添加酵母菌對奶牛血液生化、免疫力及生產性能的影響

朱晉佳，龔 龑，彭錦芬，陳 亮，周傳社，楊玲媛，2*

（1.湖南農業大學動物科技學院，長沙 410128；2.湖南畜禽安全生產協同創新中心，長沙 410128；3.中國科學院亞熱帶農業生態研究所，長沙 410125）

益生菌也稱微生態制劑，其作為一種新型安全、高效、無污染的飼料添加劑受到了廣泛的關注。益生菌主要包括酵母菌制劑、乳酸菌制劑、芽孢桿菌制劑以及混合菌劑等［1］。酵母菌制劑和乳酸菌制劑應用較為普遍，酵母菌種中應用最多的是釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae），主要分為活性酵母菌劑和酵母培養物菌劑兩大類型［2］。釀酒酵母在奶牛養殖的生產中被廣泛應用，關于酵母對奶牛的健康狀況、產奶性能等方面有諸多研究。戴輝等［3］的研究表明，奶牛精料中添加活性酵母在改善乳品質和提高產奶性能方面表現出了良好的效果。有研究發現，酵母發酵飼料能使瘤胃發酵功能得到改善，提高飼料利用率［4］，同時也能保障機體健康，減少疾病的發生，增加經濟效益［5-6］。張政等［7］用體外法評價了活性酵母及其發酵飼料對瘤胃發酵參數的影響，發現活性酵母明顯增加了體外發酵液中菌體蛋白的含量，且效果優于發酵飼料。酵母培養物在奶牛生產中也有著廣泛的應用，其作為添加劑加入到奶牛飼料中，可以很好地改善圍產期奶牛能量負平衡的狀態［8］。王玲等［9］的研究報道，飼料中添加酵母培養物（每頭奶牛每天25 g）飼喂奶牛能使產奶量得到顯著提高。Lesmeister等［10］研究發現酵母培養物可以使牛乳中乳成分得到改善。單獨添加活性酵母或酵母培養物對奶牛的產奶量、生產性能影響的研究較為普遍，但添加活性酵母及其培養物對不同泌乳期奶牛的產奶性能、采食量、血液生化指標及免疫力影響的研究鮮有報道。

本試驗通過向奶牛日糧中添加一定劑量的活性酵母（樂斯福酵母）及酵母培養物（富硒酵母），探究其對不同泌乳期奶牛的產奶性能、采食量、血液生化指標和免疫力的影響，旨在為更好地服務奶牛業及實現其健康可持續發展提供理論支撐和數據支持。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

本試驗根據兩因素完全隨機區組試驗設計，選取48頭胎次相同、體重相近［（534±20） kg］的泌乳期荷斯坦奶牛，試驗分2個時期進行，泌乳前期和中期。每期選取24頭，隨機分成4組，每組6頭。各組試驗處理如下：對照組（control group，CG組）飼喂基礎日糧；另外3個試驗組在對照組的基礎上分別添加0.075%樂斯福酵母（Lesfox yeast group，LY組）、0.100%富硒酵母（selenium-enriched yeast group，SY組）以及0.075%樂斯福酵母和0.100%富硒酵母混合物（LY+SY組）。試驗總周期為45 d，其中包括10 d預飼期和35 d正式期。

表1 試驗處理分組Tab.1 Grouping of experimental treatment

1.2 試驗材料

樂斯福酵母購買于法國樂斯福集團，活菌數濃度為1.5×1010cfu/g；富硒酵母產品購買于中國安琪酵母公司，酵母硒的含量為0.200%，水分小于6%。

1.3 試驗飼料及飼養管理

試驗奶牛的基礎飼料按照美國國家研究委員會（United States National Research Council，NRC，2001）奶牛營養要求進行配制。奶牛日糧為全混合日糧（total mixed ration，TMR），其精粗比為40:60。基礎飼料組成成分及營養水平見表2。整個試驗期間奶牛定點在06:00和17:00時被飼喂，自由飲水。每天飼喂前，將所添加酵母及酵母培養物與TMR均勻混合。對試驗牛的驅蟲、免疫等過程均按照正常的免疫程序進行。

表2 基礎飼料組成及營養水平（干物質基礎%）Tab.2 Basic diet composition and nutritional level(dry matter basis %)

1.4 樣品采集

1.4.1 飼料樣品采集

從試驗開始起每天記錄采食量，根據飼料投喂量和剩料量計算平均日采食量（average daily feed intake，ADFI）。每天飼喂前采集TMR，-20℃保存，利用楊勝［11］提供的飼料分析方法，分別對飼料中的干物質、粗蛋白和中性洗滌纖維等進行分析。

1.4.2 牛奶樣品

牛奶樣品采集在試驗期第30～35天進行，每天05:00和17:00定時采集奶樣50 mL，將2次采集的奶樣等體積混合，并記錄每日產奶量。牛奶樣品采集完，立即送回實驗室，采用福斯多功能乳品分析儀（Milko Scan FT+ Type 76150）測定分析牛奶中乳脂、乳蛋白、乳糖、總固形物以及非脂固形物等常規成分。

1.4.3 血液生化指標

于正式期第35天早上6:00飼喂前0 h和飼喂后2、6 h，用含肝素鈉的抗凝真空采血管通過尾根靜脈對試驗荷斯坦奶牛進行血液樣品采集。血液樣品采集完成后，立即離心（4℃下3 000 r/min離心10 min），收集血漿，于-20℃保存。利用全自動生化分析儀（美國貝克曼庫爾特公司，CX4）以及相關試劑盒（南京建成生物工程研究所） 對血漿中谷丙轉氨酶（Alanine aminotransferase，ALT）、淀粉酶（amylase，AMY）、膽固醇（cholesterol，TC）、葡萄糖（glucose，Glu）、乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase，LDH）、甘油三酯（triglyceride，TG）、總蛋白（total protein，TP）、尿素氮（urea nitrogen，BUN）、IgA、IgM和IgG進行檢測分析。

1.5 統計分析

所有數據先用Excel軟件進行初步整理，再利用SAS 8.02版軟件ANOVA和GLM程序進行統計分析，并采用Duncan法進行多重比較，統計差異顯著水平設置為P＜0.05。

2 結果與分析

2.1 奶牛干物質采食量以及泌乳效率

由表3可知：不同處理對奶牛的干物質采食量無顯著性影響（P＞0.05），但在泌乳中期，SY組奶牛的干物質采食量分別比CG、LY、LY+SY組高出10.21%、15.28%、8.00%（P＞0.05）；在泌乳初期，SY組的飼料利用率顯著低于LY和LY+SY組（P＜0.05），而泌乳中期的不同處理對飼料利用率無顯著性影響（P＞0.05）。

表3 奶牛TMR采食量以及泌乳效率Tab.3 TMR intake and lactation efficiency in dairy cows

2.2 奶牛產奶量與乳品質

由表4可知：泌乳前期，不同處理組奶牛產奶量有明顯差異，其中CG和SY組產奶量均顯著高于LY組（P＜0.05）；在泌乳中期，SY組奶牛產奶量最高，分別比CG、LY 以及LY+SY組高出17.79%、20.04%和20.82%（P＜0.05）。對于乳蛋白含量，在泌乳前期，不同處理組的乳蛋白含量以SY組最低（P＜0.05），而CG、LY和LY+SY這3組之間沒有顯著差異（P＞0.05）；泌乳中期的不同處理組乳蛋白含量均無明顯差異（P＞0.05）。不同處理組牛奶中乳脂肪、乳糖、總固形物以及非脂固形物含量均無明顯差異（P＞0.05）。

表4 奶牛產奶量以及奶品質Tab.4 Milk yield and quality of dairy cows

2.3 奶牛血液生化指標

由表5可知，泌乳前期，奶牛血液中AMY含量以CG組含量最高，與其他3個處理組差異不顯著。在泌乳中期，LY+SY組奶牛血液中AMY含量顯著高于其他3個處理組（P＜0.05），分別比CG組、LY組和SY組高出15.67%、18.43%和19.81%。與此同時，奶牛在泌乳中期血液中的LDH含量也以LY+SY組最高，顯著高于其他3組（P＜0.05），分別比CG組、LY組和SY組高出9.05%、12.94%和10.18%。對于血液中的BUN含量，在不同處理組的不同泌乳期均存在差異。在泌乳前期，4個處理組奶牛的血液中BUN含量以SY組最低，且顯著低于LY組（P＜0.05），其他3個處理組之間以及SY與CG和SY+LY處理組之間差異均不顯著（P＞0.05）。在泌乳中期，奶牛血液中BUN含量則以LY組最低（P＜0.05）。在本試驗所測指標中，除上述指標存在顯著性差異外，其他所測指標均無顯著性差異。

表5 奶牛血液生化指標Tab.5 Blood biochemical indicators of dairy cows

2.4 奶牛免疫球蛋白含量

由表6可知：在泌乳前期，奶牛血液中IgA、IgM含量均以LY+SY組最高，但各組之間均無顯著性差異（P＞0.05），IgG以LY+SY組含量最低，顯著低于LY、SY組（P＜0.05）；而在泌乳中期，血漿中IgA含量以CG組最高（P＞0.05），IgM的含量以SY組最高（P＞0.05）， IgG含量以LY+SY組含量最高，顯著高于CG和SY組（P＜0.05），分別高出45.56%、46.59%。

表6 奶牛血漿中免疫球蛋白含量（mg/mL）Tab.6 The content of immunoglobulin in plasma of dairy cows (mg/mL)

3 討論

3.1 不同處理對奶牛干物質采食量以及飼料利用效率的影響

大量研究報道日糧中添加富硒酵母對奶牛干物質采食量無顯著影響［12-14］。本試驗奶牛TMR中添加富硒酵母對奶牛的采食量也沒有顯著影響，與上述報道結論一致。本試驗中添加樂斯福活性酵母對奶牛采食量亦無顯著影響，該結果與部分研究略有差異。黃恒新等［15-16］研究表明，奶牛TMR中添加100 g/d胃樂佳奶牛專用稀釋活性干酵母（每克稀釋活性干酵母中含活菌數≥2億）可以提高奶牛的采食量，并且增強瘤胃對日糧中干物質消化降解的能力，且在熱應激階段飼喂酵母/酵母提取物也有利于增加干物質采食量［17］。Moallem等［18］在高溫條件下選擇了42頭奶牛，并在其日糧中添加活性酵母粉，其中初產牛14頭，經產牛28頭，試驗組在對照組的基礎上添加0.025%的啤酒酵母，最終結果表明，試驗組干物質采食量比對照組高2.500%。本試驗結果與Moallem等試驗結果有差異，可能是不同酵母產品之間活菌數略有差異，且飼喂次數、酵母菌種以及所處的飼養環境條件不同所致。

泌乳效率是奶牛在泌乳期攝入的飼料粗蛋白轉化到牛奶中的比例，飼料利用效率可明確奶牛采食飼料后轉化為牛奶的產量，其具體衡量的計算公式為：飼料轉化效率（%）=3.5%乳脂校正乳量［kg/（d·頭）］/干物質采食量［kg/（d·頭）］。這一衡量標準可以為提高奶牛產奶量提供科學的參考依據［19］。有研究表明，夏季從7月初到9月，對泌乳中期的奶牛每頭每天飼喂60 g酵母培養物時，對照組與飼喂酵母培養物處理組產奶量分別為34.9 kg/d和35.4 kg/d，相比于對照組其泌乳中期奶牛的飼料轉化率提高了7%［20］。在本試驗中，相比于對照組，添加活性酵母與酵母培養物對飼料利用率無顯著性影響。Schingoethe等［20］的試驗條件是在夏季高溫季節。邵麗瑋等［21］研究認為，炎熱夏季每天在每頭奶牛的日糧中添加50 g釀酒酵母培養物，有一定的緩解夏季奶牛熱應激的效果。岳壽松等［22］也報道了在夏季熱應激期間添加微生態制劑可以增強奶牛的抗熱應激水平。所以Schingoethe等［20］的試驗結果與本試驗有差異的原因可能是飼養季節的不同，酵母培養物緩解了奶牛的熱應激，動物機體對抗環境溫度做出的反應略有差異。

3.2 不同處理對奶牛產奶性能的影響

產奶性能是衡量奶牛飼料轉化率、健康狀況與生產價值的重要指標，大量文獻表明酵母菌對奶牛產奶性能有重要的影響。張伶燕［23］選擇100頭機體條件相近的泌乳后期荷斯坦奶牛，每天在每頭奶牛的基礎日糧中添加50 g酵母培養物，最終研究結果表明，產奶量相對于試驗前有了顯著提高。仇菊等［24］的研究結果表明，在泌乳盛期和中期的奶牛TMR日糧中添加酵母培養物可以提高奶牛產奶量。王衛正等［25］的研究結果表明，添加3%的酵母培養物在泌乳中期荷斯坦奶牛的基礎日糧中能提高奶牛的產奶量。本試驗中添加富硒酵母培養物顯著提高了泌乳中期奶牛的產奶量，與上述報道一致，具體原因可能是：酵母培養物是由無活性或少量活性的酵母細胞外代謝物產物在特定培養基上經充分厭氧發酵形成的，其中含有的增味物質、芳香物質對改善飼料的適口性和提高動物采食量有積極作用，從而提供給動物更多的營養物質，有利于產奶量的提高［9］。酵母培養物能夠更好地維持瘤胃內環境穩定，刺激乳酸與纖維分解菌生長，動物采食的營養物質更好地在瘤胃發酵后經動物吸收，促進了機體泌乳量的提高［26］。陳欠林等［27］研究發現，相比于對照組，在奶牛飼料的每噸精料中添加 1 kg 活性酵母對奶牛產奶量有顯著提高的效果，但對乳蛋白率無顯著影響。陳書琴等［28］的研究結果表明，在奶牛基礎日糧中添加活性酵母產品，延長了泌乳高峰期，降低了泌乳中后期下降速度，從而提高了高、中產奶牛的產奶量，同時也改善了乳品質和奶牛的機體健康，但對乳蛋白并沒有顯著影響。本試驗添加活性酵母對于泌乳前期和中期奶牛乳蛋白的含量的影響不顯著，與陳書琴等［28］的報道一致，說明奶牛飼料中添加活性酵母不會影響乳蛋白含量。添加活性酵母組產奶量也沒有顯著提高，可能是由于活性酵母的活菌數不同、生產酵母產品發酵工藝的優劣、酵母產品穩定性以及奶牛泌乳階段和飼養方式不同等原因造成的。Givens等［29］的研究結果表明，在相同基礎日糧條件下，不同日糧硒源和日糧硒水平對泌乳奶牛的干物質攝入、奶產量、乳常規和乳常規產量沒有顯著性影響。王連群等［12］的研究結果表明，添加富硒酵母后對奶牛的乳常規、產奶量和乳常規產量的影響不顯著。左恩波等［30］的研究發現，奶牛精料中添加0.5、1.0 mg/kg的有機硒試驗組相比于對照組，其乳蛋白率有升高的趨勢，但差異不顯著。有研究表明，奶牛飼料中單獨添加酵母培養物或富硒酵母或二者聯合飼喂，均能使乳蛋白含量得到顯著的提高［31］。而本試驗中，添加富硒酵母對泌乳中期奶牛的乳蛋白無顯著影響，但是泌乳前期添加富硒酵母其乳蛋白含量相較對照組顯著降低。目前關于富硒酵母或者有機硒對動物機體作用效果的研究并不一致，不同飼料配方等多種因素均對其有一定的影響。Williams等［32］指出，飼料組成影響酵母培養物對產奶量和乳成分的作用，精料的占比越多，對其改善作用越明顯。更深層次的原因還需要深入研究有機硒對動物機體的作用機制。

3.3 不同處理對奶牛血液生化指標的影響

血液生化指標可以很好地反應機體各組織器官之間的代謝狀況，血液中營養組分的含量、免疫因子的活性、抗氧化酶的活性都可以受到酵母培養物的改變而影響機體的新陳代謝。魯敏等［33］研究報道，日糧添加富硒益生菌對山羊血液學指標（膽固醇、尿素氮以及血糖濃度）均無顯著性影響；閆碧川等［34］研究報道，泌乳中后期在奶牛飼料中添加酵母培養物對血清生化指標如血清葡萄糖、總蛋白、白蛋白、尿素氮含量及谷氨轉氨酶活性均無顯著影響，但也無負面影響；王玲等［35］的研究表明，酵母培養物的添加量占奶牛基礎日糧中精料濃度的1%的處理組與添加量為0%的對照組相比可以顯著降低奶牛血液中尿素氮的含量。本試驗中，添加富硒酵母的處理組相比于對照組也顯著降低了血液中尿素氮的含量，與王玲等［35］報道的結果相似，試驗結果造成的差異可能受產奶量、乳品質以及飼養環境等多方面因素的影響。AMY是體內重要的消化酶，與胰腺、唾液腺以及肝臟關系密切，少量研究表明血清淀粉酶的值波動較大，并沒有相對穩定的區間范圍，所以不能很好地科學對照測得的血清淀粉酶數值是否具有臨床意義［36］。就我國南北方牧場而言，北方牧場奶牛泌乳量較南方牧場奶牛泌乳量高，往往采食量也高于南方牧場，北方牧場奶牛的AMY活性相對就高［37］。LDH作為一種糖酵解酶，主要影響血糖含量。研究表明，LDH與奶牛的泌乳性狀有一定的間接聯系，主要是由于LDH與奶牛血糖含量關系密切，同等條件下的奶牛，LDH的活性與血糖含量成一定的正相關性［38］，而血糖是合成乳糖的重要原料，可以作為反應奶牛產奶量的指標［39］。本試驗研究結果顯示，在泌乳中期，AMY和LDH的含量均得到了提高，可能是由于酵母培養物提高了泌乳奶牛的產奶量所致。關于AMY和LDH在奶牛生產性能上的報道并不常見，多偏向于對同工酶的研究，具體更深層次的原因尚需進一步研究探討。

3.4 不同處理對奶牛免疫球蛋白含量的影響

免疫球蛋白是機體健康狀況的重要監測指標，對機體抵抗疾病和維持自身健康狀況有重要的意義。目前大量文獻表明，酵母菌可以通過提高機體血清中IgG的含量來增強反芻動物的免疫力。金亞東［40］的研究結果表明，在犢牛日糧以及飲用乳中添加酵母培養物均可提高血清中免疫球蛋白的含量，并且后者的效果優于前者。王衛正［41］的研究結果表明，在奶牛泌乳中期用3%酵母培養物等量替代基礎日糧中的部分原料，添加60 d以后，血清中IgA和IgG的含量均顯著提高。周東年等［42］的研究表明，相比于對照組，試驗組分別添加基礎日糧中精料的1%和2%的釀酒酵母培養物均可以提高奶牛血清中IgG的含量，且后者血清中IgG的含量顯著提高，IgA和IgM在各組之間差異不顯著。本試驗泌乳前期和中期3個處理組的IgA和IgM與對照組相比差異不顯著，這與周東年等［42］的試驗結果相似。但王衛正［41］的研究表明酵母培養物可以顯著提高IgA的含量，可能是由于酵母菌添加劑量或添加方式不同導致試驗結果有一定的差異。關于酵母菌對于奶牛血清中IgA和IgM的含量影響的具體原因還需進一步研究。本試驗中，泌乳前期3個處理組IgG的含量與對照組差異均不顯著，SY處理組IgG的含量最高，泌乳中期LY+SY處理組IgG的含量最高，顯著高于對照組，同周東年等［42］添加益生菌可以提高IgG含量結果相一致。綜合本試驗結果與其他大量試驗可發現，微生態制劑可以很好地促進機體免疫反應，提高免疫力。其一方面是由于酵母細胞壁含有的成分β-葡聚糖和甘露寡糖可以釋放抑菌活性物質，抵抗病原微生物［43］，另一方面益生菌能提高動物循環血液中抗體水平，刺激了機體的體液免疫應答能力，而IgG介導的正好是體液免疫應答，從而使其含量增高［44］。綜合以上數據表明，奶牛日糧中添加一定量的酵母培養物對提高動物機體免疫力、改善機體健康狀態、促進奶牛養殖業的健康可持續發展有一定積極意義。