酵母培养物(YC)作为一种新型微生态制剂,可以提高动物的免疫力,是饲料添加剂研究的热点之一。研究表明,优质的YC可以增强动物抗应激的能力,提高瘤胃微生物活性,促进增殖[1]。奶牛泌乳初期干物质采食量(DMI)不能满足维持和泌乳的营养需要,使机体能量负平衡[2]。因此,采取营养手段增加泌乳早期奶牛的DMI,对提高奶牛泌乳性能和维持机体健康具有重要意义。目前,YC应用效果评价不一。本研究通过对泌乳初期奶牛饲喂YC,探究YC对泌乳初期奶牛泌乳性能、营养物质表观消化率及血清生化指标的影响,为评估YC对泌乳初期奶牛的饲喂效果提供参考。1材料与方法1.1试验设计试验于2020年6月至9月在北京顺义中地牧场进行。预试期7 d,正式试验期90 d。试验牛饲养在同一圈舍。使用自动采食槽饲喂系统进行饲喂。选取30头泌乳天数(20±3)d、胎次3.20±0.84、体况相近的荷斯坦奶牛,按胎次、奶量平均分为两个处理组,每组15个重复,每个重复1头牛。对照组为基础日粮,YC组在基础日粮中添加YC 30 g/(头∙d)。YC由北京英惠尔生物技术有限公司提供,为纯培养型酿酒酵母培养物,甘露聚糖含量为2.03%,其营养水平见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.13.001.T001表1YC的营养水平(DM基础)项目营养水平有机物89.50粗脂肪2.80粗蛋白16.26中性洗涤纤维30.20酸性洗涤纤维15.60粗灰分10.50钙0.30磷0.76注:营养水平均为实测值。%1.2饲养管理RIC系统可自动记录每头牛每次的采食量,每天饲喂3次,自由饮水,每日机械化挤奶4次。因泌乳初期奶牛采食量变化较大,当每日剩料量不足5%时,增加适当的投料量,保证奶牛有较为充足的饲料供给。1.3试验日粮试验奶牛全混合日粮(TMR)主要以苜蓿干草、玉米青贮、玉米、压片玉米、豆粕为原料,两组的日粮除YC添加量不同外,其余全部相同。奶牛的基础日粮组成及营养水平见表2。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.13.001.T002表2基础日粮组成及营养水平(DM基础)原料组成含量%营养水平合计100.00苜蓿干草9.34产奶净能/(MJ/kg)6.70苜蓿青贮2.12粗蛋白质/%16.18玉米青贮25.21粗脂肪/%5.03压片玉米17.82中性洗涤纤维/%28.85玉米12.73酸性洗涤纤维/%19.16大豆皮4.24粗灰分/%11.65脂肪粉1.27钙/%0.813%预混料1.38磷/%0.42碳酸氢钙0.64有机物/%88.35豆粕15.28玉米蛋白粉2.55棉粕6.37糖蜜1.05注:1.每千克预混料为基础日粮提供:VA 370 000 IU、VD3 130 000 IU、VE 750 IU、Ca 110 g、Cu 550 mg、Zn 3 400 mg、Mn 1 800 mg、I 56 mg、Se 19 mg、Co 64 mg。2.营养水平中产奶净能为计算值,其余均为实测值。1.4测定指标及方法1.4.1乳产量和乳成分正式试验期通过牧场的挤奶系统记录每头牛每班次的乳产量。每15 d采集奶样进行乳成分分析,将早、中、晚采集的奶样按照4∶3∶3比例混匀成50 mL,加入0.05 g重铬酸钾防腐剂送往北京奶牛中心,通过多功能乳成分分析仪进行乳成分测定。检测指标包括体细胞数(SCC)、乳中尿素氮、乳脂率、乳糖率、乳蛋白率。进一步计算4%乳脂校正乳(FCM)、能量校正乳(ECM)产量和SCC评分。计算公式如下:4%FCM=(0.4+15×乳脂率)×乳产量(1)ECM=(0.327×乳产量)+(12.95×乳脂产量)+(7.2×乳蛋白产量)(2)SCC评分计算公式为:x=Log2(SCC/100 000)+3(3)式中:x为SCC评分值,可以只保留整数。SCC评分:0分(2×103~17×103/mL)、1分(18×103~35×103/mL)、2分(36×103~70×103/mL)、3分(71×103~141×103/mL)、4分(142×103~282×103/mL)、5分(283×103~565×103/mL)、6分(566×103~1 130×103/mL)[3]。根据SCC评分绘制SCC评分频率图。1.4.2饲粮营养成分与表观消化率试验期间每天通过RIC系统自动记录每头牛的DMI;每周采集1次各组的TMR,根据杨胜[4]的方法,测定样品中的干物质(DM)、粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、粗脂肪(EE)、粗灰分(ASH)、酸不溶灰分(AIA)的含量,并计算饲料效率和氮利用效率。计算公式如下:饲料效率=4%FCM/DMI×100%(4)氮利用效率=(乳蛋白产量/6.38)/(粗蛋白采食量/6.25)×100%(5)试验最后3 d,每组随机选取5头牛,采用直肠取粪法每头牛连续采集粪样12次,制备风干粪样以备分析。其中不添加酒石酸的粪样用于测定样品中DM、NDF、ADF以及AIA的含量,添加酒石酸的试剂用于测定粪中CP含量。测定方法同样根据杨胜[3]饲料常规分析方法。用粪和饲料中的AIA作指示剂,计算营养物质的表观消化率,计算公式参照Zhong等[5]的方法,具体如下:表观消化率=[1-(Ad×Nf)/(Af×Nd)]×100%(6)式中:Ad为日粮中AIA含量;Af为粪中的含量;Nd为日粮中的某营养成分含量;Nf为粪中对应的营养成分含量。1.4.3血清生化指标在试验期间每隔15 d,每组随机选取5头奶牛,晨饲2 h后,使用红色采血管(无抗凝剂)尾根静脉采血10 mL,4 ℃条件下,3 000 r/min离心20 min,取上层血清,-20 ℃保存,送往北京莱博泰瑞科技发展有限公司进行血清生化指标测定。1.5数据统计与分析数据采用Excel 2013软件整理,采用SPSS 19.0软件进行单因素方差分析,采用Duncan氏法进行多重比较,结果以“平均值±标准差”表示,P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1YC对泌乳初期奶牛DMI、乳产量和乳成分的影响(见表3、图1)由表3可知,与对照组相比,YC组乳脂产量显著高于对照组(P0.05);YC组乳产量显著高于对照组(P0.05),对照组氮利用效率显著高于YC组(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.13.001.T003表3YC对泌乳初期奶牛DMI、乳产量和乳成分的影响项目对照组YC组干物质采食量/(kg/d)21.70±1.3822.52±2.35乳脂率/%3.73±0.453.81±0.49乳蛋白率/%3.22±0.293.16±0.24乳糖率/%5.27±0.145.19±0.25乳脂产量/(kg/d)1.43±0.10b1.49±0.12a乳蛋白产量/(kg/d)1.27±0.091.25±0.10乳产量/(kg/d)38.01±1.93b39.26±2.27a4%乳脂校正乳/(kg/d)36.79±2.1638.05±2.68能量校正乳/(kg/d)40.23±2.3441.15±2.84饲料效率1.69±0.111.68±0.17氮利用效率0.38±0.03a0.36±0.03b乳中尿素氮/(mg/L)137.10±40.30135.80±41.20注:同行数据肩标字母不同表示差异显著(P0.05),字母相同或无字母表示差异不显著(P0.05);表5、表7与此同。由图1可知,对照组奶牛SCC评分有19.70%为0分、30.30%为1分、37.88%为2分,合计87.88%处于0~2分区间,该区间内频率随体细胞评分增高而增高;YC组SCC评分有47.22%为0分、25.00%为1分、11.11%为2分,合计83.33%处于0~2分区间,频率随SCC评分增高而降低。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.13.001.F001图1不同处理组SCC评分频率图2.2YC对泌乳初期奶牛表观消化率的影响(见表4)由表4可知,YC组DM、CP、NDF和ADF表观消化率均显著高于对照组(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.13.001.T004表4YC对泌乳初期奶牛表观消化率的影响组别DMCPNDFADF对照组84.62±1.01b65.7±1.98b37.35±4.23b38.69±3.15bYC组87.89±2.35a75.41±5.33a53.18±10.04a52.54±9.93a注:同列数据肩标字母不同表示差异显著(P0.05),字母相同或无字母表示差异不显著(P0.05);表6与此同。%DM2.3YC对泌乳早期奶牛血清生化指标的影响2.3.1YC对泌乳早期奶牛能量代谢的影响(见表5)由表5可知,YC组血清尿素氮和白蛋白含量显著高于对照组(P0.05);YC组总胆固醇和低密度脂蛋白含量均高于对照组,但差异不显著(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.13.001.T005表5YC对泌乳早期奶牛能量代谢的影响项目对照组YC组催乳素/(mIU/L)148.27±49.99135.58±38.26胰岛素/(IU/L)30.64±8.9634.82±9.38血清尿素氮/(mmol/L)6.36±0.97b8.25±1.78a白蛋白/(g/L)29.84±1.95b31.4±1.35aβ-羟基丁酸/(mmol/L)0.32±0.030.33±0.03低密度脂蛋白胆固醇/(mmol/L)2.94±0.843.17±0.50甘油三酯/(mmol/L)0.05±0.030.05±0.03非酯化脂肪酸/(μmol/L)32.58±7.1131.82±4.13总胆固醇/(mmol/L)4.57±1.274.95±0.812.3.2YC对泌乳初期奶牛肝功能指标的影响(见表6)由表6可知,YC组的谷丙转氨酶、谷草转氨酶、碱性磷酸酶活性和总胆红素含量上与对照组相比差异均不显著(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.13.001.T006表6YC对泌乳初期奶牛肝功能指标的影响组别谷丙转氨酶/(U/L)谷草转氨酶/(U/L)碱性磷酸酶/(U/L)总胆红素/(μmol/L)对照组19.89±6.0557.15±14.6639.2±11.7911.73±3.48YC组18.72±4.7955.16±14.8938.17±11.6111.52±3.662.3.3YC对泌乳初期奶牛免疫指标的影响(见表7)由表7可知,与对照组相比,YC组谷胱甘肽过氧化物酶活性提高0.73 μmol/L(P0.05);YC组免疫球蛋白G含量比对照组提高0.24 g/L,但两组差异不显著(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.13.001.T007表7YC对泌乳初期奶牛免疫指标的影响项目对照组YC组超氧化物歧化酶/(U/mL)50.89±3.5550.47±4.19谷胱甘肽过氧化物酶/(μmol/L)5.70±0.966.43±1.84总抗氧化能力/(U/mL)10.02±2.2710.32±2.23丙二醛/(μmol/L)1.34±0.181.35±0.17免疫球蛋白A/(g/L)7.25±0.757.36±0.97免疫球蛋白G/(g/L)8.07±1.338.31±1.18免疫球蛋白M/(g/L)0.56±0.060.56±0.06γ-干扰素/(ng/L)31.72±3.0632.05±3.98白介素-2/(ng/L)109.28±12.55107.51±11.3白介素-6/(μg/L)315.88±60.51312.91±46.833讨论3.1YC对泌乳初期奶牛DMI和表观消化率的影响Olagaray等[6]研究发现,饲喂YC可以减少产前奶牛两次进食之间的时间间隔,显著提高进食次数,且产后进食的时间间隔同样缩短,头胎牛的DMI显著提高1.2 kg。YC具有发酵气味,能刺激奶牛食欲,改善饲料适口性。闫碧川等[7]报道,在泌乳中后期奶牛饲粮中添加500 g YC,与对照组相比,试验组DMI提高0.82 kg/d,产奶量提高1.18 kg/d,DM表观消化率提高5.47%,NDF表观消化率提高3.05%。YC本身含有一定量的消化酶和未知生长因子,能够改善瘤胃内环境,提高瘤胃微生物的活性,提高纤维素酶和蛋白酶的活性,使纤维素、半纤维素和蛋白质的消化速度与利用效率提高。纤维素和半纤维素是构成植物细胞壁的主要成分,且一些氨基酸以肽聚糖的形式存在于细胞壁中,微生物利用率较低,因此细胞壁的高效分解也可以间接提高瘤胃微生物对植物细胞中的氨基酸与碳水化合物的利用[8]。因此,饲喂YC后NDF、ADF、CP表观消化率提高,进而导致DM表观消化率的提高。3.2YC对泌乳初期奶牛乳产量与乳成分的影响王卫正[9]报道,在奶牛饲粮中添加3%YC可以提高奶牛乳产量、乳蛋白含量和乳脂率,降低SCC,纤维素和半纤维素消化率提高,为奶牛提供更多乙酸用于合成乳脂,微生物蛋白含量升高,提供更多蛋白质供奶牛合成乳蛋白。王典等[10]报道,在泌乳中后期奶牛饲粮中分别添加6种YC,结果表明,不同YC在提高乳产量、乳脂产量、乳蛋白产量和降低SCC上,均有一种或多种效果,但某两种YC在不同方面效果可能有很大差异。酵母细胞壁中的甘露寡糖有一定的抗原性,可以增强机体的非特异性免疫,提高奶牛的免疫力,使SCC降低,并维持在较低水平。本试验乳脂产量和乳产量结果与前人基本一致,饲喂YC在一定程度上提高泌乳初期奶牛DMI和纤维消化率,使奶牛从瘤胃中获取更多乙酸用于合成乳脂,一定程度上缓解泌乳初期奶牛能量负平衡。而YC组氮利用效率降低,但CP表观消化率增加,可能是奶牛将摄入的氮用于沉积,具体机制有待进一步研究。饲喂YC对降低奶牛SCC有促进作用,与前人研究结果基本一致,YC中的甘露寡糖增强非特异性免疫,提高奶牛的免疫力,降低乳房被病原菌感染的概率[11]。3.3YC对泌乳初期奶牛氮代谢和脂代谢的影响Doležal等[12]研究发现,饲喂YC对奶牛血清中Ca、P、Mg、Zn、Mn和Se含量无显著变化,而BUN含量提高,原因可能是瘤胃可降解蛋白质增多导致。本试验研究结果与前人一致,BUN含量的增加可能是由于瘤胃中微生物分解CP速率提高,氨的浓度上升,经瘤胃壁吸收后运送至肝脏,合成更多尿素,导致BUN含量上升。本试验中,YC组ALB含量的升高可能是由于奶牛摄入的蛋白质增加所致。Masek等[13]报道,饲喂奶山羊YC,血清中非酯化脂肪酸和β-羟基丁酸含量下降,TC、LDL、甘油三酯、极低密度脂蛋白胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇含量无明显变化。本试验结果与前人研究结果不尽相同,可能是YC类型、奶牛泌乳时期和试验环境差异造成的。LDL含量的增加与胆固醇合成量增加呈正相关关系,LDL可以与胆固醇结合形成低密度脂蛋白胆固醇,通过这种方式将胆固醇从肝脏运往外周组织[14]。奶牛获取胆固醇的方式主要依赖于内源胆固醇合成,而内源胆固醇合成需要经过30余步酶促反应,是高耗能过程,饥饿状态将会限制奶牛胆固醇的合成[15]。而奶牛饲料表观消化率的显著提高,可能是奶牛可以从饲粮中获取更多的能量,YC组TC增加,导致LDL含量升高。3.4YC对泌乳初期奶牛免疫力的影响刘瑾[16]研究发现,因为YC中含有的维生素B2是GSH-Px的辅因子,所以饲喂奶牛后会导致GSH-Px活性的增强,增强机体抗氧化能力。本试验结果与前人研究基本一致,试验组GSH-Px活性增强,YC中除含有维生素B2,还含有一定量的GSH,为GSH-Px催化还原型GSH、生成氧化型GSH提供底物,所以饲喂YC对增强奶牛抗氧化能力有积极作用。单强等[17]报道,饲喂YC后奶牛血清中IgG含量提高,有利于提高奶牛免疫力。本试验中试验组IgG含量上升,长期饲喂YC,与再次免疫应答相关的IgG含量将会上升。而IgG含量上升幅度并不显著,可能是由于甘露寡糖长期饲喂后,机体产生一定的耐受性,使得再次免疫应答逐渐减弱。4结论YC可以提高乳产量和乳脂产量,降低乳中SCC;可以提高泌乳初期奶牛DM、CP、NDF和ADF表观消化率,瘤胃中可降解蛋白质增加,使奶牛摄入的蛋白质增加。
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