益生菌制劑在奶牛不同飼養階段的應用

王 慶， 付文娟， 徐 波， 梅曉明， 王香萍

（1.山東鶴來生物科技有限公司，山東濰坊 262605；2.臨朐縣市場監督管理局，山東濰坊262600）

早在20世紀40年代，就有乳酸菌在畜牧生產中應用的報道。1952年，Beeson等發現了活性干酵母對反芻動物的促生長作用，此后益生菌制劑逐步進入各類動物養殖領域。目前，芽孢桿菌類、乳酸菌類、酵母等真菌類是應用最為廣泛的益生菌菌種，不同種類益生菌其代謝特征不同，因而在養殖動物上的應用效果也存在顯著差異。同樣，因生理特點差異，不同種類養殖動物或同類動物的不同生產階段在對益生菌功能選擇上也存在不同。奶牛生產過程中哺乳犢牛階段存在類似單胃動物的消化生理特征，而在育成與產奶階段則應重點考慮益生菌對瘤胃消化生理的影響，在病理狀態下的益生菌選擇又具有其特點。本文根據奶牛的不同飼養階段，對現有文獻進行初步梳理。

1益生菌制劑在犢牛上的應用

自然狀態下，犢牛出生后通過與自然環境及母牛的接觸，腸道與瘤胃內能夠及時獲得益生菌的定植，并起到促進消化道發育、提高飼料利用率、減少腹瀉等消化道問題的作用。而牧場新生犢牛出生后即與母牛分開并被飼養在相對封閉環境中，阻礙了犢牛消化道益生菌定植，因而在一定程度上影響犢牛的正常生長發育，而在日糧中人工補充微生態制劑是改善此種情況的有效手段。目前在犢牛上應用最多的一類微生態制劑菌種是乳酸菌，主要有乳桿菌、雙歧桿菌和腸球菌，芽孢桿菌因耐受性強也有少部分應用。乳酸菌主要通過對腸道產生有益作用如降低腸道pH、產生抑菌物質、競爭黏附位點、調節腸道菌群平衡及腸道免疫而促進犢牛的生長。有研究表明在犢牛飼糧中添加乳酸菌或芽孢桿菌對于改善犢牛生產性能及降低犢牛腹瀉率都有顯著的作用。Bayatkouhsar等（2013）用乳桿菌飼喂剛出生的荷斯坦犢牛，發現可增加犢牛采食量、日增重并縮短犢牛斷奶時間。Abe等（1995）研究了口服假長雙歧桿菌和嗜酸乳桿菌對新生犢牛的影響，發現在犢牛沒有服用抗生素的情況下口服這兩種乳酸菌，犢牛體增重提高11.88%，飼料轉化率提高3.05%，腹瀉率降低85.71%。符運勤（2012）發現，在飼糧中添加地衣芽孢桿菌能顯著提高0～8周犢牛的日增重。Timmerman等（2005）發現給犢牛飼喂由6種乳酸菌組成的益生菌制劑能顯著降低腹瀉率和腹瀉持續時間（分別降低50%和58%）。Lee等（2012）發現，在剛斷奶犢牛基礎飼糧中同時添加植物乳桿菌和枯草芽孢桿菌能顯著降低整個試驗階段的腹瀉率。也有研究發現給犢牛飼喂嗜酸乳桿菌和植物乳桿菌后，其飼料轉化率并沒有顯著性變化（Abu-Tarboush等，1996）。同樣給犢牛飼喂枯草和地衣芽孢桿菌后，其干物質采食量、平均日增重和飼料轉化率都沒有明顯改善作用（Riddell等，2010）。

以上這些結果的不一致可能受多種因素的影響，如添加的乳酸菌或芽孢桿菌的種類，其中嗜酸乳桿菌報道相對較多；不同菌種之間的組合方式及添加劑量；犢牛的日齡，研究結果表明隨著犢牛日齡的增加，益生菌的有益效果越來越不明顯；犢牛的生理狀況，處于應激或亞健康狀態的犢牛對于益生菌的反饋效果越好；犢牛的飼糧類型，飼用代乳料的犢牛補充益生菌出現積極效果的報道更多；因此在選用犢牛益生菌產品時應綜合考慮以上各因素。

2益生菌制劑在育成期奶牛上的應用

育成期是奶牛生殖系統發育與體重增長的重要時期，該階段飼養管理的優劣直接影響其后期生產性能，并最終影響牧場的經濟效益。但因育成期不產犢不產奶，此階段飼養管理常被忽視，而益生菌在該階段應用的研究報道也相對較少。符運勤（2012）研究發現日糧中添加地衣芽孢桿菌可以提高荷斯坦育成牛的生長性能，改善瘤胃內環境，增加瘤胃細菌香儂-威納多樣性指數、均勻度指數和豐富度。Lascano等（2009）研究表明在限飼狀態下添加酵母培養物可以提高瘤胃發酵效率和瘤胃揮發性脂肪酸產量，并降低瘤胃液氨基氮濃度。育成階段奶牛瘤胃消化生理已接近成年母牛，在選擇應用促消化類益生菌制劑時可適當參考成年母牛。

3益生菌制劑在泌乳期奶牛上的應用

3.1 提高產奶量，改善乳品質益生菌制劑可補充奶牛瘤胃及腸道內有益微生物或促進有益微生物生長的物質，優化瘤胃發酵水平與模式，提高奶牛生產性能。早期在泌乳奶牛上研究較多的一類益生菌是米曲霉及其發酵物，研究報道添加米曲霉或其培養物能提高泌乳奶牛采食量、產奶量、乳脂率和乳蛋白率等，同樣也有少量研究報道添加米曲霉對泌乳奶牛生產性能沒影響。除米曲霉外，乳酸菌、丙酸桿菌和埃氏巨型球菌等微生物在泌乳奶牛上也有少量的應用報道，應用效果也不盡一致。

目前在泌乳奶牛上應用報道較多的一類益生菌制劑是活性酵母及酵母培養物。酵母主要通過改善瘤胃菌群活性與組成而對泌乳奶牛產生有益影響，有研究發現酵母可通過刺激瘤胃中有益微生物的生長（厭氧菌群、纖維利用菌、乳酸利用菌、蛋白分解菌、瘤胃真菌、瘤胃原蟲等）來促進瘤胃中飼料的消化吸收和菌體蛋白的合成并有效維持瘤胃pH穩定；也有研究表明在日糧中添加酵母主要通過增加泌乳奶牛的采食量來提高產奶量。通過對22個研究中飼喂同種酵母的數據進行分析發現，在日糧中添加釀酒酵母可將產奶量平均提高 7.3%（ Dawson 等，2002）； 甄玉國等 （2005）發現，酵母添加能使乳脂率提高5.77%～33.46%，乳蛋白率略有增加，乳總固形物率顯著增加；但是使用酵母制劑對泌乳奶牛生產力的影響并不總是正效應。Suwandyastuti等（2014）發現，當每頭泌乳奶牛飼糧中釀酒酵母的添加量提高到15 g/d時，其產奶量和奶組分并沒有任何變化。Bal等（2013）證實給泌乳奶牛飼喂活性酵母后對其采食量、產奶量和3.5%脂肪校正乳含量均沒有顯著性影響。

有研究表明，并不是所有的酵母菌株都能刺激瘤胃細菌的生長。Dawson等（1991）發現，試驗的50株酵母中只有7株能夠刺激瘤胃中纖維消化細菌的生長；還有研究發現僅有少量酵母菌株能同時刺激纖維素消化細菌和與乳酸鹽利用有關細菌的生長；泌乳奶牛的飼糧結構和泌乳階段與酵母的使用效果密切相關。Piva等（1993）發現活性酵母在早期泌乳奶牛高精料飼糧條件下更有效，而當給動物飼喂均衡飼糧時，酵母的效果有所降低（Denev等，2007）。泌乳奶牛的生理狀態也會顯著影響酵母的使用效果。Moallem等（2009）發現給處于熱應激的泌乳奶牛飼喂活性酵母可顯著改善其瘤胃環境并提高干物質采食量和生產性能。因而在選擇應用酵母產品時，需結合菌株性能與乳牛的生理特性。

3.2 預防與治療泌乳奶牛乳房炎和子宮內膜炎奶牛乳房炎和子宮內膜炎是影響奶牛業發展的兩大障礙，給奶牛養殖業造成了巨大的經濟損失。有研究發現乳酸菌制劑能刺激奶牛免疫系統，增強抗應激能力和免疫力，對于預防和治療奶牛乳房炎和子宮內膜炎有顯著的功效。楊慧娟等（2014）證實給奶牛飼喂含有植物乳桿菌和干酪乳桿菌的復合乳酸菌制劑5～10 d后，奶牛平均體細胞數降低39.8% ～62.8%；飼喂10～30 d后，中輕度乳房炎治愈率為71.21%，總有效率為89.39%，重度乳房炎治愈率為33%～74.19%，總有效率為73%～87.09%。包維臣等（2014）的研究表明給患有隱性乳房炎的奶牛飼喂由植物乳桿菌HM-10和乳桿菌HM-09組成的復合益生菌劑5 d后，乳汁中體細胞數下降了76.6%，飼喂10 d后體細胞數可下降89.56%。張志焱等（2013）發現乳酸菌代謝物對奶牛子宮內膜炎的有效率為95%，治愈率為75%。李炳志（2008）采用乳桿菌對患有子宮內膜炎的奶牛進行灌注治療，發現其對子宮內膜炎有顯著的效果，治療有效率為95.23%，治愈率為85.71%。綜上，對于奶牛乳房炎與子宮內膜炎問題，乳酸菌可能是一個較好的選擇。

4益生菌制劑在干奶期奶牛上的應用

干奶期是指奶牛分娩前兩個月，適當的干奶期管理不僅對奶牛產奶量和繁殖性能非常關鍵，而且對乳腺炎的控制也非常重要。中性粒細胞在干奶期奶牛乳腺防御病原菌的感染中充當首要防線，其主要通過產生活性氧來起到殺菌作用。目前關于益生菌制劑在干奶期奶牛上的應用效果報道較少，現有的研究焦點主要放在乳酸菌上。將經過超聲波處理的糞腸球菌SF68灌注干奶期奶牛的前乳區，用磷酸緩沖鹽水灌注后乳區，灌注1周后發現前乳區內快速產生大量的中性粒細胞 （P＜0.05），但并未出現局部和全身性炎性癥狀；同時在灌注糞腸球菌后還誘導產生大量活性氧 （P＜0.05）（Peng等，2013）； 由此說明經超聲波處理的糞腸球菌SF68可以調控奶牛中性粒細胞產生活性氧的量，也可以增強干奶牛乳房的固有免疫。Tiantong等（2015）發現，與灌注常規抗生素相比，給干奶期奶牛乳房內灌注經過超聲波處理的糞腸球菌SF68后，其中性粒細胞浸潤更快，蛋白質組成改變更早，基質金屬蛋白酶9即時提高的量更多，表明經超聲波處理的糞腸球菌SF68能加速復原乳腺細胞的合成能力并加強乳腺細胞外基質的分解。

5益生菌制劑在圍產期奶牛上的應用

圍產期是指分娩前3周和分娩后2～3周，圍產期對奶牛的健康和生產性能極為重要，圍產期奶牛由于干物質攝入減少而能量需求增加的狀態，導致能量負平衡，因此這一時期成為酮病、脂肪肝等能量代謝障礙疾病的高發期。血液中非脂化脂肪酸（NEFA）和β-羥基丁酸（BHB）含量分別是監測產前和產后奶牛是否處于能量負平衡或亞臨床酮癥的重要指標，研究發現益生菌制劑可改善圍產期奶牛體況，減少圍產期代謝性疾病及多類炎性疾病的發生。目前在圍產期奶牛上應用較多的微生態制劑有乳酸菌和酵母菌，單菌或以上兩類菌的復合菌劑。Savoini等（2000）發現，給圍產期奶牛飼喂乳桿菌能提高其產奶量和血糖濃度并降低血清中NEFA濃度。Bakr等（2015）研究表明，給圍產期奶牛灌服釀酒酵母后能增加瘤胃內揮發性脂肪酸濃度，提高血清中葡萄糖濃度并降低血清中甘油三酯、高密度和低密度脂蛋白的含量。Nocek等（2006）發現，在圍產期奶牛飼糧中添加屎腸球菌和酵母菌混合物，可提高產后奶牛血糖濃度和產奶量，并降低產前和產后第一天BHB濃度。綜上，益生菌制劑對于緩解圍產期奶牛的能量負平衡，改善圍產期奶牛體況及預防圍產期健康奶牛亞臨床酮病的發生具有積極的作用。

此外圍產前期和產后干物質采食高峰階段最容易發生亞臨床瘤胃酸中毒，而亞臨床蹄葉炎與瘤胃酸中毒密切相關。目前用于調控瘤胃pH緩解酸中毒的微生態制劑主要有酵母和乳酸菌。Chiquette（2015）發現給圍產期奶牛同時飼喂糞腸球菌和釀酒酵母，能顯著提高瘤胃最低pH和平均瘤胃pH，有效緩解瘤胃酸中毒。

6 展望

隨著益生菌制劑在動物上應用潛力的不斷挖掘，其在養殖領域內應用范圍將有更進一步的擴大。目前農業部批準使用的益生菌有35種，每個菌種之下又有多個甚至幾十個菌株應用于科研與生產中，同種而不同菌株的益生菌間生物學功能也不盡相同。如何實現數量龐大的益生菌制劑在奶牛及其他養殖動物不同飼養階段的精準應用，將是益生菌制劑行業必需經歷的研究階段。而益生菌制劑精準應用的實現也必將推動益生菌制劑行業與養殖業的協同發展。