活性干酵母是由特殊培养的鲜酵母经压榨干燥脱水后仍保持强的发酵能力的干酵母制品，是一种活的酵母原料，优质活性干酵母活菌数为2×10¹⁰ CFU/g^[1]。活性干酵母作为天然饲料添加剂，具有稳定瘤胃发酵的能力，并且通过增加活细菌细胞数量预防瘤胃菌群紊乱和干扰^[2-3]，增强瘤胃微生物对于氮的利用率，提高微生物蛋白(MCP)产量和合成效率，增加过瘤胃氨基酸含量，提高动物生产性能^[4]。活性干酵母在厌氧环境中能保持代谢活性，在瘤胃中能刺激瘤胃微生物产生淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶，有利于营养物质的消化，且可合成B族维生素^[5]。活性干酵母产品用作反刍动物的饲料添加剂，以通过清除瘤胃内的氧气，提供微生物生长因子或与瘤胃中的有害菌直接竞争来提高饲料效率并防止瘤胃酸中毒^[6]。饲粮中的酵母刺激瘤胃中的纤维素分解菌和乳酸利用菌，有助于稳定瘤胃pH^[7]。Desnoyers等^[8]在研究酿酒酵母产品(包括活性干酵母和酵母培养物)对奶牛生长性能和瘤胃参数影响的荟萃分析中报道，添加酵母产品增加干物质摄入量，提高瘤胃pH、挥发性脂肪酸(VFA)含量、有机物质消化率、产奶量和4%乳脂校正乳含量，并降低瘤胃中的乳酸含量。这些影响随着奶牛饲粮摄入量增加而增加。班志彬等^[9]研究表明，在基础饲粮中添加200 mg/kg活性干酵母，显著提高了草原红牛瘤胃液总挥发性脂肪酸(TVFA)和丙酸含量。Helal等^[10]报道，在泌乳母羊饲粮中添加5 g活性干酵母显著提高了营养物质的表观消化率和瘤胃TVFA含量。然而，MUÑOZ等^[11]提出在泌乳牛饲粮中每天添加0.5 g活性干酵母，对营养物质表观消化率没有显著影响。同样，Bayat等^[12]用2种活性干酵母(1 g/d)分别添加到艾尔郡奶牛饲粮中，对奶牛营养物质表观消化率和瘤胃发酵的影响也不显著。另外，许多商业酵母产品的菌株、酵母细胞的数量和存活力方面变化很大。宿主和饲粮相互作用也可能改变某些产品的功效。综上所述，不同种类的酵母产品以及添加量对不同反刍动物营养物质表观消化率和瘤胃发酵的影响，研究结果不尽一致。因此，本试验旨在进一步研究饲粮中活性干酵母添加量对中国荷斯坦泌乳牛瘤胃发酵和营养物质表观消化率的影响，探索饲粮中适宜的活性干酵母添加量，这对于改善瘤胃发酵和提高营养物质利用率具有重要意义。

1 材料与方法 1.1 试验材料

活性干酵母产品由市场上采购，属于反刍动物专用活性干酵母，酵母菌活细胞数≥2×10¹⁰ CFU/g，水分含量≤6.0%，铅含量≤1.5 mg/kg，总砷含量≤2.0 mg/kg。

1.2 试验设计与饲养管理

本试验于2017年11月13日至2018年2月10日在保定宏达牧业有限公司奶牛场进行。试验选择体况良好及泌乳期(平均泌乳天数52 d)、胎次(1~2胎)、产奶量[(35.5±4.6) kg/d]和体重相近的荷斯坦奶牛60头，采用完全随机设计分为4组(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组)，每组15头牛，各组饲喂相同饲粮，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组每日每头奶牛分别投喂0、10、20、30 g活性干酵母。试验牛每日挤奶3次，自由采食全混合日粮和饮水。牛舍定期消毒，保持牛舍内外的干燥和卫生。试验期为90 d。

1.3 试验饲粮

基础饲粮参照NRC(2001)奶牛营养需要配制，其组成及营养水平见表 1。

1.4 样品采集 1.4.1 粪样采集与处理

试验结束前1周，从每组中随机选择4头试验牛，连续3 d收粪，采用点收粪法，于每日08:00、18:00通过直肠采集粪样。将3 d采集的粪样分成2份，一份按每100 g鲜重粪样，加20 mL 10% H₂SO₄，另一份不做处理，均置于-20 ℃冷冻保存。

1.4.2 瘤胃液采集与处理

试验结束前1天，每组随机选择5头试验牛，在晨饲后2 h，通过口腔采集法对试验牛进行瘤胃液采集。采集的瘤胃液立即用无菌的4层纱布过滤，将滤液分装于10 mL离心管中，用于测定瘤胃液各项指标。取10 mL分装好的瘤胃液立即进行pH测定；另取10 mL瘤胃液加入0.1 mL的6 mol/L的盐酸用以固氮。再取5 mL瘤胃液进行离心(10 000×g，10 min)，取离心后的上清液1.5 mL，并加入0.15 mL的偏磷酸(25%)，摇匀，静置30 min，再离心(10 000×g，15 min)，取上清液，以备测VFA含量；取10 mL过滤后的瘤胃液备测MCP含量，所有处理好的样品立即送往实验室，于-20 ℃冰箱冷冻保存。

1.5 指标测定 1.5.1 饲粮营养物质表观消化率的测定

采用内源指示剂法(酸不溶灰分法)^[14]测定饲粮营养物质表观消化率。参照国标方法^[15-18]测定饲粮和粪中粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、钙(Ca)、磷(P)含量；参照国标方法^[19-20]测定饲粮和粪中中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量，使用FOSS全自动纤维测定仪测定。

各营养物质表观消化率的计算公式^[21]如下：

式中：a为饲粮中该营养物质含量(%)；b为粪便中该营养物质含量(%)；c为饲粮中指示剂含量(%)；d为粪便中指示剂含量(%)。

1.5.2 瘤胃发酵指标的测定

使用DENVER UB-7型pH计测定瘤胃液pH；参照冯宗慈等^[22]水杨酸钠-次氯酸钠比色法测定瘤胃液氨态氮(NH₃-N)含量；采用差速离心和凯氏定氮法测定瘤胃液MCP含量^[23]；参照王加启^[24]的方法，利用Agilent 7890A气相色谱检测仪测定瘤胃液VFA含量。

1.6 数据统计与分析

试验数据用SAS 9.2统计软件的ANOVA过程进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，差异显著用Duncan氏法进行多重比较检验。试验结果以平均值±标准误表示，P < 0.05为差异显著，P < 0.01为差异极显著。

2 结果与分析 2.1 不同活性干酵母添加量对泌乳牛瘤胃发酵指标的影响

由表 2可见，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组的瘤胃液pH差异不显著(P>0.05)。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组MCP含量比Ⅰ组分别提高了26.87%、29.85%、24.63%(P < 0.05)。Ⅲ组瘤胃液乙酸和TVFA含量显著高于Ⅰ组，分别比试验Ⅰ组提高了5.87%、13.59%(P < 0.05)。各组间瘤胃液NH₃-N、丙酸、丁酸含量及乙酸/丙酸差异均不显著(P>0.05)，但Ⅲ组高于其他各组。

2.2 不同活性干酵母添加量对泌乳牛营养物质表观消化率的影响

由表 3可见，Ⅱ、Ⅲ组CP表观消化率显著高于Ⅰ组(P < 0.05)，分别比Ⅰ组提高了6.93%、7.22%。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组ADF表观消化率较Ⅰ组均有所提高，Ⅱ、Ⅲ组分别比Ⅰ组提高了13.21%、13.26%(P < 0.05)。各组间EE、NDF、Ca、P表观消化率差异均不显著(P>0.05)，但Ⅲ组高于其他各组。

3 讨论 3.1 不同活性干酵母添加量对泌乳牛瘤胃发酵指标的影响 3.1.1 不同活性干酵母添加量对泌乳牛瘤胃pH的影响

瘤胃液pH是反映瘤胃环境的重要参数，对评定瘤胃内环境稳定具有重要指导意义。已证明饲喂酵母产品可以稳定瘤胃液pH并防止瘤胃酸中毒^[25]。当瘤胃液pH过低时，将会抑制瘤胃纤维降解酶的活性，降低饲粮中纤维的发酵利用^[4]。酵母通过减少乳酸生产菌和刺激乳酸利用菌或增加瘤胃原生动物参与稳定瘤胃pH，从而减少瘤胃酸中毒的发生率^[26]。本研究结果与前人研究结果^[27-28]一致。添加活性干酵母组奶牛瘤胃液pH在6.22~6.27，与Ⅰ组无显著差异，处于5.5~7.5的正常范围内。综上，添加活性干酵母有利于瘤胃pH的稳定。

3.1.2 不同活性干酵母添加量对泌乳牛瘤胃NH₃-N和MCP含量的影响

瘤胃NH₃-N和MCP含量是反映饲粮蛋白质在瘤胃降解与合成的指标^[29]。饲粮中的蛋白氮和非蛋白氮在瘤胃发酵过程中供应瘤胃细菌合成自身蛋白，最终被宿主吸收利用^[30]。本试验中瘤胃液NH₃-N含量的变化范围是10.94~13.59 mg/dL，均在正常范围之内。Thrune等^[25]和刘红娇^[27]研究发现，活性酵母对瘤胃液NH₃-N含量没有显著影响，而Erasmus等^[31]发现酵母降低了瘤胃液NH₃-N含量，但也有添加酵母提高了瘤胃液NH₃-N含量的报道^[32]。Chaucheyras等^[33]研究表明，给羔羊提供活性干酵母后，瘤胃中NH₃-N含量降低。本试验中，添加活性干酵母使奶牛瘤胃MCP含量显著增加，且NH₃-N含量降低。这可能是活性干酵母促进了瘤胃微生物对NH₃-N的利用，减少氨氮的损失，合成了更多的MCP。另外，活性干酵母中含有丰富的营养物质，增加瘤胃内有益菌群的活动，促进了MCP的合成。

3.1.3 不同活性干酵母添加量对泌乳牛瘤胃TVFA含量的影响

反刍动物瘤胃内微生物分解碳水化合物的主要产物是TVFA，而奶牛能量的60%是由TVFA提供的^[34]，丙酸是糖异生的前提条件，能量转化效率最高，乙酸有利于乳脂合成，具有提高奶牛产奶量的作用^[35]。Vyas等^[36]报道，添加活性干酵母或失活的干酵母对小母牛的TVFA、乙酸、丙酸含量无显著影响。Lila等^[37]体外发酵试验发现，添加活酵母后TVFA含量显著增加，Robinson等^[38]给泌乳牛饲喂活性酵母后，TVFA含量显著增加。那日苏等^[39]给绵羊每天饲喂10 g酵母培养物，显著提高了乙酸和TVFA含量。在本研究中，添加活性干酵母为20 g/d时瘤胃液TVFA和乙酸含量显著高于Ⅰ组，丙酸含量也有不同程度地提高。这表明活性干酵母有提高瘤胃糖类物质，特别是纤维物质的发酵能力。乙酸含量的提高可能是因为产甲烷菌减少的缘故。本研究中活性干酵母添加量增加到30 g/d时，TVFA含量反而降低，其原因可能是增加活性干酵母添加量抑制了纤维发酵菌的活性所致。张翔飞^[40]体外研究也证实了这一点，活性干酵母添加量达到0.1%后，TVFA含量增长幅度开始降低。这说明活性干酵母对瘤胃发酵的影响与添加量有关，其添加量可能存在一个适宜范围，详细机理尚需做进一步研究。但是Thrune等^[25]研究中发现将活酵母添加到奶牛饲粮中降低了TVFA含量。此外，酵母产品还可以在瘤胃相关细菌细胞中释放维生素和其他生长因子，这些营养物质可以被充分吸收利用，这可能是酵母的另一种作用^[26]。不同报道出现这些差异可能是由于使用的酵母菌株、酵母添加量、动物类型或动物年龄的差异造成的。

3.2 不同活性干酵母添加量对泌乳牛营养物质表观消化率的影响

活性干酵母可以影响瘤胃纤维分解菌和乳酸利用菌的生长和活性。活性干酵母中的营养成分可以给瘤胃微生物提供养分，改善瘤胃微生物的生长环境，对瘤胃微生物起到滋养作用^[41]。活性干酵母可以促进微生物分泌纤维素酶和淀粉酶，加快食物分解，提高消化率^[42]。有研究表明，动物采食饲粮的时候会有一部分氧气附着在饲粮上进入瘤胃内，活性干酵母通过清除这些氧气改善厌氧条件来促进瘤胃纤毛虫的生长^[43]。瘤胃中纤维降解菌是厌氧菌，活性干酵母可能通过对瘤胃内氧气的消耗，进而影响纤维降解菌的生长和活性。Jiang等^[44]研究表明，向奶牛饲粮中添加活性干酵母增加了纤维素分解菌，淀粉分解菌和乳酸利用菌的相对丰度。Wiedmeier等^[45]和Harrison等^[46]研究表明，酵母制剂增加了奶牛瘤胃液中的总细菌和纤维素分解菌数量。杨华明等^[47]研究表明，饲粮中添加200 mg/kg活性干酵母显著提高了草原红牛CP和ADF表观消化率。张政^[48]体外研究发现，活性酵母菌株可显著提高CP和ADF表观消化率。这与本试验中Ⅱ、Ⅲ组分别添加10(435.35 mg/kg)和20 g/d(876.42 mg/kg)活性干酵母显著提高了CP和ADF表观消化率研究结果一致。推测活性干酵母有助于消耗瘤胃内多余的氧气，刺激了瘤胃纤维分解菌的数量与活性。同时，活性干酵母促进了瘤胃中蛋白分解菌数量的增加，使更多的饲粮蛋白氮和非蛋白氮转化成MCP。从而影响奶牛对饲粮的消化，提高营养物质的整体消化率。此外，活性干酵母添加量为10和20 g/d时改善了奶牛对CP和ADF表观消化率，而添加30 g/d组奶牛的CP和ADF表观消化率下降。究其原因可能是活性干酵母刺激蛋白分解菌生长以及促进纤维降解微生物的增殖存在剂量效应，添加10和20 g/d活性干酵母为瘤胃内蛋白分解菌和纤维降解菌的生长创造了最适宜环境，使其活性增强，添加30 g/d活性干酵母可能对蛋白和纤维分解菌产生了抑制作用，详细机制需做深入探讨。然而，林静等^[49]研究表明，每头奶牛饲喂2、5 g活性干酵母时，随着添加量的增加DM、CP、NDF和ADF表观消化率呈上升趋势，但差异不显著。不同试验结果的差异可能是由于动物种类、饲粮类型、酵母产品和添加量的不同造成的。

活性干酵母对营养物质的消化不仅存在剂量效应，还与对酵母产品中含有的活细胞数量有关。许斌斌^[50]研究表明，肉牛饲粮中添加6和9 g酿酒酵母(活细胞数为2×10¹⁰ CFU/g)，ADF表观消化率分别显著提高23.15%和40.31%。班志彬等^[9]在草原红牛饲粮中添加1 g活性干酵母(活细胞数为2×10¹⁰ CFU/g)，显著提高了营养物质表观消化率。Rahmani等^[51]在奶牛饲粮中每天添加1 g活酵母(活细胞数为1.2×10¹⁰ CFU/g)，提高了CP消化率。然而，Chung等^[52]在奶牛饲粮中每天添加1 g活性干酵母(活细胞数为1×10¹⁰ CFU/g)，对营养成分消化率没有显著影响。综合以上研究可以发现，酵母活细胞数大于1.5×10¹⁰ CFU/g时，更有利于促进营养物质的消化。

4 结论

泌乳牛饲粮中添加活性干酵母可促进瘤胃发酵，提高饲料CP和ADF表观消化率。活性干酵母在泌乳牛饲粮中的适宜添加量为每日每头20 g。