反芻動物特別是高產(chǎn)奶牛飼糧中的酵母培養(yǎng)物和活性酵母產(chǎn)品之間存在著重要的差異。研究人員特別感興趣的是以不同亞種和不同品系的單細胞真菌和釀酒酵母為基礎(chǔ)的產(chǎn)品怎樣改善或提高瘤胃功能,從而提高動物生產(chǎn)性能。反芻動物如牛、綿羊和山羊極度依賴于瘤胃功能。在瘤胃中,微生物活動把纖維素、淀粉和蛋白質(zhì)分解為可吸收的營養(yǎng)。反芻動物把這些營養(yǎng)用于維持生長、生產(chǎn)和繁殖。
數(shù)十億的細菌、原生動物和真菌在痛胃發(fā)酵過程中共生于一個動態(tài)平衡體系中,提供奶牛能量和蛋白質(zhì)需要的主要部分。這一平衡主要受應(yīng)激、疾病和日糧變化的影響。當(dāng)這些微生物中的有益菌群受到消極影響時,日糧中為反芻動物可利用的營養(yǎng)減少,動物生產(chǎn)性能下降。
另一方面,瘤胃微生物中有益菌群大量繁殖,動物能表現(xiàn)出持久的高生產(chǎn)性能,能更好的抵抗應(yīng)激和疾病,能更好的適應(yīng)日糧的變化。
1 瘤胃調(diào)節(jié)者
直接飼喂微生物(DFMS)因能控制瘤胃發(fā)酵而受到人們的普遍關(guān)注。近20多年來,酵母培養(yǎng)物在DFM領(lǐng)域占據(jù)了核心位置。酵母培養(yǎng)物產(chǎn)品不含許多活性酵母菌,但它們是復(fù)雜的發(fā)酵產(chǎn)品,包括酵母發(fā)酵的代謝物、酵母和酵母賴以生長的載體。
根據(jù)一份來自商業(yè)研究咨詢服務(wù)公司NER-AC的報告,近年來,酵母培養(yǎng)物研究項目的數(shù)量已呈指數(shù)增長。當(dāng)把“酵母培養(yǎng)物”作為“關(guān)鍵詞”進行搜索后發(fā)現(xiàn),在1980年以前僅有兩份報道,在1981年到1990年間有41份報道,而在1991年以后有150份報道。
正如 Jordan和 Fourdrain(1993)在美國所做的調(diào)查反映的一樣,飼用酵母培養(yǎng)物獲得了普通應(yīng)用。1993年,酵母培養(yǎng)物在高產(chǎn)奶牛群(每周期頭均產(chǎn)奶8000kg)的應(yīng)用比20世紀80年代早期增加了300%(分別為51%與17%)。而且,在過去20年間,大量的試驗已經(jīng)證明酵母培養(yǎng)物對奶牛生產(chǎn)性能的效果。Dann等(2000)報道,添加酵母培養(yǎng)物改善了妊娠最后7d和泌乳前42d間于物質(zhì)的吸收。酵母培養(yǎng)物使奶牛在早期泌乳階段用于產(chǎn)奶的體能損失病少。添加酵母培養(yǎng)物,產(chǎn)奶高峰期提前,每天每頭多產(chǎn)奶1.6kg。最近,Wang等(2001)報道,酵母培養(yǎng)物提高了采食量、產(chǎn)奶量和奶脂率。
酵母培養(yǎng)物在瘤胃中的潛在作用方式包括刺激瘤胃細菌繁殖(特別是那些消化纖維和有利于產(chǎn)奶的細菌),提高纖維消化率和提高揮發(fā)性脂肪酸產(chǎn)量——所有這些有利于穩(wěn)定或提高反芻動物采食量,改善其生產(chǎn)性能。
2 酵母培養(yǎng)物和活細胞酵母
近年來,酵母培養(yǎng)物在飼養(yǎng)反芻動物上的成功帶動了許多新的產(chǎn)品進入市場。商用活細胞酵母產(chǎn)品數(shù)量增加,其中許多產(chǎn)品標志為“濃縮高活細胞酵母”產(chǎn)品。因此,注意活性酵母產(chǎn)品和酵母培養(yǎng)物產(chǎn)品之間的差異就顯得重要(見表1)。
酵母培養(yǎng)物產(chǎn)品不含大量的活性酵母,但它們是復(fù)雜的發(fā)酵產(chǎn)品,包括酵母發(fā)酵的代謝產(chǎn)物,酵母以及酵母賴以生長的載體。酵母培養(yǎng)物不是作為活的或有生命的酵母細胞來源,而是作為一種營養(yǎng)添加物,提供發(fā)酵因子,刺激消化道細菌生長。大量研究證實,酵母培養(yǎng)物促進瘤胃微生物菌群繁殖,是改善瘤胃發(fā)酵和提高動物生產(chǎn)性能的關(guān)鍵。
表1 酵母培養(yǎng)物和活性干酵母用于反芻動物的比較
項目 |
酵母培養(yǎng)物 |
活性干酵母 |
發(fā)酵代謝物 |
有 |
無 |
酵母 |
有 |
有 |
效力因子 |
發(fā)酵代謝物 |
活酵母細胞 |
相反,人們把活細胞酵母產(chǎn)品標記為有生命的酵母細胞來源。活性酵母產(chǎn)品確保產(chǎn)品中含有某一水平的活酵母菌以有助于瘤胃功能健全,并協(xié)助把飼料降解為可吸收的營養(yǎng)物質(zhì)。典型的活性酵母產(chǎn)品單獨由酵母構(gòu)成或加以載體(典型性的是谷物副產(chǎn)品混合物)。對于這一類產(chǎn)品,生產(chǎn)企業(yè)也許添加各種酶和細菌,從而生產(chǎn)各類商品。
3 飼料加工處理的影響
活性酵母產(chǎn)品的質(zhì)量和性能受多方面因素的影響。酵母是一個相對脆弱的活性有機體,易因溫度、濕度和粗處理而失活,甚至?xí)涣鑫杆嵋浩茐幕驓⑺馈?/P>
活性干酵母(ADY)的穩(wěn)定性依賴于產(chǎn)品的包裝方式。用真空的惰性氣體包裝的酵母比未密封的酵母有更大的穩(wěn)定性。從市場上取樣并對活性酵母產(chǎn)品平板計數(shù)顯示,與產(chǎn)品的活菌保證值相比,實際活菌數(shù)存在很大的變異。這些資料顯示,在運輸和貯存過程中,活酵母菌數(shù)目以不同比例下降(見表2)。
表 2產(chǎn)品保證值與實際所測的活酵母菌數(shù)目
活酵母產(chǎn)品 |
保證值(活菌/g) |
測定值(活菌/g) |
占保證值的比率/% |
產(chǎn)品A |
5.0×109 |
1.9×108 |
3.8 |
產(chǎn)品B |
8.8×108 |
2.4×107 |
2.7 |
產(chǎn)品C |
5.0×109 |
2.8×109 |
56.0 |
關(guān)于制粒對活細胞酵母產(chǎn)品和酵母培養(yǎng)物的影響,飼料生產(chǎn)者之間存在明顯的分歧。這一分歧主要是因為他們不了解兩種產(chǎn)品之間的差異,以及不理解制粒對活酵母產(chǎn)品產(chǎn)生的影響。典型的制粒過程采用蒸氣使粉狀(牛羊)配合料在制粒機環(huán)模內(nèi)形成適宜的產(chǎn)成品。然而,正如在奶牛日糧制粒過程中所顯示的蒸汽制粒對酵母菌存活率的影響一樣,蒸汽是殺死微生物最有效的方法之一(見表3)。相反,制粒不影響酵母培養(yǎng)物的效力,因為該產(chǎn)品的效果不依賴于活酵母。
表3奶牛飼料中蒸汽制粒對酵母存活率的影響
活酵母產(chǎn)品 |
制粒前(cfu/g) |
制粒后(cfu/g) |
損失/% |
產(chǎn)品A |
7.8×104 |
8.7×10 |
99.9 |
產(chǎn)品B |
8.6×104 |
3.6×103 |
95.8 |
產(chǎn)品C |
3.4×105 |
6.7×102 |
99.8 |
產(chǎn)品D |
9.0×105 |
1.2×105 |
86.7 |
產(chǎn)品E |
1.1×106 |
3.8×104 |
96.5 |
產(chǎn)品F |
5.3×106 |
5.1×105 |
90.4 |
4 活性與穩(wěn)定性
已有試驗確定了活酵母菌在瘤胃中的代謝。盡管按推薦水平飼喂,大多數(shù)活性酵母在動物采食后8h之內(nèi)即在瘤胃中消失。溫度和瘤胃液的化學(xué)組成似乎是酵母菌繁殖的抑制劑,瘤胃微生物有機體的消耗以及消化液的外流部分減少活酵母菌數(shù)目。
一些酵母供應(yīng)商想確保其產(chǎn)品中總酵母菌數(shù)目(包含死的或活的),然而,還沒有實際可行的方法測定死酵母菌,因而產(chǎn)品的穩(wěn)定性無法監(jiān)控。
近來,一些研究人員認為,活酵母產(chǎn)品對動物生產(chǎn)性能的效果不佳,也許源于酵母的低穩(wěn)定性。適當(dāng)水平的活酵母菌進入瘤胃以提高動物生產(chǎn)性能,但應(yīng)考慮的是其“可發(fā)酵能力”,而不是“存活能力”。然而,Ilagledew和Iones(1982發(fā)現(xiàn),酵母在瘤胃液中的代謝活性僅達6h。這些資料表明,只有當(dāng)代謝活酵母菌以每天至少4次飼喂時,活酵母菌的有益效應(yīng)才會持續(xù)。
與活酵母產(chǎn)品相比,酵母培養(yǎng)物產(chǎn)品是非常穩(wěn)定的。運輸、儲存和加工過程不會影響產(chǎn)品質(zhì)量或動物生產(chǎn)性能,因為其效果不依賴于活酵母菌,酵母培養(yǎng)物保存期長,并提供穩(wěn)定的產(chǎn)品性能。
5 體內(nèi)體外的實驗
人們采用體外法比較酵母培養(yǎng)物和商用活酵母產(chǎn)品的相對代謝活性。就揮發(fā)性脂肪酸(VFA)的生成而言,活酵母產(chǎn)品略高于谷物空白組對照,但顯著低于發(fā)酵酵母培養(yǎng)物(見表4)。
最近,英國Sand大學(xué)的Alshaikh等(2002)用體內(nèi)實驗方法測試酵母培養(yǎng)物的活酵母對泌乳荷斯坦奶牛生產(chǎn)性能的影響。實驗證實,飼以添加酵母培養(yǎng)物日糧的奶牛產(chǎn)奶量和產(chǎn)含脂4%標準奶的量優(yōu)于飼以活酵母組和對照組。
表4 酵母培養(yǎng)物和活酵母產(chǎn)品在瘤胃微生物菌體作用下對VFA的影響
VFA(Mm) |
酵母培養(yǎng)物 |
谷物空白組 |
活酵母 |
乙酸 |
27.74a |
24.36b |
25.71c |
丙酸 |
26.77 a |
22.94 b |
22.90 b |
總量 |
60.42 a |
52.06 b |
53.97c |
注:a-c:P<0.05
進一步研究證實,酵母產(chǎn)品的效應(yīng)主要是酵母產(chǎn)生的代謝物的結(jié)果,而不是酵母本身。在任何情況下,飼料專家應(yīng)知道所買的產(chǎn)品類型以及怎樣比較商業(yè)活性于酵母產(chǎn)品中每10億菌落組成單位的成本。
就其它飼料添加組分而言,在選擇該產(chǎn)品前,我們應(yīng)該了解:證明該產(chǎn)品有效性的研究報道以及對該研究實驗進行評估,確定實驗設(shè)計所反應(yīng)的產(chǎn)品差異性是否合理。
許多農(nóng)場的實驗采用少量的實驗動物,實驗設(shè)計木合理以及測定方法原始,通常這些實驗似乎證明主導(dǎo)產(chǎn)品與新產(chǎn)品間無差異,末加控制的實驗條件通常使一些實驗參數(shù)高度可變,從而對處理效應(yīng)的監(jiān)控變得幾乎不可能。最后,應(yīng)了解產(chǎn)品供應(yīng)商在產(chǎn)品研究開發(fā)上的努力程度和范圍以及在該領(lǐng)域的技術(shù)支持隊伍。