致的细胞及机体损伤。

3.4 酵母水解物对荷斯坦阉牛血清抗氧化指标的影响

T-AOC代表机体内各种抗氧化大分子、抗氧化小分子和酶的总水平，反映整个酶促和非酶促抗氧化系统对氧化应激的抵抗能力[38]。MDA是脂质过氧化的主要终产物，在机体大量产生会使机体处于氧化应激状态并诱发氧化应激反应[39]，其含量越高，机体氧化损伤越严重。GSH-Px是体内主要抗氧化酶，在一定范围内活性越高清除氧自由基的能力越强[40]。孙强东等[41]研究发现，酵母培养物可以显著提高仔猪血清中T-AOC和GSH-Px活性,降低MDA含量。李赵嘉等[42]研究发现，饲粮中添加蒲公英、酵母细胞壁提取物，可提高蛋鸡血清T-AOC含量，降低MDA含量。张爱忠等[43]研究表明，在高精料饲粮中添加酵母培养物后的第15和45天，绒山羊血浆T-AOC显著提高，血浆MDA含量降低。试验组血清GSH-Px活性相比于对照组也有一定提升。本试验中，饲粮中添加酵母水解物显著提高阉牛血清中T-AOC和GSH-Px活性，降低MDA含量，与前人研究结果一致。酵母水解物的主要活性物质为酵母多糖(β-葡聚糖、甘露寡糖)、核苷酸、维生素，三者相辅相成提高机体的抗氧化能力，主要表现为：1)β-葡聚糖对过氧亚硝酸盐或过氧化氢诱导的脂质过氧化有较强的抵抗能力[44]；2)核苷酸对机体抗氧化性能具有积极影响：一方面核苷酸中碱性氮原子对氧化应激有着敏感性，过氧化产生的自由基会被核苷酸中碱性氮原子捕捉[45]，减少脂质过氧化造成的细胞破裂，延缓脂质过氧化对细胞的损伤，减少MDA含量；另一方面核苷酸与巨噬细胞具有协同促进作用，通过增强自然杀伤细胞的活性来提升动物对各种氧化应激的抵抗能力[46]。3)酵母水解物在生产过程中释放的代谢产物和破壁产生的内容物里含有丰富的维生素(维生素E、β-胡萝卜素等)。维生素E在机体脂类膜上广泛存在，可以消除附着在膜上的自由基，为细胞膜提供屏障，减少细胞损伤。β-胡萝卜素也具有相同作用。饲粮中添加酵母水解物可提高机体清除自由基、过氧化氢等氧化剂的能力，抑制过氧化形成[47]，说明机体抗氧化防御体系得到显著改善，提高机体抗氧化能力。

4 结 论

① 饲粮中添加酵母水解物可提高荷斯坦阉牛平均日增重，降低料重比，改善生长性能。

② 饲粮中添加酵母水解物可促进荷斯坦阉牛对养分消化吸收，提高养分表观消化率，达到和抗生素类似的促生长效果。

③ 饲粮中添加酵母水解物可减缓自由基、过氧化物对机体的损伤，提高机体抗氧化能力。