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        乳酸菌發(fā)酵青貯玉米飼料對奶牛機體健康和生產(chǎn)性能的影響

        2023-04-15 12:36:55劉玉靜申茂欣趙同淵康一嵐徐慧琳楊代蓉
        中國乳業(yè) 2023年2期
        關(guān)鍵詞:青貯飼料產(chǎn)奶量乳酸菌

        劉玉靜,申茂欣,趙同淵,夏 娜,康一嵐,徐慧琳,楊代蓉,魏 嘉

        青島易邦生物工程有限公司,山東青島 266113

        0 引言

        研究發(fā)現(xiàn),在奶牛的養(yǎng)殖飼喂過程中添加一定量的益生菌,不僅有助于奶牛的健康成長,還能夠保證牛奶的質(zhì)量[1]。益生菌主要分為細菌類和真菌類,細菌類主要為:乳酸菌、雙歧桿菌、芽孢桿菌等;真菌類主要為:酵母菌和絲狀真菌,在奶牛養(yǎng)殖中使用最多的為乳酸菌。當(dāng)奶牛補充乳酸菌后,不僅有助于改善瘤胃的發(fā)酵,還能調(diào)節(jié)體內(nèi)胃腸道菌群的穩(wěn)態(tài),從而促進胃腸道健康,提高消化能力,增加泌乳量,保證牛奶的質(zhì)量。此外,乳酸菌及其代謝產(chǎn)物還能調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng),提高機體的免疫力,增強奶牛對外界的抵抗能力,且不會出現(xiàn)藥物殘留,具有綠色環(huán)保的優(yōu)良特點[2]。

        而在奶牛的養(yǎng)殖過程中,不僅可直接給奶牛機體進食乳酸菌片,而且也可在制備青貯飼料過程中添加乳酸菌進行發(fā)酵,以獲得營養(yǎng)價值較高的青貯飼料[3]。乳酸菌是一種能夠發(fā)酵碳水化合物產(chǎn)生大量乳酸的革蘭氏陽性球菌或者桿菌,也是眾多微生物添加劑中應(yīng)用較廣且效果顯著的菌種[4]。而在青貯飼料中,玉米因營養(yǎng)價值豐富、具有芳香氣味,且易消化,籽粒和秸稈都是制備青貯飼料的上好原料,所以利用乳酸菌和玉米進行青貯飼料制備是喂養(yǎng)奶牛的最佳選擇之一[5]。研究表明,用經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后的青貯玉米飼喂奶牛,產(chǎn)奶量相應(yīng)增加。經(jīng)40 天的試驗觀察,飼喂經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后的青貯飼料的奶牛比飼喂普通青貯飼料的奶牛產(chǎn)奶量每年增加426 kg/頭,可增收入444.85 元/頭。在畜牧業(yè)發(fā)達國家,乳酸菌制劑已成為制作青貯飼料的首要選擇[6]。隨著奶牛養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)性和科學(xué)性發(fā)展需求,發(fā)酵效果不佳或具腐蝕性的青貯添加劑已慢慢消失,以無毒無害和使用便捷為代表的新的青貯接種劑開始占據(jù)大量市場[7],增強對利用乳酸菌制劑發(fā)酵制備的青貯玉米飼料的了解,對促進奶牛養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展具重要意義。

        1 乳酸菌制劑的分類

        近年來,隨著研究者們對動物微生態(tài)學(xué)的不斷探索,發(fā)現(xiàn)將有益微生物菌群與飼料進行開發(fā)能夠增強動物機體的免疫力,改善胃腸道健康,預(yù)防疾病,相關(guān)益生菌的開發(fā)已成為畜牧業(yè)的發(fā)展趨勢[8]。乳酸菌應(yīng)用廣泛,可直接飼喂,也可添加到飼料中復(fù)合制備,對畜禽有良好作用[9]。通常乳酸菌制劑可分為液體類和固體類,液體類主要為乳酸菌的發(fā)酵液或濃縮液,可直接應(yīng)用到畜牧或與其他物質(zhì)復(fù)配使用;固體類主要是將乳酸菌或其發(fā)酵液附著在相應(yīng)載體上,經(jīng)過固體發(fā)酵后再干燥粉碎使用[10]。也有研究者為提高乳酸菌在腸道內(nèi)活性及避免飼料加工過程乳酸菌活性降低或損失,將乳酸菌制備成乳酸菌微膠囊制劑,對提高乳酸菌保存期和存活率具有明顯作用[11]。

        2 乳酸菌制劑的作用

        在乳酸菌發(fā)酵飼料過程中,原料中大分子結(jié)構(gòu)物質(zhì)和不易被機體消化吸收的纖維素和木質(zhì)素等可以被分解代謝為小分子物質(zhì)(游離氨基酸、小分子肽段)而被機體吸收利用[12]。同時,乳酸菌在代謝過程中可以產(chǎn)生營養(yǎng)豐富的菌體蛋白,能夠調(diào)節(jié)體內(nèi)代謝環(huán)境,增強宿主對鈣、磷等礦物質(zhì)的吸收。

        乳酸菌具多種生物活性,能促進畜禽白細胞介素、干擾素和腫瘤壞死因子等的產(chǎn)生,增強體內(nèi)免疫能力,還可增加免疫球蛋白的分泌能力、參與機體免疫應(yīng)答功能和組織修復(fù)能力,促進機體T細胞和B細胞產(chǎn)生抗體[13]。乳酸菌還可增強消化能力,改善畜牧體內(nèi)腸道菌群生態(tài)環(huán)境。乳酸菌發(fā)酵過程產(chǎn)生大量酸性物質(zhì),降低胃腸道pH值和Eh值,抑制沙門氏桿菌和葡萄球菌等增殖,也能通過與有害菌體競爭結(jié)合受體、減少病菌對機體的危害,維持體內(nèi)微生物菌群環(huán)境穩(wěn)態(tài),防止機體發(fā)生腹瀉等疾病[14]。乳酸菌還可將腸道游離膽固醇吸附到細胞膜或細胞壁,分泌膽鹽水解酶,將結(jié)合膽酸降解為游離膽酸,生成復(fù)合沉淀物,以代謝排出體外[15]。

        3 乳酸菌制劑在養(yǎng)殖上的應(yīng)用

        目前,乳酸菌廣泛應(yīng)用于各類畜禽,市場有多種乳酸菌產(chǎn)品。飼喂乳酸菌制劑后畜禽日增重和飼料轉(zhuǎn)化率上升,免疫力提高,能有效抵抗疾病,降低畜禽死亡率[16]。給雛雞飼喂液體乳酸菌制劑后發(fā)現(xiàn),成活率能上升2%~6%,雛雞對腸炎沙門氏菌、鼠傷害沙門氏菌的感染率最高可分別降低70%、95%,對雛雞健康養(yǎng)殖具顯著作用[17,18]。將乳酸菌添加至飼料復(fù)配后喂食肉雞,能有效促進生長發(fā)育,降低肉雞的料肉比[19]。在飼料中添加乳酸菌制劑后,蛋雞產(chǎn)蛋率和蛋重顯著提高,且蛋的亮度和保鮮時間增長[20]。乳酸菌制劑能顯著增加仔豬淋巴細胞增殖活性,顯著提升免疫功能[21],提高仔豬存活率和飼料吸收利用率,防止豬腹瀉和其他疾病的發(fā)生[22]。用乳酸菌制備青貯飼料或添加到飼料均能改善反芻動物胃腸道菌群、增加消化吸收能力和免疫力,調(diào)節(jié)機體代謝。研究發(fā)現(xiàn),飼料中添加乳酸菌制劑后,羔羊日增重量顯著提高。母牛不孕疾病治愈率較中西醫(yī)治療母牛提高30%以上[23],還能增加奶牛產(chǎn)奶量和奶品質(zhì),增加日進食量,對奶牛養(yǎng)殖具良好促進作用[24]。

        4 青貯玉米飼料的制備要點及過程

        青貯飼料具有營養(yǎng)價值高、適口性強、消化率高、原料來源廣和耐儲存等優(yōu)點,但發(fā)酵過程易受原料含水量、可溶性碳水化合物和密封程度等影響[25]。優(yōu)良青貯的制備:一是要嚴(yán)格維持厭氧環(huán)境;二是原料含水量保持在65%~75%范圍;三是可溶性碳水化合物要占原料鮮重的3%;四是溫度保持在20~25 ℃,最多不超過37 ℃[26]。

        玉米青貯發(fā)酵是一個復(fù)雜的生化過程。將玉米收割切碎后發(fā)酵,根據(jù)反應(yīng)變化特性可分為植物呼吸期、微生物競爭期、乳酸發(fā)酵期和發(fā)酵穩(wěn)定期,且4 個時期交叉進行[27]。在植物呼吸期,剛切割玉米原料中植物細胞尚未死亡,與玉米表面吸附的好氧菌共同吸收利用植物體內(nèi)的營養(yǎng)成分繼續(xù)代謝呼吸,直到氧氣耗盡形成厭氧環(huán)境。此時如青貯空間內(nèi)氧氣殘留過度,會導(dǎo)致玉米原料的糖分大量損耗,使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)損耗過多[28]。進入微生物競爭期后,隨著氧氣消耗,青貯逐漸進入無氧環(huán)境,此時植物細胞和好氧菌的活性受抑制,乳酸菌等厭氧菌開始迅速生長繁殖,產(chǎn)生大量乳酸、乙酸和丁酸等有機酸物質(zhì),環(huán)境的pH值降低[29]。乳酸菌成為優(yōu)勢菌群后,進入乳酸發(fā)酵期,此時通過吸收玉米原料的葡萄糖或果糖等物質(zhì)發(fā)酵。隨著酸度逐漸積累,乳酸菌的發(fā)酵趨于穩(wěn)定,進入發(fā)酵穩(wěn)定期[30]。pH值降到4.0時,除乳酸菌外的所有微生物活性都受到抑制而停止。pH值降到3.8后,乳酸菌活動停止,若無氧氣進入,此時的微生物和代謝產(chǎn)物處于相對穩(wěn)定狀態(tài),便于原料長期保存[31]。

        5 乳酸菌制劑青貯玉米飼料對奶牛的影響

        目前,乳酸菌發(fā)酵青貯玉米飼料已有較多研究,其統(tǒng)一認可的是乳酸菌發(fā)酵后制備的青貯玉米飼料能夠起到提高奶牛的進食量、產(chǎn)奶量、飼料利用率、免疫力、胃腸道健康,改善奶的品質(zhì)等作用[32]。

        5.1 對奶牛機體健康的影響

        王海林等[33]通過使用乳酸菌制劑進行玉米秸稈的發(fā)酵來制備飼料,添加了0.025%的乳酸菌青貯后的飼料具有一定的酸香氣味,喂食給予奶牛喂食后,能有效提高奶牛的進食量,并且提高了奶牛、機體內(nèi)的瘤胃有效降解率,促進體內(nèi)的消化能力。目前治療奶牛子宮內(nèi)膜炎等疾病常用抗生素等物質(zhì),易在奶中殘留,而通過乳酸菌發(fā)酵液直接灌注到奶牛子宮,有顯著治療作用,有效率、治愈率分別達到95.23%、85.71%??诜樗峋材苤委熑榉垦譡34,35]。劉華偉等[36]試驗發(fā)現(xiàn),添加乳酸菌后奶牛產(chǎn)奶量提高,且奶中體細胞數(shù)下降,乳房炎等疾病受到抑制,血清中超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶和免疫球蛋白活性顯著提高,這說明添加乳酸菌后,奶牛產(chǎn)奶量、抗氧化及免疫力提升。

        5.2 對奶牛產(chǎn)奶量的影響

        葉云鵬[37]對比青貯玉米飼料和黃貯玉米飼料喂養(yǎng)奶牛后的區(qū)別,發(fā)現(xiàn)喂食青貯玉米飼料奶牛產(chǎn)奶脂肪、蛋白質(zhì)和干物質(zhì)含量顯著提升。國外研究者發(fā)現(xiàn)青貯玉米飼料接種的乳酸菌活性≥105CFU/g時,能有效提高奶牛產(chǎn)奶量,飼料中梭狀芽孢桿菌和霉菌生長受抑制,可改善青貯飼料發(fā)酵和奶牛生產(chǎn)性能[38]。Meeske等[39]發(fā)現(xiàn)添加乳酸菌制劑后的青貯玉米飼料有更好的適口性,奶牛攝入量增多,需氧穩(wěn)定性更好。Mohammadzadeh等[40]對比無接種劑和接種兩種不同乳酸菌復(fù)合劑的飼料,發(fā)現(xiàn)接種了乳酸菌復(fù)合劑的青貯玉米飼料各類有機酸含量更高。Ware等[41]在日糧中復(fù)合添加嗜酸乳桿菌后喂食奶牛,日產(chǎn)量增加1.8 kg,但對乳中脂肪和蛋白質(zhì)含量無影響。

        總之,飼料中添加乳酸菌制劑能有效改善飼料質(zhì)量,促進奶牛飼料攝取量,增加奶牛泌乳量,對改善奶牛機體特質(zhì)具有重要作用。

        6 總結(jié)

        乳酸菌作為青貯過程重要微生物之一,大量研究表明,青貯飼料添加乳酸菌可顯著提高動物生產(chǎn)性能。合適的原料品種對于青貯飼料制備具有重要影響。玉米作為常見農(nóng)作物,全株都可制備青貯飼料,是首選原料之一。為滿足奶牛養(yǎng)殖過程優(yōu)質(zhì)飼料長期提供,減少抗生素在畜牧及其產(chǎn)品的殘留,利用一種或者多種益生菌添加制備飼料具廣泛應(yīng)用前景。當(dāng)前飼料向“減抗/替抗”的發(fā)展趨勢,抗生素類飼料添加劑已成歷史。以乳酸菌為代表的微生物制劑以綠色、安全和環(huán)保等特點成為新發(fā)展趨勢,能改善奶牛生產(chǎn)特性和體質(zhì)健康,具較好應(yīng)用前景和市場價值,有效提高養(yǎng)殖戶經(jīng)濟收入,促進奶牛養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

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