酵母培养物在反刍动物中应用的研究进展.doc

题目：酵母培养物在反刍动物中应用的研究进展 姓 名： 学科、专业： 研究方向： 指导教师： 酵母培养物在反刍动物中应用的研究进展摘要：本文就酵母培养物在反刍动物日粮中使用对动物采食、瘤胃生态环境、反刍动物营养物质代谢、血液生化指标、泌乳及增重、免疫与应激的影响方面综述了其作用机理；对影响酵母培养物作用效果的各种因素进行了总结。关键词：酵母培养物；反刍动物酵母培养物(yeast culture,简称YC)，是指活体酵母细胞及其生产基质，是一种直接饲用微生物Direct-fed Microbials，DFM）。属于一种微生态制剂，是在严格控制条件下的液体、固体二级发酵或直接在固体培养基发酵后连同培养基一起加工制得的产品。酵母培养物在反刍动物生产中应用的研究起始于20世纪20年代(Carter等，1994），最早是用作反刍动物的蛋白质补充饲料（张宏福，1994）。直到20世纪50年代，证实日粮中添加低剂量的酵母培养物能提高阉牛的增重（Beeson 等，1952）和奶牛的产奶量（Renz，1954）。此后大量的研究表明，酵母培养物对改善反刍动物瘤胃的内环境、刺激某些有益细菌的生长、促进动物生长和提高奶牛产奶量的作用明显。酵母培养物含有丰富的维生素、酶、其它营养物质及一些重要的辅助因子，是反刍动物瘤胃微生物生长的基本营养源。在动物日粮中添加YC，不仅可以提高产奶量，改善产品质量， 而且在维持和增加反刍动物免疫力方面亦有一定的功效。酵母培养物还含有对侵入动物体内的微生物进行防御的葡聚糖和吸附病原菌，以及调节免疫机能的甘露寡糖（邵明丽，许梓荣，2002），是一种较为理想的促生长和免疫因子。随着人们对抗生素负面作用的逐步深入，抗生素替代品的开发和研究日益增多。YC作为一种安全有效饲料添加剂，对其的研究也就成为当今的热点。在国外，关于YC的研究报道很多。而在我国才刚刚开始，对其的研究和认识远远不够。本文就国内外最近的研究进展，不仅从其对胃微生态的影响方面，而且从其对血液生化指标及营养物质代谢的影响方面对其的作用机理进行总结。不仅综述了YC提高生产性能的作用，而且对YC在增强动物免疫方面对其的作用效果及影响因素进行了综述，且对其的研究的方向进行了分析，以便于国内的生产和科研工作者进行参考。1 作用机理1.1 对采食的影响大量研究显示，YC可提高反刍动物对饲料干物质、纤维素、半纤维素、蛋白质等有机物和磷的消化率（王丽娟，1999）。Lesmeister等(2004)的研究结果表明饲喂YC的试验组奶牛比对照组采食量显著提高。饲喂粗饲料，特别是品质差的粗饲料，添加酵母培养物能够提高采食量与干物质消化率（张宏福1994）。Kim等(2006)报道，在泌乳早期奶牛日粮中添加酵母菌可以显著提高奶牛干物质采食量。赵珺(2006)在低产乳牛日粮中添加不同比例(0、l、1.2和1.5)枯草芽孢杆菌与YC混合制剂，奶牛日采食多汁饲料量和日采食精料量较对照组均有显著提高。Fallon(1997)报道，1t高能犊牛日粮中添加1kg 酵母培养物可显著提高增重和采食量。王聪等(2005)发现，添加益生酵母可以明显增加奶牛牛干物质采食量，试验组奶牛粗饲料采食量比对照组显著提高11.21。用尼龙袋法试验表明，酵母可以提高瘤胃中纤维素成分的早期消化率，改变纤维素成分在瘤胃内消化的时间相，从而促进采食量。卢庆萍(1999)用尼龙袋法试验，酵母培养物能增加稻草24h 内DM、NDF的瘤胃降解率，但在48h 后基本与对照组一致。该结果与Newbold(1995)、Williams(1993)得出的结论一致。1.2 对瘤胃生态环境的影响瘤胃是一个天然大发酵罐，瘤胃的生态环境，尤其是微生物的数量和质量严重影响反刍动物的消化和营养。在日粮中添加酵母培养物可以稳定瘤胃内环境，促进有益菌群的增殖(张连忠，2009)。在反刍动物日粮中添加YC，能使胃中总细菌数量增加，瘤胃液中总可视菌数增加38%，可溶细胞数增加49%，其中细菌数增加了25%。不仅如此，YC还能增加原虫数量。由此可见，反刍动物日粮中添加YC可影响细菌和原虫的数量，改善瘤胃生态环境。但胃中微生物的种类繁多，YC到底能影响何种微生物的数量呢？Callaway等(1997)报道，酵母培养物能产生一些可溶性因子(有机酸、维生素B和氨基酸等)促进消化纤维素细菌的生长。YC增加了纤维素消化的起始速度，能显著增加瘤胃中乙酸、丙酸以及总挥发性脂肪酸的浓度，从而使得瘤胃中挥发性脂肪酸含量上升。而有的报道认为，YC对消化纤维的细菌并没有影响，而是增加了水解蛋白菌的数量，从而增加了瘤胃有机物和粗蛋白的消化率，增加了到达十二指肠的有机物和氮。YC对于瘤胃生态环境的影响，除了通过影响微生物的数量外，其本身能利用瘤胃中的可发酵碳水化合物，减少乳酸的产量，使得瘤胃中的PH上升。孙满吉（2010）通过对4头瘘管奶牛直接饲喂酵母培养物，发现，饲喂酵母培养物4-8 h均能显著提高瘤胃PH值。1.3 对反刍动物物质代谢的影响YC对反刍动物瘤胃中蛋白质的代谢有一定的影响。酵母可以通过改变微生物的作用，增强对瘤胃内氨的利用和蛋白质合成，加快DM、NDF的降解率，增加进入后段消化道的微生物蛋白质的数量和小肠中非氨态氮的吸收率（张昌吉，2007），从而使瘤胃中的氨态氮浓度下降。在高蛋白日粮中, YC会增加进入十二指肠的菌体蛋白，使得过瘤胃蛋白中非菌体氮和非氨态氮的浓度增加。苑文珠等(2001)分析表明，日粮中添加酵母培养物后十二指肠消化物中的氨基酸浓度显著提高，包括蛋氨酸和赖氨酸，只有精氨酸比对照组低。十二指肠内氨基酸的变化是由于菌体蛋白氨基酸的种类发生了变化，而这种变化则是由于酵母培养物选择性地刺激了某些厌氧菌的生长。因为瘤胃内不同种类的细菌之间,在氨基酸的组成上及含量上都存在极大的差别，所以十二指肠氨基酸的变化是由于菌体蛋白发生变化所引起的。YC 除了能增加粗蛋白的降解率外，还能增加前胃对净能的消化率，尤其是粗纤维的消化，导致有较高的能量输出和产奶净能。总之，在反刍动物日粮中添加YC，对DM 采食量的影响不大，但能增加干物质、粗纤维以及粗蛋白的降解速度，提高能量的利用率。1.4 对血液生化指标的影响除了探讨YC对反刍动物生态环境的影响外，有部分研究人员对添加YC后血液成份的变化进行研究，试图从另一个方面解释YC的作用机理。但是，日前此类研究文章不多，结果也不一致。在反刍动物高纤维日粮中添加YC使血液中血糖浓度显著增加，血液中尿素氮含量下降，血浆中蛋白水平与对照组相比有增加的趋势。而Kobayashi 等(1995)的研究表明，YC对血糖浓度、尿素氮和非必需脂肪酸无影响，却使游离蛋氨酸、精氨酸、赖氨酸和亮氨酸在血液中的浓度显著高于对照组。可以肯定，YC对血液指标是有影响的，但由于血液是一种动态平衡体系，其成份受采食时间、动物品种的影响。1.5 对泌乳及增重的影响大量研究证实，在奶牛日粮中添加酵母培养物有益于提高增重、产奶量及影响乳成分。据报道，在泌乳牛、生长牛、水牛、绵羊、山羊日粮中添加YC，产奶量增加6.8%-17.4%，平均提高7.8%（王丽娟，1999）。芦春莲等(2006)报道，在泌乳初期奶牛日粮中添加YC乳脂率显著增加，乳蛋白率和乳糖率也有一定的增加。刘强，王聪等（2004）报道，添加活性酵母益生素，可使乳蛋白增加0.11，提高3.64；乳干物质率增加O.29，提高2.46。孙满吉等(2005)发现，每头奶牛添加50 g/d CB酵母，可以显著提高产奶量11.2。陈欠林等(2006)研究发现，在每吨精料中添加1 kg活性酵母可以使奶牛的产奶量提高，在对照组产奶量下降的情况下，试验组奶牛鲜奶产量提高8.53，差异显著。姚晓红等(2009)选用泌乳中后期的荷斯坦奶牛进行了为期60 d的饲养试验，结果发现，添加酵母培养物的试验组，日均产奶量显著提高7.4514.6l。Dawson（1993）报道酵母培养物可增加肉牛采食量，提高增重速度和饲料报酬。Wallace等（1993）综合16个研究结果后报道，饲喂酵母培养物可使肉牛增重速度提高7.5%。Hughes(1988)报道，在16头早期断奶犊牛的日粮中添加酵母培养物（2g/kg日粮），试验84 d，试验组增重显著高于对照组(P0.05)。1.6 对应激及免疫功能的影响饲喂酵母培养物，可以提高牛热应激抵抗力（Newbold，1993；Dawson，1994；Wallace，1994）。在热应激的情况下，日粮中添加酵母培养物能降低奶牛的直肠温度，因此与减少奶牛热应激有关（Higginbotham等，1994）。另外，添加酵母培养物能减缓阉牛和小母牛因运输而造成的采食量下降（Phillip等，1985）。关于这方面的报道在国外相对较多，Kim等(2006)研究证实了YC对奶牛过渡期缺乏食欲有缓解作用。YC有抗热应激的作用，特别是在热带地区，可以改进产奶中期热应激下的饲喂效率，同时在产奶过渡期降低由于干物质采食量下降对奶牛的体况影响(Erasmus等，2005)。另外，随着人们生活水平的不断提高，食品安全和卫生成为全世界关注的话题。与食品安全有关的因素中，饲料添加物，尤其是抗生素和药物添加剂是关系到畜产品是否卫生的关键，同时抗生素和药物添加剂在促进动物生长和保护动物健康方面又有其特殊的作用。YC作为一种微生态制剂，科研人员对其在防治疾病方面的作用进行了探索。对消化紊乱的奶牛添加YC，每天2 次给予YC，在连续5d 的治疗后，成功地治愈了因消化紊乱造成的厌食，食欲在治疗开始的2- 3d 恢复正常，而对照组，在6d 后食欲才完全恢复。在产奶牛日粮中添加YC，产奶牛的体重下降较小而且产后一个有和二个月的体况评分较高，产奶期后4个月的总产奶量较高。关于YC对能增强免疫功能的作用同样在以狗为试验动物的研究中得到验证。总之，从目前的研究报道可以看出，YC在冶疗消化系统疾病方面具有一定作用，同时对奶牛产后体况的恢复也有帮助。说明YC在疾病防治和增强动物免疫力方面具有一定作用。2 影响因素YC是一种反刍动物饲料添加剂，也同其它添加物一样在日粮配合中存在配合协同与拮抗问题。随着人们对YC作用效果的认识和肯定，开始对与YC有互作的饲料因子进行研究。最近的研究表明至少有以下几种因素对YC的作用效果有影响。2.1 过瘤胃蛋白 过瘤胃保护蛋白和YC存在互作，在反刍动物日粮中添加剂胃蛋白质会增强YC对产奶量的影响。kar 等(1994)研究日粮中添加YC，同时添加过瘤胃蛋白对水牛产乳量和乳成分的影响， 结果表明，当水牛日粮中添加10g/d YC或10g/d YC +200g/d 过瘤胃大豆蛋白时，使校正乳产量极显著高于对照组，在处理组中，脂肪、蛋白、乳酸、非脂固形物和总固形物的百分含量显著提高，当单一添加过瘤胃蛋白时，会因高的产乳量而使乳成分浓度下降。说明YC与过瘤胃蛋白质有协同作用，在日粮中添加过瘤胃蛋白质量会增强YC的作用效果。2.2 粗纤维来源 反刍动物日粮中不同的粗纤维来源会影响YC的作用效果。，Z.Wang等(2001)试验表明，干草纤维起到增进产奶和维持反刍动物健康的作用YC 与苜蓿来源的粗纤维有相互增强的作用。鹿日粮粗纤维来源分别为40% 紫花苜蓿干草、20%苜蓿干草加20%咖啡壳和20%苜蓿干草加20%玉米秸时，单独添加YC和不同的粗纤维来源对苜蓿干草和完全日粮的可消化DM、可消化NDF和可消化CP没有明显影响。但苜蓿干草和YC存在显著的互作。YC显著增加了苜蓿干草和完全日粮72h可消化NDF和可消化CP的降解率，说明当苜蓿干草为粗纤维来源时，YC显著增加了PDDM、PDNDF和PDCP。2.3 日粮粗蛋白水平日粮中不同的粗蛋白水平会影响YC的作用效果。Harris等(1992)研究表明不同粗蛋白水平奶牛日粮中添加YC，当粗蛋白水平较低时，YC的作用效果较强。不同粗蛋白水平奶牛日粮中添加YC，增加了低蛋白(16.1%)组牛瘤胃中异丁酸的浓度，减少了高蛋白(18. 8%)组奶牛瘤胃中异丁酸浓度，低蛋白日粮中添加YC时，乳产量、4 %校正乳产量、乳中脂肪、蛋白浓度都有显著增加。2.4 维生素和矿物质元素 因为YC的作用效果源于YC及其代谢产物对瘤胃生态及血液成分的影响，在日粮中添加一定量的微生素和矿物质能提高酵母菌和胃中微生物新陈代谢，进而加快营养物质的周转速度，有利于YC作用的进一步发挥。反刍动物日粮中添加一定比例的维生素和矿物质元素可能会增加YC的作用效果。Iwanska 等(1999)在奶牛日粮中添加YC或YC+维生素、矿物元素预混料( v. m.)。YC组， 产乳量增加了38kg(120d)， 而YC+ v. m. 组的产乳量增加了150kg(120d)，总乳蛋白、乳脂和酪蛋白产量显著高于对照组，分别增加了9.2kg、8.2kg、6.0kg。而YC组总乳蛋白、乳脂和乳酸产量的增加量分别为4.4kg、6.0kg、4.4kg。表明配方中的维生素和微量元素可能刺激YC在瘤胃的作用，同时增强乳腺利用营养物质的有效性。2.5 精粗比 关于精粗比对YC作用效果影响的研究较少。Mutsvangwa等(1992) 在精粗比为40:60和20:80的日粮中添加YC，结果表明，不同的精粗比对奶牛的产乳量、校正乳产量、瘤胃氨态氮浓度和血浆中尿素氮含量并没有影响，但是YC和精粗比之间存在明显的互作。到底什么样的精粗比能使YC发挥最大的功效有待于进一步研究。综上所述，在反刍动物日粮中添加YC，要想得到较为理想的使用效果，除了有正确的添加量外，必须同时考虑YC与其它营养素的协同作用，从现有的文献来看，一般成年奶牛、水牛、肉牛日粮中的建议添加量为10-20g/d。犊牛为4-5g/d。山羊育成期为0.1%，产乳山羊为0.2%。鹿为10-20g/d。在使用YC时，应调整饲料配方，降低日粮的蛋白水平，添加适量的过瘤胃蛋白和维生素、矿物质预混料，同时应注意精粗比的研究。3 结语酵母培养物的实质性作用物质是酵母菌。家畜酵母菌摄入量的增加，有效地改善了瘤胃内环境和瘤胃菌群结构，促进饲料营养物的分解、合成、消化、吸收和利用，从而增加采食量，提高家畜对饲料的利用率，提高增重、泌乳等生产性能。酵母培养物作为一种微生态制剂，其在提高反刍动物生产能力和免疫力方面的作用在很多的试验中得到了验证，其作用可以说是肯定的。对其机理的研究表明，酵母培养物中的酵母菌本身可以利用瘤胃中的营养物质可提高碳水化合物的利用率，同时其在生存过程中的代谢产物对胃中分解纤维和蛋白质的微生物有利，从而提高了反刍动物对粗纤维和粗蛋白的降解率。酵母培养物还能加快胃中氨态氮的代谢速度，改变了反刍动物过胃蛋白的数量。关于酵母培养物对血液生化指标的影响有待于进一步研究。目前对于影响酵母培养物作用效果的因素研究较热，但这方面的研究还很欠缺，是以后研究的一个方向。参考文献1 李文立.酵母培养物应用的研究进展J.国外畜牧科技,1990.(2):41-42.2 Lyons T P. 酵母培养物的研究与应用J.国外畜牧科技,1991.(2):36-38.3 姜荃.酵母培养物饲料应用的进展J.国外畜牧学饲料,1992.(2):32-34.4 孙满吉，刘彩娟，张永根等.直接饲喂酵母培养物对奶牛瘤胃发酵的影响J.2010,22(5):1390-1395.5 张明峰.酵母培养物的作用研究J.饲料工业,1997.(8):36-38.6 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