微生态制剂在奶牛生产中的应用

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　　微生态制剂在奶牛生产中的应用

　　王振华 王迪 黄雅杰

　　摘要：动物微生态制剂是一种新型饲料添加剂，在动物饲料上被广泛应用，本文就芽孢杆菌、乳酸菌、光合细菌、酵母及其酵母培养物、曲霉菌制剂进行综述，分别阐述其作为新型饲料添加剂的生理作用特点，并进一步综述了对产奶量和奶品质的影响，为微生态制剂在奶牛上的应用的研究提供基础资料。

　　关键词： 微生态制剂 奶牛
　　动物微生态制剂(Animal Microecological preparation OR AMP)是指在动物微生态学理论的指导下，采用有益微生物，经培养、发酵、干燥等特殊工艺制成的对人和动物有益的生物制剂或活菌制剂，又称益生菌剂，国外命名Probiotics，国内营养界将其译为益生素。依据微生物的菌种种类可划分为芽孢杆菌制剂(包括梭状芽孢杆菌制剂)、乳酸菌制剂、酵母菌制剂、霉菌制剂，光合细菌类制剂等。
　　动物微生态制剂是近年来随着微生态学的发展而新星发展的新型饲料添加剂，它克服了抗生素所带来的药物残留、菌群失调、耐药菌株的增加以及粪便污染等种种弊端。目前，微生态制剂在单胃动物(仔猪)、家禽和水产类(鱼、虾)应用较多，并且在预防仔猪腹泻、提高肉仔鸡料肉比、提高产蛋量及改善环境污染等方面取得了显著的成就。但国内在反刍动物，尤其在奶牛上的应用还不成熟，国外研究表明在反刍动物日粮中添加益生素可以提高奶牛生产性能，控制疾病发生，促进生长，提高饲料利用率和产品品质，现就目前应用的基本状况综述如下。
　　1微生态制剂的生理作用特点
　　1.1芽孢杆菌
　　芽孢杆菌在动物消化道中仅零星存在，大多数为好氧菌或兼性好氧菌(丁酸梭状芽孢杆菌为严格厌氧菌)，其活菌制剂进入动物消化道后不增殖，不定居，但其内生孢子能迅速复活发育。其在胃肠道中的作用主要表现在三个方面：
　　作者简介：王振华(1976- )，女，在读博士。主要从事动物传染病的教学及科研工作和动物微生态制剂的研究
　　及开发。联系电话：13608234396，联系地址：四川省成都市温江区成都农业科技职业学院畜牧兽医分院。
　　其一，芽孢杆菌内生孢子复活发育过程中产生活性很强的包外酶—蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、糖苷酶等多种酶类，同时还产生降解植物饲料中非淀粉多糖的酶—果胶酶、纤维素酶、葡聚糖酶，这些活性酶直接作用动物消化道的“酶池”，降解饲料中相应的营养成分，提高饲料中营养成分的消化，从而提高蛋白质和能量的利用率，降低料肉比。间接作用是这些活性酶刺激机体本身酶的活性，从而提高动物的生产性能。其二，芽孢杆菌内生孢子复活发育过程中还产生维生素B和维生素K，并且富含多种氨基酸[1]，这些物质直接为动物提供营养元素。其三，芽孢杆菌在其复活发育过程中产生多肽类抗生素、细菌素、毒蛋白等，这些物质对大肠杆菌、沙门氏菌、绿脓杆菌等有害微生物起竭抗作用，从而促进有益菌群(双歧杆菌、乳酸菌、拟杆菌)的增殖，维持肠道的微生态平衡。
　　另芽孢杆菌可以产生内生孢子，能够抵抗高温、高压，在饲料加工、贮藏、运输的过程中不失
　　去活性;芽孢杆菌还对酸、碱、胆汁等具有很好的耐受性，能够耐受反刍动物瘤胃内的酸性环
　　境。
　　1.2乳酸菌
　　此类制剂应用最早，种类繁多，为一类能分解糖类以产生乳酸为主要代谢产物的革兰氏阳性菌 [2]。目前主要应用的有嗜酸乳杆菌、双歧杆菌和粪链球菌等。乳酸菌在单胃动物及家禽消化道内发挥的生理功能已被初步证实，但在反刍动物胃肠道内的作用机理还没有明确的阐述，笔者总结大量资料得出以下结论。
　　1.2.1乳酸菌产生多种酶系及代谢产物
　　乳酸菌不仅具有一般微生物所产生的酶系，还产生特殊的酶系，如多糖酶系、分解乳酸菌增长酶系、分解亚硝酸铵酶系、降低胆固醇酶系、分解脂肪酶系、各种维生素合成酶系[3]，这些酶系不仅本身可以加速乳酸菌的生长，还可以保持肠道菌群平衡。另乳酸菌还可以产生一些次生性代谢产物，如乳酸杀菌素、嗜酸菌素及抗微生物蛋白，这些物质可以有效的抑制和杀灭肠道有害微生物和调节肠道的酸碱度 [ 4 ]。
　　1.2.2粘附和定植能力
　　乳酸菌能够粘附肠黏膜上皮，粘附是指细菌与肠上皮细胞通过生物化学作用产生的特异性的粘连[5]。粘附是定植的第一步，不能粘附于肠上皮细胞表面的细菌，只能是过路菌而不能在肠道内定植，也就不能充分发挥生理功能，粘附又是构成正常菌群定植抗力的主要力量，其通过粘附和定植在肠道内构成生物屏障，抵御外来致病菌的入侵，保护机体免受外界因素的损害。
　　1.2.3增强免疫功能
　　乳酸菌对动物机体免疫起增强作用，一方面激活巨噬细胞的吞噬作用;另一方面在肠道内定植形成生物屏障，两方面共同作用发挥特异性和非特异性免疫功能。
　　1.2.4营养作用
　　乳酸菌的营养作用主要表现在乳酸菌分解饲料中的蛋白质、糖类、脂肪等，能显著提高饲料的消化率，促进消化吸收，提高饲料转化率;乳酸菌本身可产生乳酸、乙酸及短链脂肪酸，合成维生素B族和促生长因子，直接为动物提供营养。
　　1.3酵母及其酵母培养物
　　大量研究表明，酵母产品的主要生理效应是改善瘤胃的发酵方式，其在瘤胃内潜在的作用方式是通过酵母活细胞或其中的某些微生物生长因子来激发瘤胃微生物的活力和促进微生物增殖，尤其是纤维素分解菌，乳酸利用菌等有益微生物[6，7，8]，从而促进氨的利用，增加蛋白合成，提高纤维素消化率和挥发性脂肪酸的产量，最终提高了营养物质的代谢率和利用率，研究证实酿酒酵母也能通过和牛链球菌竞争葡萄糖防止乳酸积累，并且可能通过提供氨基酸和维生素刺激埃氏巨球形菌利用乳酸[9]。也有文献证实在有甲烷菌存在的条件下，酵母可刺激产乙酸菌，它可以使发酵作用更有效。另一个提高瘤胃发酵的原因是酵母能消耗瘤胃内过多的氧气，从而为瘤胃厌氧菌创造一个理想的环境。
　　其次酵母细胞及其培养物进入胃肠道后繁殖，微生物活力显著加强，能与胃肠道中的毒素和某些病原菌结合，有效抑制动物机体对毒素的吸收和病源微生物在胃肠道粘膜的定植，从而增强动物机体抗病力;另酵母细胞进入肠道中能刺激动物机体免疫功能[2]，增强机体的抵抗力，提高反刍动物的生产性能。
　　最后，酵母菌作为单细胞生物，蛋白含量很高，含有8～12种氨基酸，其中必需氨基酸含量很高;酵母菌还富含脂肪和维生素，特别是B族维生素多达9种，这些物质直接为动物提供营养。
　　1.4曲霉菌
　　曲霉菌对反刍动物的作用机理目前还没有一个完整的说法，大多数学者认为曲霉菌提高饲料中粗纤维、可消化干物质、粗蛋白及有机物的消化，但也有人认为曲霉菌的主体功能是酶，包括柠檬酸合成酶、NAD—柠檬酸异构体脱氢酶、NADP—柠檬酸异构体脱氢酶、氧化戊二酸脱氢酶、丙酮酸羟化酶、纤维素酶、淀粉酶等20多种酶系，这些酶系对饲料的消化吸收起主要作用。
　　1.5光合细菌(Photosynthetic bacteria,PSB)
　　光合细菌为单细胞、无毒、营养丰富的菌体，其用作饲料添加剂不仅能促进动物生长，提高生产性能，抵抗疾病，而且还可以改善产品品质。目前光合细菌作饲料添加剂使用的生理功能主要是其营养价值。
　　光合细菌菌体细胞含有丰富的蛋白质，一般含量高达64.15～66.0%，超过其它菌体含量，且蛋白质品质良好，被认为是一种优质的蛋白原。光合细菌还含有多种维生素，尤其是B族维生素含量丰富，VB12、泛酸、叶酸、生物素的含量远远高于酵母蛋白。另外光合细菌还含有粗脂肪、动物和人体所必须的8种氨基酸(赖、蛋、苏、组、异亮、亮、苯丙、颉)，且各种氨基酸含量均等。除此之外还含有微量元素、钙、磷等营养元素。
　　光合细菌在生长代谢的过程中还产生细胞色素—辅酶Q10 (1774～3399ug/g)、类胡萝卜素和菌绿素等生理活性物质[10，11]。这些物质具有保护心机、提高机体细胞活性、改善细胞能量供应，全面改善动物的身体健康状态、提高机体的免疫能力及提高产品质量。
　　光合细菌具有很强的抑制肠道中有害菌生长和排除肠内毒素的功能。光合细菌能利用许多有机物质如有机酸、醇、糖类转化某些有毒物质，如H2S和某些芳香族化合物。
　　2微生态制剂在奶牛生产上的应用
　　2.1芽孢杆菌制剂
　　目前国内芽孢杆菌制剂在反刍动物上的应用比较少，岳寿松等用芽孢杆菌复合制剂饲喂奶牛发现试验组产奶量比对照组增加7.26%，奶比重增加0.048%，同时夏季产奶量下降的幅度为6.1%，比对照组低11.3%[12]。张沛等用芽孢杆菌复合制剂提高羔羊痢疾的治疗效果[13]。四川农业大学研制的“调痢生”用于预防犊牛下痢具有较好的效果。Kozasa(1986)等研究表明育肥牛饲料中添加Toyoi芽孢杆菌后，可使肉牛体重提高7%，料肉比降低7%[14]。 J D Folmer等用芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)对杂种奶牛进行试验，结果表明杂种奶牛提早成熟并且产奶量提高5%[15].。
　　2.2乳酸菌类制剂
　　Taquette和Ware[16，17] 等报道给奶牛饲喂嗜酸乳杆菌(1×109个/头/天)能增加产奶量，Jeong[18]等报道给泌乳牛饲喂乳酸杆菌和链球菌复合制剂，产奶量比对照组增加0.81Kg/d。Nado等用乳酸杆菌培养物饲喂奶牛，使产奶量提高26%，乳脂率上升0.03%。
　　2.3酵母、酵母培养物制剂
　　资料总结表明，在奶牛日粮中添加酵母及其培养物通常使奶产量提高幅度在2.53%～23.0%，平均提高百分率为6.13%，标准奶产量增长幅度在4.62～13.29%，而且在泌乳一开始添加效果较好，有的试验结果由于测试的泌乳时间不同和饲喂基础日粮不同等原因导致产奶量有不同的增降幅度。具体情况见表1。
　　另酵母及其培养物对乳品质也有一定的影响，资料总结表明在奶牛日粮中添加酵母及其培养物通常使乳蛋白含量提高0.1～0.2个百分点，乳脂率提高0.1～0.3个百分点，乳糖及干物质都有所提高，而且在泌乳开始时添加效果较好。
　　Diva等(1993)在能量、蛋白质、酸性纤维素和中性纤维素均超过NRC标准混合日粮中添加酵母时， 产奶量增加3.1%， 乳脂率提高0.29个。Wiedmeier和Aramber(1985)报道，奶牛日粮中添加酿酒酵母，可提高干物质、粗蛋白、和粗纤维消化率，提高产奶量和奶品质。Wang(2001)等报道，饲料中添加酵母培养物饲喂奶牛可提高奶牛的产奶量和奶脂率。魏时来、杨新华、吴子林、尹召华等分别用益康“XP”酵母培物饲喂奶牛，结果日均产乳量增加0.48～1.74Kg，并且乳脂率、乳糖和乳蛋白都有所增加。吴子林研究结果显示乳脂率提高5.77%，对乳糖和乳蛋白影响较小。尹召华饲喂实验结果乳脂率提高4.45%，乳蛋白提高1.10%，乳糖提高1.23%，乳比重降低0.0001，试验组比对照组乳脂率、乳蛋白、乳糖分别提高0.071Kg/(天﹒头)、0.041 Kg/(天﹒头)、0.060 Kg/(天﹒头)。但杨新华的结果乳脂率下降0.25个百分点，乳蛋白率下降0.01个百分点，其结果与有关报道相反，可能与测试次数相对较少有关，有待试验研究[19，20，21，22，23]。王士长等用酵母饲喂黑白花奶牛，产奶量均增重21.4Kg，奶中干物质上升2.05%，乳脂率上升0.35%，蛋白上升0.02%。胡诸华，马忠范用活性酵母饲喂奶牛时，每天每头添加活菌数为1.0×109个，产奶量增加7.1%(30.14 vs 28.14)， 乳脂率上升0.091个百分点，乳蛋白比实验前少下降0.002个百分点[24]。
　　表1 酵母及其培养物对奶牛产奶量的影响(单位：Kg)

	产 奶 量			标 准 奶 产 量			注 释
	对照组	试验组	百分率	对照组	试验组	百分率
Gunther（1990）	34.4	40.0	16.28	28.4	34.3	20.77	泌乳早中期
	31.9	36.6	14.73				泌乳后期
Huber（1989）	28.4	29.2	4.23
Diva（1993）			3.1			0.29
Harri＆Lobo（1998）	26.6	27.6	3.76				泌乳中后期
	28.0	29.4	5.00				泌乳后期
Harris（1992）	21.9	22.7	3.65	26.0	24.8	-4.62	泌乳早期
	35.9	36.8	2.53				商品牛大型试验
Quinonez（1988）	29.8	29.9	3.69	23.9	23.6	-1.26	基础日粮不同
	28.4	29.1	2.46	21.8	21.5	-1.38
Box（1998）	21.2	18.8	11.32
Erdman＆Shanma（1989）	25.7	25.3	-1.56	19.6	19.0	-3.06	分娩154天后
Arambel＆Kent	36.3	28.5	-21.49	29.1	29.0	-0.34
Hassi＆Webb（1990）	29.9	31.4	5.02	26.8	25.9	-3.36	泌乳早中期
Weiss（1991）	21.3	22.1	3.76
Rodriguessalazar（1991）	20.6	22.5	9.22
Wohlt（1991）	29.2	30.5	4.45	13.8	14.9	7.97	泌乳早中期
Williams（1991）	21.7	22.2	2.30	15.7	16.5	5.10	基础日粮不同
	21.1	20.6	2.43	18.1	18.8	3.87
	19.4	22.8	17.53	17.8	18.7	5.06
	21.5	24.5	13.95	17.3	19.6	13.29
Alikhani（1992）	25.5	25.1	-1.57	17.8	18.7	5.06	基础日粮不同
	25.9	24.8	-3.49	24.4	24.1	-1.23
Bernard（1992）	30.0	32.2	7.33	22.3	22.2	-0.45	泌乳早期
Kim（1992）	32.2	30.0	-6.83	20.2	20.4	0.99	泌乳早期
魏时来(2000)	26.26	27.17	3.47
杨新华（1998）	26.63	27.59	3.60				泌乳前期
	17.37	16.91	-2.65				泌乳中期
	24.84	25.48	2.58				泌乳后期
吴子林（1995）	22.51	23.43	4.09
王士长	544.3	587.6	7.96
尹召华（2002）	27.94	28.91	3.47				小群试验组
	25.39	26.58	4.67				大群试验组
胡诸华（2003）	28.14	30.14	7.1

　　2.4曲霉菌
　　在日粮中添加曲霉菌使产奶量平均提高18.38%，而且乳脂率、乳蛋白、非脂固形物等也有相应的提高，并且泌乳早期优于泌乳晚期。
　　Sievery(1997，1993)、Wiedmeier和Aramber(1985)试验证实，米曲霉能改善干物质、粗蛋白、粗纤维的消化率，提高产奶量。同时缓解奶牛夏季热应激引起的产奶量下降。同样国内苑文珠(2001)也证实此观点。Kellems等通过试验证实给泌乳牛添加米曲霉提取物可提高乳流速，使标准乳产量提高3.5%，同时还延长泌乳高峰持续的时间。Wallentine等研究发现在泌乳早期且有热应激的条件下，给泌乳牛添加米曲霉提取物，乳脂校正乳产量显著高于对照组(33.7kg/头vs 30.1kg/头)。Hingginbotham观察到给泌乳牛添加米曲霉提取物，牛奶中乳蛋白提高(3.12% vs 3.05%)，非脂固形物也提高(8.63% vs 8.51%)。王士长用米曲霉饲喂黑白花泌乳牛，奶平均增重24.8%，乳蛋白平均下降0.19%(3.25% vs 3.06%)，乳脂率增加0.07%，干物质增加0.38%[23]。
　　2.5光合细菌制剂
　　光合细菌在水产类的应用已经取得了显著成绩，用作畜禽饲料添加剂的主要对象是家禽和猪，以鸡的研究报道较多，针对反刍动物尤其是奶牛的应用较少，总结资料表明，奶牛使用每公斤光合细菌水剂可平均增奶2.5～5kg，患有胃肠疾病的奶牛使用后，效果更明显。旧维熙，王叶等(1999)用光合细菌制剂“红精灵”饲喂奶牛，结果奶牛日产奶量增加范围为1.5～4.5Kg，平均增产2.5～3Kg，平均增产幅度在10%～15%。张淑会，催焕会等(2003)给奶牛饲喂光合细菌水剂，结果发现产奶量增加2～5kg，均约增产3～5kg，平均增产幅度在10%～15%。
　　3应用前景
　　微生态制剂作为一种无毒、无残留、无污染的绿色饲料添加剂正被越来越广泛的应用，将为畜牧业的发展带来巨大的经济效益和社会效益，近年来，微生态制剂在奶牛上的应用逐渐受到重视，应用广泛的有酵母菌和曲霉菌，芽孢杆菌和乳酸菌、光合细菌等其它细菌类制剂正在试行阶段，目前对于微生态制剂的研究应用主要集中在由单一菌种向复合菌种的转变，同时针对动物的不同类型、不同生理阶段、不同饲养方式等应用不同菌种的单一或复合微生态制剂，并且微生态制剂的添加剂量和添加方式对动物的生产性能也有很大的影响。
　　参 考 文 献
　　[1] 那日苏, 成立新,桂荣等.牛用益生素的研究与应用[J]. 饲料研究，2002(12)：10-13
　　[2] 刘学剑. 饲用微生物在奶牛生产中的应用[J]. 河北畜牧兽医，2000，16(6)：33-34
　　[3] 杨建军, 赵红霞. 乳酸菌及其在畜牧生产中的应用[J]. 畜禽业，2002，(8)：36- 38
　　[4] 杨利, 李建国. 微生态制剂对反刍动物的影响[J]. 饲料研究，2005，(3)：38-40
　　[5] 康白. 双歧杆菌[M]. 大连:大连海事大学出版社，1998
　　[6] Kung L Jr ,Kreck EM ,Jung RS.et al .Effects of a live yeast culture and enzymes on in vitro ruminal fermentation and proaution of dairy cows[J].J Dairy Sci. 1997，80：2045-2051
　　[7] WHO JE ,Finkelstein AD,chung CH Yeast culture to improve intake ,nutrient digestibility,and perform ance by dairy cattle during early lactation[J].J.Dairy Sci . 1991，74：1935
　　[8] 李泽英, 刘海东, 麻健铁等 EM复合微生态制剂饲喂奶牛试验[J]. 黑龙江动物繁殖， 2001，9(4)：31-32
　　[9] Chaucheyras F ,Fonty G ,et al. Effects of a striain of Saccharomyces cerevisiac (levucell SC),a microbial additive for ruminants ,on lactate metabolism in vitro [J].Can J Microbial . 1995，(42)：927-933
　　[10] 陈德华. 光合细菌添加剂饲养蛋鸡试验[J]. 饲料工业，1994，15(5)：11-12
　　[11] 刘如林. 光合细菌及其应用[M]. 中国农业科技出版社，1991
　　[12] 岳寿松,龙升波. 微生态制剂对奶牛增奶的试验研究[J]. 中国奶牛， 2003，(3)：20-21
　　[13] 郭鹏飞,李文辉,柴静等. 益生素在反刍动物上的应用研究进展[J]. 动物科学与动物医学，2004，1(21)：43-45
　　[14] 秦玉昌,潘宝海,于荣等. 芽孢杆菌对畜禽生产性能的影响[J]. 中国饲料，2004，(16)：8-10
　　[15] J D Folmer,R J Grant,C T Milton. Utilization of Bt corn residues by grazing beef steers and Bt corn silage and grain by growing beef cattle and lactating dairy cows[J]. Journal of Animal Science，2002，5(80)：1352-1361
　　[16] Ghorbani G R, Morgavi D P, Benhemin K A, et al. Effects of　bacterial direct-fed microbial population of feedlot cattle[J]. J Animal Sci. 2002，80(7)：1997-1985
　　[17] Ware D R, Read P L, Manfredi E T. Lactation Performance of two large dairy herds fed lactobacillus acidophilus strain B T1386[J]. J Dairy Sci， 1988，71(1)：219
　　[18] Jeong　H　Y, kim J S, et al. Effect of direct-fed microbials(DFM)on　milk yield , rumen fermentation and microbial growth in lactating dairy cows [J]. Korean J Dairy Sci，1998， (20)：247-252
　　[19] 魏时来. 益康“XP”酵母培养物提高奶牛产奶量的试验[J]. 甘肃畜兽医，2000，30(5)：23-24
　　[20] 杨新华. 益康“XP”酵母培养物饲喂奶牛试验[J].上海奶牛，1998，(4)：24-27
　　[21] 吴子林, 阎淑芬. 酵母培养物对奶牛产奶量及奶成分的影响[J]. 中国饲料，1996(13)：16-17
　　[22] 尹召华,杨万玉. 酵母培养物在奶牛日粮中的应用效果[J]. 安徽农业科学，2002，30(3)：389-390
　　[23] 王士长, 杨庸白. 直接饲喂微生物对奶牛生产性能的影响[J]. 中国奶牛，1999，(6)：19-20
　　[24] 胡诸华, 马忠范, 李已林等. 饲喂牛得喜活性酵母对奶牛生产性能的影响[J]. 中国乳业，2003，9：17-19

donghaijun2009

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