反芻動物特別是高產奶牛飼糧中的酵母培養物和活性酵母產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的產品怎樣改善或提高瘤胃功能,從而提高動物生產性能。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、淀粉和蛋白質分解為可吸收的營養。反芻動物把這些營養用于維持生長、生產和繁殖。
數十億的細菌、原生動物和真菌在痛胃發酵過程中共生于一個動態平衡體系中,提供奶牛能量和蛋白質需要的主要部分。這一平衡主要受應激、疾病和日糧變化的影響。當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減少,動物生產性能下降。
另一方面,瘤胃微生物中有益菌群大量繁殖,動物能表現出持久的高生產性能,能更好的抵抗應激和疾病,能更好的適應日糧的變化。
1 瘤胃調節者
直接飼喂微生物(DFMS)因能控制瘤胃發酵而受到人們的普遍關注。近20多年來,酵母培養物在DFM領域占據了核心位置。酵母培養物產品不含許多活性酵母菌,但它們是復雜的發酵產品,包括酵母發酵的代謝物、酵母和酵母賴以生長的載體。
根據一份來自商業研究咨詢服務公司NER-AC的報告,近年來,酵母培養物研究項目的數量已呈指數增長。當把“酵母培養物”作為“關鍵詞”進行搜索后發現,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)在美國所做的調查反映的一樣,飼用酵母培養物獲得了普通應用。1993年,酵母培養物在高產奶牛群(每周期頭均產奶 8000kg)的應用比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,大量的試驗已經證明酵母培養物對奶牛生產性能的效果。Dann等(2000)報道,添加酵母培養物改善了妊娠最后7d和泌乳前42d間于物質的吸收。酵母培養物使奶牛在早期泌乳階段用于產奶的體能損失病少。添加酵母培養物,產奶高峰期提前,每天每頭多產奶1.6kg。最近,Wang等(2001)報道,酵母培養物提高了采食量、產奶量和奶脂率。
酵母培養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奶的細菌),提高纖維消化率和提高揮發性脂肪酸產量——所有這些有利于穩定或提高反芻動物采食量,改善其生產性能。
2 酵母培養物和活細胞酵母
近年來,酵母培養物在飼養反芻動物上的成功帶動了許多新的產品進入市場。商用活細胞酵母產品數量增加,其中許多產品標志為“濃縮高活細胞酵母”產品。因此,注意活性酵母產品和酵母培養物產品之間的差異就顯得重要(見表1)。
酵母培養物產品不含大量的活性酵母,但它們是復雜的發酵產品,包括酵母發酵的代謝產物,酵母以及酵母賴以生長的載體。酵母培養物不是作為活的或有生命的酵母細胞來源,而是作為一種營養添加物,提供發酵因子,刺激消化道細菌生長。大量研究證實,酵母培養物促進瘤胃微生物菌群繁殖,是改善瘤胃發酵和提高動物生產性能的關鍵。
表1 酵母培養物和活性干酵母用于反芻動物的比較
項目 |
酵母培養物 |
活性干酵母 |
發酵代謝物 |
有 |
無 |
酵母 |
有 |
有 |
效力因子 |
發酵代謝物 |
活酵母細胞 |
相反,人們把活細胞酵母產品標記為有生命的酵母細胞來源?;钚越湍府a品確保產品中含有某一水平的活酵母菌以有助于瘤胃功能健全,并協助把飼料降解為可吸收的營養物質。典型的活性酵母產品單獨由酵母構成或加以載體(典型性的是谷物副產品混合物)。對于這一類產品,生產企業也許添加各種酶和細菌,從而生產各類商品。
3 飼料加工處理的影響
活性酵母產品的質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,甚至會被瘤胃酸液破壞或殺死。
活性干酵母(ADY)的穩定性依賴于產品的包裝方式。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定性。從市場上取樣并對活性酵母產品平板計數顯示,與產品的活菌保證值相比,實際活菌數存在很大的變異。這些資料顯示,在運輸和貯存過程中,活酵母菌數目以不同比例下降(見表2)。
表 2產品保證值與實際所測的活酵母菌數目
活酵母產品 |
保證值(活菌/g) |
測定值(活菌/g) |
占保證值的比率/% |
產品A |
5.0×109 |
1.9×108 |
3.8 |
產品B |
8.8×108 |
2.4×107 |
2.7 |
產品C |
5.0×109 |
2.8×109 |
56.0 |
關于制粒對活細胞酵母產品和酵母培養物的影響,飼料生產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品之間的差異,以及不理解制粒對活酵母產品產生的影響。典型的制粒過程采用蒸氣使粉狀(牛羊)配合料在制粒機環模內形成適宜的產成品。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物的效力,因為該產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
活酵母產品 |
制粒前(cfu/g) |
制粒后(cfu/g) |
損失/% |
產品A |
7.8×104 |
8.7×10 |
99.9 |
產品B |
8.6×104 |
3.6×103 |
95.8 |
產品C |
3.4×105 |
6.7×102 |
99.8 |
產品D |
9.0×105 |
1.2×105 |
86.7 |
產品E |
1.1×106 |
3.8×104 |
96.5 |
產品F |
5.3×106 |
5.1×105 |
90.4 |
4 活性與穩定性
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,大多數活性酵母在動物采食后8h之內即在瘤胃中消失。溫度和瘤胃液的化學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目。
一些酵母供應商想確保其產品中總酵母菌數目(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,因而產品的穩定性無法監控。
近來,一些研究人員認為,活酵母產品對動物生產性能的效果不佳,也許源于酵母的低穩定性。適當水平的活酵母菌進入瘤胃以提高動物生產性能,但應考慮的是其“可發酵能力”,而不是“存活能力”。然而,Ilagledew和Iones(1982發現,酵母在瘤胃液中的代謝活性僅達6h。這些資料表明,只有當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才會持續。
與活酵母產品相比,酵母培養物產品是非常穩定的。運輸、儲存和加工過程不會影響產品質量或動物生產性能,因為其效果不依賴于活酵母菌,酵母培養物保存期長,并提供穩定的產品性能。
5 體內體外的實驗
人們采用體外法比較酵母培養物和商用活酵母產品的相對代謝活性。就揮發性脂肪酸(VFA)的生成而言,活酵母產品略高于谷物空白組對照,但顯著低于發酵酵母培養物(見表4)。
最近,英國Sand大學的Alshaikh等(2002)用體內實驗方法測試酵母培養物的活酵母對泌乳荷斯坦奶牛生產性能的影響。實驗證實,飼以添加酵母培養物日糧的奶牛產奶量和產含脂4%標準奶的量優于飼以活酵母組和對照組。
表4 酵母培養物和活酵母產品在瘤胃微生物菌體作用下對VFA的影響
VFA(Mm) |
酵母培養物 |
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,酵母產品的效應主要是酵母產生的代謝物的結果,而不是酵母本身。在任何情況下,飼料專家應知道所買的產品類型以及怎樣比較商業活性于酵母產品中每10億菌落組成單位的成本。
就其它飼料添加組分而言,在選擇該產品前,我們應該了解:證明該產品有效性的研究報道以及對該研究實驗進行評估,確定實驗設計所反應的產品差異性是否合理。
許多農場的實驗采用少量的實驗動物,實驗設計木合理以及測定方法原始,通常這些實驗似乎證明主導產品與新產品間無差異,末加控制的實驗條件通常使一些實驗參數高度可變,從而對處理效應的監控變得幾乎不可能。最后,應了解產品供應商在產品研究開發上的努力程度和范圍以及在該領域的技術支持隊伍。