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酵母培养物与活性酵母的特点及对反刍动物的影响

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2016-06-12 14:57:32

  反刍动物特别是高产奶牛饲粮中的酵母培养物和活性酵母产品之间存在着重要的差异。研究人员特别感兴趣的是以不同亚种和不同品系的单细胞真菌和酿酒酵母为基础的产品怎样改善或提高瘤胃功能,从而提高动物生产性能。反刍动物如牛、绵羊山羊极度依赖于瘤胃功能。在瘤胃中,微生物活动把纤维素、淀粉和蛋白质分解为可吸收的营养。反刍动物把这些营养用于维持生长、生产和繁殖。

   数十亿的细菌、原生动物和真菌在痛胃发酵过程中共生于一个动态平衡体系中,提供奶牛能量和蛋白质需要的主要部分。这一平衡主要受应激、疾病和日粮变化的影响。当这些微生物中的有益菌群受到消极影响时,日粮中为反刍动物可利用的营养减少,动物生产性能下降。
  另一方面,瘤胃微生物中有益菌群大量繁殖,动物能表现出持久的高生产性能,能更好的抵抗应激和疾病,能更好的适应日粮的变化。
1、瘤胃调节者
   直接饲喂微生物(DFMS)因能控制瘤胃发酵而受到人们的普遍关注。近20多年来,酵母培养物在DFM领域占据了核心位置。酵母培养物产品不含许多活性酵母菌,但它们是复杂的发酵产品,包括酵母发酵的代谢物、酵母和酵母赖以生长的载体。
    根据一份来自商业研究咨询服务公司NER-AC的报告,近年来,酵母培养物研究项目的数量已呈指数增长。当把“酵母培养物”作为“关键词”进行搜索后发现,在1980年以前仅有两份报道,在1981年到1990年间有41份报道,而在2000年以后有150份报道。
   正如 美国研究人员在美国所做的调查反映的一样,饲用酵母培养物获得了普通应用。1997年,酵母培养物在高产奶牛群(每周期头均产奶8000kg)的应用比20世纪80年代早期增加了300%(分别为51%与17%)。而且,在过去20年间,大量的试验已经证明酵母培养物对奶牛生产性能的效果。具报道,添加酵母培养物改善了妊娠最后7d和泌乳前42d间于物质的吸收。酵母培养物使奶牛在早期泌乳阶段用于产奶的体能损失病少。添加酵母培养物,产奶高峰期提前,每天每头多产奶1.6kg。最近,国家科学研究院报道,酵母培养物可提高了采食量、产奶量和奶脂率。
   酵母培养物在瘤胃中的潜在作用方式包括刺激瘤胃细菌繁殖(特别是那些消化纤维和有利于产奶的细菌),提高纤维消化率和提高挥发性脂肪酸产量——所有这些有利于稳定或提高反刍动物采食量,改善其生产性能。
2、酵母培养物和活细胞酵母
   近年来,酵母培养物在饲养反刍动物上的成功带动了许多新的产品进入市场。商用活细胞酵母产品数量增加,其中许多产品标志为“浓缩高活细胞酵母”产品。因此,注意活性酵母产品和酵母培养物产品之间的差异就显得重要(见表1)。
酵母培养物产品不含大量的活性酵母,但它们是复杂的发酵产品,包括酵母发酵的代谢产物,酵母以及酵母赖以生长的载体。酵母培养物不是作为活的或有生命的酵母细胞来源,而是作为一种营养添加物,提供发酵因子,刺激消化道细菌生长。大量研究证实,酵母培养物促进瘤胃微生物菌群繁殖,是改善瘤胃发酵和提高动物生产性能的关键。
表1 酵母培养物和活性干酵母用于反刍动物的比较
项目
酵母培养物
活性干酵母
发酵代谢物
酵母
效力因子
发酵代谢物
活酵母细胞
   相反,人们把活细胞酵母产品标记为有生命的酵母细胞来源。活性酵母产品确保产品中含有某一水平的活酵母菌以有助于瘤胃功能健全,并协助把饲料降解为可吸收的营养物质。典型的活性酵母产品单独由酵母构成或加以载体(典型性的是谷物副产品混合物)。对于这一类产品,生产企业也许添加各种酶和细菌,从而生产各类商品。
3、 饲料加工处理的影响
   活性酵母产品的质量和性能受多方面因素的影响。酵母是一个相对脆弱的活性有机体,易因温度、湿度和粗处理而失活,甚至会被瘤胃酸液破坏或杀死。
   活性干酵母(ADY)的稳定性依赖于产品的包装方式。用真空的惰性气体包装的酵母比未密封的酵母有更大的稳定性。从市场上取样并对活性酵母产品平板计数显示,与产品的活菌保证值相比,实际活菌数存在很大的变异。这些资料显示,在运输和贮存过程中,活酵母菌数目以不同比例下降(见表2)。
表 2产品保证值与实际所测的活酵母菌数目
活酵母产品
保证值(活菌/g)
测定值(活菌/g)
占保证值的比率/%
产品A
5.0×109
1.9×108
3.8
产品B
8.8×108
2.4×107
2.7
产品C
5.0×109
2.8×109
56.0
    关于制粒对活细胞酵母产品和酵母培养物的影响,饲料生产者之间存在明显的分歧。这一分歧主要是因为他们不了解两种产品之间的差异,以及不理解制粒对活酵母产品产生的影响。典型的制粒过程采用蒸气使粉状(牛羊)配合料在制粒机环模内形成适宜的产成品。然而,正如在奶牛日粮制粒过程中所显示的蒸汽制粒对酵母菌存活率的影响一样,蒸汽是杀死微生物最有效的方法之一(见表3)。相反,制粒不影响酵母培养物的效力,因为该产品的效果不依赖于活酵母。
表3奶牛饲料中蒸汽制粒对酵母存活率的影响
活酵母产品
制粒前(cfu/g)
制粒后(cfu/g)
损失/%
产品A
7.8×104
8.7×10
99.9
产品B
8.6×104
3.6×103
95.8
产品C
3.4×105
6.7×102
99.8
产品D
9.0×105
1.2×105
86.7
产品E
1.1×106
3.8×104
96.5
产品F
5.3×106
5.1×105
90.4
4 、活性与稳定性
    已有试验确定了活酵母菌在瘤胃中的代谢。尽管按推荐水平饲喂,大多数活性酵母在动物采食后8h之内即在瘤胃中消失。温度和瘤胃液的化学组成似乎是酵母菌繁殖的抑制剂,瘤胃微生物有机体的消耗以及消化液的外流部分减少活酵母菌数目。
一些酵母供应商想确保其产品中总酵母菌数目(包含死的或活的),然而,还没有实际可行的方法测定死酵母菌,因而产品的稳定性无法监控。
    近来,一些研究人员认为,活酵母产品对动物生产性能的效果不佳,也许源于酵母的低稳定性。适当水平的活酵母菌进入瘤胃以提高动物生产性能,但应考虑的是其“可发酵能力”,而不是“存活能力”。然而,科研人员发现,酵母在瘤胃液中的代谢活性仅达6h。这些资料表明,只有当代谢活酵母菌以每天至少4次饲喂时,活酵母菌的有益效应才会持续。
与活酵母产品相比,酵母培养物产品是非常稳定的。运输、储存和加工过程不会影响产品质量或动物生产性能,因为其效果不依赖于活酵母菌,酵母培养物保存期长,并提供稳定的产品性能。
5 、体内体外的实验
    人们采用体外法比较酵母培养物和商用活酵母产品的相对代谢活性。就挥发性脂肪酸(VFA)的生成而言,活酵母产品略高于谷物空白组对照,但显著低于发酵酵母培养物(见表4)。
   最近,科研人员用体内实验方法测试酵母培养物的活酵母对泌乳荷斯坦奶牛生产性能的影响。实验证实,饲以添加酵母培养物日粮的奶牛产奶量和产含脂4%标准奶的量优于饲以活酵母组和对照组。
    表4 酵母培养物和活酵母产品在瘤胃微生物菌体作用下对VFA的影响
VFA(Mm)
酵母培养物
谷物空白组
活酵母
乙酸
27.74a
24.36b
25.71c
丙酸
26.77 a
22.94 b
22.90 b
总量
60.42 a
52.06 b
53.97c
注:a-c<0.05
     进一步研究证实,酵母产品的效应主要是酵母产生的代谢物的结果,而不是酵母本身。在任何情况下,饲料专家应知道所买的产品类型以及怎样比较商业活性于酵母产品中每10亿菌落组成单位的成本。
就其它饲料添加组分而言,在选择该产品前,我们应该了解:证明该产品有效性的研究报道以及对该研究实验进行评估,确定实验设计所反应的产品差异性是否合理。
   许多农场的实验采用少量的实验动物,实验设计木合理以及测定方法原始,通常这些实验似乎证明主导产品与新产品间无差异,末加控制的实验条件通常使一些实验参数高度可变,从而对处理效应的监控变得几乎不可能。最后,应了解产品供应商在产品研究开发上的努力程度和范围以及在该领域的技术支持队伍

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