Chinese Journal of Animal Nutrition >

2025 , Vol. 37 >Issue 7: 4564 - 4575

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2025.374

RESEARCH PAPER

Effects of Rumen-Protected Yeast Culture on Performance, Rumen Fermentation Parameters and Serum Indexes of Mid-Lactation Dairy Cows

  • JIA Xiaoxiao , 1, 2 ,
  • XU Hongjian 1, 2 ,
  • LI Jianguo 1, 2, 3, 4 ,
  • LI Yan 2, 5 ,
  • MA Fengtao 1, 2 ,
  • GAO Yanxia , 1, 2, 3, 4, * ,
  • SHEN Yizhao , 6, *
Expand
  • 1 College of Animal Science and Technology, Agricultural University of Hebei, Baoding 071001, China
  • 2 Key Laboratory of Healthy Breeding in Dairy Cattle of the Ministry of Agriculture and Rural Affairs (Co-Construction by Ministry and Province), Baoding 071001, China
  • 3 Hebei Province Cattle and Sheep Embryo Technology Innovation Center, Baoding 071001, China
  • 4 Hebei Dairy Industry Technology Research Institute, Shijiazhuang 050000, China
  • 5 College of Veterinary Medicine, Hebei Agricultural University, Baoding 071001, China
  • 6 College of Animal Science and Technology, Shandong Agricultural University, Tai’an 271000, China
* GAO Yanxia, professor, E-mail: ;
SHEN Yizhao, associate professor, E-mail:

Received date: 2024-11-17

  Online published: 2025-07-12

Fold

Abstract

This experiment aimed to investigate the effects of rumen-protected yeast culture (YC) on the performance, rumen fermentation parameters, and serum indices of mid-lactation dairy cows. Sixty Holstein cows with similar parity, milk yield, and days in milk were randomly divided into 4 groups, with 15 replicates per group and 1 cow per replicate. Cows in the control group (CON group) were directly fed a basal diet, while those in the experimental groups were supplemented with 20 g YC (uncoated, YC group), 20 g rumen-protected YC (coated; COA group), or 20 g YC + 20 g rumen-protected YC (YC+COA group) in the basal diet, respectively. The trial period lasted for 9 weeks. The results showed as follow: 1) there was no interaction effect of YC with different treatment methods on the performance of cows (P>0.05). Supplementation with rumen-protected YC had no effect on the performance of cows (P>0.05), but supplementation with uncoated YC significantly improved milk yield, feed efficiency, milk protein yield, and lactose yield (P<0.05). 2) Supplementation with YC with different treatment methods had no significant effect on the apparent digestibility of dry matter (DM), crude protein (CP), and neutral detergent fiber (NDF) (P>0.05), but YC significantly improved the apparent digestibility of ether extract (EE) compared with the other three groups (P<0.05). 3) Supplementation with YC with different treatment methods had no significant effect on the concentration of ammonia nitrogen (NH3-N), acetic acid molar ratio, valeric acid molar ratio, butyric acid molar ratio, isobutyric acid molar ratio, and isovaleric acid molar ratio in rumen fluid (P>0.05), but there was a significant interaction effect on the total volatile fatty acid (TVFA) concentration (P<0.05). The TVFA concentration in the YC group was significantly higher than that in the COA and CON groups (P<0.05), and the concentration in YC+COA group was significantly higher than that in the CON group (P<0.05), while there was no significant difference in the TVFA concentration between the COA group and the CON group or the YC+COA group (P>0.05). 4) Supplementation with YC with different treatment methods had no significant interaction effect on the contents of serum total protein (TP), glucose (GLU), urea nitrogen (UN), albumin (ALB), malondialdehyde (MDA), total antioxidant capacity (T-AOC), and glutathione peroxidase (GSH-Px) activity (P>0.05). Although feeding uncoated YC had no effect on the serum biochemical indices and antioxidant indices of cows, feeding rumen-protected YC significantly increased the serum contents of GLU, UN, T-AOC, and GSH-Px activity (P<0.05). In conclusion, supplementation with uncoated YC can improve the performance of cows by optimizing rumen fermentation without affecting dry matter intake; rumen-protected YC can improve the antioxidant status of cows, enhance stress resistance, and promote cow health. Therefore, simultaneous supplementation with both types of yeast cultures can ensure high milk production of cows while improving their stress resistance, making it the optimal way to supply yeast cultures.

Key words： dairy cows; rumen-protected yeast culture; rumen fermentation; performance

Cite this article

JIA Xiaoxiao , XU Hongjian , LI Jianguo , LI Yan , MA Fengtao , GAO Yanxia , SHEN Yizhao . Effects of Rumen-Protected Yeast Culture on Performance, Rumen Fermentation Parameters and Serum Indexes of Mid-Lactation Dairy Cows[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2025 , 37(7) : 4564 -4575 . DOI: 10.12418/CJAN2025.374

随着畜牧业的集约化和规模化发展,养殖户为获得更高的经济效益,通常会给育肥牛和羊等反刍动物饲喂大量的精料,导致反刍动物可能发生瘤胃机能障碍,并引发营养性、代谢性疾病[1]。奶牛泌乳中期会出现能量负平衡、产奶高峰峰值低等问题。有研究发现,酵母培养物(YC)是一种微生态制剂,可以调节反刍动物肠道微生态平衡,并且没有残留,也不会产生抗药性,因此被广泛应用于养殖业中[2]。YC蕴含的营养元素在饲料应用上展现出多重优势,包括提升饲料的适口性、增强机体的免疫力、促进动物的生长性能、减轻氧化应激反应以及调节肠道微生物群落等。目前已有许多研究表明,YC的添加直接作用于瘤胃,改善了瘤胃微生物菌群的形态,增强了奶牛的饲粮消化能力,进而提高了奶牛的生产性能[3-4]。在单胃动物的研究中,饲粮添加YC不仅能提升采食量与增重速度,还能增强粗纤维消化利用率,由此推测YC对后肠道可能存在积极影响。而对于反刍动物而言,后肠道是非常重要的微生物发酵部位,其功能的正常发挥对营养物质消化吸收至关重要。尽管YC在单胃动物上的表现为其应用提供了一定启示,但目前关于YC对反刍动物后肠道作用效果的研究却相对匮乏。因此,本试验拟通过研究过瘤胃YC对奶牛营养物质消化吸收能力、生产性能和血清指标的影响,为生产上YC的高效利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料及地点

试验所用YC通过酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)发酵制成;包被YC利用硬脂酸和棕榈树进行包被,包被后产品的YC含量为54.8%,包被YC的过瘤胃率为86.9%,小肠释放率为94.2%。本试验于2024年5月1日至7月1日在河北宏达牧场进行。

1.2 试验设计及饲养管理

动物试验方案经河北农业大学实验动物伦理委员会审核通过,编号YS2023012。所有动物的护理和处理都符合“实验动物护理原则(NIH第86-23号出版物,1985年修订)”。
选取胎次、健康、体况、产奶量接近的泌乳期荷斯坦奶牛60头,随机分为4组,每组15个重复。对照组(CON组)饲喂基础饲粮,试验组分别在基础饲粮中添加20 g YC(未包被,YC组)、20 g过瘤胃YC(包被,COA组)、20 g YC+20 g过瘤胃YC(YC+COA组)。试验期为9周,其中预试期1周,正试期8周。饲养标准和饲养方法根据牧场管理标准,奶牛自由采食、自由饮水。每日饲喂2次(08:00和16:00)、挤奶3次(06:00、13:00和19:00)。奶牛在干燥、通风、舒适的环境中饲喂。基础饲粮组成及营养水平见表1。
表1 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (DM basis)%

项目 Items 含量 Content
原料 Ingredients
全株玉米青贮 Whole corn silage 34.30
苜蓿干草 Alfalfa hay 12.40
燕麦草 Oat hay 4.30
全棉籽 Whole cottonseed 6.25
蒸汽压片玉米 Steam flaked corn 17.20
豆粕 Soybean meal 10.60
菜籽粕 Rapeseed meal 1.15
甜菜颗粒 Beet pellets 7.59
小麦麸皮 Wheat bran 1.38
膨化大豆 Extruded soybean 1.74
脂肪粉 Fat powder 0.65
氧化镁 MgO 0.12
磷酸氢钙 CaHPO4 0.64
石粉 Limestone 0.34
小苏打 NaHCO3 0.43
食盐 NaCl 0.17
碳酸钾 K2CO3 0.07
过瘤胃蛋氨酸
Rumen-protected methionine		 0.04
预混料 Premix1) 0.61
脱霉剂 Mold remover 0.02
合计 Total 100.00
营养水平 Nutrient levels2)
产奶净能 NEL/(MJ/kg) 7.28
有机物 OM 91.32
粗蛋白质 CP 15.60
粗脂肪 EE 5.90
中性洗涤纤维 NDF 40.20
酸性洗涤纤维 ADF 22.50
钙 Ca 0.82
磷 P 0.46

1)每千克预混料含有 One kilogram of premix contained the following:VA 710 000 IU,VD3 280 000 IU,VE 10 000 mg,Cu 1 700 mg,Fe 1 860 mg,Zn 7 512 mg,Mn 4 030 mg,Co 62 mg,Se 50 mg,I 100 mg。
2)产奶净能为计算值[5],其他营养水平为测定值。NEL was a calculated value[5], while other nutrient levels were measured values.

1.3 样品采集与处理

1.3.1 饲粮样品、血液样品采集

试验期第0(试验当天)、28和56天,采用四分法采集奶牛饲粮样品,在65 ℃的烘箱中烘48 h,直至达到恒重。在晨饲前使用促凝管采集尾骨静脉血样,37 ℃水浴10 min后,1 500×g离心10 min,然后吸取上清液于0.5 mL离心管中,放置在-20 ℃冷冻,用于血清指标的测定。

1.3.2 牛奶样品采集

试验期间每天记录每头牛的产奶量,计算每头牛的周平均产奶量。在试验期的第0、28、56天各采集1次牛奶样品,每天采集3次(06:00、13:00和19:00),将试剂按产奶量比例混合后,存储于盛有重铬酸钾防腐剂的50 mL离心管内,并将其置于-20 ℃环境中冷冻保存以备检测。随后,在河北省奶牛生产性能测定(DHI)中心对乳成分进行测定。

1.3.3 瘤胃液样品采集

试验的第0、28和56天,每组随机选择8头牛,于晨饲之前,通过口腔将瘤胃插管插入奶牛的瘤胃内,以采集瘤胃液样本。在采集过程中,首先弃去第1管瘤胃液,随后将后续的瘤胃液均匀分装成2份,一份直接测定pH,另一份经4层纱布过滤后分装于离心管中,放置在-20 ℃冷冻,用于测定瘤胃发酵指标。

1.3.4 粪便样品采集

为了分析全消化道消化率,在试验期的第0~3天、第28~30天、第56~58天,每组随机选择8头牛,连续3 d进行直肠采粪,将3 d内收集的粪样分为2份。一份按照每100 g鲜重粪样加入20 mL 10%的H2SO4的比例进行固氮,用于测定粪便中蛋白质含量;另一份装于自封袋内不做处理,用于测定粪便中其他营养物质含量。每份不低于300 g,并在-20 ℃冷冻直至分析。

1.4 指标测定与方法

1.4.1 干物质采食量(DMI)测定

在整个试验过程中,第1、4、8周以组为单位分别测量连续3 d的DMI,测量周收集饲粮鲜料和剩料,在烘箱中105 ℃干燥4 h,直至恒重,测量干物质(DM)含量,计算每头牛以DM为基础的平均日采食量。

1.4.2 营养物质表观消化率测定

根据AOAC(2005)[6]的方法,测定饲粮与粪便样品中DM(方法930.15)、粗脂肪(EE;方法981.10)、粗灰分(Ash;方法942.05)、粗蛋白质(CP;方法990.03)、酸性洗涤纤维(ADF;方法973.18)、钙(Ca;方法968.08)和磷(P;方法:946.06)含量。中性洗涤纤维(NDF)的含量参照Van Soest等[7]的方法测定。参考GB/T 23742—2009的方法测定酸不溶灰分含量。营养物质表观消化率计算公式如下:
营养物质表观消化率(%)=(EA/RA-EB/RB)/(EA/RA)×100。
式中:EA为饲粮中某营养物质含量(%);EB为粪中某营养物质含量(%);RA为饲粮中指示剂含量(%);RB为粪中指示剂含量(%)。
有机物(OM,%)=1-Ash(%)。

1.4.3 乳成分测定

奶样送至DHI中心进行检测,测定其乳糖、乳脂、乳蛋白、总固形物、乳尿素氮(MUN)、体细胞计数(SCC)等指标,3.5%乳脂校正乳(3.5%FCM)和能量校正乳(ECM)计算公式如下:
3.5%FCM=[0.432 3×产奶量(kg/d)]+[16.216×乳脂产量(kg/d)];
ECM=[0.327×产奶量(kg/d)]+[12.95×乳脂产量(kg/d)]+[7.20×乳蛋白产量(kg/d)]。
饲料效率=生鲜乳(kg/d)或3.5%FCM(kg/d)/全期DMI。

1.4.4 瘤胃发酵指标测定

瘤胃液pH使用酸度计(Denver UB-7,美国)测定。采用分光光度计比色法测定瘤胃液样品中的氨态氮(NH3-N)浓度[8]。瘤胃液挥发性脂肪酸(VFA)浓度[9]使用气相色谱仪(GC-14B,岛津,日本)测定。

1.4.5 血清生化指标测定

采用酶联免疫吸附测定(ELISA)分析血清中的总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、葡萄糖(GLU)、尿素氮(UN)、丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性及总抗氧化能力(T-AOC)。试剂盒均由华悦昌(北京)生物技术有限公司提供。

1.5 统计分析

试验数据均采用SAS 9.4的MIXED程序进行分析。试验处理为固定效应,奶牛为随机效应,将采集于第0天的样品所测得的相关指标数据作为协变量,用Tukey法进行多重比较检验。试验结果以平均值和均值标准误(SEM)表示,P<0.05表示差异显著,0.05≤P<0.10表示差异有显著趋势。

2 结果与分析

2.1 YC对泌乳中期奶牛生产性能和饲料效率的影响

如表2所示,添加不同处理方式的YC对奶牛生产性能均无显著交互作用(P>0.05)。各组间DMI、ECM和3.5%FCM差异不显著(P>0.05)。而添加未包被YC能提高乳产量和饲料效率(生鲜乳/DMI)(P<0.05)。添加不同处理方式的YC对乳脂率、乳脂产量、乳蛋白率、乳糖率、乳尿素氮含量、总固形物含量、体细胞计数均无显著交互作用(P>0.05),但添加未包被YC显著提高乳蛋白产量和乳糖产量(P<0.05),添加包被YC对乳成分影响均不显著(P>0.05)。
表2 YC对奶牛生产性能和饲料效率的影响

Table 2 Effects of YC on performance and feed efficiency of dairy cows

项目
Items		 组别 Groups SEM P值 P-value
CON YC COA YC+COA 未包被
Uncoated		 包被
Coated		 交互作用
Interaction
干物质采食量 DMI/(kg/d) 27.5 27.8 27.4 27.6 0.14 0.250 0.660 0.970
乳产量 Milk yield/(kg/d) 41.4 44.9 41.9 42.8 0.83 0.008 0.340 0.110
能量校正乳 ECM/(kg/d) 46.4 48.8 46.2 47.4 1.45 0.190 0.560 0.690
3.5%乳脂校正乳
3.5%FCM/(kg/d)		 49.0 49.3 46.7 48.4 1.75 0.660 0.290 0.760
饲料效率 Feed efficiency
生鲜乳/干物质采食量 Milk/DMI 1.50 1.62 1.53 1.55 0.030 0.020 0.390 0.110
3.5%乳脂校正乳/干物质采食量
3.5%FCM/DMI		 1.78 1.78 1.70 1.74 0.070 0.770 0.320 0.770
能量校正乳/干物质采食量
ECM/DMI		 1.69 1.77 1.68 1.72 0.060 0.260 0.600 0.690
乳脂率 Milk fat percentage/% 4.62 4.09 4.21 4.24 0.208 0.240 0.520 0.180
乳脂产量 Milk fat yield/(kg/d) 1.92 1.84 1.76 1.82 0.096 0.890 0.340 0.480
乳蛋白率 Milk protein percentage/% 3.24 3.20 3.19 3.22 0.054 0.830 0.810 0.400
乳蛋白产量
Milk protein yield/(kg/d)		 1.34 1.44 1.34 1.38 0.036 0.010 0.300 0.320
乳糖率
Lactose percentage/%		 5.05 5.00 5.02 4.99 0.039 0.320 0.600 0.650
乳糖产量 Lactose yield/(kg/d) 2.09 2.25 2.10 2.14 0.045 0.040 0.300 0.200
乳尿素氮
Milk urea nitrogen/(mg/dL)		 11.2 10.3 10.5 10.1 0.71 0.170 0.350 0.650
总固形物
Total solids percentage/%		 13.4 12.8 13.0 13.0 0.22 0.170 0.450 0.130
体细胞计数
Somatic cell count/
(×103个/mL)		 56.0 101.0 75.5 147.0 40.20 0.150 0.420 0.740

同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05),相同或无字母表示差异不显著(P>0.05)。下表同。

In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

2.2 YC对泌乳中期奶牛营养物质表观消化率的影响

如表3所示,添加YC对DM、CP、ADF、NDF表观消化率无显著影响(P>0.05);但添加不同处理方式的YC对EE表观消化率存在显著交互作用(P<0.05)。YC组EE表观消化率显著高于其他组(P<0.05)。
表3 YC对奶牛营养物质表观消化率的影响

Table 3 Effects of YC on nutrient apparent digestibility of dairy cows%

项目
Items		 组别 Groups SEM P值 P-value
CON YC COA YC+COA 未包被
Uncoated		 包被
Coated		 互作
Interaction
干物质 DM 61.5 63.6 61.9 62.0 1.91 0.400 0.640 0.470
有机物 OM 62.6 64.8 62.9 63.0 1.58 0.380 0.580 0.450
粗蛋白质 CP 70.5 70.9 70.2 69.6 2.55 0.930 0.530 0.660
粗脂肪 EE 65.2b 72.5a 66.1b 60.9b 4.75 0.050 0.570 0.008
中性洗涤纤维 NDF 40.5 44.6 40.4 40.5 2.09 0.320 0.320 0.350
酸性洗涤纤维 ADF 33.8 38.5 33.8 34.2 2.36 0.290 0.370 0.360

2.3 YC对泌乳中期奶牛瘤胃发酵参数的影响

如表4所示,添加YC对瘤胃液中NH3-N浓度、乙酸摩尔比例、戊酸摩尔比例、丁酸摩尔比例、异丁酸摩尔比例和异戊酸摩尔比例无显著影响(P>0.05); 添加不同处理方式的YC对瘤胃液TVFA浓度存在显著交互作用(P<0.05),YC组显著高于COA组和CON组(P<0.05),YC+COA组显著高于CON组(P<0.05),而COA组与CON组和YC+COA组无显著差异(P>0.05)。添加未包被YC能显著提高丙酸摩尔比例(P<0.05),而添加包被YC能显著降低丙酸摩尔比例(P<0.05)。
表4 YC对奶牛瘤胃发酵参数的影响

Table 4 Effects of YC on rumen fermentation parameters of dairy cows%

项目
Items		 组别 Groups SEM P值 P-value
CON YC COA YC+COA 未包被
Uncoated		 包被
Coated		 互作
Interaction
pH 6.29 6.45 6.50 6.61 0.420 0.970 0.370 0.570
氨态氮 NH3-N/(mg/dL) 12.1 12.4 12.7 12.6 0.26 0.620 0.180 0.930
总挥发性脂肪酸 TVFA/(mmol/L) 120c 177a 140bc 154ab 40.9 <0.001 0.830 0.030
乙酸 Acetic acid/% 60.1 60.3 59.0 58.1 1.90 0.840 0.380 0.770
丙酸 Propionic acid/% 20.6 24.3 19.6 21.1 1.58 0.010 0.040 0.280
丁酸 Butyric acid/% 11.8 9.76 13.58 13.4 2.49 0.600 0.180 0.630
戊酸 Valeric acid/% 2.39 2.43 2.72 2.51 0.280 0.740 0.440 0.640
异丁酸 Isobutyric acid/% 3.00 1.10 2.65 2.87 1.510 0.290 0.380 0.180
异戊酸 Isovaleric acid/% 2.07 2.07 2.43 1.95 0.240 0.320 0.620 0.320
乙酸/丙酸 Acetic acid/propionic acid 2.97 2.57 3.30 2.88 0.250 0.080 0.180 0.950

2.4 YC对泌乳中期奶牛血清生化指标的影响

如表5所示,添加不同处理方式的YC对血清ALB和TP含量均无显著交互作用(P>0.05),对血清AST和ALT活性存在显著交互作用(P<0.05);YC组的血清AST活性显著低于其他各组(P<0.05),YC组和YC+COA组血清ALT活性显著低于CON组(P<0.05),但与COA组无显著差异(P>0.05);添加过瘤胃YC能提高显著血清UN和GLU含量(P<0.05)。
表5 YC对奶牛血清生化指标的影响

Table 5 Effects of YC on serum biochemical indices of dairy cows

项目
Items		 组别 Groups SEM P值 P-value
CON YC COA YC+COA 未包被
Uncoated		 包被
Coated		 互作
Interaction
葡萄糖 GLU/(mg/mL) 1.36 1.45 1.51 1.51 0.060 0.090 0.020 0.800
尿素氮 UN/(mmol/L) 1.36 1.38 1.51 1.51 0.060 0.860 0.020 0.800
谷草转氨酶 AST/(U/L) 25.8a 22.1b 24.7a 25.5a 0.86 0.100 0.220 0.010
谷丙转氨酶 ALT/(U/L) 21.8a 18.7b 20.0ab 19.2b 0.80 0.160 0.410 0.020
白蛋白 ALB/(g/L) 22.8 23.1 22.6 22.7 0.68 0.740 0.570 0.910
总蛋白 TP/(g/L) 38.2 37.8 38.6 36.9 1.02 0.110 0.710 0.310

2.5 YC对泌乳中期奶牛血清抗氧化指标的影响

如表6所述,添加未包被YC对血清抗氧化指标无显著差异(P>0.05),而添加过瘤胃YC虽然不影响MDA含量和SOD活性(P>0.05),但能提高血清T-AOC、GSH-Px活性(P<0.05)。
表6 YC对奶牛血清抗氧化指标的影响

Table 6 Effects of YC on serum antioxidant indices of dairy cows

项目
Items		 组别 Groups SEM P值 P-value
CON YC COA YC+COA 未包被
Uncoated		 包被
Coated		 互作
Interaction
总抗氧化能力 T-AOC/(U/mL) 5.77 5.14 6.14 6.41 0.290 0.300 0.003 0.090
丙二醛 MDA/(mmol/mL) 5.89 6.05 5.63 5.58 0.300 0.870 0.210 0.720
超氧化物歧化酶 SOD/(U/mL) 179 169 179 174 9.2 0.210 0.620 0.640
谷胱甘肽过氧化物酶
GSH-Px/(U/L)		 613 587 672 675 20.9 0.580 <0.001 0.500

3 讨论

3.1 YC对泌乳中期奶牛生产性能的影响

本研究结果显示,添加不同处理方式的YC对DMI无显著影响,与CON组相比,DMI有增加的趋势。添加YC组饲料效率和乳产量较高。添加未包被YC的2组的饲料效率和乳产量都有所升高,与前人研究结果一致。闫碧川等[3]研究表明,在泌乳中后期奶牛的饲粮中添加500 g YC,与对照组相比,试验组DMI提高了0.82 kg/d,产奶量增加了1.18 kg/d。王卫正等[4]研究发现,在泌乳中期奶牛饲粮中添加3%的YC,产奶量较对照组平均值提高了1.42 kg/d,DMI显著提高了0.59 kg/d,奶中脂肪与蛋白质含量较对照组分别提高了2.57%、2.67%。本试验研究结果与前人的研究结果一致,这可能是由于YC富含的可溶性生长因子等有益成分有助于奶牛对营养素的消化、吸收与利用,并能激发瘤胃微生物群落分解乳酸,提升瘤胃pH,有效预防瘤胃酸中毒,优化胃肠消化道环境,促进胃肠道的消化与吸收功能,进而增强纤维素的利用率,增加DM的摄入量,提升饲料转化率,最终提高反刍动物的生产性能[10]。而添加COA对奶牛DMI和产奶量无显著影响的原因可能是通过包被技术的YC降低了饲粮的适口性,导致了DMI的下降,从而对奶牛生产性能无显著影响。
产奶量和乳成分是衡量奶牛饲养管理水平的重要指标。Lesmeister等[11]研究表示,YC能够很好地改善牛奶的乳成分。Nocek等[12]研究报道,与对照组相比,添加YC和YC与酶解酵母组合(YC+EHY)都可以极显著提高产后14周内奶牛产奶量,但是对于乳脂率、乳糖及乳尿素氮含量来说没有显著影响;添加YC+EHY可以极显著提高乳蛋白含量;添加YC+EHY在试验第8~14周期间能够极显著降低体细胞计数。王晓宏等[13]在奶牛饲粮中添加复合YC,结果是体细胞计数显著降低,但对乳脂率、乳氮率、乳糖率均无显著影响;YC在奶牛上对乳品质影响的研究结果并不一致,本试验中,虽然添加包被YC对乳成分均无显著影响,但添加未包被YC能提高乳蛋白产量和乳糖产量。本试验中,各组间乳脂率均没有显著差异,可能是产奶量显著升高而导致乳脂率下降,从而各组之间无显著差异,同理试验组的其他乳成分指标也未出现显著差异,由于产奶量的提高,试验组的乳脂率、乳蛋白率、乳糖率等乳成分的绝对产量都提高。Williams等[14]报道,随着饲粮的精粗比的增加,YC对产奶量和乳成分的提高程度就越大,尤其是容易发酵的碳水化合物含量越高改善效果越明显。采食量的提高是乳成分的物质基础,为乳品质中各成分的合成提供更多的营养物质。这可能是由于YC的添加增强了瘤胃内乳酸利用菌的活性,从而更有效地维持了瘤胃的pH。同时,纤维分解菌的活性得到提高,进而分解产生了大量的VFA。相关研究已证实,YC能够提升反刍动物的丙酸代谢,这可能进一步促进了GLU的生成[15]。在本试验中,观察到丙酸摩尔比例的增加,而丙酸可以分解为GLU用于乳糖的合成。因此,大量丙酸的生成对乳糖的稳定性具有积极作用,从而提高了乳糖的含量。

3.2 YC对泌乳中期奶牛营养物质表观消化率的影响

营养物质表观消化率是饲粮中营养物质可以被微生物消化利用的能力,它的高低反映了瘤胃发酵的能力,对反刍动物生长性能有重要的意义[16]。目前,YC在反刍动物上的应用很多,但研究结果有很大的差异。周玉香等[17]报道,在舍饲滩羊的饲粮中添加2% YC,能够显著提高DM和CP表观消化率。Dias等[18]研究发现,在高淀粉中添加YC,NDF表观消化率显著提高。Cai等[19]研究显示,在高产山羊饲粮中添加酿酒酵母组合制剂,试验组DMI、日增重、NDF消化率和ADF消化率均高于对照组,与寇慧娟等[20]研究结果一致。这与本试验结果也一致,YC组NDF和ADF表观消化率高于其他组。这和上述乳产量和乳糖产量升高结果一致,这可能是因为适量的YC可提高瘤胃内微生物菌群的丰富度,使瘤胃中部分纤维消化酶的活性升高,提高瘤胃对饲料纤维的利用,因此本试验中纤维消化率得到了提高。
本试验结果表示,YC不同处理对CP表观消化率无显著影响。吴徐俊[21]研究发现,饲粮中添加1%的啤酒YC产品对断奶仔猪的能量和CP表观消化率与对照组相比没有显著差异,这与本试验结果基本一致。而李卫华等[22]得出,饲粮中添加10和15 g/kg的YC可显著提高育肥猪对CP和粗纤维的表观消化率。之所以出现了不同的结果,可能因为饲粮环境的不同、酵母添加的种类、剂量的不同等。反刍动物的微生物发酵主要是在瘤胃里,对后肠道有一定的作用,但是差异不显著,猪是单胃动物,YC对猪的后肠发酵的促进因为受肠道内容物排空速度的影响,所以YC可能对后肠道作用不强烈。

3.3 YC对泌乳中期奶牛瘤胃发酵参数的影响

pH及VFA、NH3-N浓度是瘤胃内环境发酵的重要指标。反刍动物瘤胃的内环境稳态对于机体健康至关重要,瘤胃内环境的pH在5.5~7.5为正常范围,本试验中,各组瘤胃内环境pH在7.0左右,均在正常值范围之内。许芮婷[23]结果显示,添加不同YC对瘤胃pH均无显著影响。蒋小军[24]发现,不同YC产品对瘤胃pH、NH3-N浓度也无显著影响,与本试验结果一致。这表示添加YC可能对瘤胃pH影响不大。有研究报道,添加YC对pH无显著影响可能是YC刺激乳酸利用菌生长的同时刺激其他菌种对NH3的利用,因为乳酸和NH3浓度同时下降,所以pH变化不明显[25]。瘤胃NH3-N可以反映瘤胃氮平衡[26],研究发现NH3-N适宜浓度为6.3~27.5 mg/dL[27]。本试验结果各组瘤胃NH3-N浓度均在适宜范围内且没有显著差异,意味着牛只均处于氮平衡状态。
TVFA是反刍动物机体微生物分解碳水化合物的主要产物,奶牛机体所需能量的2/3都是由TVFA提供的。庞清刚等[28]观察到,在肉牛的饲粮中添加YC,20和40 g/头YC试验组与对照组相比,乙酸、丙酸的含量显著提高,乙丙比显著降低。Lila等[29]在体外发酵试验中观察到,活酵母的添加显著提升了TVFA的含量。另有研究报道,在高精料状态下,添加YC能降低乙酸浓度和乙丙比,而提高丙酸与丁酸的浓度[30]。在本研究中,同样发现YC的添加显著提高了TVFA浓度和丙酸摩尔比例,这一结果与张雷雷等[31]的试验结果相吻合,与乳糖、乳蛋白产量增加的结果相一致。这也表明添加YC可以改善瘤胃发酵性能,YC中富含大量的有益菌,动物采食后可改善胃肠道内的菌群结构,使有益菌大量定植,抑制有害菌的繁殖,促进胃肠道健康,从而提高奶牛的生产性能。

3.4 YC对泌乳中期奶牛血清指标的影响

3.4.1 血清生化指标

血清生化指标是反映动物机体正常与否的重要指标之一[32]。血清GLU作为血液中的一种重要成分,主要来源于饲粮中的碳水化合物。这些碳水化合物在消化过程中被分解成GLU,随后被吸收进入血液,从而为机体提供所需的GLU。GLU是动物机体维持生命的直接能源供给,GLU含量是反映机体生命活力的重要指标。ALT与AST均位于肝细胞中,可以反映肝脏损伤程度和心肌等组织损伤程度的重要指标,二者活性升高表明肝细胞受损导致细胞膜通透性增加,从而进入血液[33],因此血清AST和ALT活性的增加是肝脏损伤的关键标志。本试验中添加YC,提高了血清GLU含量并降低ALT和AST活性。这表明YC可能有降低肝脏损伤的潜力,这与前人研究结果[34]一致。
血清TP、ALB和UN是反映机体蛋白质代谢的重要指标[35]。本试验中不同处理的YC对血清中TP和ALB含量没有显著影响,表明YC对奶牛的蛋白质平衡没有显著影响。本试验中,添加过瘤胃YC的2组血清中UN的含量提高。UN含量是氮代谢的重要指标,反映了机体蛋白质代谢及饲粮氨基酸平衡状况[36-37]。血液、奶和尿液中的UN是由瘤胃吸收的NH3-N合成或肝脏及外周组织的氨基酸分解代谢产生[38]。UN与NH3-N的含量是密切相关的。推测可能是因为添加过瘤胃YC会引起后肠道蛋白质分解造成NH3-N含量增加,经瘤胃壁吸收后送至肝脏,合成更多尿素,导致血清UN含量上升。提高血液GLU含量和能量的供应,降低了营养代谢疾病发病风险。

3.4.2 血清抗氧化指标

抗氧化能力的提高对于动物机体至关重要,它可降低动物各种疾病的发病率和死亡率[39-40]。张爱忠等[41]研究发现,YC可显著降低试验初期绒山羊血清活性氧和MDA含量。赵桂玲等[42]的研究显示,在黄羽肉鸡的基础饲粮中添加不同剂量的YC后,相较于对照组,血清中的GSH-Px、T-SOD及CAT活性均有显著提升,同时血清MDA含量明显下降。孙强东等[43]的研究结果则表明,与对照组相比,YC组血液中的T-AOC显著提高,MDA含量显著降低,这充分显示了YC在提升仔猪抗氧化能力方面的良好效果。与本试验结果一致,添加过瘤胃YC的奶牛血清中的T-AOC和GSH-Px活性显著提高。YC中所含的多种维生素及其他生长因子(如维生素C、维生素E及β-胡萝卜素)和矿物质(例如硒、锌等)可能是提升其抗氧化能力的重要因素。这些维生素在缓解应激反应、保护机体细胞膜免受自由基侵袭及过氧化损伤方面扮演着至关重要的角色。此外,YC中的活性肽能够调控抗氧化通路,即Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白-1-核因子E2相关因子2-抗氧化反应元件(Keap1-Nrf2-ARE)途径。抗氧化相关蛋白的大量表达使细胞具有更好的抗氧化应激能力[44]。

4 结论

在本试验中,奶牛饲粮中添加YC能显著提高瘤胃发酵,提高营养物质表观消化率,从而提高奶牛的产奶量和饲料效率。此外,添加过瘤胃YC对奶牛生产性能无显著影响,但能显著提高奶牛抗氧化能力,提高奶牛抗应激潜力,保障奶牛健康。同时饲喂未包被和过瘤胃YC不仅能保持奶牛高产,还能提高抗氧化状态,改善抗应激能力,因此是YC的适宜添加方法。

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