益生菌对奶牛产奶量、乳成分及瘤胃微生物区系的影响

杨 露

邢台市襄都区农业农村局，河北邢台 054000

0 引言

牛奶是人类重要的蛋白质来源，同时富含钙、磷、维生素A、维生素D、维生素B2等多种营养物质[1]。饲料品质的控制对于奶牛的机体健康状况、产奶量和乳品质有关键的影响[2]。奶牛属于反刍动物，与猪、鸡等经济动物的消化系统结构有很大差异。饲料经奶牛采食后首先会通过瘤胃微生物对饲料中纤维和蛋白质等营养物质进行发酵。瘤胃的发酵功能将直接关系到奶牛对营养物质的摄取能力，进而影响奶牛的产奶量和乳品质[3]。瘤胃的发酵功能与瘤胃中的微生物区系关系密切，在饲料中添加益生菌，可以促进或改善瘤胃的发酵功能，提高奶牛对饲料中营养物质的消化、吸收[4]。本文对益生菌的功能、作用机制及在奶牛养殖中的应用效果进行阐述，为益生菌的广泛应用提供参考。

1 益生菌的作用、功能及机制

1.1 平衡胃肠道微生态环境

瘤胃内的温度在39 ℃左右，瘤胃内的pH在6.0～6.5，其中包含二氧化碳、甲烷、氮气、氢气和硫化氢等大量的混合气体，还有部分在饲料采食过程中而进入的氧气。瘤胃中含有丰富的微生物，主要发挥发酵、分解营养物质的作用，例如蛋白质、粗纤维和淀粉等[5]。芽孢杆菌是瘤胃中一种常见的益生菌，其可以消耗瘤胃中的氧气使得瘤胃呈现出无氧环境，利于乳酸菌等厌氧益生菌在瘤胃中的生长、定殖，提高瘤胃中厌氧益生菌的相对丰度，抑制病原菌的生长，进而维持瘤胃中良好的微生态平衡，保持消化道的健康状况[6]。

1.2 促进营养物质消化吸收

奶牛对营养物质的吸收状况对产奶量及乳品质非常关键。在奶牛饲料中添加益生菌可以有效促进瘤胃中营养物质发酵的能力，提高营养物质的吸收利用率[7]。在奶牛饲料中添加米曲霉菌可以有效促进瘤胃中纤维类降解酶的分泌，提高奶牛对纤维素和半纤维素的消化能力，其中纤维素的降解率提高25%，半纤维素的降解率提高46%[8]。

2 益生菌对产奶量的影响

奶牛产奶量高低与经济效益关系密切。在奶牛养殖饲料中添加益生菌可以有效补充瘤胃中的有益微生物含量，优化瘤胃的生物发酵水平，促进营养物质的消化吸收，提高奶牛的产奶量[9]。米曲霉菌是早期最常应用的益生菌微生态制剂，米曲霉菌的添加对于奶牛的采食量、产奶量等指标均有显著的改善作用[10]。酵母菌、乳酸菌、丙酸杆菌等微生物在奶牛饲料中的添加也能获得良好的效果，对于奶牛的产奶量和乳品质均有明显的提高[11]。

现阶段对于奶牛饲料中益生菌的添加大部分集中在酵母菌，例如活性酵母或酵母培养物等。酵母菌在奶牛饲料中的应用主要是提高瘤胃中微生物区系的活性水平，改善瘤胃微生态系统的平衡。活性酵母可以有效促进瘤胃中厌氧微生物的生长、定殖，例如常见的纤维利用菌、乳酸利用菌、蛋白降解菌等，可改善瘤胃对营养物质的发酵能力，对稳定瘤胃的微生态平衡起到关键作用，进而提高了奶牛的产奶量[12]。同时在奶牛饲料中添加活性酵母可以明显抑制瘤胃中的有害菌，维持了瘤胃的微生态平衡。在奶牛饲料中添加酿酒酵母，可以使奶牛的平均产奶量提高7.30%左右[13]。

奶牛的产奶量不仅受到益生菌添加的影响，也会受到饲料营养物质结构、饲养管理模式和奶牛的泌乳阶段等因素的影响。相较于其他泌乳阶段，在饲料中添加酵母类益生菌可以有效提高奶牛在泌乳初期的产奶量[14]。奶牛的饲料营养物质组成对于益生菌的应用效果也有关键的影响，例如以粗饲料为主的养殖模式中适当添加酵母类益生菌后对于奶牛产奶量的提高效果显著，但是以精饲料为主的养殖模式中，添加酵母类益生菌后对于奶牛产奶量提高的效果不明显[15]，这是由于益生菌的添加主要是改善了奶牛瘤胃对于粗纤维类物质的降解消化能力，进而促进奶牛的产奶性能，以精饲料为主的奶牛养殖模式中，饲料中粗纤维类饲料原料的占比较低，难以发挥益生菌的发酵效果，对奶牛产奶量的改善不明显。

奶牛发生疾病会显著降低产奶量。奶牛常见的疾病主要为乳房炎症和子宫内膜炎症，这两种疾病是阻碍奶牛养殖产业发展的关键。在饲料中添加益生菌可以有效降低奶牛出现疾病的概率，促进奶牛的机体健康，如乳酸杆菌制剂可以改善荷斯坦牛的免疫系统，有效提高奶牛的抗应激能力，降低发病率，提高产奶量和乳品质。杨慧娟等[16]发现，在奶牛饲料中添加植物乳杆菌和干酪乳杆菌可显著降低牛奶中的体细胞数，且随着乳酸杆菌添加时间的延长，牛奶中体细胞数降低的程度更为显著。包维臣等[17]研究发现，在奶牛饲料中添加7天以上的乳酸杆菌复合制剂后，牛奶中体细胞数降低了76.60%，添加10 天后降低了89.56%[18]。

3 益生菌对奶牛乳成分的影响

乳成分指标包括乳蛋白、乳糖和乳脂肪。现阶段对于在奶牛饲料中添加益生菌后对乳成分影响的研究结果不尽相同。赵飞燕等[19]的研究表明，在饲料中添加益生菌后发现牛奶中蛋白质、乳糖和乳脂肪的含量与对照组相比没有显著影响。而黄良策等[20]的研究发现，在奶牛饲料中添加使用复合益生菌后，试验组奶牛乳脂肪和乳蛋白含量均出现显著提高，这可能是在奶牛饲料中添加的益生菌种类不同所导致，不同的益生菌所具备的功能有所差异，进而导致不同的饲喂效果。在荷斯坦牛饲粮中添加乳酸菌和酵母菌复合制剂可以显著提高牛奶中乳蛋白和乳脂的含量[21]。

饲养管理因素对乳品质也有关键影响。一是环境温度，当环境温度过高时，奶牛容易出现热应激，进而降低产奶量和乳品质。在夏季的奶牛饲料中适当添加酵母菌和芽孢杆菌的复合益生菌制剂可以有效降低奶牛出现热应激的概率，改善乳品质，有效提高乳蛋白含量[22]，乳脂肪和乳糖也有一定程度地提高[23]。综上，益生菌的添加种类是影响奶牛乳中营养物质成分的主要因素，通常添加多种益生菌复合制剂可以获得更好的效果。

4 益生菌对奶牛瘤胃微生物区系的影响

瘤胃的健康状况对奶牛生产性能作用关键。瘤胃通常被称为“发酵罐”，瘤胃微生物在奶牛消化系统中主要发挥着发酵作用，而有效的发酵需要以稳定、优良的微生物区系为基础。在奶牛饲料中添加益生菌可以有效改善瘤胃中的酸性环境，提高有益菌在瘤胃中的相对丰度，同时降低和抑制有害菌和病原菌在瘤胃中的生长定殖，维持瘤胃中良好的微生态环境，进而改善奶牛的营养物质消化率[24]。酿酒酵母菌在奶牛养殖中的应用也较为广泛，早期的研究发现，酵母菌在奶牛瘤胃中可以有效维持微生态平衡，促进有益菌在瘤胃中的生长定殖，主要是由于酿酒酵母菌的发酵产物可以促进瘤胃中乳酸菌的生长定殖，同时可以维持瘤胃微生态环境中pH的稳定[25]。

5 小结

在奶牛饲料中添加益生菌可以改善奶牛瘤胃微生态环境，提高奶牛的营养物质消化率和机体健康状况，进而增加奶牛的产奶量和改善牛奶品质。但益生菌在奶牛饲料中的应用还有很多不足的地方，例如不同益生菌的配比，益生菌在奶牛养殖中最佳的添加时间等，这将是未来奶牛养殖中益生菌应用的重点研究方向。