梁稼燁,昝林森,2*

(1.西北農(nóng)林科技大學動物科技學院，陜西楊凌712100;2.國家肉牛改良中心,陜西楊凌712100)

目前全世界面臨著蛋白質(zhì)飼料資源日趨緊缺的局面。因此，如何提高反芻動物對飼料蛋白質(zhì)的利用顯得尤為重要。反芻動物進入瘤胃的飼料蛋白根據(jù)代謝途徑不同可分為兩類，分別為瘤胃降解蛋白和非瘤胃降解蛋白，前者在瘤胃中降解為氨，再經(jīng)微生物合成菌體蛋白進入真胃、小腸供動物消化利用，前人研究表明，約有30%的飼料蛋白為瘤胃降解蛋白[1]。因此，提高瘤胃降解蛋白即瘤胃中氨的利用對飼料中蛋白質(zhì)的高效利用有顯著的影響。

益生菌是一種可通過改變宿主動物腸道菌群而對動物產(chǎn)生有利影響的活性微生物飼料添加劑?；钚愿山湍缸鳛橐环N益生菌制劑，主要是指酵母被干燥并保持其發(fā)酵能力，并且每克產(chǎn)品含酵母活菌數(shù)不少于于15×109的產(chǎn)品。二十世紀20年代，活性干酵母即作為反芻動物的營養(yǎng)補充劑而應用于動物生產(chǎn)中[2]。研究表明活性干酵母具有提高反芻動物粗飼料的利用率和穩(wěn)定瘤胃pH等營養(yǎng)學的作用[3-4]。雖然活性干酵母在反芻動物生產(chǎn)中已經(jīng)得到了廣泛的應用，但其對于反芻動物蛋白飼料消化和利用機理仍需進一步研究。

本試驗以秦川牛肉用新品系(以下簡稱秦川肉牛)作為研究對象，分別添加不同水平活性干酵母(0、30、60g/d)，研究活性干酵母對秦川肉牛瘤胃飼料蛋白降解和瘤胃氨態(tài)氮、菌體蛋白的影響，以期為活性干酵母調(diào)控秦川肉牛對飼料蛋白利用提供科學依據(jù)，同時為其生產(chǎn)應用提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 試驗動物及材料

選擇3頭安裝有永久性瘤胃瘺管的秦川肉牛作為試驗動物，試驗在西北農(nóng)林科技大學國家肉牛改良中心良繁場進行?；钚愿山湍窼. cerevisiae(純酵母活菌，活菌數(shù)≥200 億/g，干物質(zhì)含95%)。

1.2 試驗設計及飼養(yǎng)管理

試驗設計為三個干酵母菌添加量水平：對照組Ⅰ(0 g/d)、低水平組Ⅱ(30 g/d 濃縮飼料)和高水平組Ⅲ(60 g/d 濃縮飼料)。試驗共110 d，其中預飼期10 d，正式期100 d。試驗分為三個階段，每個階段3頭秦川肉牛飼糧分別添加上述不同水平的活性干酵母，每個階段間隔5 d調(diào)整期。

試驗牛采用拴系方法飼喂，每天于08:30和16:30分兩次飼喂，飼喂后0.5 h飲水。飼喂時將每頭牛所需的活性干酵母混入飼糧精料中，再將精料放入粗料上，粗料自由采食，統(tǒng)一飼喂，保證每頭試驗牛每天應有5%～10%的剩料量。在試驗開始前，對瘺管試驗牛進行驅(qū)蟲處理，對牛舍進行消毒。試驗期間，每天觀察試驗牛的采食、飲水、排泄等行為以及精神狀況。

飼糧的配制是根據(jù)中國肉牛飼養(yǎng)標準(NY/T 815-2004)中的營養(yǎng)需要量以及實際飼喂的要求。精料要求保持等能等氮。粗料以玉米青貯和小麥麥秸為主，精飼料配方及營養(yǎng)成分見表1。

表1 飼料原料和營養(yǎng)水平基礎飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎) %

注：(1)預混料為每千克含有One kilogram of premix contains the following: VA 190000 IU，VD 75000 IU，VE 1500000 IU，Zn 4600mg，F(xiàn)e 6800mg，Cu 1000 mg，I 53 mg，Se 2700mg，Co 53mg，水分≤10.0%。

(2)綜合凈能為計算值，其余為實測值。

1.3 樣品的采集與測定

1.3.1 樣品的采集與制備 在每個試驗期第26 d至30 d，晨飼后2 h等量采集瘤胃中上、下、左、右四方位的瘤胃液，均勻混合。將采集好的瘤胃液經(jīng)四層滅菌脫脂紗布過濾，量取50 mL加入離心管中加入盛有5 mL、6 mol/L鹽酸的離心管中，-20℃保存，待測氨態(tài)氮濃度；另取50 mL于離心管中，-20℃保存，待測VFA及MCP含量。

1.3.2 氨態(tài)氮濃度的測定 參照馮宗慈比色法測定[5]。

1.3.3 VFA的測定 VFA使用氣相色譜儀進行測定[6]。

1.3.4 MCP的測定 參照《蛋白質(zhì)化學研究技術與進展》[7]。

1.3.5 飼料降解率測定 本試驗選用由市場購買的四種蛋白含量較高飼料：苜蓿干草、豆粕、菜粕、棉粕。采樣后用“四分法”獲取樣品，樣品65 ℃烘干24 h。選用孔徑為38 μm的尼龍布，制成80 mm×120 mm的尼龍袋，樣品65 ℃烘干24 h，稱重備用[8]。準確稱取5 g樣品放入已知重量的尼龍袋中。每個時間點同一瘺管牛設3個重復袋，設五個時間點，3頭牛共45個尼龍袋。樣品裝袋后于晨飼前同一時間點放入瘤胃腹囊中，然后把尼龍繩拴在瘺管蓋的鉤子上，固定。在放袋后的6 h、12 h、24 h、36 h和48 h，快速取出對應的尼龍袋，并立即放入冰水中，停止發(fā)酵。取出的袋子用自來水沖洗至澄清為止，65℃烘干至恒重，用分析天平稱重。之后將尼龍袋內(nèi)的殘余物粉碎，過1 mm孔篩，用于測定營養(yǎng)成分[9]。

1.4 統(tǒng)計分析

對所有樣本的測定結(jié)果使用Excel 2007進行數(shù)據(jù)的初步整理，采用SPSS17.0軟件進行分析處理，LSD法檢驗組間的顯著性，結(jié)果表示為平均值±標準差。

2 結(jié)果與分析

2.1 活性干酵母的添加對飼料CP降解率的影響

由表2可知，苜蓿干草CP的降解率在12 h時Ⅲ組顯著高于Ⅰ組與Ⅱ組(P<0.05)，分別高出了3.83%和2.16%；24 h時Ⅲ組顯著高于Ⅰ組(P<0.05)，高出了4.39%；48 h時Ⅱ組、Ⅲ組顯著高于Ⅰ組(P<0.05)，分別高出了2.09%和3.12%。豆粕CP的降解率在3h時Ⅲ組顯著高于Ⅰ組與Ⅱ組(P<0.05)，分別高出了3.04%和1.80%；6 h時Ⅲ組顯著高于Ⅰ組(P<0.05)，高出2.60%。菜粕CP的降解率在3 h時Ⅲ組顯著高于Ⅰ組和Ⅱ組(P<0.05)，分別高出3.89%和3.16%；24 h、48 h時Ⅲ組顯著高于Ⅰ(P<0.05)；分別高出了4.47%和2.27%。棉粕12 h時Ⅱ組、Ⅲ組顯著高于Ⅰ(P<0.05)，分別高出了1.34%和4.33%。

苜蓿干草的EDCP在Ⅱ組、Ⅲ組顯著高于Ⅰ組(P<0.05)，分別高出了2.12%和2.77%。豆粕的aCP隨干酵母添加水平的升高而升高，三組之間差異顯著(P<0.05)，Ⅲ組比Ⅱ組高出了2.38%，比Ⅰ組高出了2.01%，Ⅱ組比Ⅰ組高出了0.37%。菜粕EDCP的在Ⅲ組顯著高于Ⅰ組(P<0.05)，高出了3.25%。棉粕的cCP在Ⅲ組顯著低于Ⅰ組(P<0.05)，低了0.01 %/h。

表2 活性干酵母對不同粗飼料粗蛋白(CP)瘤胃降解率的影響

2.4 活性干酵母的添加對瘤胃發(fā)酵參數(shù)的分析

由表3可知，隨著酵母添加水平的增加，瘤胃氨態(tài)氮濃度降低，Ⅲ組比Ⅰ組降低了1.26 mg/100mL，比Ⅱ組降低了1.02 mg/100mL，各組分之間差異顯著(P<0.05)。瘤胃內(nèi)總揮發(fā)酸濃度增加，Ⅲ組比Ⅰ組升高了34.27 mmol/L，比L組升高了4.80 mmol/L，各組分之間差異顯著(P<0.05)。瘤胃內(nèi)菌體蛋白濃度增加，Ⅲ組比Ⅱ組高了11.91 mg/100mL，Ⅲ組比Ⅰ組高了18.70 mg/100mL，三組之間差異顯著(P<0.05)。

表3 活性干酵母對秦川牛瘤胃發(fā)酵的影響

3 討論

氨態(tài)氮濃度反映了瘤胃對飼料中蛋白質(zhì)分解利用率的水平，瘤胃中的氨態(tài)氮是一種變化的動態(tài)過程，影響氨態(tài)氮濃度的有來源和去路兩個方面。氨態(tài)氮有三方面的來源：(1)瘤胃內(nèi)飼料中含氮物質(zhì)的降解。瘤胃微生物能快速降解日糧中的蛋白質(zhì)和非蛋白氮等含氮物質(zhì)，降解產(chǎn)物便是氨態(tài)氮；(2)菌體蛋白在瘤胃內(nèi)降解。數(shù)量巨大、更新速度快的瘤胃微生物，在死掉后，細胞內(nèi)的菌體蛋白會重新被降解為氨態(tài)氮[10]；(3)瘤胃尿素氮循環(huán)。反芻動物瘤胃中的氨，除了被微生物用來合成蛋白以外，還有一部分經(jīng)瘤胃壁和后段胃腸道吸收。被吸收的氨經(jīng)門靜脈進入肝臟，通過鳥氨酸循環(huán)轉(zhuǎn)變成尿素，其中一部分經(jīng)唾液重新進入瘤胃，其余則經(jīng)尿排出。進入瘤胃的尿素，經(jīng)微生物脲酶作用，被降解成氨態(tài)氮。同樣，氨態(tài)氮也有三個方面的去路：(1)合成微生物蛋白。瘤胃相關微生物可以利用氨態(tài)氮合成自身的蛋白[11]；(2)隨食糜進入后段消化道[12]；(3)通過瘤胃壁的吸收。前人研究認為雖然高濃度的氨態(tài)氮有利于微生物合成菌體蛋白，過高濃度的氨會造成反芻動物的中毒，過多的氨主要是通過尿液以尿素的形式排出體，尿素在空氣中快速分解成NH3/NH4+然后迅速氧化成N2O造成氨能的浪費和環(huán)境問題[13]。研究表明，瘤胃中氨態(tài)氮濃度在6～30 g/dl時不會產(chǎn)生不良的影響，所以適當降低氨態(tài)氮的濃度不僅不會影響家畜的正常生產(chǎn)性能和代謝健康，還對瘤胃環(huán)境的保護以及能源的節(jié)約有著積極的影響[14]。

瘤胃中的粗蛋白降解率主要是由于不同種類粗蛋白發(fā)酵的難易程度差異與微生物降解時間決定的[15]。本試驗研究表明，添加活性干酵母對苜蓿干草、豆粕以及菜粕的CP降解率效果較優(yōu)，提高了苜蓿干草和菜粕的有效降解率。Paryad等研究認為是因為酵母分泌的營養(yǎng)物質(zhì)可以促進蛋白分解菌生長(如溶纖維丁酸弧菌、嗜淀粉瘤胃桿菌等)，增強其活性，從而提高了飼料中CP的消化率[16]。Yoon等的研究結(jié)果表明，在奶牛飼糧中添加釀酒酵母培養(yǎng)物，可以提高其瘤胃中蛋白分解菌的數(shù)量。瘤胃總菌量的增加尤其是蛋白分解菌量的增加，使更多的飼料蛋白和非蛋白氮轉(zhuǎn)化成菌體蛋白，這些菌體蛋白隨食糜進入真胃和十二指腸被機體消化吸收，提高了過瘤胃蛋白質(zhì)的質(zhì)量[17]。

氨態(tài)氮濃度反映了瘤胃對飼料中蛋白質(zhì)分解利用率的水平，瘤胃中的氨態(tài)氮是一種變化的動態(tài)過程。研究表明，瘤胃中氨態(tài)氮濃度在6～30 g/dL是不會對機體產(chǎn)生不良影響的，所以適當降低氨態(tài)氮的濃度不僅不會影響家畜的正常生產(chǎn)性能和代謝健康，還對瘤胃環(huán)境的保護以及能源的節(jié)約有著積極的影響[18]。本試驗結(jié)果表明，活性干酵母的添加顯著降低了瘤胃氨態(tài)氮的含量。從本試驗中活性干酵母對瘤胃TVFA和MCP的顯著影響可知，活性干酵母的添加不僅增加了瘤胃內(nèi)總菌數(shù)量，并且升高了TVFA的濃度，TVFA被細菌利用產(chǎn)生更多的碳骨架，瘤胃液中氨態(tài)氮被更多的作用于合成MCP[19]，會導致氨態(tài)氮濃度降低。另外，活性干酵母促進了飼料中纖維素的降解，從而加快了食糜的過瘤胃速度，其結(jié)果便是更多的氨態(tài)氮也隨之外流。

4 結(jié)論

日糧中添加活性干酵母具有提高秦川肉牛飼料CP的降解速率的作用，不同飼料的CP降解率變化水平與其特性有關；日糧中添加活性干酵母，具有降低秦川肉牛瘤胃氨態(tài)氮濃度、提高總揮發(fā)酸濃度和菌體蛋白濃度的作用，能夠提高肉牛瘤胃對飼料蛋白的降解利用率。