郭 瓊 冉 黎 劉欣宇 譚子璇 柏 雪

（西南民族大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院動物科學(xué)國家民委重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都610041）

酵母培養(yǎng)物(Yeast culture,YC）是在培養(yǎng)基內(nèi)經(jīng)過酵母菌發(fā)酵，繼而干燥形成的一類混合物，YC因富含氨基酸、葡聚糖、甘露聚糖、VB 及VE 等功能性物質(zhì),現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于動物生產(chǎn)中。

YC使用效果受自身的成分、動物種類、飼糧類型等因素影響而差異較大。研究表明，YC 能有效地提高奶牛[1]、羔羊[2]、水牛[3]、湖羊[4]的生產(chǎn)性能。黃文明等[5]在肉牛飼糧中添加150 g/d YC發(fā)現(xiàn)肉牛生長性能提高，牛肉品質(zhì)得到改善。李曉[6]在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在斷奶仔豬和生長育肥豬日糧中添加不同水平的酵母培養(yǎng)物，結(jié)果表明5 g的酵母培養(yǎng)物能顯著提高生長性能。

日糧中的纖維含量也是影響反芻動物瘤胃內(nèi)發(fā)酵和營養(yǎng)物質(zhì)消化率的重要因素之一，過高或過低的纖維含量都會導(dǎo)致其消化率和生產(chǎn)性能降低，甚至?xí)p害瘤胃健康狀況。瘤胃內(nèi)的環(huán)境很復(fù)雜，受到許多因素影響，包括纖維含量的制約。譚支良等[7]研究發(fā)現(xiàn)，纖維含量低，則日糧中易發(fā)酵的非結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量高，并且在瘤胃內(nèi)的發(fā)酵速度和在消化道中的通過速度高，因而可以通過提高消化率，來改善動物生產(chǎn)性能[8]。但纖維含量并不是越低越好，動物采食過多的非結(jié)構(gòu)性碳水化合物，會使瘤胃內(nèi)pH 值急劇下降，容易造成酸中毒[9]，而纖維含量過高又無法滿足反芻動物的營養(yǎng)需要[10]。因此，纖維含量是否適宜，對反芻動物的瘤胃健康和生長發(fā)育至關(guān)重要。

目前國內(nèi)鮮有將日糧纖維含量和酵母培養(yǎng)物結(jié)合起來探究其對牦牛瘤胃發(fā)酵效果的研究。本試驗(yàn)旨在探究不同纖維含量日糧中添加不同水平酵母培養(yǎng)物對瘤胃消化率的影響，對各指標(biāo)進(jìn)行測定分析，最終得出在纖維含量和酵母培養(yǎng)物濃度的不同組合中對瘤胃發(fā)酵效果的最適組合，為酵母培養(yǎng)物在牦牛飼糧中合理應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時為牦牛日糧配比提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)儀器

DHG-9140A 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海一恒科技有限公司)；KJELTEC-2200 凱氏定氮儀[福斯華（北京）科貿(mào)有限公司]；BSA124S-CW型分析天平(德國賽多利斯公司)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

本試驗(yàn)采用3×4 兩因素交叉分組試驗(yàn)設(shè)計，日糧纖維含量和YC 添加水平作為2 個試驗(yàn)因素。纖維含量分別為40%、50%、60%，YC 添加水平分別為0%、0.75%、1.5%、3%。試驗(yàn)共12 個處理，每個處理3 個重復(fù)。

1.3 日糧組成

精飼料為40%濃縮料（由四川阿壩藏族羌族自治州茂縣茂欣農(nóng)牧場發(fā)展有限責(zé)任公司提供）和60%玉米，粗飼料為玉米秸稈，配制纖維含量分別為40%、50%、60%的三種類型的日糧，在其基礎(chǔ)上分別添加0%、0.75%、1.5%、3%的酵母培養(yǎng)物。試驗(yàn)日糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

酵母培養(yǎng)物是用釀酒酵母作為菌種，經(jīng)過固體的發(fā)酵，濃縮、干燥得到的一類產(chǎn)品[11]，本試驗(yàn)所用YC由美國國際生物營養(yǎng)科技有限公司提供，其營養(yǎng)成分如下:粗蛋白質(zhì)含量≥18.0%，粗脂肪含量≥1.5%，粗纖維含量≤12.0%，水分含量≤12.0%。

1.4 體外產(chǎn)氣試驗(yàn)方法

人工瘤胃裝置為：使用100 ml 的具塞注射器狀培養(yǎng)器，混合兩種瘤胃液（純瘤胃液∶人工瘤胃液=1∶2），放入水浴搖床設(shè)備。純瘤胃液的采集是將選取好的4 頭牦牛于晨飼2 h 后同時屠宰，用四層紗布過濾瘤胃內(nèi)容物后，取足量瘤胃液儲存?zhèn)溆?。將保溫瓶預(yù)熱達(dá)到39 ℃并將純瘤胃液灌入，往保溫瓶中通入CO2，灌滿后立即蓋嚴(yán)瓶口，并迅速返回實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)四層紗布過濾后持續(xù)通入CO2氣體5 min備用。參考Menke 等[12]方法配置好人工瘤胃液，通入CO2氣體達(dá)到厭氧條件，混勻分裝到裝有3 g底物的培養(yǎng)器中（每管50 ml，包括兩支無發(fā)酵底物的空白管）,依次放入39 ℃的培養(yǎng)箱中。在發(fā)酵3、6、9、12、15、18、24、36、48 h取出100 ml培養(yǎng)器，迅速讀取活塞所處的刻度線數(shù)值并記錄。

表1 試驗(yàn)日糧組成及營養(yǎng)水平（干物質(zhì)基礎(chǔ)，%）

2 指標(biāo)測定

2.1 產(chǎn)氣量

根據(jù)3、6、9、12、15、18、24、36、48 h時間點(diǎn)記錄的產(chǎn)氣量計算總產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣速率。

產(chǎn)氣速率(ml/h)=階段產(chǎn)氣量(ml)/時間間隔(h)

2.2 瘤胃液pH值

發(fā)酵結(jié)束后，用50 ml 離心管盛裝發(fā)酵產(chǎn)物用冰塊冷卻降溫后立即用pH計測量瘤胃發(fā)酵產(chǎn)物pH值。

2.3 營養(yǎng)成分降解率的測定

將發(fā)酵48 h的瘤胃液取出，離心后將沉淀物烘干待測并稱重。

式中：DM1——發(fā)酵前樣品干物質(zhì)(g)；

DM2——發(fā)酵后殘渣干物質(zhì)重(g)；

NDF前——發(fā)酵前中性洗滌纖維含量(%)；

NDF后——發(fā)酵后中性洗滌纖維含量(%)。

ADFD和CPD的計算方法與NDFD相同。

2.4 氨態(tài)氮的測定

NH3-N 濃度采用馮宗慈等(2010)[9]改進(jìn)的比色法進(jìn)行測定，波長調(diào)整為625 nm。

2.5 微生物蛋白的測定

MCP 濃度的測定采用南京建成生物工程研究所提供的考馬斯亮藍(lán)試劑盒進(jìn)行測定。

2.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

本試驗(yàn)采用SPSS軟件，運(yùn)用ANOVA對各處理組進(jìn)行單因素方差分析，采用GLM 模型對不同組別纖維含量和YC 濃度進(jìn)行兩因素方差分析，并采用Duncan's法進(jìn)行多重比較。試驗(yàn)數(shù)據(jù)均以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，以P＜0.05作為差異顯著標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同纖維含量日糧中添加YC 對產(chǎn)氣量及養(yǎng)分降解率的影響

不同纖維含量日糧中添加YC 后，根據(jù)表2 產(chǎn)氣量與圖1產(chǎn)氣速率的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，隨著發(fā)酵時間的延長，12 組產(chǎn)氣速率都出現(xiàn)了三個峰值，最后產(chǎn)氣速率趨近于0，并且都在8 h 左右達(dá)到最高值。纖維含量為40%時的產(chǎn)氣量為199.25 ml，顯著高于纖維含量為50%和60%的組（P＜0.05），且隨日糧纖維含量的提高，產(chǎn)氣量呈劑量依賴性降低；YC添加量對產(chǎn)氣量并無顯著影響（P＞0.05），但3.00%YC添加組的產(chǎn)氣量最高；纖維含量與YC 添加量互作對產(chǎn)氣量并無顯著影響（P＞0.05），但纖維含量為40%，YC 添加量為3.00%的組產(chǎn)氣量高達(dá)212.67 ml。

圖1 不同纖維含量日糧中添加不同水平酵母培養(yǎng)物對體外瘤胃發(fā)酵產(chǎn)氣速率的影響

表2 不同纖維含量日糧中添加YC對產(chǎn)氣量及養(yǎng)分降解率的影響

不同纖維含量日糧中添加YC 后，對瘤胃體外發(fā)酵的養(yǎng)分降解率影響見表2，均隨日糧中纖維含量的提高而劑量依賴性的顯著降低，日糧纖維含量40%時DM、NDF、ADF 及CP 的 降 解 率 分 別 為64.25%、72.86%、80.32%及71.32%，顯著高于纖維含量為50%和60%的組（P＜0.05），且上述結(jié)果均隨日糧纖維含量的提高，產(chǎn)氣量呈劑量依賴性降低，而YC添加量對上述指標(biāo)并無顯著影響（P＞0.05）；在纖維含量與不同YC 添加量互作的情況下，對DM、NDF、ADF 及CP 的降解率并無顯著影響（P＞0.05），但均呈現(xiàn)出以纖維含量40%條件下添加YC的效果更好。

3.2 不同纖維含量日糧中添加YC 對pH 值、MCP 及NH3-N的影響

瘤胃體外發(fā)酵后pH 值、MCP 及NH3-N 結(jié)果見表3，纖維含量為60%時的pH 值和NH3-N 分別為6.89 mg/100 ml 和22.51 mg/100 ml，均顯著高于纖維含量為50%和40%的組（P＜0.05），且隨日糧纖維含量的提高，pH值和NH3-N呈劑量依賴性升高；而纖維含量為40%時的MCP 含量為6.23 g/l，顯著高于50%和60%的組（P＜0.05）。YC添加量對pH值和NH3-N量并無顯著影響（P＞0.05），但3.00%YC 添加組的MCP 為6.15 g/l，顯著高于其他YC 添加組（P＜0.05）。纖維含量與YC添加量互作對pH值并無顯著影響；日糧纖維含量40%時，分別添加0.75%和3.00%的YC，MCP 含量分別為6.65 g/l 和6.54 g/l（P＜0.01），均顯著高于其余各組；日糧纖維含量60%時添加1.50%YC，NH3-N含量顯著提高到25.13 mg/100 ml。

表3 不同纖維含量日糧中添加YC對pH值、MCP及NH3-N的影響

4 討論

4.1 不同纖維和酵母培養(yǎng)物含量對產(chǎn)氣量及養(yǎng)分降解率的影響

體外產(chǎn)氣量反映瘤胃微生物的降解活性和飼料降解率[13]，同時黃雅莉等[14]報道日糧產(chǎn)氣量的大小與日糧有機(jī)物降解程度有關(guān)。本試驗(yàn)結(jié)果與上述研究有一致規(guī)律，隨日糧纖維含量降低，產(chǎn)氣量顯著提高的同時，DM、ADF、NDF及CP降解率也顯著提高[15]；纖維含量與YC添加量互作的情況下，也以纖維含量40%的YC添加組表現(xiàn)出更優(yōu)的產(chǎn)氣量與養(yǎng)分降解率[16-20]。這是由于瘤胃體外發(fā)酵所產(chǎn)生的氣體是由瘤胃微生物降解日糧中養(yǎng)分而來，纖維含量為40%的日糧中，精料營養(yǎng)成分含量更高，同時YC 的添加對瘤胃微生物組成具有改善作用，提高瘤胃微生物對養(yǎng)分的消化吸收能力[21]。

4.2 不同纖維和酵母培養(yǎng)物含量對pH 值、MCP 及NH3-H的影響

正常的瘤胃pH 值對瘤胃發(fā)酵非常重要，一般來說，正常的瘤胃pH值處于5.50～7.50之間,只有當(dāng)瘤胃pH值處于正常范圍，動物機(jī)體的瘤胃發(fā)酵、飼料降解才能正常有序進(jìn)行[22]。本試驗(yàn)結(jié)果中，隨著纖維含量和酵母培養(yǎng)物含量的改變，瘤胃液pH 值并未發(fā)生較大差異的改變，發(fā)酵后pH值為6.72～6.90，均處于正常的范圍。陳亮等[23]在研究植物乳酸對玉米秸稈和水稻秸稈體外發(fā)酵特性的影響時發(fā)現(xiàn)，其結(jié)果對瘤胃pH 值的影響并不顯著，這與本試驗(yàn)研究結(jié)果一致?？梢娎w維含量的調(diào)整與YC的添加并不會對瘤胃微生物發(fā)酵環(huán)境產(chǎn)生不良影響，并能維持其穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境。

日糧在瘤胃中降解，產(chǎn)生的NH3-N主要用于微生物合成MCP[24]，Murphy 等[25]的研究表明，微生物發(fā)酵的最佳NH3-N 含量為6.3～27.5 mg/dl。本試驗(yàn)中，NH3-N 的濃度范圍處于15.79～25.13 mg/dl，屬于正常的范圍。瘤胃中MCP 的濃度高低可反映瘤胃微生物利用NH3-N的能力，同時也可以反映瘤胃微生物中的種群數(shù)量，MCP 可為反芻動物提供蛋白質(zhì)需要量的40%～80%，它是主要的氮源提供者。本試驗(yàn)中，瘤胃MCP 濃度隨日糧酵母培養(yǎng)物的添加量的增多而顯著增加，可能由于酵母培養(yǎng)物促進(jìn)了瘤胃微生物對養(yǎng)分的降解作用，從而提高了瘤胃VFA，為微生物提供充足的能量和氮源，從而促進(jìn)了微生物蛋白的合成。董金金等[26]研究表明，在日糧中添加酵母多糖，可顯著降低瘤胃中的NH3-N濃度，并且能提高M(jìn)CP的濃度，這與本試驗(yàn)結(jié)果一致，但是Yoon 等[27]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，酵母培養(yǎng)物可以刺激蛋白分解菌數(shù)量的增長，它一方面導(dǎo)致了NH3-N 生成增多，另一方面使得MCP 合成加快。產(chǎn)生上述結(jié)果的原因可能是由于酵母培養(yǎng)物的種類的不同，同時本試驗(yàn)結(jié)合了日糧纖維含量與YC添加量的互作影響，因此，在較低的纖維含量下，瘤胃微生物對日糧降解后所產(chǎn)生的NH3-H含量較低，但酵母培養(yǎng)物中的酵母多糖具有提高M(jìn)CP的作用。

5 結(jié)論

本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，在體外試驗(yàn)條件下當(dāng)纖維含量為40%，酵母培養(yǎng)物含量為0.75%～1.5%時，能促進(jìn)瘤胃發(fā)酵和飼料降解，可為牦牛實(shí)際生產(chǎn)提供參考。