釀酒酵母和地衣芽孢桿菌對綿羊生長性能和營養物質消化代謝的影響

2021-03-22 15:43:43 點擊：

摘要：本試驗旨在研究飼糧中添加釀酒酵母和地衣芽孢桿菌對綿羊生長性能、營養物質消化代謝和能量代謝的影響。選用48只4月齡、體重為（22.96±2.00）kg的杜泊×小尾寒羊雜交F1代公羔，隨機分為4組：D組（對照組，飼喂基礎飼糧）、D1組（在基礎飼糧中添加6×10¹⁰CFU/kg釀酒酵母）、D2組（在基礎飼糧中添加2×10¹⁰CFU/kg地衣芽孢桿菌）、D3組（在基礎飼糧中添加6×10¹⁰CFU/kg釀酒酵母＋2×10¹⁰CFU/kg地衣芽孢桿菌），每組12只羊。正試期結束后，采用全收糞收尿法進行消化代謝試驗，連續3d采集糞樣和尿樣，測定常規營養物質、尿嘌呤衍生物含量及能量。

結果表明：

1）飼糧中添加釀酒酵母和地衣芽孢桿菌對試驗羊的終末體重及平均日采食量的影響均不顯著（P>0.05），D3組的平均日增重（ADG）比D組顯著提高了20.32%（P<0.05），D3組的料重比（F/G）顯著低于D組（P<0.05）。

2）D3組的干物質（DM）、有機物（OM）、中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）表觀消化率顯著高于D組（P<0.05）。

3）D3組的氮表觀消化率、沉積氮和氮沉積率與D組相比分別顯著提高了12.04%、41.39%和40.95%（P<0.05）。

4）試驗組的尿囊素、黃嘌呤和次黃嘌呤和微生物蛋白含量均顯著高于D組（P<0.05），D3組的總尿嘌呤衍生物含量顯著高于D組（P<0.05）。

5）D組的糞能和尿能均顯著高于其他3組（P<0.05），D組的甲烷能顯著高于D3組（P<0.05）。綜上所述，飼糧中單獨添加6×10¹⁰CFU/kg釀酒酵母和2×10¹⁰CFU/kg地衣芽孢桿菌均會對營養物質消化代謝和能量代謝產生積極影響，可提高營養物質和能量的利用率，改善綿羊的生長性能，且二者組合飼喂效果更加顯著。

微生態制劑作為一種新型的綠色添加劑，近年來在動物生產上的應用越來越廣泛，且生產效益顯著，主要分為乳酸菌類微生態制劑、芽孢桿菌類微生態制劑、酵母菌類微生態制劑、光合細菌類微生態制劑及復合微生態制劑等。釀酒酵母和地衣芽孢桿菌是較為常用的微生態制劑，具有提高營養物質利用率、改善瘤胃發酵、增強免疫力、提高反芻動物生長性能等作用，但二者組合應用對反芻動物生長性能、營養物質消化代謝及能量代謝方面的研究甚少，仍需進一步探索。因此，本試驗通過在飼糧中添加釀酒酵母和地衣芽孢桿菌探究其對綿羊生長性能、營養物質消化代謝及能量代謝的影響作用，旨在為釀酒酵母和地衣芽孢桿菌在肉羊飼糧中的合理添加提供理論依據。

材料與方法

1試驗時間及地點

試驗于2018年1月1日至3月23日在山西省晉中市太谷縣山西農業大學牧站進行。

2 試驗設計及飼糧

采用完全隨機分組試驗設計，選用4月齡、體重[(22.96±2.00)kg]相近、健康的杜泊×小尾寒羊雜交F1代公羔48只，隨機分為4組：D組（對照組，飼喂基礎飼糧）、D1組（在基礎飼糧中添加6×10¹⁰CFU/kg釀酒酵母）、D2組（在基礎飼糧中添加2×10¹⁰CFU/kg地衣芽孢桿菌）、D3組（在基礎飼糧中添加6×10¹⁰CFU/kg釀酒酵母＋2×10¹⁰CFU/kg地衣芽孢桿菌），每組12只。釀酒酵母購買于安琪酵母股份有限公司，為顆粒狀制劑，實測活菌數為2×10¹⁰CFU/kg；地衣芽孢桿菌購于天津坤禾生物科技集團股份有限公司，為粉狀制劑，實測活菌數為2×10¹⁰CFU/kg。基礎飼糧參考NRC（2007）綿羊營養需要中體重20kg、日增重300g公羔的營養需要配制，精粗比為60：40，其組成及營養水平見表1。

3 飼養管理

試驗羊舍為封閉式圈舍。試驗開始前用消毒液對羊舍的地面、羊欄、食槽等噴灑消毒。所有試驗羊經檢疫驅蟲后，打好耳標。試驗羊均單欄飼養，每天分別于08：00和18:00進行飼喂，自由采食和飲水。預試期15d，正試期60d。

4 生長性能的測定

正試期內每天準確稱量記錄每只試驗羊的喂料量和剩料量，計算平均日采食重[ADFI，非干物質（DM）基礎]。在正試期第1、30、60天晨飼前對試驗羊進行稱重，計算平均日增重（ADG）。根據ADFI和ADG計算料重比（F/G）。

5 樣品采集與處理

正試期結束后，采用全收糞收尿法，將所有試驗羊置于自制消化代謝籠中飼養，預試期4d，試驗期3d。

5.1 糞樣的收集

晨飼前收集每只羊24h所排全部糞便，并稱重記錄。連續收集3d，按排糞量的10%四分法取樣，記錄糞樣重。一部分糞樣加入10%的硫酸（每100g糞樣加10mL 10%的H2SO4）固氮，充分混勻后置于-20℃保存，用于測定蛋白質含量；一部分糞樣直接置于-20℃保存，用于測定其他常規營養物質含量和糞能。

5.2 尿樣的收集

于采樣前1天向每只尿桶中加入100mL 10%的硫酸固氮，晨飼前收集每只羊24h所排全部尿液，用量筒量其體積并記錄。將尿樣搖勻后，經4層紗布過濾，按1/10取樣，連續收集3d，將樣品充分混勻后置于-20℃保存，用于測定尿氮、尿酸、尿囊素、黃嘌呤、次黃嘌呤含量和尿能。

6 樣品測定

6.1 飼糧常規營養物質含量的測定

參考AOAC（2000）方法測定飼糧的DM、粗灰分（Ash）、粗脂肪（EE）和粗蛋白質（CP）含量；參考Van Soest等方法測定飼糧的中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）含量；采用原子吸收分光光度計法測定飼糧中鈣（Ca）含量；采用釩鉬黃比色法測定飼糧中磷（P）含量。

6.2 營養物質表觀消化率的測定

將糞樣置于恒溫鼓風干燥箱中，65℃烘干48h，回潮24h后稱重，計算得出初水分含量。粉碎過40目篩后用于測定營養成分含量（同1.6.1）。參考楊勝的方法測定飼糧、糞樣和尿樣中的氮含量。相關計算公式如下：

某營養物質表觀消化率（%）=（食入該營養物質質量-糞中該營養物質質量）/食入該營養物質質量×100（計算時已減去剩料中該營養物質質量）；

氮表觀消化率（%）=（攝入氮-糞氮）/攝入氮×100；

沉積氮（g/d）=攝入氮-糞氮-尿氮；

氮沉積率（%）=沉積氮/攝入氮×100。

6.3 能量的測定

飼糧、糞樣和尿樣的總能用氧彈量熱儀（TJHY-5000，天健電子科技有限公司）測定。對于飼糧和糞樣能量的測定，取5張稱量紙稱重后分別測定能值，計算出稱量紙的平均能值，稱取0.9～1.1g（精準到0.0002g）的待測樣品，再用稱量紙包緊放于燃燒皿中（由于樣品較輕，燃燒時易于飛濺）測定能值，減去稱量紙能值即可得到待測樣品的能值。對于尿能的測定，取5張定量濾紙稱重后分別測定能值，計算出濾紙的平均能值，將1mL尿液滴在濾紙上，65℃烘干后測定能值，減去濾紙能值即可得到尿能。

甲烷產量使用MA-10甲烷分析儀（Sable Systems International，亨德森，美國）測定。將試驗羊的頭部固定在小型反芻動物專用的聚碳酸酯頭箱中，每日正常飼喂后密封頭箱，適應24h后，進行24h實時測定。利用標準氣將MA-10甲烷分析儀校準后，通過Sable開路式呼吸測熱系統采集并計算數據，即得到甲烷產量。相關計算公式如下：

總能（MJ/d）=每天食入飼糧的總能量；

甲烷能（MJ/d）=甲烷產量×單位體積甲烷能量（39.5kj/L）×1000；

總能表觀消化率（%）=表觀消化能/總能×100。

6.4 微生物蛋白（MCP）含量的計算

參考Chen等方法，利用紫外分光光度計（UV-1800PC，上海美譜達儀器有限公司）測定黃嘌呤、次黃嘌呤和尿囊素含量，利用酶標儀測定尿酸含量，根據尿嘌呤衍生物（PD）含量計算MCP含量。計算公式如下：

MCP（g/d）=（尿囊素＋尿酸＋黃嘌呤＋次黃嘌呤）×70×6.25/（0.116×0.83×1000）。

7 數據分析

數據用EXCEL 2010進行初步整理，采用SPSS22.0進行單因素方差分析，當差異顯著時用Dun-can氏法進行多重比較，以P<0.05 表示差異顯著。

結果與分析

1 添加釀酒酵母和地衣芽孢桿菌對綿羊生長性能的影響

由表2可知，添加釀酒酵母和地衣芽孢桿菌對試驗羊的終末體重及平均日采食量的影響均不顯著（P>0.05）。D3組的ADG顯著高于D組（P<0.05）。與D組相比，D1、D2和D3組的F/G分別顯著降低了9.87%、9.12%和31.14%（P<0.05），但D1和D2組之間差異不顯著（P>0.05）。

2 添加釀酒酵母和地衣芽孢桿菌對綿羊營養物質表觀消化率的影響

由表3可知，D3組的DM、OM、NDF和ADF表觀消化率顯著高于D組（P<0.05），分別提高了9.64%、8.86%、9.27%和3.47%，但D1和D2組之間均差異不顯著（P>0.05）。

3 添加釀酒酵母和地衣芽孢桿菌對綿羊氮的消化代謝的影響

由表4可知，飼糧中添加釀酒酵母和地衣芽孢桿菌對攝入氮、糞氮和尿氮的影響不顯著（P>0.05），對氮表觀消化率、沉積氮和氮沉積率影響顯著（P<0.05）。D3 組的氮表觀消化率、沉積氮和氮沉積率與D組相比分別顯著提高了12.04、41.39和40.95（P<0.05），D1和D2組之間均差異不顯著（P>0.05）。

4 添加釀酒酵母和地衣芽孢桿菌對綿羊尿嘌呤衍生物和MCP含量的影響

由表5可知，飼糧中添加釀酒酵母和地衣芽孢桿菌對尿酸含量沒有顯著影響（P>0.05），但對尿囊素、黃嘌呤和次黃嘌呤、總尿嘌呤衍生物和MCP含量的影響顯著（P<0.05）。D1、D2和D3組的尿囊素、黃嘌呤和次黃嘌呤和MCP含量均顯著高于D（P<0.05）。D3組總尿嘌呤衍生物含量顯著高于D組（P<0.05），但與D2和D3組之間差異不顯著（P>0.05）。

5 添加釀酒酵母和地衣芽孢桿菌對綿羊能量代謝的影響

由表6可知，飼糧中添加釀酒酵母和地衣芽孢桿菌對攝入總能、表觀消化能和總能表觀消化率的影響均不顯著（P>0.05），對糞能、尿能和甲烷能影響顯著（P<0.05）。D組的糞能和尿能均顯著高于其他3組（P<0.05），D組的甲烷能顯著高于D3組（P<0.05）。

討論

前人研究表明，益生菌對動物機體消化道微生物及其功能有改善作用，可以促進小腸發育，有利于維持幼齡反芻動物小腸絨毛形態結構完整，并且酵母菌和芽孢桿菌在反芻動物消化道內可代謝產生多種酶類和非特異性免疫調節因子，如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和B族維生素等，還可以增加瘤胃蛋白酶、淀粉酶和纖維素酶的活性，這些物質能降解飼料中的碳水化合物，促進纖維素的消化，提高動物對飼料的利用率，從而促進機體對營養物質的消化吸收，提高動物的生長速度。另有報道表明，益生菌可以提高奶牛血清總抗氧化能力，降低丙二醛含量，增加機體抗應激能力，從而減少機體因應激而產生的損耗。因此，

本試驗中飼糧中添加不同益生菌可能改善機體的消化機能和健康狀況，對綿羊的生長均產生了積極的影響。

楊春濤等研究證明，飼糧中添加地衣芽孢桿菌及其復合菌可以提高斷奶應激條件下犢牛瘤胃pH的穩定性，改善瘤胃發酵狀況，豐富瘤胃纖維分解菌種類并增加瘤胃內優勢菌群數量，因此促進營養物質在瘤胃內的降解和利用。Masuccli等研究表明，飼糧中添加釀酒酵母或地衣芽孢桿菌可以提高犢牛的生長性能和營養物質消化率。DM、OM、NDF和ADF消化率是衡量動物對飼糧消化利用程度的重要指標。本試驗中同時添加釀酒酵母和地衣芽孢桿菌使得DM、NDF、ADF和OM表觀消化率均高于對照組，且對試驗動物的ADG和FG效果最佳，說明2種益生菌能提高營養物質利用率，最終起到促進動物生長的作用。從生長性能來看，組合飼喂具有協同作用，且效果最佳。但也有報道提出飼喂釀酒酵母和地衣芽孢桿菌對生長性能沒有顯著的改善作用，可能是因為添加水平、試驗環境、試驗動物或者試驗飼糧組成等因素造成的。

反芻動物的代謝蛋白質主要由小腸可吸收飼糧蛋白質和小腸可吸收MCP組成。瘤胃微生物利用飼糧中的碳水化合物和含氮物質的降解產物合成MCP，MCP中75%～85%的氮以蛋白質、肽或游離氨基酸形式存在，15%～25%的氮存在于核酸中，核酸被降解形成的嘌呤進入小腸黏膜，最終以嘌呤衍生物的形式從尿中排出，因此通常利用尿嘌呤衍生物的含量間接推算MCP合成量。

本試驗中，添加釀酒酵母組和地衣芽孢桿菌組的氮表觀消化率、氮沉積率和MCP含量均高于對照組，可能是釀酒酵母促進瘤胃微生物的生長和繁殖，使其對氮的利用率提高，通過肝臟轉變為尿素的量減少，排出的糞氮濃度降低，這與前人的研究結果相似；并且地衣芽孢桿菌在胃腸道定植后具有一定的固氮能力，可以提高含氮物質的利用率，從而提高MCP的合成及減少糞氮尿氮的排出。2種益生菌同時添加的效果均好于單獨添加，說明二者之間具有協同效應，但具體的互相作用機制還需進一步探究。

有研究表明，反芻動物在消化過程中，總能攝入量的增加可能會導致糞能的相應增加。飼糧在瘤胃中發酵產生大量的甲烷（CH4），從而造成飼糧總能損失2%～15%。本試驗中，添加釀酒酵母和地衣芽孢桿菌對表觀消化能和總能表觀消化率均沒有顯著影響，雖然總能攝入量差異不顯著，但是對照組的糞能和尿能的排出量顯著高于試驗組，說明添加益生菌對能量的利用產生了積極作用。添加釀酒酵母和地衣芽孢桿菌降低了甲烷能可能是因為釀酒酵母可以刺激乙酸生成菌對氫的利用，從而減少CH4的排放；地衣芽孢桿菌在一定條件下可以產生脂肽類、磷脂類、多烯類和氨基酸類等多種抗生素，減少甲烷菌和產氫菌的數量，提高動物機體的抵抗力，從而促進機體的新陳代謝，減少CH4的合成和對環境的應激，所以提高了能量利用率。二者共同作用相比較于單獨添加能夠更有效地提高能量利用率，減少甲烷能、糞能和尿能，說明益生菌復合應用后在動物消化道內表現為協同效應。本試驗雖然證明釀酒酵母和地衣芽孢桿菌可以提高綿羊對飼糧中營養物質和能量的利用率，但其詳細具體的作用機理仍需要進一步研究。

本試驗購買的釀酒酵母為45元/kg，地衣芽孢桿菌為25元/kg，試驗中的添加劑量分別為3和1g/kg飼糧。根據育肥出欄羊現行價格每kg活重28元，試驗天數為60d，每只羊平均采食量為1.77kg/d計算，對照組的每只試驗羊增加的出欄活重價值為471.24元。僅飼喂釀酒酵母組和僅飼喂地衣芽孢桿菌組的每只試驗羊增加的出欄活重價格分別為498.96和485.52元，同對照組相比分別增加了27.72和14.28元，增加的投入分別為14.34和2.66元，投入產出比（增加的出欄活重價值/增加的投入）分別為1.93和5.38。同時添加2種菌的試驗組，每只試驗羊增加的出欄活重價格為567.28元，同對照組相比增加了96.04元，增加的投入為16.99元，投入產出比為5.68。本試驗中，同時添加2種菌的試驗組的投入產出比最高，經濟效果最好。

結論

飼糧中單獨添加6×10¹⁰CFU/kg釀酒酵母和2×10¹⁰CFU/kg地衣芽孢桿菌可以對營養物質消化代謝和能量代謝產生積極影響，提高營養物質和能量的利用率，促進動物消化吸收，從而改善綿羊的生長性能。在本試驗中釀酒酵母（6×10¹⁰CFU/kg）＋地衣芽孢桿菌（2×10¹⁰CFU/kg）組合飼喂效果更加顯著。

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