啤酒酵母培养物缓解奶牛热应激的作用机理
| 2017-10-28 21:29 荷斯坦奶农俱乐部网 访问量：1070 | [ 字号：大 中 小 ] |
Christoph Schröder 译者 周勃 博士
深圳市英威欧联进出口有限公司
众所周知，在炎热的夏季，奶牛面临诸多热应激造成的生产性能下降以及健康等问题：产奶量降低，乳脂和乳蛋白降低，体细胞数（SCC）升高。奶牛场的场长们对此都有切身体会。在炎热的夏季，保持产奶量在30kg/天或者更高的生产性能对于奶牛的代谢系统而言是个非常艰巨的任务。当环境温度超过24℃时，奶牛会面临严重的热应激压力。产奶量越高，这种代谢压力就会越严重。
对奶牛而言，这种热应激压力对于和产奶相关的两个器官的影响最为明显。
瘤胃与产奶
在炎热的环境下，奶牛会减少饲草的摄入。这是由于饲草在瘤胃中发酵会产生大量的热，而炎热环境下动物具有趋向于减少体内热量产生的本能行为。因此，奶牛会很自然地减少饲草和其他粗纤维原料的摄入。导致的结果就是：饲草摄入减少，咀嚼行为减少，唾液分泌减少。这对奶牛而言可不是好事情，因为碱性的唾液是天然的瘤胃缓冲剂，对于稳定瘤胃pH值很重要。上述结果会使得瘤胃内容物在一天中有数个小时会处于低于6的环境下，这很容易引起临床或者亚临床的瘤胃酸中毒症状。pH＜6的瘤胃环境对于瘤胃微生物而言，显然是个坏消息。从生产指标上看，很明显的一个现象就是鲜奶中乳脂率降低。一方面，粗纤维摄入量减少，导致发酵底物数量减少，乙酸产量相应降低，而乙酸是合成乳脂的关键挥发性脂肪酸。另外一方面，瘤胃微生物数量减少，这进一步导致粗纤维的分解效率降低，同样会减少瘤胃中乙酸的产量。两者综合效应就是乳脂率明显降低，热应激减少瘤胃微生物的数量和改变瘤胃微生物的组成在学术界已有共识。有学者（Y Uyeno等,2007）通过16s-RNA探针技术研究了热应激对瘤胃微生物的影响，发现热应激使得球形梭菌（C. coccoides）和乳酸球菌（Streptococcus）的数量明显增加，同时颤螺菌属（Oscillospir）和纤维分解菌属（Fibrobacter）的数量显著降低，这些菌群的变化会导致瘤胃pH降低和纤维分解数量减少。
在这样的关键时期，既要保障奶牛的健康，又要保持乳的品质，牛场管理者采取的应对措施至关重要。对于热应激而言，在物理环境上无论采取何种措施使得奶牛更加舒适“在政治上”都是正确的，在此不予讨论，这是另外一个话题。我们在此仅讨论营养措施上的小小改动。给热应激的奶牛饲喂含有高达40%灭活啤酒酵母细胞以及丰富代谢产物的德国莱博啤酒酵母培养物有助于改善其生产性能和健康状况。荷兰的一项研究表明（Schothorst, 2012）：热应激条件下，莱博啤酒酵母培养物显著提高了瘤胃微生物的数量，并减少了产生乳酸的细菌数量。这样的结果是在热应激条件下，即便是饲喂高精料日粮，奶牛的瘤胃pH值在一整天的绝大多数时间都会保持在6以上！同时，瘤胃微生物数量的增加能够保持蛋白质和乳脂的合成效率，使得乳中蛋白质含量和乳脂含量保持稳定。在德国的高产奶牛群体试验中也得到了类似的试验效果 (Junghans and Scholz, 2012)。
图1 莱博酵母培养物增加瘤胃微生物（细菌和原虫）数量，***表示P=0.001
我们认为，瘤胃微生物数量的增加是缓解热应激症状的根本原因（Dobicki A等, 2010）：使用莱博啤酒酵母培养物以后，参见图1瘤胃细菌和原虫的数量分别增加61.5%和19.1%（P=0.001）。关于啤酒酵母培养物对于原虫种类数量变化影响的研究很少。本研究发现：热应激条件下，与对照组相比，饲喂德国莱博啤酒酵母培养物没有改变内毛虫属原虫的数量，但是显著增加了两腰纤毛虫和全毛虫的数量（P<0.05），参考图2。两腰纤毛虫对于减缓淀粉发酵速度具有重要意义，控制淀粉发酵速度对在高精料饲喂条件下的高产奶牛而言显得尤其重要。这也可能是莱博啤酒酵母培养物使得瘤胃pH保持稳定（全天绝大多数时间瘤胃pH在6以上），避免瘤胃酸中毒的原因之一。
图2 莱博啤酒酵母培养物对瘤胃不同原虫的影响，*代表P<0.05
乳房与产奶
在热应激条件下，几乎每一个奶牛场都会遇到乳房的健康问题。高温会加速牛场本来就存在的病原微生物的繁殖数量，使得乳房的微生物负荷压力变大。另外，身体器官和代谢会优先为降低体温分配能量、蛋白和免疫资源，使得乳房防护力量削弱，进一步加剧了乳房的健康压力。在此条件下，为奶牛提供额外的免疫资源显得尤为重要！啤酒酵母培养物作为免疫增强剂，已经被大多数学者和奶牛生产者所认可。在波兰的一个实验表明，在炎热的夏季，为热应激的奶牛（泌乳期前100天）提供莱博啤酒酵母培养物，使得乳中体细胞数从毫升620,190降低至322,520 (Kuczaj M et al., 2014)。详见表1。
表1 莱博啤酒酵母培养物对轻微热应激条件下奶牛生产性能的影响
这种现象在另外一个凉爽夏季的试验中也得到了验证。在那个试验中，尽管凉爽的夏季没有对奶牛乳房造成很大压力，但是饲喂莱博啤酒酵母培养物仍然改善了乳房的健康状况，使得体细胞数从每毫升 216,440降低至129,800 (Dobicki et al., 2007)。实际上，不仅仅是乳房的健康问题在热应激情况下表现明显。实际上，整个夏季对于奶牛繁殖性能都是一个挑战。在德国的一项研究表明，热应激情况下使用莱博啤酒酵母培养物，可以显著减少夏季奶牛营养代谢病和子宫炎症的发生率（Dobicki等, 2010），见表2。
表2 莱博啤酒酵母培养物对奶牛健康状况的影响
这表明，使用莱博啤酒酵母培养物的益处，不仅仅在于于夏季维持采食量和产奶量以及乳的品质，而且，对于整个牛群的健康状况都有改善。
上述所有试验研究均表明：为热应激条件下的高产奶牛提供德国莱博啤酒酵母培养物可以显著改善热应激对生产性能和牛群健康带来的负面影响。德国莱博（Leiber GmbH）是一家拥有63年历史的家族企业，公司专注于生产啤酒酵母深加工产品，包括啤酒酵母培养物，啤酒酵母细胞壁，啤酒酵母提取物等，拥有温和干燥工艺专利，可以确保代谢产物活性成份得以最大程度保留。公司生产的啤酒酵母培养物由两个型号：BT和BTR，均含有40%灭活啤酒酵母和丰富代谢产物，产别仅在于底物稍有不同。尤其值得注意的是，目前市场上仅有德国莱博的啤酒酵母培养物含有啤酒花。啤酒花是酿造啤酒所需的重要原料，含有蛇麻酮和多酚物质，用于利尿解毒和抗氧化作用，对于缓解热应激症状具有特殊益处。
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