酵母水解物對荷斯坦閹牛生長性能、養分表觀消化率、血清生化指標的影響

栗 哲 李秋鳳* 李 妍 成海建 李建國 高艷霞 曹玉鳳* 趙 超

(1.河北農業大學動物科技學院，保定 071001；2.河北農業大學動物醫學院，保定 071001；3.山東省農業科學院畜牧獸醫研究所，濟南 250100)

隨著中國經濟的迅猛發展，人們開始追求更健康的飲食,牛肉在國人飲食中占據著重要地位，隨著非洲豬瘟的爆發，人們對于牛肉的需求愈發迫切。但牛肉市場缺口較大，牛源短缺問題愈發嚴重,日益增長的牛肉需求和供給矛盾較為突出。奶公牛作為育肥牛的重要牛源，對其飼糧優化的研究、提高生長性能是解決飼料轉化效率和提高牛肉供給的有效途徑之一。奶公犢資源的充分利用,尤其是荷斯坦閹牛的高效育肥不僅能緩解國際市場上牛肉供應不足的緊張局面, 還可以滿足廣大消費者對高品質牛肉的需求[1-2]。目前，育肥牛飼養與屠宰加工的設施設備“產能過剩”及“價格倒掛”逐年加劇[3]，為止損盈利而采取減少人工和設備的投入導致肉牛飼養管理粗放，飼料利用率低,特別是高精料及其他不良環境下引起的應激損傷和瘤胃酸中毒對閹牛的生長發育造成嚴重影響。因此，開發新型飼料添加劑促進采食、提高生產性能、減少應激、提高抗病力成為肉牛營養研究人員關注焦點。基于此，研究酵母及其衍生物在奶公牛(閹牛)育肥上的應用，迫切性和重要性毋庸置疑。

酵母及其衍生物是天然、綠色、健康的產品[4]，富含酵母多糖、蛋白質、氨基酸、核苷酸、小肽、B族維生素、微量元素[5]等營養物質，可提高飼料利用率，改善生產性能，還可降低腹瀉、酸中毒等疾病發病率,提高免疫力。酵母水解物在畜禽及水產動物應用方面已有一些研究報道，在畜禽上，可提高斷奶仔豬生產性能及免疫力，改善肉雞腸道菌群，提高肉品質[6-7]；在水產動物上，可提高青魚肝臟抗氧化能力及珍珠龍膽石斑魚成活率、飼料轉化率[8-9]，促進水產動物機體生長。目前酵母水解物改善動物生產性能研究主要集中在豬、雞、魚上，而其在反芻動物中的應用較少，尤其是在荷斯坦閹牛上的研究還未見報道。因此，本試驗旨在研究飼糧中添加不同水平的酵母水解物對荷斯坦閹牛生長性能、養分表觀消化率、血清生化指標的影響，為荷斯坦閹牛高效育肥提供技術支持并確定適宜酵母水解物添加量。

1 材料與方法

1.1 試驗時間及地點

本試驗于2019年6月至2020年12月在山東省曲阜市朝陽牧業進行。

1.2 試驗材料

酵母水解物購自某食品添加劑有限公司，是以糖蜜發酵鮮酵母乳液，經菌體細胞自溶破壁、生物酶水解、濃縮、噴霧干燥制得的粉狀酵母產品。主要成分及含量如下:粗蛋白質(CP)≥50%，氨基酸態氮≥5%，核酸≥8%，甘露寡糖≥8%，水分≤6%，粗灰分≤10%。

1.3 試驗設計

試驗選取33頭體重在(542.07±9.18) kg的荷斯坦閹牛，隨機分為3組，每組11頭。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組在基礎飼糧中分別添加0、50、100 g/(頭·d)的酵母水解物。

1.4 飼養管理及飼糧

試驗期內，閹牛分群舍飼，散欄飼養，自由采食和飲水。22月齡出欄，試驗期111 d。正試期分為2個階段(1～81 d和82～111 d),基礎飼糧組成及營養水平見表1。

表1 基礎飼糧組成及營養水平(干物質基礎)

1.5 樣品采集及處理

1.5.1 飼糧樣品的采集處理

在試驗的每個階段均采集飼糧樣品，并用四分法分裝保存，用于測定樣品中的常規成分含量。

1.5.2 糞樣的采集處理

在試驗的每個階段，每組隨機選擇5頭荷斯坦閹牛收集糞樣，每頭牛采集500 g/d，采集3 d。混勻后均分成2份，其中一份糞樣按每100 g添加20 mL濃度為4.5 mol/L的H2SO4處理，-20 ℃保存，用于測定CP含量，另一份不加酸放入自封樣品袋中，用于測定其他常規成分含量。

1.5.3 血液樣品的采集處理

在試驗的每個階段，每組隨機選擇5頭荷斯坦閹牛在早晨飼喂前空腹進行頸靜脈采血20 mL，迅速在恒溫水浴鍋(37 ℃)中水浴30 min。在離心機(3 000 r/min)上離心15 min。離心完成后取上清分裝到小離心管(1.5 mL)中，-20 ℃冷藏保存，用于測定血清生化指標。

1.6 指標測定與分析

1.6.1 生長性能

在試驗的前、中、后期，每隔半月測定各組的采食量，把飼糧和剩料在烘箱(105 ℃)中烘干稱重，計算各組干物質采食量(DMI)。試驗前后對每頭牛空腹稱重，用于計算平均日增重(ADG)及料重比。

1.6.2 養分表觀消化率

每個階段試驗結束前，每組隨機選擇5頭荷斯坦閹牛采集飼糧和糞便樣品，持續3 d。原料中干物質(DM)、CP、粗脂肪(EE)、粗灰分(ASH)、中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量的測定參照國家標準[11]進行測定，鈣(Ca)、磷(P)含量分別根據國標GB/T 6436—2002[12]和GB/T 6437—2002測定[13]。

飼糧養分表觀消化率用內源指示劑法計算，以鹽酸不溶灰分(AIA)作為指示劑，依據GB/T 23742—2009《飼料中鹽酸不溶灰分的測定》測定含量。

某養分表觀消化率(%)=[(a/c-b/d)/
(a/c)]×100。

式中：a為飼糧中該養分含量(%)；b為糞中該養分含量(%)；c為飼糧中指示劑含量(%)；d為糞中指示劑含量(%)。

1.6.3 血清生化指標

血清葡萄糖(GLU)含量采用葡萄糖氧化酶法測定，試劑盒購自上海榮盛生物藥業有限公司(批號361510)；尿素氮(UN)含量采用尿素酶法測定，試劑盒購自深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司(批號105-000452-00)；谷草轉氨酶(AST)、谷丙轉氨酶(ALT)活性及甘油三酯(TG)、總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)含量采用比色法測定，試劑盒購自南京建成生物工程研究所。

血清丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性及總抗氧化能力(T-AOC)采用比色法測定，堿性磷酸酶(ALP)活性采用酶聯免疫吸附測定(ELISA)法，使用酶標儀測定。以上指標所用試劑盒購于北京華悅昌生物科技有限公司。

1.7 數據統計與分析

試驗數據采用SPSS 19.0統計軟件進行單因素方差分析，并用Duncan氏法進行多重比較。試驗結果用“平均值±標準誤”表示，以P<0.05為差異顯著，以P<0.01為差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 酵母水解物對荷斯坦閹牛生長性能的影響

由表2可知，Ⅲ組平均日增重顯著高于Ⅰ組(P<0.05)。Ⅲ組料重比顯著低于Ⅰ組(P<0.05)，Ⅱ組相比于Ⅰ組有所降低(P>0.05)。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組之間初始重、終末重、干物質采食量無顯著差異(P>0.05)。

表2 酵母水解物對荷斯坦閹牛生長性能的影響

2.2 酵母水解物對荷斯坦閹牛養分表觀消化率的影響

由表3可知，Ⅱ、Ⅲ組CP表觀消化率相對于Ⅰ組分別提高了5.16%和6.24%(P<0.05)。Ⅱ、Ⅲ組Ca表觀消化率相對于Ⅰ組分別提高了8.31%、8.68%(P<0.05)。DM、EE、P、NDF、ADF表觀消化率各組之間差異不顯著(P>0.05)。

表3 酵母水解物對荷斯坦閹牛養分表觀消化率的影響

2.3 酵母水解物對荷斯坦閹牛血清生化指標的影響

由表4可知，Ⅱ、Ⅲ組血清TP含量顯著高于Ⅰ組(P<0.05)，分別比Ⅰ組提高5.62%和6.61%(P<0.05)。Ⅱ、Ⅲ組血清AST、ALT活性顯著低于Ⅰ組(P<0.05)。各組之間血清GLU、ALB、UN、TG含量差異不顯著(P>0.05)。

表4 酵母水解物對荷斯坦閹牛血清生化指標的影響

2.4 酵母水解物對荷斯坦閹牛血清抗氧化指標的影響

由表5可知，Ⅱ、Ⅲ組血清T-AOC顯著高于Ⅰ組(P<0.05)，分別比Ⅰ組提高了19.76%和23.88%(P<0.05)。Ⅱ、Ⅲ組血清MDA含量顯著低于Ⅰ組(P<0.05)，分別比Ⅰ組降低了15.71%和17.46%，Ⅱ、Ⅲ組血清GSH-Px活性顯著高于Ⅰ組(P<0.05)，分別提高了14.65%和18.65%。各組間血清SOD活性差異不顯著(P>0.05)。

表5 酵母水解物對荷斯坦閹牛血清抗氧化指標的影響

3 討 論

3.1 酵母水解物對荷斯坦閹牛生長性能的影響

目前，多數研究報道認為酵母水解物對反芻動物生長性能具有積極影響。寇慧娟等[14]研究表明，在絨山羊飼糧中添加0.20 g/kg酵母水解物可促進瘤胃發育，提高干物質采食量與平均日增重。Deters等[15]研究認為，在精粗比為65∶35的飼糧中添加酵母水解物可提高牛生長性能，緩解應激。蔡景義等[16]研究發現，在飼糧中添加酵母水解物可以提高肉牛平均日增重，降低料重比。但也有研究表明，酵母水解物對畜禽的生長性能無顯著影響[17-18]。產生差異的原因與試驗動物生理狀態、水解物添加量、飼養環境的差異有關。

本研究結果表明，添加酵母水解物可提高荷斯坦閹牛平均日增重，這與寇惠娟等[14]的研究結果一致。酵母水解物對生長性能的提高是多重作用共同實現的：一方面，酵母水解物中的功能性小肽增加胰腺蛋白水解能力，促進蛋白質等營養物質吸收利用與機體生長發育，提高平均日增重[19]。小肽還可提高機體對礦物質的吸收；另一方面，酵母水解物中所含的甘露寡糖與β-葡聚糖共同作用于瘤胃、腸道，減少有害菌在瘤胃、腸道定植[20-21]，調節瘤胃內環境，促進腸道對營養物質的吸收；可能是二者(功能性小肽、酵母多糖)的協同作用改善瘤胃發酵及機體對養分利用效率，從而提高閹牛生長性能。

3.2 酵母水解物對荷斯坦閹牛養分表觀消化率的影響

表觀消化率能直觀反映動物機體對養分的吸收情況，對動物增重和經濟效益有著重要影響。賈曉滿等[22]研究發現，0.4%酵母培養物添加組梅花鹿飼糧CP消化率顯著提高，這與Poppy等[23]和Malekkhahi等[24]的研究結果一致。本試驗中，在荷斯坦閹牛飼糧中添加酵母水解物可提高CP、Ca表觀消化率。CP、Ca表觀消化率受酵母水解物破壁程度、水解物營養成分、含量(小肽、寡糖等)及胃腸道pH的影響：1)本試驗所使用的酵母自溶粉是啤酒酵母粉的加工產物，采用更高效的破壁偶聯技術，將酵母細胞壁完全破除以后得到的破壁酵母，具有更高的破壁程度以及更多的營養物質(小肽、核苷酸、甘露寡糖、葡聚糖等)。飼糧的粒徑大小、表面面積與腸道消化率呈正相關[25]，高程度破壁使飼糧有較大的粒徑和表面面積，從而提高養分腸道消化率。而破壁程度也決定酵母中CP和真蛋白的含量，二者呈正相關[26]，因此試驗組CP、Ca表觀消化率相對較高。2)水解物中小肽可減緩細胞分裂次數并促進微生物繁殖，提高瘤胃性能[27]及養分利用；3)β-葡聚糖可提高CP等養分在腸道的表觀消化率[28]，同時寡糖類物質減少有害菌在腸道內的定植[29]，促進營養吸收。4)不同成分、含量的酵母水解物會相應改變胃腸道的環境，試驗組相比于對照組可以調整腸道pH使養分達到最高吸收效果[30]，從而導致試驗組養分表觀消化率顯著提升。

3.3 酵母水解物對荷斯坦閹牛血清生化指標的影響

血清生化指標是反映機體糖、脂肪、蛋白質代謝的重要指標，對機體生長發育、營養物質運輸吸收起著十分重要的作用。血清總蛋白是機體生長代謝的重要指標，可促進機體生長，提高免疫力。楊璐玲等[31]研究發現，總蛋白和白蛋白可反映機體對蛋白質的吸收、合成以及分解狀況。李偉華等[32]研究表明，總蛋白含量與動物蛋白質消化能力呈正相關。本試驗中，在飼糧中添加酵母水解物可顯著提高閹牛血清總蛋白含量，原因是荷斯坦閹牛飼糧中添加酵母水解物提升其對蛋白質吸收、消化和利用，增強免疫性能，促進閹牛健康生長，這與本研究中生長性能指標(平均日增重、料重比)及CP表觀消化率的變化趨勢相吻合。

ALT和AST在動物肝臟中起著關鍵作用，對疾病及炎癥反應敏感。ALT、AST活性升高會產生病理變化，造成細胞損傷[33]。本試驗中在荷斯坦閹牛飼糧中添加酵母水解物顯著降低試驗組血清ALT、AST活性，降低炎癥反應與細胞損傷，這與李寧等[34]和李燕平等[35]研究結果相一致。原因是：酵母水解物中含有豐富的葡聚糖和甘露寡糖，一方面葡聚糖通過刺激網狀內皮系統作用于吞噬細胞，激活病原微生物來提高機體的免疫能力；還可以促進淋巴細胞的產生，活化巨噬細胞并增強自然殺傷細胞的殺傷能力[36]，提高機體特異性免疫；另一方面甘露寡糖可作為有益菌能源物質，促進有益菌在腸道內的増殖，對動物機體產生有益影響[37]，還可與致病菌表面幾丁質結合，減少致病菌繁殖。二者的綜合作用提高機體免疫性能及抗病力，降低因不良環境、疾病導致的細胞及機體損傷。

3.4 酵母水解物對荷斯坦閹牛血清抗氧化指標的影響

T-AOC代表機體內各種抗氧化大分子、抗氧化小分子和酶的總水平，反映整個酶促和非酶促抗氧化系統對氧化應激的抵抗能力[38]。MDA是脂質過氧化的主要終產物，在機體大量產生會使機體處于氧化應激狀態并誘發氧化應激反應[39]，其含量越高，機體氧化損傷越嚴重。GSH-Px是體內主要抗氧化酶，在一定范圍內活性越高清除氧自由基的能力越強[40]。孫強東等[41]研究發現，酵母培養物可以顯著提高仔豬血清中T-AOC和GSH-Px活性,降低MDA含量。李趙嘉等[42]研究發現，飼糧中添加蒲公英、酵母細胞壁提取物，可提高蛋雞血清T-AOC含量，降低MDA含量。張愛忠等[43]研究表明，在高精料飼糧中添加酵母培養物后的第15和45天，絨山羊血漿T-AOC顯著提高，血漿MDA含量降低。試驗組血清GSH-Px活性相比于對照組也有一定提升。本試驗中，飼糧中添加酵母水解物顯著提高閹牛血清中T-AOC和GSH-Px活性，降低MDA含量，與前人研究結果一致。酵母水解物的主要活性物質為酵母多糖(β-葡聚糖、甘露寡糖)、核苷酸、維生素，三者相輔相成提高機體的抗氧化能力，主要表現為：1)β-葡聚糖對過氧亞硝酸鹽或過氧化氫誘導的脂質過氧化有較強的抵抗能力[44]；2)核苷酸對機體抗氧化性能具有積極影響：一方面核苷酸中堿性氮原子對氧化應激有著敏感性，過氧化產生的自由基會被核苷酸中堿性氮原子捕捉[45]，減少脂質過氧化造成的細胞破裂，延緩脂質過氧化對細胞的損傷，減少MDA含量；另一方面核苷酸與巨噬細胞具有協同促進作用，通過增強自然殺傷細胞的活性來提升動物對各種氧化應激的抵抗能力[46]。3)酵母水解物在生產過程中釋放的代謝產物和破壁產生的內容物里含有豐富的維生素(維生素E、β-胡蘿卜素等)。維生素E在機體脂類膜上廣泛存在，可以消除附著在膜上的自由基，為細胞膜提供屏障，減少細胞損傷。β-胡蘿卜素也具有相同作用。飼糧中添加酵母水解物可提高機體清除自由基、過氧化氫等氧化劑的能力，抑制過氧化形成[47]，說明機體抗氧化防御體系得到顯著改善，提高機體抗氧化能力。

4 結 論

① 飼糧中添加酵母水解物可提高荷斯坦閹牛平均日增重，降低料重比，改善生長性能。

② 飼糧中添加酵母水解物可促進荷斯坦閹牛對養分消化吸收，提高養分表觀消化率，達到和抗生素類似的促生長效果。

③ 飼糧中添加酵母水解物可減緩自由基、過氧化物對機體的損傷，提高機體抗氧化能力。