日粮添加酵母培养物对热应激期间奶牛生产性能和血液生化指标的影响

王 勇 申 晨 杨宏伟

（1.达农威生物发酵工程技术（深圳）有限公司，广东 深圳 518000；2.山西省畜牧兽医学校，山西 太原 261061；3.河南省巩义市畜牧中心，河南 巩义 451200）

热应激是作用在动物身上引起体温升高并引起生理反应的内部和外部力量的总和[1]。在热应激时期，奶牛试图通过调节热能平衡保持恒定的体温[2]。为了调节热能平衡，动物新陈代谢（维持、运动、生长、哺乳、妊娠、采食）产生的热量等于损失在环境中的热量。当动物无法散发足够的代谢产生或吸收热量时，无法维持热平衡[3]。热应激是限制奶牛产量重要因素[4]，其对奶牛的生产力、健康、繁殖等具有不利影响，其中产奶量明显下降[5]，严重的单产下降35%[6-7]。但与产量较低或初产奶牛相比，经产奶牛和产奶量较高的奶牛对热应激的影响更敏感。热应激条件引起的食欲不振，使满足高产奶牛能量需求成为挑战[3]。由于热应激奶牛采食量减少，导致能量供应减少，加剧了泌乳奶牛负能量平衡[8]。泌乳早期的负能量平衡，可引发奶牛代谢紊乱和健康问题，甚至造成生殖性能下降。因此，热应激期间提高奶牛采食量尤为重要。Zhu 等[7]、Lim 等[8]研究表明，酵母培养物能够提高奶牛采食量和产奶量，缓解热应激，减轻热应激期间能量负平衡作用。本试验研究酵母培养物对围产期奶牛干物质采食量、产奶量、抗应激的影响，为酵母培养物在奶牛生产中应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

酵母培养物主要成分包括蛋白质、小肽、抗氧化剂、植物甾醇、有机酸、核苷酸、甘露寡糖等。试验在安徽省某集团规模化大型牧场进行。试验时间2022年7月17日至8月10日，预试期7 d，正式试验期14 d。

选择即将进入围产后期［产前（21±3）d］的经产牛198头，随机分为2组。对照组奶牛饲喂基础日粮；试验组奶牛，根据推荐量在预混料中添加19 g/(头·d)酵母培养物（围产和新产牛均添加）。围产牛和新产牛泌乳牛全混合日粮（TMR）组成及营养水平，见表1、表2。

表1 围产牛TMR组成及营养水平（以干物质计）

表2 新产牛TMR组成及营养水平（以干物质计）

1.2 饲养管理

饲养密度在80%左右，统一采用24 h 风扇和喷淋进行物理防暑降温通过TMR 搅拌机将日粮搅拌均匀饲喂。围产牛饲喂围产日粮，每日投喂2 次；新产牛饲喂新产日粮，每日投喂3次。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 温湿度指数（THI）

每日分别于1：00、7：00、13：00、21：00 使用温湿度表统计圈舍温湿度，取3次平均值，计算THI指数。

1.3.2 生产性能

使用上海湃科腾公司的TMR饲喂系统统计每圈舍日采食量（DMI）。从牧场奶厅用瑞典利拉伐公司的阿波罗挤奶系统统计每日产奶量。泌乳第1、21 d分别人工评出每头奶牛的体况得分（BCS，5 分制）。使用丹麦福斯公司的乳成分分析仪（FOSS MilkoScanTM）测定乳脂、乳蛋白、体细胞数（SCC）。

1.3.3 血液生化指标

使用含有抗凝剂的真空采血管采血，分别在泌乳第1、7 d 尾根采血10 mL，每头采血2 管，4 ℃、3 000×g离心20 min，-20 ℃保存。血样送北京莱博泰瑞科技发展有限公司，使用美国贝克曼库尔特AU480 全自动生化分析系统检测葡萄糖（GLU）、皮质醇（COR）、谷草转氨酶（AST）、谷氨酰胺转移酶（GGT）、白蛋白（ALB）、球蛋白（GLB）、胆固醇（TC）和胰岛素（INS）含量。

使用ELISA 试剂盒（南京建成生物工程研究所）测定β-羟丁酸（BHBA）、总抗氧化能力（T-AOC）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、丙二醛（MDA）、氮化物（NO）、总活性氧化代谢物（ROMt）、超氧化物歧化酶（SOD）、血清淀粉样蛋白（SAA）、结合珠蛋白（HPT）、白细胞介素-1β（IL-1β）、白细胞介素-6（IL-6）、肿瘤坏死因子（TNF-α）、铜蓝蛋白（CER）、髓过氧化物酶（MPO）、免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白G（IgG）和免疫球蛋白M（IgM）含量。

1.3.4 产后发病率

从牧场产后护理系统中导出产后护理数据，统计牛的乳房炎、酮病、消化病、真胃移位、产后瘫和子宫炎的发病情况。

1.4 数据统计与分析

采用Excel、SPSS 软件对结果进行数据统计与分析，采用Duncan's 法进行多重比较。结果以“平均值±标准差”表示，P＜0.01 表示差异极显著，P＜0.05 表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 试验期间热应激THI指数变化（见图1）

图1 试验期间热应激THI指数变化

由图1 可知，牛在THI 大于68 开始有热应激了，7～8 月牧场气温高，THI 指数在72～85 范围，处于轻、中度热应激。

2.2 酵母培养物对热应激围产期奶牛21 d平均日采食量的影响（见表3）

由表3 可知，试验组奶牛的平均日采食量显著高于对照组（P＜0.05）。

2.3 酵母培养物对热应激新产牛生产性能的影响（见表4）

表4 酵母培养物对热应激新产牛生产性能的影响

由表4可知，与对照组相比，试验组奶牛的采食量、产奶量、乳脂和BCS 变化显著高于对照组（P＜0.05），SCC含量显著低于对照组（P＜0.05），乳蛋白有提高趋势（P＞0.05）。

2.4 酵母培养物对奶牛产后发病率的影响（见表5）

表5 酵母培养物对奶牛产后发病率的影响 单位：%

由表5 可知，与对照组相比，试验组奶牛乳房炎、消化病、真胃移位和子宫炎发病率显著低于对照组（P＜0.05），酮病发病率极显著低于对照组（P＜0.01）。

2.5 酵母培养物对奶牛血液指标的影响（见表6）

表6 酵母培养物对奶牛血液指标的影响

由表6 可知，试验组奶牛血液BHBA 和皮质醇含量显著低于对照组（P＜0.05），白蛋白含量显著高于对照组（P＜0.05）。

2.6 酵母培养物对奶牛氧化应激的影响（见表7）

表7 酵母培养物对奶牛氧化应激的影响

由表7可知，试验组奶牛血清T-AOC、GSH-Px 活性与对照组相比有增加趋势；MDA、NO和ROMt含量显著低于对照组（P＜0.05），SOD活性显著高于对照组（P＜0.05）。

2.7 酵母培养物对奶牛炎症和急性时相蛋白的影响（见表8）

由表8 可知，在奶牛炎症和急性时，对照组奶牛的HPT、IL-1β 和IL-6、CER 含量和MPO 活性显著高于试验组（P＜0.05），IgA、IgG 和IgM 含量显著高于对照组（P＜0.05）。

3 讨论

3.1 酵母培养物对热应激围产期奶牛采食量的影响

热应激分为正常（THI＜72）、轻度应激（72＜THI＜77）、中度应激（77＜THI＜90）、重度应激（THI＞90）。本试验中，奶牛在THI 大于68 开始出现热应激反应，且凌晨和下午的THI 指数不同，这与太阳日照强度有直接关系。实际生产中许多牧场为了提高奶牛采食量，在凌晨增加给料比例，中午降低给料比例，减少饲料在料槽堆放时间，避免日粮高温发热，让奶牛及时采食到新鲜日粮，提高采食量。Baumgard 等[9]研究表明，在25～26 ℃的气温下，减少奶牛产热的第1步是减少干物质采食量。低食或采食量减少发生在下丘脑的冷却中心，向内侧饱腹感中心发出信号，以抑制食欲中心正常运作[10]。Bouraoui 等[11]发现，与温度适中范围的奶牛相比，经历热应激的奶牛干物质采食量降低9.6%。为降低热应激不利影响，奶牛日粮中添加酵母培养物，其经过厌氧酵母发酵后，能够产生小肽、有机酸、低聚糖、香味素、抗氧化剂等数百种代谢产物，提高奶牛采食量，稳定瘤胃有益菌群，起抗应激作用。Vailati-Riboni等[12]研究表明，添加酵母培养物能够提高奶牛采食量。本研究围产前期对照组奶牛采食量由配方设定的13.6 kg 下降至12.1 kg，比采食期望值下降幅度较大。本试验中，试验组奶牛的采食量维持在13.2 kg，与配方设定值几乎相同。围产后期进入泌乳阶段后，试验组奶牛在泌乳21 d 平均采食量高于对照组0.9 kg，与Vailati-Riboni 等[12]研究结果一致，说明添加酵母培养物能够提高奶牛围产前期和后期的采食量，起抗热应激作用。

3.2 酵母培养物对热应激奶牛奶量、奶指标和体况的影响

热应激期间添加酵母培养物提高了奶牛泌乳期干物质采食量和产奶量。本试验中，试验组泌乳期奶牛干物质采食量较对照组提高0.9 kg，而对应单产提高了1.7 kg，基本上符合额外1 kg干物质的提升，符合提高单产2 kg 的理论标准。本试验中，试验组奶牛BCS 变化降幅度较小，表明采食量的提升能降低BCS 下降的风险，有助于提高牛只健康。Olagaray等[13]研究表明，添加酵母培养物能够提高奶牛采食量，减轻能量负平衡，缓解牛体况下降的风险。SCC主要成分为巨噬细胞、淋巴细胞、中性粒细胞，其数值能够反映出机体炎症情况，乳区的感染、蹄病、应激等均会使SCC 上升。Du 等[14]研究表明，添加酵母培养物能够降低奶牛SCC。本试验发现，试验组奶牛SCC 下降25%，与上述研究结果相似，表明添加酵母培养物能够提高牛的免疫力、抵抗炎症。Sun等[15]研究发现，添加酵母培养物能够增加奶牛乳脂肪0.15%。本试验中，试验组奶牛乳脂含量显著高于对照组，增加了0.18%，与上述研究结果几乎相同，可能是因为添加酵母培养物提高了瘤胃微生物活性，改善了瘤胃pH值，提高了细菌纤维分解能力。

3.3 酵母培养物对热应激奶牛产后疾病的影响

奶牛酮病是奶牛机体能量负平衡导致酮体过多引起的代谢疾病，与过度动用体脂满足胎儿生长和产奶需要有关。本试验中，试验组奶牛酮病较低，主要与奶牛采食量较多有关。本试验中，消化病主要是腹泻方面，试验组消化病发生率低于对照组，这可能与酵母培养物能够稳定肠道菌群、稳定瘤胃内环境pH 值有关。Sivinski等[16]研究表明，添加酵母培养物能够降低酮病，改善瘤胃环境，降低营养腹泻率。乳房炎和子宫炎发病比率降低，可能与酵母培养物能够为瘤胃有益微生物提供生长和繁殖所需营养物质、抑制有害菌生长、刺激肠道免疫细胞、增强机体免疫力有关。Vailati-Riboni 等[12]研究表明，添加酵母培养物能够降低乳房炎和子宫炎的发病率。本试验中，试验组真胃移位发病率下降，与采食量的增加、炎症、酮病和消化病的减少息息相关。由于阴离子盐日粮能够预防产后瘫，所以围产牛产后瘫很低。

3.4 酵母培养物对热应激奶牛血液指标的影响

奶牛血清葡萄糖变化幅度小，较为稳定，是保证机体正常运转的关键，这与肝脏糖异生有很大关系。胰岛素主要作用是降低血糖，促进肝糖原和肌糖原合成，与血糖浓度有关。牧场会定期检测BHBA 含量判断能量负平衡情况，作为酮病治疗的依据。本试验中，试验组奶牛BHBA 含量降低，与采食量提高有关，降低了机体过度动用体脂的风险。血液中COR 含量可以反映牛的应激，热应激大，COR 会相应升高，会抑制免疫力。本试验中，试验组奶牛血清COR含量低于对照组，说明酵母培养物能够抗热应激，提高免疫力。AST和GGT是反映肝功能的重要指标，肝损伤情况下会释放AST和GGT进入血液，其指标数值高低，代表肝脏健康程度。尽管试验组与对照组的AST 和GGT 差异不明显，但有降低趋势。ALB是急性时相蛋白指标之一，作为组织修补材料，在炎症修复时被消耗。试验组血清ALB 含量相对较高，说明试验组的炎症反应较低。血清中GLB、TC反映肝脏合成和代谢指标，本试验中试验组与对照组差异不明显，说明添加酵母发酵产物没有改善肝脏对ALB、TC的合成与代谢作用。

3.5 酵母培养物对热应激奶牛氧化应激指标的影响

热应激期间围产期奶牛面临氧化应激这一难题[14,17]。血液中T-AOC 和GSH-Px 能够保护细胞，降低氧化程度，而MDA和氧化氮指标能够反映氧化程度。尽管本试验中各组奶牛血清T-AOC、SAA没有显著差异，但呈增加趋势，可能与酵母培养物添加量较少有关；而本试验中试验组奶牛血清MDA和氧化氮含量降低，说明添加酵母培养物缓解了组织氧化程度。ROMt是一类含不成对电子的原子或功能基团，化学性质活泼，可攻击生物体内的DNA、蛋白质和脂类等生物大分子，造成DNA 损伤。而SOD 是生物体内重要的抗氧化酶，具有清除机体自由基的生理作用。本试验中，试验组奶牛SOD 活性显著高于对照组，导致试验组ROMt 含量降低，说明热应激期间添加酵母培养物具有抗氧化应激作用。

3.6 酵母培养物对热应激奶牛炎症和急性时相蛋白的影响

在热应激期间，泌乳奶牛的先天免疫功能可能会受到抑制，可能增加乳腺炎和子宫炎等临床疾病的发生风险[18]。先天免疫系统是动物抵御和应对环境压力源的主要防御机制[19]。免疫指标，如细胞因子产生、免疫细胞增殖、淋巴细胞向乳房的迁移和细胞活力，均因热应激降低[18]。奶牛在产犊和泌乳易产生炎症反应，急性时相蛋白会发生变化[20]。SAA、HPT、IL-1β、IL-6、TNF、CER和MPO均为反映炎症的指标。本试验中，试验组奶牛血清HPT、IL-1β、IL-6、CER 白含量和MPO 活性均高于对照组，说明对照组奶牛面临的炎症反应大于试验组，与试验组奶牛免疫蛋白（IgA、IgG、IgM）含量高有关，说明添加酵母培养物能够提高奶牛的免疫力。

4 结论

本试验结果表明，酵母培养物具有增加奶牛采食量、提高奶量、增强免疫力、抗应激的作用。