酵母益生菌的筛选及其对肉牛消化性能、生长性能和胴体品质影响的研究

摘要

益生菌能够维持和调整肠道内微生物菌群的平衡，提高饲料利用率、生产性能和免疫能力，且不会引起类似抗生素药物残留的问题。目前多数关于益生菌对反刍动物影响的研究都只局限于对瘤胃发酵的影响，受限于瘤胃内的蛋白水解环境，直接研究益生菌在后肠道中的作用一直都是试验的难点。因此，本研究设计四个系列试验，将体外筛选试验与活体饲养试验有机地结合起来，以筛选出的较好的酵母制剂为研究对象，系统测定评估酵母及过瘤胃保护酵母对肉牛消化性能、生长性能、胴体品质、免疫反应、粪便微生物区系等层面的影响，确定其作用效果，探讨可能的作用机理，从而为酵母在肉牛生产中的应用以及进一步系统深入地进行有关研究提供参考依据。主要研究结果如下：
　　1.乳酸菌和酵母制剂在瘤胃体外发酵中的筛选
　　设计两个试验，目的是通过瘤胃体外培养的方法，以产气量、干物质消失率、挥发性脂肪酸和氨态氮等发酵指标为依据，分别从5种乳酸菌（LAB1-5,试验一）和5种酵母制剂（YP1-5,试验二）中分别筛选出较好的乳酸菌和酵母制剂菌株用于后续的动物试验中。体外试验设计包括两种发酵液pH（5.8和6.5），由10％大麦青贮、87%大麦谷粒和3%维生素和矿物质（DM basis）组成的高精料日粮为试验底物，莫能菌素（monensin， MON）作为正对照。
　　试验一结果表明各处理组干物质消失率和产气量在发酵液pH6.5条件下均显著高于pH5.8（P<0.01）。与CON相比，LAB在pH5.8条件下具有降低干物质消失率的趋势（P=0.06），而对pH6.5时的干物质消失率无显著影响（P?0.05）。pH与LAB在干物质消失率、产气量、挥发性脂肪酸和氨态氮浓度上均有交互作用（P<0.05）。与产气量和干物质消失率的结果一致的是，总挥发性脂肪酸和乙酸/丙酸在pH6.5条件下要高于pH5.8（P<0.01），而且LAB3在pH5.8和pH6.5时都具有较高的乙酸/丙酸（P<0.05）。与CON相比，LAB在pH5.8和pH6.5条件下均提高了总挥发性脂肪酸（P<0.05），但与MON相比，LAB只在pH6.5条件下提高了总挥发性脂肪酸（P<0.05）。
　　试验二结果表明各处理组干物质消失率、产气量以及总挥发性脂肪酸在发酵液pH6.5条件下均显著高于pH5.8（P<0.01）。处理组YP2在发酵液pH5.8和pH6.5时均具有较高的干物质消失率和总挥发性脂肪酸（P<0.05），而且在pH5.8时YP2具有较高的乙酸/丙酸（P<0.05）。与CON相比，YP在pH5.8时对干物质消失率无影响（P?0.05），但显著提高了总挥发性脂肪酸（P<0.01）。pH与YP在干物质消失率、产气量、总挥发性脂肪酸和氨态氮浓度上均有交互作用（P<0.01）。与MON相比，虽然YP在pH5.8和pH6.5条件下均降低了干物质消失率（P<0.01），但其提高了总挥发性脂肪酸（P<0.01），而且YP在发酵液pH5.8和pH6.5条件下均提高了乙酸/丙酸和氨态氮浓度（P<0.05）。
　　2.活性干酵母和过瘤胃保护酵母对肉牛消化性能及免疫机能的影响
　　5头装有永久性瘤胃瘘管的安格斯肉牛为试验动物，高精料日粮主要由大麦谷粒（67%）、玉米DDGS（20%）和大麦青贮（10%）组成，按照5×5拉丁方试验设计，通过比较肉牛瘤胃pH动态变化、瘤胃发酵指标、营养物质在消化道中的流通和消化率的变化以及血液生化和免疫等指标来评价活性干酵母和过瘤胃保护胶囊酵母对肉牛消化及免疫的影响。五种处理分别为：1)对照组（CON）；2)抗生素组（MON）；3)活性干酵母（ADY）；4)过瘤胃保护酵母（EDY）；5)混合酵母组（MDY，ADY+EDY）。试验结果表明干物质、有机物、中性洗涤纤维、淀粉和氮的采食量（kg/d）在不同处理间均无显著差异（P?0.05）。瓣胃有机物流量和淀粉的流量在处理之间无显著差异（P?0.05），但中性洗涤纤维的流量在处理间差异显著（P?0.05），其中最高为MON，最低为EDY。与CON和MON相比，EDY和MDY具有降低瘤胃有机物消化率的趋势（P=0.09），但是处理间中性洗涤纤维和淀粉的瘤胃消化率无显著差异（P?0.05）。与CON和MON相比，EDY和MDY提高了小肠中有机物和中性洗涤纤维的消化率（P?0.05）。与CON和MON相比，EDY和MDY均提高了全消化道中有机物和中性洗涤纤维的消化率（P?0.01）。不同处理间瓣胃氮的流量和微生物氮均无显著差异（P?0.05）。虽然瘤胃和小肠中氮的消化率在处理间无显著差异（P?0.05），但是与CON和MON相比， EDY和MDY均提高了全消化道中氮消化率（P?0.05）。瘤胃pH、挥发性脂肪酸和氨态氮浓度在处理间无显著差异（P?0.05）。与MON相比，ADY和MDY具有提高瘤胃中纤维分解菌Ruminococcus flavefaciens数量的趋势（P=0.10）。与CON和MON相比， ADY和MDY显著提高了瘤胃原虫的数量（P?0.01）。与CON、MON相比，EDY降低了脂多糖结合蛋白浓度（P<0.05）。在细胞因子浓度中，不同处理组间IL-1和IL-10的浓度无显著差异（P?0.05），但MDY与CON相比降低了IL-6的浓度（P<0.05）。
　　3.活性干酵母和过瘤胃保护酵母对肉牛生长性能及胴体品质的影响
　　75头安格斯阉公牛为试验动物，高精料日粮主要由大麦谷粒（87%）和大麦青贮（10%）组成，试验动物被随机分配为5个组，五种处理分别为：1)对照组（CON）；2)抗生素组（MON）；3)活性干酵母组（ADY）；4)过瘤胃保护胶囊酵母组（EDY）；5)混合酵母组（MDY，ADY+EDY），通过测定肉牛的采食量、平均日增重、饲料转化率以及胴体指标等来评价活性干酵母和胶囊活性干酵母对肉牛生长性能和胴体品质的影响。试验结果表明与CON和MON相比，酵母处理组ADY、EDY和MDY在始重、末重、干物质采食量、平均日增重和饲料转化率上均无显著差异（P>0.05），但EDY具有降低增重净能和维持净能的趋势（P=0.07）。在肉牛胴体指标上，与CON和MON相比，酵母处理组ADY、EDY和MDY在热胴体重、屠宰率、背膘厚、眼肌面积、大理石评分、产肉率和肝脓肿评分上均无显著差异（P>0.05），但与MON相比，ADY、EDY和MDY具有提高肉牛胴体质量等级的趋势（P=0.08）。与CON和MON相比，ADY、EDY和MDY对肉牛粪便干物质、pH及大肠杆菌数量无显著影响（P>0.05），但MON显著提高了粪便中IgA的浓度（P?0.05）。
　　4.活性干酵母和过瘤胃保护酵母对肉牛粪便微生物区系的影响
　　75头安格斯阉公牛为试验动物，高精料日粮主要由大麦谷粒（87%）和大麦青贮（10%）组成，试验动物被随机分配为5个组，五种处理分别为：1)对照组（CON）；2)抗生素组（MON）；3)活性干酵母组（ADY）；4)过瘤胃保护胶囊酵母（EDY）；5)活性干酵母+过瘤胃保护胶囊酵母（MDY），在试验期第56 d从每个处理组中随机选取10头肉牛并收集粪便样品，通过16S rRNA MiSeq测序技术对来自50头肉牛的50个粪便样品的微生物区系多样性进行了分析研究。结果表明与CON相比，ADY、EDY和MDY在各个微生物群落的门水平上均无显著差异（P>0.05），但蓝细菌门（Cyanobacteria）的含量在 MON组上得到显著提高（ P?0.01），并且 MON具有提高变形杆菌门（Proteobacteria）和疣微菌门（Verrucomicrobia）含量趋势（P=0.09和P=0.10），同时厚壁菌门（Firmicutes）的含量在MON组上具有降低的趋势（P=0.09）。对比MON， EDY和MDY显著降低了蓝细菌门（Cyanobacteria）的含量（P?0.01），并且变形杆菌门（Proteobacteria）和疣微菌门（Verrucomicrobia）在处理组ADY和EDY上具有降低的趋势（P=0.09和P=0.10）。在属水平上，与CON相比，MON、ADY、EDY和MDY均降低了颤螺菌属（Oscillospira）的含量（P?0.05），MON和EDY降低了Dorea的含量（P?0.05），Parabacteroides的含量在MON和MDY组中得到显著提高（P?0.01）。与MON相比，MDY提高了Dorea的含量（P?0.05），但Parabacteroides的含量在EDY组上得到显著降低（P?0.01），并且在Parabacteroides的含量上，MDY要显著高于EDY（P?0.01）。
　　综上所述，虽然活性干酵母和过瘤胃保护酵母对肉牛瘤胃发酵、生长性能、胴体品质以及粪便微生物区系的影响较小，但是其提高了小肠和全消化道中有机物和中性洗涤纤维的消化率，而且过瘤胃保护酵母改善了肉牛的免疫能力，说明酵母益生菌能够促进肉牛营养物质的消化和动物健康水平。本试验不但研究了酵母对肉牛小肠中营养物质消化的作用，而且为酵母在反刍动物中的合理使用提供了更多的依据，同时也为减少抗生素在反刍动物中的使用提供了更多的选择。

目录

声明

第一章 文献综述

1.1 我国肉牛产业发展现状

1.2莫能菌素在反刍动物营养中的作用

1.3 益生菌在反刍动物营养中的研究进展

1.4过瘤胃保护技术在反刍动物营养中的应用

1.5 研究目的意义及技术路线

第二章 乳酸菌和酵母制剂在瘤胃体外发酵中的筛选

2.1 试验材料与方法

2.2 结果与分析

2.3 讨论

2.4 小结

第三章 活性干酵母和过瘤胃保护酵母对肉牛消化性能及免疫机能的影响

3.1 试验材料与方法

3.2 结果与分析

3.3 讨论

3.4 小结

第四章 活性干酵母和过瘤胃保护酵母对肉牛生长性能和胴体品质的影响

4.1 试验材料与方法

4.2结果与分析

4.3 讨论

4.4 小结

第五章 活性干酵母和过瘤胃保护酵母对肉牛粪便微生物区系的影响

5.1 试验材料与方法

5.2 结果与分析

5.3 讨论

5.4 小结

结论

创新点

有待进一步研究和解决的问题

参考文献

附录

致谢

作者简介