梁稼燁,昝林森,2*

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，陜西楊凌712100;2.國(guó)家肉牛改良中心,陜西楊凌712100)

目前全世界面臨著蛋白質(zhì)飼料資源日趨緊缺的局面。因此，如何提高反芻動(dòng)物對(duì)飼料蛋白質(zhì)的利用顯得尤為重要。反芻動(dòng)物進(jìn)入瘤胃的飼料蛋白根據(jù)代謝途徑不同可分為兩類，分別為瘤胃降解蛋白和非瘤胃降解蛋白，前者在瘤胃中降解為氨，再經(jīng)微生物合成菌體蛋白進(jìn)入真胃、小腸供動(dòng)物消化利用，前人研究表明，約有30%的飼料蛋白為瘤胃降解蛋白[1]。因此，提高瘤胃降解蛋白即瘤胃中氨的利用對(duì)飼料中蛋白質(zhì)的高效利用有顯著的影響。

益生菌是一種可通過(guò)改變宿主動(dòng)物腸道菌群而對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生有利影響的活性微生物飼料添加劑?；钚愿山湍缸鳛橐环N益生菌制劑，主要是指酵母被干燥并保持其發(fā)酵能力，并且每克產(chǎn)品含酵母活菌數(shù)不少于于15×109的產(chǎn)品。二十世紀(jì)20年代，活性干酵母即作為反芻動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑而應(yīng)用于動(dòng)物生產(chǎn)中[2]。研究表明活性干酵母具有提高反芻動(dòng)物粗飼料的利用率和穩(wěn)定瘤胃pH等營(yíng)養(yǎng)學(xué)的作用[3-4]。雖然活性干酵母在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但其對(duì)于反芻動(dòng)物蛋白飼料消化和利用機(jī)理仍需進(jìn)一步研究。

本試驗(yàn)以秦川牛肉用新品系(以下簡(jiǎn)稱秦川肉牛)作為研究對(duì)象，分別添加不同水平活性干酵母(0、30、60g/d)，研究活性干酵母對(duì)秦川肉牛瘤胃飼料蛋白降解和瘤胃氨態(tài)氮、菌體蛋白的影響，以期為活性干酵母調(diào)控秦川肉牛對(duì)飼料蛋白利用提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)為其生產(chǎn)應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物及材料

選擇3頭安裝有永久性瘤胃瘺管的秦川肉牛作為試驗(yàn)動(dòng)物，試驗(yàn)在西北農(nóng)林科技大學(xué)國(guó)家肉牛改良中心良繁場(chǎng)進(jìn)行?；钚愿山湍窼. cerevisiae(純酵母活菌，活菌數(shù)≥200 億/g，干物質(zhì)含95%)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)設(shè)計(jì)為三個(gè)干酵母菌添加量水平：對(duì)照組Ⅰ(0 g/d)、低水平組Ⅱ(30 g/d 濃縮飼料)和高水平組Ⅲ(60 g/d 濃縮飼料)。試驗(yàn)共110 d，其中預(yù)飼期10 d，正式期100 d。試驗(yàn)分為三個(gè)階段，每個(gè)階段3頭秦川肉牛飼糧分別添加上述不同水平的活性干酵母，每個(gè)階段間隔5 d調(diào)整期。

試驗(yàn)牛采用拴系方法飼喂，每天于08:30和16:30分兩次飼喂，飼喂后0.5 h飲水。飼喂時(shí)將每頭牛所需的活性干酵母混入飼糧精料中，再將精料放入粗料上，粗料自由采食，統(tǒng)一飼喂，保證每頭試驗(yàn)牛每天應(yīng)有5%～10%的剩料量。在試驗(yàn)開(kāi)始前，對(duì)瘺管試驗(yàn)牛進(jìn)行驅(qū)蟲處理，對(duì)牛舍進(jìn)行消毒。試驗(yàn)期間，每天觀察試驗(yàn)牛的采食、飲水、排泄等行為以及精神狀況。

飼糧的配制是根據(jù)中國(guó)肉牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)(NY/T 815-2004)中的營(yíng)養(yǎng)需要量以及實(shí)際飼喂的要求。精料要求保持等能等氮。粗料以玉米青貯和小麥麥秸為主，精飼料配方及營(yíng)養(yǎng)成分見(jiàn)表1。

表1 飼料原料和營(yíng)養(yǎng)水平基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ)) %

注：(1)預(yù)混料為每千克含有One kilogram of premix contains the following: VA 190000 IU，VD 75000 IU，VE 1500000 IU，Zn 4600mg，F(xiàn)e 6800mg，Cu 1000 mg，I 53 mg，Se 2700mg，Co 53mg，水分≤10.0%。

(2)綜合凈能為計(jì)算值，其余為實(shí)測(cè)值。

1.3 樣品的采集與測(cè)定

1.3.1 樣品的采集與制備 在每個(gè)試驗(yàn)期第26 d至30 d，晨飼后2 h等量采集瘤胃中上、下、左、右四方位的瘤胃液，均勻混合。將采集好的瘤胃液經(jīng)四層滅菌脫脂紗布過(guò)濾，量取50 mL加入離心管中加入盛有5 mL、6 mol/L鹽酸的離心管中，-20℃保存，待測(cè)氨態(tài)氮濃度；另取50 mL于離心管中，-20℃保存，待測(cè)VFA及MCP含量。

1.3.2 氨態(tài)氮濃度的測(cè)定 參照馮宗慈比色法測(cè)定[5]。

1.3.3 VFA的測(cè)定 VFA使用氣相色譜儀進(jìn)行測(cè)定[6]。

1.3.4 MCP的測(cè)定 參照《蛋白質(zhì)化學(xué)研究技術(shù)與進(jìn)展》[7]。

1.3.5 飼料降解率測(cè)定 本試驗(yàn)選用由市場(chǎng)購(gòu)買的四種蛋白含量較高飼料：苜蓿干草、豆粕、菜粕、棉粕。采樣后用“四分法”獲取樣品，樣品65 ℃烘干24 h。選用孔徑為38 μm的尼龍布，制成80 mm×120 mm的尼龍袋，樣品65 ℃烘干24 h，稱重備用[8]。準(zhǔn)確稱取5 g樣品放入已知重量的尼龍袋中。每個(gè)時(shí)間點(diǎn)同一瘺管牛設(shè)3個(gè)重復(fù)袋，設(shè)五個(gè)時(shí)間點(diǎn)，3頭牛共45個(gè)尼龍袋。樣品裝袋后于晨飼前同一時(shí)間點(diǎn)放入瘤胃腹囊中，然后把尼龍繩拴在瘺管蓋的鉤子上，固定。在放袋后的6 h、12 h、24 h、36 h和48 h，快速取出對(duì)應(yīng)的尼龍袋，并立即放入冰水中，停止發(fā)酵。取出的袋子用自來(lái)水沖洗至澄清為止，65℃烘干至恒重，用分析天平稱重。之后將尼龍袋內(nèi)的殘余物粉碎，過(guò)1 mm孔篩，用于測(cè)定營(yíng)養(yǎng)成分[9]。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)所有樣本的測(cè)定結(jié)果使用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)的初步整理，采用SPSS17.0軟件進(jìn)行分析處理，LSD法檢驗(yàn)組間的顯著性，結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 活性干酵母的添加對(duì)飼料CP降解率的影響

由表2可知，苜蓿干草CP的降解率在12 h時(shí)Ⅲ組顯著高于Ⅰ組與Ⅱ組(P<0.05)，分別高出了3.83%和2.16%；24 h時(shí)Ⅲ組顯著高于Ⅰ組(P<0.05)，高出了4.39%；48 h時(shí)Ⅱ組、Ⅲ組顯著高于Ⅰ組(P<0.05)，分別高出了2.09%和3.12%。豆粕CP的降解率在3h時(shí)Ⅲ組顯著高于Ⅰ組與Ⅱ組(P<0.05)，分別高出了3.04%和1.80%；6 h時(shí)Ⅲ組顯著高于Ⅰ組(P<0.05)，高出2.60%。菜粕CP的降解率在3 h時(shí)Ⅲ組顯著高于Ⅰ組和Ⅱ組(P<0.05)，分別高出3.89%和3.16%；24 h、48 h時(shí)Ⅲ組顯著高于Ⅰ(P<0.05)；分別高出了4.47%和2.27%。棉粕12 h時(shí)Ⅱ組、Ⅲ組顯著高于Ⅰ(P<0.05)，分別高出了1.34%和4.33%。

苜蓿干草的EDCP在Ⅱ組、Ⅲ組顯著高于Ⅰ組(P<0.05)，分別高出了2.12%和2.77%。豆粕的aCP隨干酵母添加水平的升高而升高，三組之間差異顯著(P<0.05)，Ⅲ組比Ⅱ組高出了2.38%，比Ⅰ組高出了2.01%，Ⅱ組比Ⅰ組高出了0.37%。菜粕EDCP的在Ⅲ組顯著高于Ⅰ組(P<0.05)，高出了3.25%。棉粕的cCP在Ⅲ組顯著低于Ⅰ組(P<0.05)，低了0.01 %/h。

表2 活性干酵母對(duì)不同粗飼料粗蛋白(CP)瘤胃降解率的影響

2.4 活性干酵母的添加對(duì)瘤胃發(fā)酵參數(shù)的分析

由表3可知，隨著酵母添加水平的增加，瘤胃氨態(tài)氮濃度降低，Ⅲ組比Ⅰ組降低了1.26 mg/100mL，比Ⅱ組降低了1.02 mg/100mL，各組分之間差異顯著(P<0.05)。瘤胃內(nèi)總揮發(fā)酸濃度增加，Ⅲ組比Ⅰ組升高了34.27 mmol/L，比L組升高了4.80 mmol/L，各組分之間差異顯著(P<0.05)。瘤胃內(nèi)菌體蛋白濃度增加，Ⅲ組比Ⅱ組高了11.91 mg/100mL，Ⅲ組比Ⅰ組高了18.70 mg/100mL，三組之間差異顯著(P<0.05)。

表3 活性干酵母對(duì)秦川牛瘤胃發(fā)酵的影響

3 討論

氨態(tài)氮濃度反映了瘤胃對(duì)飼料中蛋白質(zhì)分解利用率的水平，瘤胃中的氨態(tài)氮是一種變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程，影響氨態(tài)氮濃度的有來(lái)源和去路兩個(gè)方面。氨態(tài)氮有三方面的來(lái)源：(1)瘤胃內(nèi)飼料中含氮物質(zhì)的降解。瘤胃微生物能快速降解日糧中的蛋白質(zhì)和非蛋白氮等含氮物質(zhì)，降解產(chǎn)物便是氨態(tài)氮；(2)菌體蛋白在瘤胃內(nèi)降解。數(shù)量巨大、更新速度快的瘤胃微生物，在死掉后，細(xì)胞內(nèi)的菌體蛋白會(huì)重新被降解為氨態(tài)氮[10]；(3)瘤胃尿素氮循環(huán)。反芻動(dòng)物瘤胃中的氨，除了被微生物用來(lái)合成蛋白以外，還有一部分經(jīng)瘤胃壁和后段胃腸道吸收。被吸收的氨經(jīng)門靜脈進(jìn)入肝臟，通過(guò)鳥氨酸循環(huán)轉(zhuǎn)變成尿素，其中一部分經(jīng)唾液重新進(jìn)入瘤胃，其余則經(jīng)尿排出。進(jìn)入瘤胃的尿素，經(jīng)微生物脲酶作用，被降解成氨態(tài)氮。同樣，氨態(tài)氮也有三個(gè)方面的去路：(1)合成微生物蛋白。瘤胃相關(guān)微生物可以利用氨態(tài)氮合成自身的蛋白[11]；(2)隨食糜進(jìn)入后段消化道[12]；(3)通過(guò)瘤胃壁的吸收。前人研究認(rèn)為雖然高濃度的氨態(tài)氮有利于微生物合成菌體蛋白，過(guò)高濃度的氨會(huì)造成反芻動(dòng)物的中毒，過(guò)多的氨主要是通過(guò)尿液以尿素的形式排出體，尿素在空氣中快速分解成NH3/NH4+然后迅速氧化成N2O造成氨能的浪費(fèi)和環(huán)境問(wèn)題[13]。研究表明，瘤胃中氨態(tài)氮濃度在6～30 g/dl時(shí)不會(huì)產(chǎn)生不良的影響，所以適當(dāng)降低氨態(tài)氮的濃度不僅不會(huì)影響家畜的正常生產(chǎn)性能和代謝健康，還對(duì)瘤胃環(huán)境的保護(hù)以及能源的節(jié)約有著積極的影響[14]。

瘤胃中的粗蛋白降解率主要是由于不同種類粗蛋白發(fā)酵的難易程度差異與微生物降解時(shí)間決定的[15]。本試驗(yàn)研究表明，添加活性干酵母對(duì)苜蓿干草、豆粕以及菜粕的CP降解率效果較優(yōu)，提高了苜蓿干草和菜粕的有效降解率。Paryad等研究認(rèn)為是因?yàn)榻湍阜置诘臓I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以促進(jìn)蛋白分解菌生長(zhǎng)(如溶纖維丁酸弧菌、嗜淀粉瘤胃桿菌等)，增強(qiáng)其活性，從而提高了飼料中CP的消化率[16]。Yoon等的研究結(jié)果表明，在奶牛飼糧中添加釀酒酵母培養(yǎng)物，可以提高其瘤胃中蛋白分解菌的數(shù)量。瘤胃總菌量的增加尤其是蛋白分解菌量的增加，使更多的飼料蛋白和非蛋白氮轉(zhuǎn)化成菌體蛋白，這些菌體蛋白隨食糜進(jìn)入真胃和十二指腸被機(jī)體消化吸收，提高了過(guò)瘤胃蛋白質(zhì)的質(zhì)量[17]。

氨態(tài)氮濃度反映了瘤胃對(duì)飼料中蛋白質(zhì)分解利用率的水平，瘤胃中的氨態(tài)氮是一種變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程。研究表明，瘤胃中氨態(tài)氮濃度在6～30 g/dL是不會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生不良影響的，所以適當(dāng)降低氨態(tài)氮的濃度不僅不會(huì)影響家畜的正常生產(chǎn)性能和代謝健康，還對(duì)瘤胃環(huán)境的保護(hù)以及能源的節(jié)約有著積極的影響[18]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，活性干酵母的添加顯著降低了瘤胃氨態(tài)氮的含量。從本試驗(yàn)中活性干酵母對(duì)瘤胃TVFA和MCP的顯著影響可知，活性干酵母的添加不僅增加了瘤胃內(nèi)總菌數(shù)量，并且升高了TVFA的濃度，TVFA被細(xì)菌利用產(chǎn)生更多的碳骨架，瘤胃液中氨態(tài)氮被更多的作用于合成MCP[19]，會(huì)導(dǎo)致氨態(tài)氮濃度降低。另外，活性干酵母促進(jìn)了飼料中纖維素的降解，從而加快了食糜的過(guò)瘤胃速度，其結(jié)果便是更多的氨態(tài)氮也隨之外流。

4 結(jié)論

日糧中添加活性干酵母具有提高秦川肉牛飼料CP的降解速率的作用，不同飼料的CP降解率變化水平與其特性有關(guān)；日糧中添加活性干酵母，具有降低秦川肉牛瘤胃氨態(tài)氮濃度、提高總揮發(fā)酸濃度和菌體蛋白濃度的作用，能夠提高肉牛瘤胃對(duì)飼料蛋白的降解利用率。