日粮添加益生菌对奶牛生产性能、乳品质及肠道菌群的影响

隋 明， 吴亚楠， 李俊儒， 张凤英， 周 文，4， 王家瑞， 唐明妮

（1.四川工商职业技术学院，四川都江堰611830；2大庆市新科畜牧技术服务中心，黑龙江大庆163000；3.甘孜藏族自治区丹巴县革什扎镇镇政府，四川丹巴626399；4.四川大学，四川成都610065）

在我国奶牛养殖业的发展过程中，存在着一些隐性疾病，如隐性乳房炎等，严重影响着奶牛产奶性能和乳品质（张江，2015）。益生菌作为一种活性微生物制剂，其是对动物机体有益的菌剂，动物食入后会在其肠道内定植，并与致病菌竞争黏附位点，在肠道内会形成维生素、有机酸及消化酶等多种活性物质，促进动物对营养物质的消化吸收，提高饲料转化率，增强动物机体免疫力、抗应激能力等，从而提高养殖的经济效益（刘政，2018；Prasad，2013）。目前应用较为广泛的益生菌主要有芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌等（Giri，2014；Zhang，2014）。单一益生菌在反刍动物的养殖生产中已有一些研究报道，并取得一定进展（赵珺，2007），但对复合菌剂的研究甚少。因此，本文以荷斯坦奶牛为研究对象，在其基础日粮中添加一定量的复合益生菌，探索其对荷斯坦奶生产性能、乳品质及肠道菌群的影响，以期为复合益生菌在奶牛养殖生产中的合理应用提供理论参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 本试验用复合益生菌购自杭州利牧源科技有限公司，复合益生菌由乳酸菌、地衣芽孢杆菌和酵母菌组成，其中乳酸菌活菌数为8×109cfu/g，地衣芽孢杆菌活菌数为1×109cfu/g，酵母菌活菌数为3×109cfu/g。

1.2 试验动物及试验设计 按照年龄、胎次、体重、产奶量相近的原则，选用分娩后2～4月的健康奶牛120头，随机分成4组，每组30头。分组后统计各组牛的体重和产奶量统计学不具有差异性（P＞0.05）。试验1组（对照组）饲喂基础日粮，试验2、3、4组饲喂依次在基础日粮中添加20、40、60 g/d的益生菌日粮，基础日粮组成及营养水平见表1。预试验7 d，正式试验60 d。

表1 基础日粮组成及营养水平

1.3 饲养管理 试验在大庆市众牧奶牛养殖专业合作社进行。试验开始前对所有试验奶牛进行编号，使用伊维菌素对奶牛进行驱虫，圈舍全方位消毒，按照常规饲养管理方法对奶牛进行饲养和管理，自由采食，自由饮水，定期进行日常免疫。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 生产性能 每30 d测定每头奶牛产奶量，取50 mL混合奶样（早∶中∶晚=4:3:3）。

1.4.2 乳品质指标的测定 使用全自动乳成分分析仪测定乳脂率、乳蛋白率、乳总固体含量、乳糖含量等乳品质指标。

1.4.3 肠道菌群 在试验结束前3天直肠收集新鲜粪样约300 g，保存于-80℃，用于粪便菌群DNA的提取和后肠道菌群拷贝数的测定。OMEGA DNA提取试剂盒购自上海玉博生物科技有限公司。Real-time PCR SYB GreenⅠRT-PCR试剂盒购自宝生物（大连）有限公司。Real-time PCR扩增反应参数为：95℃、7 min，55℃、1 min，72℃、3 min，共35个循环；72℃延伸7 min。特异性引物序列由生工生物工程（上海）股份有限公司设计，具体信息见表2。将待测菌株乳酸杆菌、双歧杆菌和大肠杆菌的标准菌株稀释成不同浓度用于制作标准曲线。标准曲线通过菌的拷贝数和Ct值进行绘制。

表2 荧光定量PCR引物设计信息

1.5 数据统计与分析 试验数据先使用Excel进行统计，之后采用SPSS 22.0统计软件进行单因素方差分析，具有统计学意义后，用Duncan’s法进行组间的多重比较，试验结果用“平均数±标准差”表示，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 益生菌对荷斯坦奶牛生产性能的影响

2.1.1 益生菌对荷斯坦奶牛产奶量的影响 在试验开始第0、30、60天分别对产奶量称重，结果见表3。随着试验天数的增加，各组产奶量逐渐增多。在试验第30、60天及全程，试验3组和试验4组的产奶量显著高于试验1组，分别提高了12.39%、10.82%；14.79%、14.05%；8.74%、8.38%。试验2组略高于试验1组，但差异不显著（P＞0.05）。

表3 益生菌对荷斯坦奶牛产奶量的影响kg/d

2.1.2 益生菌对荷斯坦奶牛干物质采食量的影响在试验期第0、30、60天测定了奶牛干物质采食量，结果见表4，随着试验天数的增加，各组干物质采食量有增加的趋势，但在每个时间点，各组的干物质采食量差异不显著（P＞0.05），且益生菌组的采食量低于对照组，只有在试验第60天时，试验2组和3组的采食量高于试验1组，但差异不显著（P＞0.05）。

表4 益生菌对荷斯坦奶牛干物质采食量的影响kg/d

2.2 益生菌对荷斯坦奶牛乳品质的影响 在试验结束后对采集的乳样进行了乳品质等指标的检测，具体检测结果见表5。试验3组和4组的乳脂率显著高于试验1组和2组（P＜0.05），分别提高了23.53%、21.89%；16.31%、14.77%。试验3组的乳蛋白率显著高于试验1、2、4组（P＜0.05），分别提高了17.5%、10.26%、9.62%。试验3组和4组的乳糖显著高于试验1组，分别提高了10.60%和8.52%；试验2组略高于试验1组，但差异不显著（P＞0.05）。各试验组的非脂乳固体、总固形物、体细胞数、乳尿素氮无显著差异（P＞0.05）。

表5 益生菌对荷斯坦奶牛乳品质的影响

2.3 益生菌对荷斯坦奶牛肠道菌群的影响 益生菌对奶牛肠道菌群的影响见表6。试验3组和4组的乳酸菌数量显著高于试验1组（P＜0.05），分别提高了70.00%和80.83%；试验2组的乳酸菌略高于试验1组，但差异不显著（P＞0.05）。益生菌组的双歧杆菌数量略高于试验1组，但差异不显著（P＞0.05）。益生菌组的大肠杆菌数量略低于试验1组，但差异不显著（P＞0.05）。

表6 益生菌对荷斯坦奶牛肠道菌群的影响

3 讨论

3.1 益生菌对荷斯坦奶牛生产性能的影响 益生菌作为饲料添加剂应用于畜禽养殖生产中，不仅可以提高畜禽对营养物质的消化吸收率，提高动物生产性能，增加动物机体的抗病能力；而且可以改变动物肠道菌群结构，改善其肠道健康，减少有害气体的排放，尤其是反刍动物产生的有害气体（刘爱霞，2014）。复合益生菌中含有多种营养物质、促生长因子、消化酶、氨基酸等，为动物的生产需要提供了营养物质（曾光，2016；吴小燕，2016）。益生菌能够提高反刍动物瘤胃微生物活力去降解瘤胃里的日粮，进而为奶牛的泌乳提供充足的代谢能和蛋白（刘程，2020）。廖智慧等（2020）报道，在奶牛日粮中添加40 g/d复合益生菌，显著提高了奶牛的产奶量。夏天婵等（2017）研究表明，在南方湿热的夏季，饲料中添加一定量的益生菌可以减少奶牛热应激，提高其泌乳中后期的产奶量。刘程等（2020）研究表明，在奶牛日粮中，添加由地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和米曲霉组成的复合益生菌，对奶牛干物质采食量无显著影响，但显著提高了奶牛泌乳量。本试验研究结果表明，在试验第30、60天及全程，40 g/d和60 g/d益生菌组的产奶量显著高于对照组，分别提高了12.39%、10.82%；14.79%、14.05%；8.74%、8.38%。本试验结果与前人研究结论一致，说明在奶牛日粮中添加一定的复合益生菌有助于提高奶牛的产奶性能。

3.2 益生菌对荷斯坦奶牛乳品质的影响 本试验研究结果表明，在奶牛日粮中添加一定量的益生菌可以显著提高乳脂率、乳蛋白率和乳糖含量，对非脂乳固体、总固形物、体细胞数、乳尿素氮等含量无显著影响。吕世民等（2016）研究表明，益生菌显著提高了乳脂率，但未提高乳蛋白率。夏天婵等（2017）研究表明，日粮中添加复合益生菌制剂后，乳蛋白率、乳糖率和总固形物含量显著高于对照组，而乳脂率没有显著差异。本试验研究结果与上述其他人的研究结果不完全一致，但有相似之处，可能与试验所用的益生菌不同及试验奶牛产奶阶段不同有关。牛奶中的体细胞数量是否在正常值（2×105个/mL～3×105个/mL）范围内可反映奶牛乳房是否健康，并能预测乳房炎的发病率，并且也与产奶量、乳品质及奶牛存放时间密切有关（王玲等，2015），本试验中牛奶中的体细胞数量在正常值范围内，说明益生菌对此指标未产生负面影响。

3.3 益生菌对荷斯坦奶牛肠道菌群的影响 动物的饮食和管理等因素能够显著地影响反刍瘤胃及肠道菌群的结构和活动。胃肠道菌群的破坏会影响动物的健康，并降低其生产性能。此外，奶牛的胃肠道菌群是否平衡还能影响奶牛新陈代谢、传染、消化和生殖障碍等。奶牛瘤胃中高效的发酵系统主要功能是负责能量的转换和积累（Itoii，2014）。对于奶牛来说，挑选适宜的益生菌可以改善瘤胃微生物对日粮中粗纤维的消化利用率。益生菌对不同的消化过程有不同的促进作用，尤其表现在纤维素的水解和微生物蛋白的合成等方面。奶牛日粮中通常使用酵母菌，能产生较好的效果。本试验研究结果表明，在奶牛日粮中添加含有酵母菌的益生菌可以显著提高奶牛肠道内乳酸菌的含量；有提高双歧杆菌降低大肠杆菌数量的趋势，说明在奶牛日粮中添加一定量益生菌改变了其肠道菌群结构，增加有益菌数量，降低有害菌数量，改善了肠道健康。李洋等（2017）在奶牛日粮中使用地顶孢霉培养物，显著地提高了乳酸菌数量，与本试验研究结果类似。

4 结论

在荷斯坦奶牛日粮中添加一定量的复合益生菌，可以提高产奶量，改善乳品质和肠道健康，改变肠道菌群数量。综合本试验研究结果，并考虑经济成本，在奶牛日粮中添加40 g/d的益生菌效果较佳。