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解淀粉芽孢杆菌对奶牛泌乳性能、血清生化以及免疫功能的影响

2024-07-04 64 上传者：管理员

摘要：[目的]研究解淀粉芽孢杆菌对泌乳牛产奶量、乳成分、血清生化和免疫功能的影响。[方法]选取体况健康、泌乳量（35.15±2.10） kg/d、胎次2.5±0.2及泌乳天数（102±5） d中国荷斯坦牛36头，采用单因素随机设计分为3组，每组4个重复，每个重复3头奶牛。对照组饲喂不添加解淀粉芽孢杆菌的基础日粮，2个试验组设计为分别饲喂基础日粮+150 mg/kg(150 mg/kg组)、基础日粮+200 mg/kg(200 mg/kg组)解淀粉芽孢杆菌粉剂日粮，每天1次。预试期3 d，正试期56 d。[结果]150 mg/kg组、200 mg/kg组乳蛋白率显著升高（P<0.05）。与对照组比较，150 mg/kg组总蛋白、尿酸、谷丙转氨酶均显著升高（P<0.05）,200 mg/kg组尿素氮显著降低（P<0.05）;150 mg/kg组、200 mg/kg组IgA、IgM含量均提高，其中150 mg/kg组IgA、IgM分别显著提高50.69%(P<0.05)、33.64%(P<0.05),150 mg/kg组显著提高γ-干扰素（P<0.05）,200 mg/kg组显著降低肿瘤坏死因子-α(P<0.05)。[结论]日粮添加适当水平的解淀粉芽孢杆菌能提高奶牛产奶量和乳品质，增强免疫功能。

关键词：
乳成分
产奶量
泌乳牛
血清生化
解淀粉芽孢杆菌
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益生菌可改善动物生长性能和肠道健康，芽孢杆菌属作为益生菌已被广泛用在动物饲料中。研究表明，芽孢杆菌可分泌多种胞外酶，增强动物营养物质消化和吸收，以及产生抗病原体代谢物，并改善肠道黏膜健康和提高免疫力[1]。其中解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens,BA）属于芽孢杆菌，是一种兼性厌氧、革兰氏阳性细菌，能分泌蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶，如纤维素酶、葡聚糖酶和果胶酶，可以提高消化效率[2]。在治疗腹泻和炎症等肠道疾病方面具有益健康特性。其可能机制是免疫调节、竞争性排除胃肠道病原体，以及分泌抑制有害细菌生长的抗菌化合物[3]。解淀粉芽孢杆菌被广泛关注，在饲料工业、畜禽养殖业和农业种植中具有潜在应用价值[4]。目前，有关解淀粉芽孢杆菌在畜禽养殖业中的应用报道多集中于猪、家禽生产，而在奶牛生长方面研究较少。本试验在泌乳牛基础日粮中添加不同水平的解淀粉芽孢杆菌，观察其对产奶量、乳成分、血清生化机能和免疫功能影响，为拓宽益生菌在动物生产领域应用以及微生态制饲料剂开发方面提供参考。

1、材料与方法

1.1 试验材料和仪器

解淀粉芽孢杆菌粉剂由山东中科嘉亿生物工程有限公司生产，鲁饲添（2019)H07011，有效活菌数：2×1011 CFU/g。

1.2 试验设计与管理

选取体况健康、产奶量（35.15±2.10) kg/d、胎次2.5±0.2、泌乳天数（102±5) d中国荷斯坦牛36头，采用单因素随机设计分为3组，每组4个重复，每个重复3头奶牛。对照组饲喂不添加解淀粉芽孢杆菌的基础日粮，2个试验组设计为分别饲喂基础日粮+150 mg/kg(150 mg/k g组）、基础日粮+2 0 0 mg/kg(200 mg/kg组）解淀粉芽孢杆菌粉剂日粮，每天1次。预试期3 d，正试期56 d。试验牛自由采食饮水，分组单栏饲养，每天6∶00、11∶30、18∶00机械挤奶3次，采用全混合日粮饲喂，饲养管理、消毒和清理粪污工作按常规进行。所有试验奶牛基础日粮和日程管理一致。基础日粮及营养水平见表1。

1.3 测定指标

1.3.1 泌乳性能指标

正试期每天统计试验奶牛的产奶量，试验结束计算平均产奶量。试验最后一天早、中、晚挤奶时间按照4∶4∶2比例采集奶样，混匀后装入采样瓶，使用乳成分分析仪器（GK-9000，枣庄奥力康医疗科技有限公司）检测乳脂率、乳糖率、乳蛋白率、体细胞数、尿素氮含量。

表1 基础饲粮组成及营养水平（干物质基础）

1.3.2 血清生化及血清免疫指标

试验最后一天采集试验奶牛血清，晨饲后2 h尾静脉采集血样3～5 mL，室温静置30 min,3 500 r/min离心5 min，收集血清装入离心管，-80℃保存备用。使用上述血清样本应用酶联免疫吸附测试盒（南京建成生物科技有限公司生产）和酶标仪（赛默飞世尔仪器有限公司生产），按照说明书操作步骤逐项进行血清生化指标（白蛋白、总蛋白、尿酸、尿素氮、谷丙转氨酶、谷草转氨酶）和免疫指标（血清免疫球蛋白G、免疫球蛋白A、免疫球蛋白M、白细胞介素-1β、白细胞介素-2、白细胞介素-4、白细胞介素-6、肿瘤坏死因子-α、γ-干扰素浓度）测定。

1.4 数据统计分析

试验测定数据经Excel初步整理计算后，采用SPSS 26.0统计软件中的One-way ANOVA模块单因素方差分析，邓肯氏法对组间差异显著性多重比较，以平均值和均值标准误表示数据值，P<0.05表示差异显著。

2、结果与分析

2.1 解淀粉芽孢杆菌对泌乳牛产奶量、乳成分的影响

由表2可知，与对照组比较，150 mg/kg组、200 mg/kg组乳蛋白率显著升高（P<0.05），两组之间差异不显著（P>0.05），其余指标均无显著性差异（P>0.05）。随着添加剂量增加，产奶量、4%乳脂校正乳产量、乳脂率、乳糖率有升高趋势。

2.2 解淀粉芽孢杆菌对泌乳奶牛血清生化指标的影响

由表3可知，与对照组比较，150 mg/kg组总蛋白、尿酸、谷丙转氨酶均显著升高（P<0.05),200 mg/kg组尿素氮显著降低（P<0.05),200 mg/kg组不显著（P>0.05）。与对照组比较，150 mg/kg组、200 mg/kg组白蛋白、谷草转氨酶无显著性差异（P>0.05）。

2.3 解淀粉芽孢杆菌对泌乳奶牛免疫功能的影响

由表4可知，与对照组比较，150 mg/kg组、200 mg/kg组IgA、IgM含量提高，其中150 mg/kg组IgA、IgM分别显著提高50.69%(P<0.05）、33.64%(P<0.05),200 mg/kg组IgA、IgM分别提高10.72%(P>0.05）、9.61%(P>0.05）。各组间IgG无显著性差异。150 mg/kg组显著提高γ-干扰素（P<0.05），对其他炎性因子无显著影响，200 mg/kg组显著降低肿瘤坏死因子-α(P<0.05），各组其他细胞炎性因子之间无显著性差异。

3、讨论

3.1 解淀粉芽孢杆菌可显著提高牛乳中乳蛋白率

产奶量、乳成分是奶牛生产性能和经济价值的重要判定指标。Ma等[5]报道，奶山羊日粮单独添加或混合添加复合益生菌（枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、酿酒酵母和粪肠球菌）均可以提高羊奶乳糖率、乳脂率和乳蛋白率，改善羊乳品质。本试验中15%、20%添加组乳蛋白率显著高于对照组，分别提高14.09%、12.03%。产奶量、4%乳脂校正乳产量、乳脂率、乳糖率虽无显著性差异，但在解淀粉芽孢杆菌添加量增加条件下呈升高趋势。本试验结果与刘程等[6]、夏天婵等[7]研究结果基本一致。产奶量和牛乳成分可视为动物代谢和免疫状态指标[8]。乳脂含有丰富脂肪酸，乳脂率是评价乳品质的重要指标之一。乳脂率升高原因可能是由于解淀粉芽孢杆菌产生了多种消化酶，提高了瘤胃微生物群活性和有益菌丰度，改善了瘤胃发酵内环境，促进了微生物利用可消化碳水化合物和脂类物质分解、转化为挥发性脂肪酸，使乳脂含量升高。本研究两个试验组乳蛋白率比对照组显著升高，除与瘤胃微生物蛋白浓度升高、瘤胃发酵改善等密切相关外，也与添加解淀粉芽孢杆菌能增加免疫球蛋白含量直接相关，而免疫球蛋白是牛乳中乳蛋白的主要成分。解淀粉芽孢杆菌可通过调节免疫球蛋白，促进乳蛋白合成[9]。日粮进入瘤胃后，纤维素等碳水化合物被微生物群落利用降解为乙酸、丙酸、丁酸等挥发性脂肪酸，肝脏中的丙酸经过糖异生反应转化为葡萄糖，而乳糖的主要前体物质是葡萄糖。本试验乳糖率未见显著性变化，说明解淀粉芽孢杆菌对日粮在瘤胃内降解为挥发性脂肪酸作用不明显，可能与添加水平不足、日粮粗饲料占比较低（玉米青贮、羊草和苜蓿干草仅占42.27%）等有关，导致乳糖率差异不显著，但有随添加水平升高而增加趋势。

表2 各组产奶量及乳成分测定结果

表3 各组泌乳奶牛血清生化指标测定结果

表4 各组免疫功能测定结果

3.2 解淀粉芽孢杆菌有助于提高奶牛血清总蛋白含量

血清生化指标能反映奶牛机体健康状况、营养物质代谢能力、日粮营养水平。奶牛在健康状态下，饲料组成和营养水平是影响血清生化水平的重要因素。总蛋白分为白蛋白和球蛋白，是血清含量最多的固体物质，具有调节血管内血浆渗透压、维持内环境酸碱度平衡、增强免疫力和转运营养物质功能[10]，能反映肝脏机能、日粮蛋白质水平和机体内蛋白质消化吸收状况，与体液免疫有关，浓度高表明机体蛋白质代谢旺盛，蛋白质沉积和利用能力增强，有利于奶牛健康、生长发育和组织器官代谢。Cecchinato等[11]报道，血清蛋白模式（SPP）已被建议作为奶牛健康状况指标，血清蛋白变化可说明非特异性病理过程，或可作为某些病理状况的诊断标志物。本试验结果显示，添加解淀粉芽孢杆菌提高血清总蛋白含量，其中150 mg/kg组显著高于对照组。血清蛋白含量增加为免疫球蛋白提供充足合成原料，有利于增强奶牛免疫力。血清尿素氮是蛋白质分解后的产物，可较准确反映氨基酸平衡和蛋白质代谢之间状况，一定范围内含量数值较低，表明机体利用蛋白质代谢和氨基酸平衡良好。本试验结果显示，添加200 mg/kg解淀粉芽孢杆菌组尿素氮显著低于对照组，有助于蛋白质分解、消化、吸收。血清尿酸是评价奶牛氮代谢的重要指标，一般认为含量越高，氮通过尿液排出体外越多，氮的利用效率下降[12]。谷丙转氨酶是反映心脏、肝脏功能的重要指标之一，其值升高提示心、肝功能受损。本试验添加150 mg/kg解淀粉芽孢杆菌可显著提高血清尿酸浓度和谷丙转氨酶活性，说明解淀粉芽孢杆菌对氮代谢影响较大，降低氮的利用率，但可能损伤心脏、肝脏功能，具体原因有待进一步研究。

3.3 解淀粉芽孢杆菌可提高泌乳奶牛免疫功能

解淀粉芽孢杆菌具有免疫活性、益生性和病原菌拮抗性生物功效，可作为免疫刺激剂，诱导机体增强免疫反应，提高抗体水平[13]。免疫球蛋白是一组具有抗体活性的球蛋白，构成抵抗各种病毒和细菌的免疫屏障，主要包含IgA、IgG、IgM，是一类由骨髓中的B细胞产生免疫球蛋白，介导体液免疫，含量高低可反映机体免疫机能强弱[14]。Zhang等[15]将解淀粉芽孢杆菌fsznc-06直接饲喂山羊，收获脾脏进行转录组分析结果显示，解淀粉芽孢杆菌fsznc-06可能促进断奶黑山羊免疫系统、消化系统相关基因表达，促进部分免疫基因相互调节。朱永明等[16]在肉鸡饮水中添加解淀粉芽孢杆菌B-4M-6，研究其对肉鸡免疫功能影响，结果显示肉鸡IgA、IgM、白细胞介素-1 (IL-1）、白细胞介素-2 (IL-2）、白细胞介素-6 (IL-6）、肿瘤坏死因子-α含量显著高于对照组，表明解淀粉芽孢杆菌可增强肉鸡免疫功能。本试验添加解淀粉芽孢杆菌提高奶牛IgA、IgG、IgM含量，其中，添加150 mg/kg解淀粉芽孢杆菌显著提高IgA、IgM含量，与上述学者报道结果基本一致，说明解淀粉芽孢杆菌可提高奶牛免疫功能。

血清细胞因子是细胞在刺激应答时分泌的高活性多功能小分子物质（如多肽、糖蛋白、功能蛋白），在细胞生长、分化、组织修复、免疫和炎症反应中发挥关键作用。促炎细胞因子白细胞介素-1β是参与免疫反应、炎症反应的重要调节物质。肿瘤坏死因子-α是由内毒素激活的淋巴细胞、单核巨噬细胞等多种细胞分泌的细胞因子，介导细胞免疫，可作为评价细胞免疫指标。正常水平肿瘤坏死因子-α可促进组织修复和肿瘤细胞凋亡、抗感染、调节免疫应答等[17]。γ-干扰素来自CD8+T、CD4+T和NK细胞，是一种多效细胞因子，具有抗肿瘤、抗病毒、免疫调节等功能，在激活细胞免疫以及随后刺激抗肿瘤免疫反应中发挥关键作用[18]。Zhou等[19]在蛋鸡饲料中添加不同浓度解淀粉芽孢杆菌，发现解淀粉芽孢杆菌可提高抗炎因子含量，降低血清促炎细胞因子含量，维持肠道健康。Qin等[20]报道，肉鸡日粮中添加3个剂量解淀粉芽孢杆菌，可提高免疫器官指数，提高免疫球蛋白水平，降低肉鸡血清中促炎细胞因子（包括TNF-α、IL-2和IL-1β）水平。本试验中随着添加解淀粉芽孢杆菌增多，白细胞介素-1β和肿瘤坏死因子-α表现下降趋势，添加150 mg/kg解淀粉芽孢杆菌显著提高γ-干扰素含量，表明解淀粉芽孢杆菌通过刺激细胞因子产生来改变炎症反应，促炎细胞因子通过多种机制调节奶牛对许多病原体的免疫力[21]。

4、结论

研究结果表明，日粮添加适当水平的解淀粉芽孢杆菌能提高产奶量和4%乳脂校正乳产量，显著提高乳蛋白率，改善乳脂率、乳糖率，并能提高奶牛血清蛋白，降低促炎细胞因子含量，增强免疫功能。

参考文献:

[6]刘程,何韵秋,徐宁宁,等.复合益生菌对泌乳中后期奶牛生产性能和瘤胃菌群的影响[J].中国畜牧杂志,2020,56(4):115-121.

[7]夏天婵,黄文明,常誉,等.复合益生菌对泌乳中后期奶牛生产性能和瘤胃发酵参数的影响[J].中国兽医学报,2017,37(8):1571-1576.

[10]王建红,刁其玉,许先查,等.日粮Lys､Met和Thr添加模式对0—2月龄犊牛生长性能､消化代谢与血清学生化指标的影响[J].中国农业科学,2001,44(9):1898-1907.

[12]郭峰,屠焰,司丙文,等.断母乳日龄对犊牛营养物质消化和血清生化指标的影响[J].动物营养学报,2015,27(2):426-435.

[13]贾伟娟,宋丽丽,张玲艳,等.解淀粉芽孢杆菌在畜牧业中的应用进展[J].中国微生态学杂志,2022,34(1):121-125.

[14]李瑞,侯改凤,黄其永,等.德氏乳杆菌对哺乳仔猪生长性能､血清生化指标､免疫和抗氧化功能的影响[J].动物营养学报,2013,25(12):2943-2950.

[16]朱永明,冯金民,宋玉卓,等.鸡源性解淀粉芽孢杆菌B-4M-6发酵液对肉鸡生长性能､免疫功能及肠道健康的影响[J].饲料研究,2023,46(3):36-41.

[17]孙佩佩,周晓容,宋代军,等.发酵菜籽粕替代豆粕饲喂生长猪对其生长性能､血清生化指标､抗氧化能力和免疫功能的影响[J].动物营养学报,2019,31(2):874-882.

文章来源:靳安红.解淀粉芽孢杆菌对奶牛泌乳性能､血清生化以及免疫功能的影响[J].中国乳业,2024(06):18-24.