趙明遠(yuǎn),楊開倫,姚 剛,陳如龍,楊紅建
(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院,新疆烏魯木齊 830052;2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,動物營養(yǎng)學(xué)國家重點實驗室,北京 100193;3.新疆天萊牧業(yè)有限責(zé)任公司,新疆博樂 833400)
飼用益生菌(Probiotics),又稱直接飼用微生物(Direct-fed microbials),因其在飼料或飲水中添加后可改善胃腸道菌群平衡并對宿主動物生長發(fā)育及機(jī)體健康起到有益作用而備受養(yǎng)殖業(yè)高度關(guān)注。作為飼用益生菌之一,產(chǎn)朊假絲酵母可以分泌胃蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶及植酸酶等多類酶,這些酶類可將飼料中的淀粉、纖維素水解成小分子糖、氨基酸、醇類等易被消化和吸收的低分子物質(zhì)。有研究表明,產(chǎn)朊假絲酵母細(xì)胞壁約占總重量的20%,主要成分有57%β-葡聚糖、6.6%甘露寡糖和22% 糖蛋白,此外還含有幾丁質(zhì)、蛋白質(zhì)、脂類和灰分等。其中,甘露糖和β-葡聚糖具有免疫促進(jìn)劑的功能,能夠激發(fā)或增強(qiáng)機(jī)體免疫功能[1]。產(chǎn)朊假絲酵母菌體中脂類主要包括類脂、磷脂、固醇等脂溶性化合物,固醇類中麥角固醇經(jīng)紫外線照射可轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素D2,是天然維生素D 的主要來源[2]。鑒于產(chǎn)朊假絲酵母對碳源具有廣泛的分解能力,將產(chǎn)朊假絲酵母與其他益生菌混合發(fā)酵農(nóng)副產(chǎn)物,可以提高營養(yǎng)價值。豆渣經(jīng)產(chǎn)朊假絲酵母與白地霉(75:25)混合發(fā)酵處理后,可去除不良?xì)馕?、降低pH、提高粗蛋白質(zhì)含量[3]。有研究發(fā)現(xiàn),添加較高水平(3.3×107CFU/mL)的產(chǎn)朊假絲酵母能顯著提高奶牛瘤胃氨態(tài)氮濃度,從而促進(jìn)日糧中蛋白質(zhì)的降解[4]。此外,隨著酵母菌數(shù)量的增加,產(chǎn)氣量同步增加,體外干物質(zhì)消化率也有所增加[5]。復(fù)合微生物制劑在豬、雞方面研究比較多,但產(chǎn)朊假絲酵母在肉牛養(yǎng)殖中應(yīng)用的比較少。本試驗旨在研究產(chǎn)朊假絲酵母菌對15 月齡肉牛增重性能的影響,為產(chǎn)朊假絲酵母菌在肉牛生產(chǎn)和研究的應(yīng)用提供理論與科學(xué)參考。
1.1 產(chǎn)朊假絲酵母菌 產(chǎn)朊假絲酵母菌為褐色粉狀,粒徑≤80 目,水分≤10%,有效活菌數(shù)≥4×109CFU/g,粗灰分≤10%。
1.2 試驗設(shè)計與飼養(yǎng)管理 在新疆博樂市天萊牧業(yè)責(zé)任有限公司肉牛育肥場挑選體重(376.53±30.31)kg 的15 月齡新疆褐牛與哈薩克牛雜交一代公牛30 頭,隨機(jī)分為對照組(CT 組,n=15)與產(chǎn)朊假絲酵母添加組(CU組,n=15),在具有遮陽棚和配有自由飲水槽的開放式隔欄中采用全混合日糧(TMR)在每日10:00 和19:30進(jìn)行飼喂,飼養(yǎng)期120 d。
在試驗開始前進(jìn)行牛只稱重記錄,在TMR 投放后,CU 組試驗牛TMR 中按照每10 g/ 100 kg 平均體重添加產(chǎn)朊假絲酵母菌,15 月齡肉牛TMR 原料組成及營養(yǎng)成分如表1 所示。試驗期間,飲水槽每3 d 清理1 次,保證試驗牛只清潔飲水。
1.3 測定指標(biāo)與方法 在飼養(yǎng)試驗期間,以圈欄為單位在地面槽位均勻投料后,記錄TMR 攪拌車投料總量,根據(jù)每頭肉牛所占槽位長度,記錄每天各頭牛所在槽位的平均投料量,于次日晨飼前稱量各槽位剩料量,測算每頭肉牛個體采食量。每7 d 采集TMR 樣品,測定水分含量,并用使用賓州篩(2012 版:第1 層孔徑19 mm,第2 層8 mm,第3 層1.18 mm)對投放的新鮮TMR 以及次日清晨剩料進(jìn)行顆粒分布現(xiàn)場測定;每間隔30 d 在晨飼前對試驗牛進(jìn)行稱重,計算平均日增重(ADG)、干物質(zhì)采食量(DMI)和平均耗料增重比(F/G),其中F/G=DMI/ADG。在稱重結(jié)束后,從CT 與CU 組各選取6 頭試驗牛,采用點收糞法連續(xù)7 d 于每日08:00—09:00、14:00—15:00 和20:30—21:30 收集糞樣,采用糞篩(上層:孔徑4.762 5 mm;中層:孔徑2.381 25 mm;下層:1.587 5 mm)對糞樣進(jìn)行粒度分析。
1.4 統(tǒng)計分析 采用SPSS 26.0 軟件處理整理后的Excel數(shù)據(jù)。采用ANOVA 過程對各批飼養(yǎng)試驗數(shù)據(jù)分別進(jìn)行方差分析,采用LSD 檢驗針對肉牛CT 組與CU 組所有測試指標(biāo)分別進(jìn)行最小二乘法均值差異性比較,顯著水平設(shè)定為P<0.05。
2.1 日糧添加產(chǎn)朊假絲酵母菌對15 月齡肉牛TMR 剩料粒度分布的影響 由表2 所示,15 月齡肉牛在0~120 d不同飼養(yǎng)階段,91~120 d 的第1 層、61~90 d 的第3 層與其他幾組差異顯著,該差異與季節(jié)飼料供給有關(guān)。
表1 15 月齡肉牛TMR 原料組成及營養(yǎng)成分
表2 15 月齡肉牛不同飼養(yǎng)階段TMR 投料粒度分布比例 %
如表3 所示,CU 組與CT 相比,TMR 剩料的賓州篩各層比例無顯著差異。與0~30 d 相比,31~90 d 的賓州篩第1 層與底層TMR 剩料比例呈下降趨勢,而賓州篩第3 層剩料比例升高,表明后期育肥肉牛對日糧中19 mm 長度以上長粗飼料進(jìn)食量、進(jìn)食比例增加。
表3 日糧中添加產(chǎn)朊假絲酵母菌對15 月齡肉牛不同飼養(yǎng)階段TMR 剩料分布比例 %
2.2 日糧添加產(chǎn)朊假絲酵母菌對15 月齡肉牛育肥增重性能與養(yǎng)分消化率的影響 如圖1 所示,飼養(yǎng)30 d 后CU組肉牛平均體重開始超過CT 組,2 組肉牛體重均呈線性增長模式。
圖1 日糧添加產(chǎn)朊假絲酵母對15 月齡肉牛體重變化的影響
從表4 可知,隨飼養(yǎng)天數(shù)增加,CU 組平均干物質(zhì)采食量(DMI)比CT 組降低了9.9%(P<0.05);CU組F/G 較CT 組下降了15.4%(P<0.05),120 d 飼養(yǎng)期間ADG 無顯著變化,但CU 組較CT 組有所升高,說明CU 組通過降低DMI,最終導(dǎo)致F/G 下降,從而提高飼料轉(zhuǎn)化效率。
表4 日糧中添加產(chǎn)朊假絲酵母菌對15 月齡肉牛生長性能的影響
從表5 和圖2 可知,中上層比列有所降低,長牧草、部分破碎玉米和棉粕也明顯減少,說明瘤胃對飼料的消化能力有所改善。
表5 第90 天15 月齡新疆褐牛糞便分離篩結(jié)果 %
圖2 糞篩對比圖
2.3 日糧中添加產(chǎn)朊假絲酵母菌對15 月齡肉牛屠宰率的影響 如表6 所示,CU 組胴體重較CT 組高4.2%(P<0.05),但屠宰率無顯著差異。
大量研究表明,飼用微生物通過調(diào)節(jié)瘤胃發(fā)酵效率和發(fā)酵類型提高生產(chǎn)水平,使反芻動物瘤胃內(nèi)有機(jī)酸的累積量下降,提高瘤胃的緩沖能力。研究表明,在奶?;A(chǔ)日糧中添加酵母菌單菌、曲霉菌單菌或二者的混合菌劑均可提高瘤胃內(nèi)乳酸鹽的利用率[6]。本研究中,隨飼養(yǎng)天數(shù)的增加雖然沒有改變TMR 剩料在賓州篩各層的分布比例,但TMR 剩料在賓州篩第1 層和底層比例下降,表明育肥后期肉牛對日糧中長度大于19 mm 的長粗飼料進(jìn)食能力提高,而這部分比例的升高則有助于提高反芻咀嚼次數(shù),促進(jìn)唾液的分泌,使瘤胃pH 保持正常范圍,有助于預(yù)防酸中毒。
表6 日糧中添加產(chǎn)朊假絲酵母菌對15 月齡肉牛屠宰率的影響
酵母菌制劑影響瘤胃微生物的機(jī)理尚不清楚。有研究發(fā)現(xiàn)酵母菌能夠很好地適應(yīng)宿主動物胃腸道的酸性環(huán)境,進(jìn)入機(jī)體的微生物在生長過程中可以分泌產(chǎn)生抗菌肽或有機(jī)酸等物質(zhì)[7],從而抑制胃腸道病原微生物的生長。當(dāng)動物機(jī)體的內(nèi)微生態(tài)平衡被破壞時,進(jìn)入機(jī)體的酵母菌還可特異性地與腸道上的受體結(jié)合,在腸道上皮細(xì)胞中迅速增殖,從而保護(hù)腸道微生態(tài)平衡[8];并且這些受體能通過對食糜部分物理信息的感知,反饋性地調(diào)節(jié)動物的采食量[9],促進(jìn)采食量,改善動物的瘤胃內(nèi)環(huán)境,提高肉牛的日增重[10-11]。Krehbiel 等[12]報道,添加飼用微生物能改變瘤胃與后段消化道的微生物數(shù)量、瘤胃發(fā)酵模式,增進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的外流速度,提高飼料的降解率。同時還能提高肉牛的宰前活重和胴體重[13]。本試驗肉牛胴體重較對照組顯著提高了4.2%,但屠宰率無顯著差異。雖然多數(shù)研究對酵母菌作用效果持肯定態(tài)度,但Swyers 等[14]報道,啤酒酵母(S.cerevisiae)培養(yǎng)過程中的代謝產(chǎn)物不僅不能促進(jìn)肉牛體重的增長,反而處理組的ADG 較對照組降低8.0%。申紅春[15]研究表明,試驗組ADG 較對照組分別顯著提高了3.24%、2.90%、10.87%、9.78%;試驗組ADFI 均略高于對照組;試驗組F/G 分別較對照組顯著降低了4.50%、4.06%。本試驗中CU 組DMI 比CT 組顯著降低了9.9%,CU 組F/G 較CT 組顯著下降了15.4%,雖然飼養(yǎng)期間內(nèi)ADG無顯著差異,但都有所升高,說明產(chǎn)朊假絲酵母菌可以提高飼料轉(zhuǎn)化效率。
國內(nèi)有學(xué)者報道產(chǎn)朊假絲酵母、熱帶假絲酵母和啤酒酵母混合培養(yǎng)物可以使奶牛的乳脂含量和乳蛋白含量分別提升10.9%和4.6%[16],這是因為產(chǎn)朊假絲酵母菌可以通過代謝產(chǎn)生消化酶維持和增強(qiáng)小腸絨毛的功能來提高營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收[17-18]。王典等[19]報道,不同的酵母菌種類對奶產(chǎn)量及乳成分均產(chǎn)生不同程度的影響。上述對比結(jié)果表明,日糧中添加不同種類單一酵母菌或復(fù)合菌種也可以提高養(yǎng)分的消化率,繼而提高生產(chǎn)性能。
本研究結(jié)果顯示,15 月齡組肉牛體重變化隨飼養(yǎng)天數(shù)呈一元線性增長模式;CU 組DMI 較CT 組顯著降低9.9%,CU 組F/G 較CT 組顯著降低15.4%,可以提高飼料轉(zhuǎn)化效率;CU 組胴體重較CT 組顯著高4.2%;利用糞篩對糞便粒徑分析結(jié)果表明CU 組肉牛對TMR中飼料顆粒消化更加充分。