喬國華，李桂杰，肖志剛，徐彩紅，解鐵民

(沈陽師范大學糧食學院，遼寧 沈陽 110034)

幾種發(fā)酵飼料對高纖維日糧后備牛的生長性能、抗氧化功能和免疫狀態(tài)的影響

喬國華，李桂杰，肖志剛，徐彩紅，解鐵民

(沈陽師范大學糧食學院，遼寧 沈陽 110034)

使用2個試驗研究了幾種發(fā)酵飼料，耐鹽短桿菌、啤酒酵母和白腐真菌對高纖維日糧營養(yǎng)物質(zhì)消化率、后備牛生長性能、血液抗氧化功能和免疫狀態(tài)的影響。試驗分為4個處理組，即對照組、白腐真菌發(fā)酵飼料組、啤酒酵母發(fā)酵飼料組和耐鹽短桿菌發(fā)酵飼料組。每頭牛每天飼喂50 g發(fā)酵飼料，每種發(fā)酵飼料均含有活菌1×109CFU/g。試驗1的結(jié)果表明，這3種發(fā)酵飼料對后備牛的干物質(zhì)采食量沒有顯著影響，耐鹽短桿菌發(fā)酵飼料提高了后備牛的平均日增重、末體重和飼料效率(P<0.05)，基礎(chǔ)日糧中添加耐鹽短桿菌提高了日糧干物質(zhì)和有機物質(zhì)的消化率(P<0.05)。試驗2的結(jié)果表明，耐鹽短桿菌發(fā)酵飼料改善了后備牛血液抗氧化功能，超氧化物歧化酶濃度高于其它處理組(P<0.05)，丙二醛濃度低于其它處理組(P<0.05)。同時，耐鹽短桿菌發(fā)酵飼料降低了前列腺素濃度和細胞干擾素的濃度(P<0.05)。3種發(fā)酵飼料對后備牛白細胞介素-2、白細胞介素-4、白細胞介素-6和白細胞介素-10均沒有影響(P>0.05)，對后備牛免疫球蛋白M、免疫球蛋白A和免疫球蛋白G也沒有影響(P>0.05)。

發(fā)酵飼料；生長性能；抗氧化功能；免疫；后備牛

飼養(yǎng)后備牛的一個重要目標是使用高纖維日糧在初次配種或者產(chǎn)犢時獲得較高的體重。在試驗生產(chǎn)中曾經(jīng)使用抗生素(莫能菌素等)或者注射牛生長激素(bST)，雖然這些方法在生產(chǎn)實踐中獲得了成功，但是，處于食品安全的考慮，這些添加劑并不受到廣大群眾的認可。目前，歐盟和中國已經(jīng)禁止了通過使用抗生素來提高反芻動物生產(chǎn)性能的方法。廣大的動物營養(yǎng)學者開始嘗試使用綠色安全的制劑來替代抗生素和牛生長激素，如植物次級代謝產(chǎn)物[1-5]。這些制劑的使用主要是通過調(diào)節(jié)瘤胃發(fā)酵模式(改變乙酸和丙酸比例等)、提高瘤胃整體發(fā)酵能力、降低瘤胃液氨態(tài)氮的濃度和改善動物免疫狀態(tài)的作用路徑來起作用的。但是，這些制劑相對較為昂貴，在生產(chǎn)實踐中很少得到應(yīng)用推廣。發(fā)酵飼料的制作成本低，綠色安全，很多學者也展開了關(guān)于發(fā)酵飼料對反芻動物影響的試驗[6,7]，但是主要集中在對瘤胃發(fā)酵、生產(chǎn)性能的影響上，對反芻動物抗氧化性能和免疫性能的影響研究較少，尤其是在后備牛上的研究。本試驗旨在對幾種發(fā)酵飼料在高纖維日糧條件下后備牛的消化、抗氧化、飼料效率和免疫狀態(tài)進行較為系統(tǒng)的研究，為生產(chǎn)實踐提供必要的理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

試驗分為2個部分，試驗1研究發(fā)酵飼料對后備牛生長性能的影響，試驗2研究研究發(fā)酵飼料對后備牛高纖維日糧營養(yǎng)物質(zhì)消化率和血液指標的影響。

1.1 試驗1的試驗設(shè)計、后備牛的飼養(yǎng)管理

試驗采用單因素隨機區(qū)組試驗設(shè)計(RCBD)。共32頭后備牛(平均體重為231.33 kg，標準差為16.44 kg；日齡為254.55 d，標準差為18.99 d)。體重和日齡相近的后備牛分為1組，成為1個區(qū)組，每個區(qū)組8頭牛，共分4個組。在每個區(qū)組中隨機選取2頭牛重新構(gòu)成1個處理組，接受1個處理。4個處理分別為對照組、白腐真菌發(fā)酵飼料組、啤酒酵母發(fā)酵飼料組和耐鹽短桿菌發(fā)酵飼料組。每頭牛每天飼喂50 g發(fā)酵飼料。后備牛自由采食，每天飼喂2次，分別在06:00時和17:30時，自由飲水。后備牛舍為栓系式圍欄設(shè)計，每頭牛1個欄位，每天飼喂后自由運動1 h。所有的后備牛在試驗前15 d進行驅(qū)蟲。共28周的試驗周期。試驗的前2周為預(yù)飼期，后26周為試驗期。在試驗開始時(第3周)和結(jié)束時(第28周)稱量后備牛的體重，分別視為初始體重和末體重。試驗期的每一天準確記錄每頭牛的采食量。每一周對每頭牛的日糧取樣1次，-20℃凍存，最后混合在一起。置于65℃烘箱中72 h。干物質(zhì)含量采用AOAC中的方法測定[8]。

飼料配方設(shè)計見表1，其中的總可消化養(yǎng)分(TDN)和代謝能(ME)是根據(jù)NRC(2001)中的計算公式計算得到，其余的指標均為試驗室測定值。玉米秸稈(無籽實)和精飼料飼喂前進行充分混合。

每種發(fā)酵飼料中含有活菌數(shù)為1×109CFU/g。每頭牛每天飼喂50 g發(fā)酵飼料。發(fā)酵飼料在飼料投喂時加入到飼料中，確保全部采食。

表1 日糧配方和化學組分

注：預(yù)混合飼料中含有7%VE，5.8%VA，25%VD3，14.1%鹽，33.5%石粉，5.8%微量元素預(yù)混料和3%硒預(yù)混劑。

1.2 試驗2中營養(yǎng)物質(zhì)消化率的測定和血液樣本采集

試驗2在試驗1結(jié)束時開始。飼養(yǎng)管理與試驗1相同，但是取消了飼喂后的運動時間。消化率試驗期為15 d。采用Cr2O3為外源性指示劑，首先將指示劑與少量精飼料進行混合，確保每頭牛完全采食。每天飼喂250 g Cr2O3(含有10 g Cr)，連續(xù)飼喂15 d。在試驗期的第11 d開始收集糞樣和飼料樣品。200 g糞樣在每一天的08:00時和18:00時分別從直腸取得。糞樣使用6 mol/L的HCl進行噴霧處理，用來固定其中的氨態(tài)氮，置于-20℃冰柜中保存。所有的糞樣和飼料樣品置于65℃烘箱中烘干48 h。分析其中的干物質(zhì)、有機物質(zhì)、總氮、酸性洗滌纖維和Cr的含量[8]。中性洗滌纖維的含量采用Van Soest等[9]的方法進行測定，其中添加了熱穩(wěn)定性淀粉酶。Cr的含量分析采用原子吸收(Contra 300)。表觀營養(yǎng)物質(zhì)消化率，其中包括有機物質(zhì)(OM)，干物質(zhì)(DM)，中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)和總氮(N)消化率均采用如下公式進行計算：

式中，m為5 d內(nèi)的總干物質(zhì)采食量。

在試驗期的第13～15 d采集血液樣品，使用真空采血管(內(nèi)壁涂有肝素鈉)在頸靜脈每天采集10 ml血樣，樣品首先在室溫條件下靜置2 h，之后置于4℃冰箱中3 h，進行分離血清。最后血液樣品在4℃離心機3 000g，離心15 min。取上清液，置于-40℃冰柜中保存。

1.3 血清抗體的測定

血清抗體，包括免疫球蛋白A(IgA)，免疫球蛋白G(IgG)和免疫球蛋白M(IgM)使用酶聯(lián)免疫試劑盒進行測定，嚴格按照說明書中的方法進行。前列腺素(PGE2)采用同正生物公司生產(chǎn)的酶聯(lián)免疫試劑盒進行測定。

1.4 細胞因子和抗氧化指標的測定

血清中的白細胞介素-2(IL-2)，白細胞介素-4(IL-4)，白細胞介素-6(IL-6)和白細胞介素-10(IL-10)，細胞干擾素-γ(IFN-γ)的測定使用牛特異性免疫酶聯(lián)試劑盒進行分析?？寡趸笜?，其中包括谷胱甘肽過氧化物酶(GSH)，超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)的測定使用同正生物公司生產(chǎn)的試劑盒，嚴格按照試劑盒的操作說明進行測定。

1.5 統(tǒng)計分析

統(tǒng)計分析過程采用SAS8.1進行，統(tǒng)計模型為：

Yijk=μ+αi+βj+eijk，

其中μ為平均數(shù)，αi為發(fā)酵飼料的固定效應(yīng)，βj為區(qū)組效應(yīng)，eijk為隨機效應(yīng)。使用ANOVA進行方差分析和Duncan過程進行多重比較?！癙<0.05”視為差異顯著。

2 結(jié) 果

2.1 飼料效率和生長性能

幾種發(fā)酵飼料對后備牛生長性能、飼料效率和平均日增重的影響見表2。

表2 幾種發(fā)酵飼料對后備牛生長性能、飼料效率和平均日增重的影響

注：*表示P< 0.05；WRF表示白腐真菌發(fā)酵飼料，SC表示啤酒酵母發(fā)酵飼料，BB表示耐鹽短桿菌發(fā)酵飼料。

由表2可見，添加白腐真菌發(fā)酵飼料、啤酒酵母發(fā)酵飼料和耐鹽短桿菌發(fā)酵飼料對后備牛的干物質(zhì)采食量均沒有影響(P>0.05)。和對照組相比，日糧添加耐鹽短桿菌發(fā)酵飼料顯著提高了后備牛的末重、總增重和平均日增重及飼料效率(P<0.05)。白腐真菌發(fā)酵飼料顯著的降低了體增重和平均日增重(P>0.05)。

2.2 干物質(zhì)采食量和營養(yǎng)物質(zhì)消化率

幾種發(fā)酵飼料對后備牛干物質(zhì)采食量和營養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響見表3。

表3 幾種發(fā)酵飼料對后備牛干物質(zhì)采食量和營養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響

注：*表示P< 0.05；WRF表示白腐真菌發(fā)酵飼料，SC表示啤酒酵母發(fā)酵飼料，BB表示耐鹽短桿菌發(fā)酵飼料。

由表3可見，添加3種發(fā)酵飼料對中性洗滌纖維，酸性洗滌纖維和總氮的消化率沒有顯著影響(P>0.05)。然而，耐鹽短桿菌發(fā)酵飼料顯著的提高了日糧干物質(zhì)和有機物質(zhì)的消化率(P<0.05)。

2.3 抗氧化功能和免疫狀態(tài)

幾種發(fā)酵飼料對后備?？寡趸δ芎兔庖郀顟B(tài)的影響見表4。

由表4可見，日糧添加白腐真菌發(fā)酵飼料、啤酒酵母發(fā)酵飼料和耐鹽短桿菌發(fā)酵飼料對血清IgA，IgG和IgM濃度沒有顯著影響(P>0.05)。耐鹽短桿菌發(fā)酵飼料顯著降低了血清IFN-γ的濃度(P<0.05)。四個處理組間的IL-2，IL-4，IL-6和IL-10濃度沒有顯著差異(P>0.05)。耐鹽短桿菌發(fā)酵飼料顯著降低了血清PGE2的濃度(P<0.05)。耐鹽短桿菌發(fā)酵飼料分別顯著的提高了血清SOD的濃度和降低了MDA的濃度(P<0.05)。3種發(fā)酵飼料的添加均對GSH的濃度沒有影響(P>0.05)。

表4 幾種發(fā)酵飼料對后備?？寡趸δ芎兔庖郀顟B(tài)的影響

注：*表示P< 0.05；WRF表示白腐真菌發(fā)酵飼料，SC表示啤酒酵母發(fā)酵飼料，BB表示耐鹽短桿菌發(fā)酵飼料。

3 討論

3.1 干物質(zhì)采食量、營養(yǎng)物質(zhì)消化率和生長性能

3種發(fā)酵飼料對后備牛干物質(zhì)采食量沒有顯著影響，說明它們對日糧的適口性沒有影響。這個結(jié)果與很多學者在泌乳牛中的研究較為一致[6-7]。據(jù)Jiang等[10]報道，發(fā)酵飼料可以改變牛瘤胃微生物的區(qū)系和比例構(gòu)成。如，啤酒酵母發(fā)酵飼料可以提高瘤胃主要的纖維降解菌(溶纖維丁酸弧菌、產(chǎn)琥珀酸絲狀桿菌、白色瘤胃球菌和黃化瘤胃球菌)的數(shù)量。這些菌數(shù)量的提高勢必會提高日糧纖維的消化率。但是，本試驗中啤酒酵母并沒有提高日糧中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的消化率。可能的解釋是，本試驗中采用的是粗飼料占80%的高纖維日糧，而發(fā)酵飼料的作用受到日糧精粗比例的影響很大，以往的試驗研究多數(shù)都基于精粗比例為50∶50的日糧條件下的。本試驗采用每頭牛添加50 g的發(fā)酵飼料，如果加大發(fā)酵飼料的飼喂量，可能會提高纖維物質(zhì)的消化率，這需要進一步的研究。白腐真菌發(fā)酵飼料一直被用來幫助反芻動物分解纖維物質(zhì)，從而使動物獲得很多的能量。但是，一般常用在對粗飼料的預(yù)處理上，如黃貯和微貯。本試驗?zāi)康氖菍赘婢臃N在后備牛的瘤胃中，以期幫助后備牛消化高纖維日糧，但是，結(jié)果表明其并沒有效果，說明白腐真菌在瘤胃中并不能很好的存活，或者其在瘤胃中的活力很低。耐鹽短桿菌發(fā)酵飼料成功的提高了日糧有機物質(zhì)的消化率，但是纖維物質(zhì)，如NDF或者ADF的消化率也沒有提高，說明耐鹽短桿菌主要的作用是提高非纖維性碳水化合物(單糖、淀粉等)的消化率。耐鹽短桿菌可能對瘤胃中降解淀粉的細菌(瘤胃短桿菌、反芻獸新月形單胞菌等)有很好的刺激作用，這需要進一步使用分子水平的試驗進行定量研究。耐鹽短桿菌發(fā)酵飼料提高了后備牛的生產(chǎn)性能的主要原因可能是其提高了日糧的干物質(zhì)和有機物質(zhì)的消化率。

3.2 抗氧化功能

普遍認為血液SOD和GSH的濃度與動物的抗氧化功能是正相關(guān)的，而丙二醛(MDA)的濃度(細胞膜脂質(zhì)氧化的終產(chǎn)物)與動物的抗氧化功能是負相關(guān)的。據(jù)文獻報道，當動物處于比較差的抗氧化狀態(tài)下，血液中的SOD和GSH濃度降低，MDA的濃度升高[11-12]。這時動物的生產(chǎn)性能也是下降的，因為細胞膜中的不飽和脂肪酸受到氧化，膜失去了完整性，繼而失去了部分功能。我們目前的試驗結(jié)果與這個論斷一致。添加耐鹽短桿菌發(fā)酵飼料提高了血液中的SOD和GSH的濃度，降低了MDA的濃度。這使得后備牛處于一個較好的抗氧化狀態(tài)下，從而這個處理組的牛表現(xiàn)出了較好的生產(chǎn)性能。

3.3 免疫狀態(tài)

近些年關(guān)于免疫與營養(yǎng)的關(guān)系研究較多，其中包括家禽[12-14]、豬[15-16]和奶牛[17-19]。以上這些研究表明當動物處于較好的免疫狀態(tài)時，它們的生產(chǎn)性能是相對較高的。一些在人的臨床治療上的研究表明，一些菌劑也確實能夠改善免疫狀態(tài)。我們目前的研究結(jié)果表明，耐鹽短桿菌發(fā)酵飼料有提高后備牛免疫狀態(tài)的作用，這個結(jié)果與以上研究結(jié)果相一致。試驗中發(fā)現(xiàn)耐鹽短桿菌發(fā)酵飼料與其他處理組相比，后備牛血清中含有較低濃度的PGE2和IFN-γ。從發(fā)表的文獻中可以得出結(jié)論，PGE2在調(diào)控免疫細胞合成細胞因子方面起到非常重要的作用。據(jù)報道，當動物處于急性或者慢性炎癥生理狀態(tài)時，PGE2和IFN-γ的濃度是較高的[20-22]。試驗后備牛血液中較低濃度的PGE2和IFN-γ說明了后備牛處于一種較好的免疫狀態(tài)。

4個處理組之間的IL-2，IL-4，IL-6和IL-10的濃度幾乎沒有差異，這個研究結(jié)果與Sun 等[17]的報道不一致，其研究中采用十二指腸灌注營養(yǎng)的方式研究了枯草芽孢桿菌對泌乳牛免疫狀態(tài)的影響，結(jié)果顯示其能夠升高IL-2的濃度。本試驗中的耐鹽短桿菌與枯草芽孢菌在種屬特異性上較為接近，但是沒有提高后備牛IL-2的濃度，其中潛在的機制需要進一步研究。IFN-γ是Th 1淋巴細胞分泌的一種可以介導免疫反應(yīng)的細胞因子。據(jù)Blok等[23]報道，當機體暴露在病原微生物或者炎癥條件下，T細胞受到抑制，繼而T細胞源性細胞因子的產(chǎn)量將降低，血液中的IFN-γ的濃度上升。本試驗中飼喂耐鹽短桿菌后備牛較低的IFNγ濃度表明，耐鹽短桿菌可以有效的降低IFN-γ，使后備牛處于較好的免疫和生理狀態(tài)。

4 結(jié)論

在高粗飼料日糧條件下，飼喂后備牛50 g/d耐鹽短桿菌發(fā)酵飼料可以提高日糧干物質(zhì)和有機物質(zhì)總胃腸道表觀消化率，提高平均日增重和飼料效率。耐鹽短桿菌發(fā)酵飼料可以改善后備牛的抗氧化功能和免疫狀態(tài)。飼喂耐鹽短桿菌發(fā)酵飼料的后備牛生長性能提高可能是由于營養(yǎng)物質(zhì)消化率提高了，也可能是由于抗氧化功能提高了，也有可能是免疫狀態(tài)改善了，或者以上原因都存在。

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(責任編輯：梅 竹)

Effect of several fermented feeds on growth performance,blood antioxidant function and immune in Chinese Holstein dairy heifer fed high fiber diet

QIAO Guo-hua,LI Gui-jie,XIAO Zhi-gang,XU Cai-hong，XIE Tie-min

(College of Grain Science and Technology,Shenyang Normal University,Shenyang 110034,China)

Two experiments were carried out to investigate the effects of supplemental several fermented feeds,Whiterotfungi(WRF),Saccharomycescerevisiae(SC) andBrevibacterium(BB) on growth performance,blood antioxidant function and immune in Holstein dairy heifers fed high fiber diet.Experiment 1 indicated that the addition of three fermented feeds(1×109CFU/g,50 g per head per day) had no effect on dry matter intake.BB supplementation increased heifers' average daily gain (ADG) and final body weight,feed efficiency,and the digestibility of dry matter and organic matter (P<0.05).Experiment 2 indicated that BB supplementation improved the blood antioxidant function with higher concentration of superoxide dismutase (SOD) and lower concentration of malondialdehyde (MDA)(P<0.05),and improved immune with lower concentrations of prostaglandin E2(PGE2) and immunoreactive fibronectin (IFN-γ)(P<0.05).All the three fermented feeds had no effect on blood interleukin-2,interleukin-4,interleukin-6 and interleukin-10,respectively (P>0.05)，and had no effect on blood immunoglobulin A (IgA),immunoglobulin M (IgM) and immunoglobulin G(IgG),respectively (P>0.05).

fermented feed;growth performance;blood antioxidant function;immune;Holstein dairy heifer

2017-01-16；

2017-03-19

遼寧省科技廳農(nóng)業(yè)攻關(guān)項目(2015211003)；遼寧省自然基金項目(201602675)。

喬國華(1980-)，男，高級畜牧師，主修動物營養(yǎng)與飼料科學。

李桂杰(1959-)，女，教授，主要研究方向為糧食加工利用與儲藏工程。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.04.014

S816.32

A

1003-6202(2017)04-0053-06