活性干酵母对西门塔尔杂交牛生长性能、营养物质表观消化率、瘤胃发酵参数及血清生化和抗氧化指标的影响

汪 成 马 健 胡 瑞 曹 广 代秦丹 王雪莹 邹华围 薛 白 彭全辉 王立志 王之盛* 朱跃明 朱潇鹏

(1.四川农业大学动物营养研究所，四川省牛低碳养殖与安全生产高校重点实验室，成都 611130；2.国家肉牛牦牛产业技术体系张掖综合试验站，张掖 734000)

近年来，我国牛肉消费量不断攀升，但我国牛肉供应能力十分有限，这导致我国牛肉供需差距不断加大。西门塔尔杂交牛(以下简称西杂牛)是西门塔尔纯种牛与我国地方黄牛杂交改良的优势肉牛，具有生长速度快、耐粗饲及产肉率高等优势，是我国养殖量最多的肉牛品种之一。提升西杂牛养殖水平对满足国人牛肉需求具有深远意义。抗生素类产品在提升动物生长性能、改善机体健康等方面具有重要作用，被广泛用于动物生产，对推动畜牧业发展发挥了重要作用。但随之而来的抗生素残留及病原体抗药性风险增加等方面的问题，无疑敲响了抗生素应用的警钟。因此，畜牧业对有效且无害的饲料添加剂的需求更加迫切。

益生菌是后抗生素时期的研究热门，其在调节机体免疫、改善胃肠道微生态及促进动物消化代谢等方面具有重要作用[1-2]。活性干酵母(active dry yeast，ADY)是一种常用益生菌，有研究发现在饲粮中添加ADY可以促进动物对营养物质的消化，提高生长性能[3-4]。此外，ADY可以维持瘤胃内环境稳定，同时有利于瘤胃内有益菌的生长，对促进瘤胃丙酸型发酵具有重要作用[5]。但Bayat等[6]在奶牛饲粮中添加1×1010CFU/d的活酵母菌，结果显示活酵母菌对奶牛生长性能、营养物质表观消化率及瘤胃发酵无显著影响；Ran等[7]在肉牛中的试验也得到相同结果。综合现有研究发现，活酵母菌研究多集中在单胃动物和奶牛中，而有关于活酵母菌对育肥牛的研究则鲜有报道，相关研究中活酵母菌的作用效果也不尽相同。因此，本试验主要探讨饲粮中添加ADY对西杂牛在架子牛阶段生长性能、营养物质表观消化率、瘤胃发酵参数及血清生化和抗氧化指标的影响，旨在为ADY在西杂牛生产中应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

ADY为反刍动物专用的酿酒酵母，活菌数≥2×1010CFU/g。

1.2 试验动物及饲养管理

本试验在张掖市万禾草畜牛场进行，选取年龄(10月龄)和体重[(317.00±19.25) kg]相近的健康西杂牛(西门塔尔牛×本地黄牛)架子公牛30头作为试验动物。试验开始前对试验牛进行驱虫和统一编号，每日饲喂2次全混合日粮(TMR)，给料时间分别为08:30和16:00，保证所有试验牛采食后第2天晨饲前食槽中仍有余料，自由饮水。

1.3 试验设计

试验将30头试验牛随机分为2组，每组15头牛。对照组饲喂基础饲粮，试验组在基础饲粮中额外添加0.1%的ADY[干物质(DM)基础]。ADY的添加水平参照本课题组前期研究结果[8]。试验期共105 d，预试期15 d，正试期90 d。

1.4 基础饲粮

参照我国《肉牛饲养标准》(NY/T 815—2004)，按体重350 kg、日增重1.2 kg配制基础饲粮。精料由玉米、麦麸、发酵酒糟、豆粕及棉籽粕等组成，粗饲料由玉米青贮和小麦秸组成，TMR组成及营养水平见表1。

表1 TMR组成及营养水平(风干基础)

1.5 样品采集及指标测定

1.5.1 生长性能

试验第1和90天对所有试验牛进行空腹称重，分别记为初始体重和终末体重，计算平均日增重(ADG)；试验期内准确记录每日饲粮投喂量，在第2天晨饲前收集剩料并称重，计算干物质采食量(DMI)；根据DMI和ADG计算料重比(F/G)。

1.5.2 血液采集及指标测定

试验第90天晨饲前，从每个组中随机挑选8头牛采集颈静脉血液，静置30 min后，1 368×g离心15 min，吸取上层血清分装于1.5 mL离心管内，-20 ℃保存待测。

血清生化指标：血清葡萄糖(GLU)、尿素氮(UN)、总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)含量及谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)活性使用全自动生化分析仪(3100，日本日立公司)，采用试剂盒(迈克生物科技有限公司)测定，具体测定步骤参照试剂盒说明书进行。

血清抗氧化指标：血清总抗氧化能力(T-AOC)和超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量采用SpectraMax-190酶标仪(美国Molecular Devices公司)，采用试剂盒(南京建成生物工程研究所)测定，具体测定步骤参照试剂盒说明书进行。

1.5.3 瘤胃发酵参数

试验第90天晨饲前，每组随机挑选8头牛，采用胃管式瘤胃采样器采集瘤胃液。瘤胃液采集后立即测定pH，然后将瘤胃液用4层纱布过滤分装于15 mL离心管内，-20 ℃保存，用于测定瘤胃发酵参数。

pH：利用pH酸度计(PHS-3C，上海仪电科学仪器股份有限公司)测定。

氨态氮(NH3-N)含量：采用碱性次氯酸钠-苯酚比色法测定，具体测定流程参照Broderick等[9]进行。

微生物蛋白(MCP)含量：使用BCA法蛋白定量试剂盒(南京建成生物工程研究所)测定，测定流程参照试剂盒说明书进行。

挥发性脂肪酸(VFA)含量：利用气相色谱仪(CP-3800，美国Varian公司)测定乙酸、丙酸及丁酸含量，乙酸、丙酸及丁酸含量之和为总挥发性脂肪酸(TVFA)含量。

1.5.4 营养物质表观消化率

试验第87～89天连续收集3 d饲料样及粪样，将收集的饲料样混合均匀后采用四分法取500 g样品，-20 ℃保存待测。每组随机挑选8头牛，每6 h收集1次粪便样，将3 d收集的粪便混合均匀后进行再次采样，取500 g粪样，加入50 mL的10%稀硫酸固氮，-20 ℃保存待测。饲粮及粪样DM、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、钙(Ca)、磷(P)和盐酸不溶灰分(AIA)含量分别参照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的方法测定。营养物质表观消化率采用外源指示剂AIA法计算，计算公式如下：

某营养物质表观消化率(%)=100-100×
(饲粮中AIA含量/粪样中AIA含量)×(粪样中
该营养物质含量/饲粮中该营养物质含量)。

1.6 统计分析

试验数据首先利用Excel 2019进行整理，之后利用SPSS 23.0统计软件进行独立样本t检验分析，P<0.05为差异显著，0.05≤P<0.10为有趋势，结果以平均值和均值标准误(SEM)表示。

2 结 果

2.1 ADY对西杂牛生长性能的影响

由表2可知，试验组与对照组之间DMI无显著差异(P>0.05)；试验组ADG显著高于对照组(P<0.05)，升高了5.95%；试验组F/G显著低于对照组(P<0.05)，降低了5.50%。

表2 ADY对西杂牛生长性能的影响

2.2 ADY对西杂牛营养物质表观消化率的影响

由表3可知，试验组DM、NDF和ADF表观消化率均显著高于对照组(P<0.05)，试验组CP表观消化率有高于对照组的趋势(P=0.075)，2组之间EE表观消化率无显著差异(P>0.05)。

表3 ADY对西杂牛营养物质表观消化率的影响

2.3 ADY对西杂牛瘤胃发酵参数的影响

由表4可知，试验组瘤胃MCP和丙酸含量显著高于对照组(P<0.05)，试验组瘤胃NH3-N含量和乙酸/丙酸显著低于对照组(P<0.05)，试验组总挥发性脂肪酸含量有高于对照组的趋势(P=0.097)，2组之间其余瘤胃发酵参数无显著差异(P>0.05)。

表4 ADY对西杂牛瘤胃发酵参数的影响

2.4 ADY对西杂牛血清生化指标的影响

由表5可知，试验组血清UN含量显著低于对照组(P<0.05)，试验组血清GLU含量有高于对照组的趋势(P=0.079)，2组之间其余血清生化指标无显著差异(P>0.05)。

表5 ADY对西杂牛血清生化指标的影响

2.5 ADY对西杂牛血清抗氧化指标的影响

由表6可知，试验组血清CAT活性显著高于对照组(P<0.05)，试验组血清T-AOC有高于对照组的趋势(P=0.052)，2组之间其余血清抗氧化指标无显著差异(P>0.05)。

表6 ADY对西杂牛血清抗氧化指标的影响

3 讨 论

3.1 ADY对西杂牛生长性能的影响

目前，关于ADY对动物生长性能影响的研究较多，但研究结果不尽相同。有研究发现，饲粮中添加ADY可以促进动物采食[10]，但另有研究发现饲粮中添加ADY后动物DMI却降低[11]。本试验结果表明，饲粮中添加ADY对西杂牛的DMI无显著影响，这与梁稼烨等[12]研究结果一致。ADY对动物DMI的影响存在差异，其原因可能是各试验的试验对象及使用的酵母菌株存在差异，研究证实酵母菌制剂对反刍动物生长性能的影响具有菌株依赖性[13]。此外，本试验结果还表明饲粮中添加ADY显著提高了西杂牛ADG，显著降低了F/G，这与郑玮才等[14]研究结果一致，其在肉牛上的研究也证实，饲粮中添加活性酵母可以显著提高肉牛ADG，显著降低F/G。大量研究均显示，饲粮中添加酵母可以在不改变DMI的前提下，提高ADG，降低F/G[15-16]，这表明饲粮中添加ADY可以提高西杂牛的饲料利用效率和生长性能。

3.2 ADY对西杂牛营养物质表观消化率的影响

营养物质表观消化率的高低直接影响着动物的生长性能。本研究发现，饲粮中添加ADY显著提高了DM、NDF和ADF表观消化率，且具有提高CP表观消化率的趋势，对提高动物生长性能具有重要意义。Paryad等[17]在绵羊饲粮中添加酵母也得到了类似结果。反刍动物主要依赖瘤胃微生物消化利用营养物质，瘤胃微生物数量庞大、种类多样，但主要以厌氧微生物为主，特别是纤维降解菌对氧气极为敏感。ADY是一种益生菌制剂，当ADY进入反刍动物瘤胃后可以快速消耗瘤胃中的氧气，维持瘤胃的厌氧环境，因此饲粮中添加ADY可以为瘤胃微生物提供一个更适宜的生长环境。此外，酵母菌还可以通过其他未知生长因子促进微生物的生长[18]。已有多项研究证实，ADY可以有效促进瘤胃纤维降解菌群(白色瘤胃球菌、黄色瘤胃球菌、产琥珀酸丝状杆菌和溶纤维丁酸弧菌)的生长[8,19]及纤维分解酶的活性[13]，进而提升营养物质表观消化率。

3.3 ADY对西杂牛瘤胃发酵参数的影响

维持适宜的瘤胃内环境对反刍动物发挥正常生理机能具有重要作用。瘤胃液pH是衡量瘤胃发酵状况的重要指标，本试验发现，2组试验牛瘤胃液pH无显著差异，且均处于正常范围内，这与牛建康等[3]研究结果一致。瘤胃NH3-N由瘤胃内源和外源含氮物质发酵产生，可被瘤胃微生物利用合成MCP，瘤胃NH3-N含量可综合反映瘤胃氮代谢情况。本试验结果显示，饲粮中添加ADY显著降低了瘤胃NH3-N含量，显著提高了瘤胃MCP含量，这与Erasmus等[20]研究结果相同。其原因可能是饲粮中添加ADY改善了瘤胃微生物的活性，促进了微生物利用NH3-N合成MCP。由此可见，饲粮中添加ADY可以有效提高瘤胃氮的利用率。

饲粮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体物质，丙酸可经糖异生作用生成GLU，研究证实乙酸/丙酸可以有效影响能量利用效率，丙酸型发酵可以为机体提供更多的能量[21]。本研究结果显示，饲粮中添加ADY显著提高了瘤胃丙酸含量，显著降低乙酸/丙酸，与班志彬等[22]研究结果一致。上述结果表明，饲粮中添加ADY可以有效促进瘤胃向丙酸型发酵转变，使得动物可以从饲粮中获取更多的能量。其原因可能与ADY可以促进瘤胃中乳酸利用菌的生长和代谢，进而促进了乳酸向丙酸的转换有关[23]。

3.4 ADY对西杂牛血清生化和抗氧化指标的影响

血清生化指标可以综合反映机体的健康及营养物质代谢情况。血清GLU是动物机体重要的能量来源，动物机体代谢、生长发育等生命活动都需要依靠血清GLU分解供能。在反刍动物中，血清GLU主要通过糖异生产生[24]。本研究发现，试验组血清GLU含量相比于对照组有升高的趋势，这表明西杂牛采食添加ADY的饲粮后糖代谢有所增强。瘤胃丙酸是糖异生的主要前体物质，本试验证实，饲粮中添加ADY提高了瘤胃丙酸含量，这可能是血清GLU含量升高的主要原因。此外，本研究结果显示2组间血清TP、ALB和GLB含量无显著差异，但试验组血清UN含量显著降低。血清TP和UN是机体蛋白质代谢的主要产物，可以综合反映蛋白质代谢及免疫状况[25]。血清UN主要是由瘤胃NH3-N通过瘤胃壁吸收进血液后转运到肝脏合成，可随尿液排出体外，血清UN含量过高不利于氮沉积。Geng等[26]研究证实，饲粮中添加ADY可以降低血清UN含量，这与本试验结果相似。本试验发现饲粮中添加ADY促进了微生物利用NH3-N合成MCP，这使得从瘤胃进入血液的NH3-N减少，因而导致血清UN含量降低[27]。上述结果表明，饲粮中添加ADY可以有效提高氮的利用效率。饲粮中添加ADY对血清TC、TG含量及ALT、AST活性无显著影响，此结果与前人研究结果[28-29]一致，血清TC和TG含量与脂质代谢密切相关，ALT和AST在肝脏代谢中发挥着重要作用，当肝功能受损时ALT和AST活性会显著升高。上述结果表明，饲粮中添加ADY不会对西杂牛机体脂质代谢及肝功能带来损伤。

动物机体抗氧化性能对自身健康具有十分重要的作用，当机体氧化还原状态失去平衡，将使细胞过度氧化，从而导致细胞代谢及功能障碍。MDA是生物膜中多不饱和脂肪酸在氧自由基的攻击下产生的终产物，血清MDA含量可以间接反映机体氧化损伤的程度；GSH-Px、SOD和CAT在动物体内发挥着清除氧自由基的作用，对发挥抗氧化能力具有重要作用；T-AOC可以综合反映机体抗氧化能力的强弱[30-31]。李宁等[32]在犊牛饲粮中添加2 g/d ADY，结果发现犊牛的抗氧化能力显著提高。本试验结果也发现，饲粮中添加ADY显著提高了西杂牛血清CAT活性，有利于机体清除过氧化物。这表明ADY对西杂牛机体抗氧化能力具有一定改善作用，但作用机理尚待进一步研究。

4 结 论

架子牛阶段饲粮中添加0.1%的ADY可以有效提高西杂牛营养物质表观消化率，促使瘤胃发酵向丙酸型转变，同时可以提高机体的抗氧化酶活性，进而提升西杂牛的生长性能。