饲喂酵母培养物对泌乳中期荷斯坦奶牛泌乳性能、瘤胃发酵和微生物丰度的影响
研究背景
乳制品行业通过遗传选择、调整饲料配方以及饲喂方法提高奶牛的产奶量。近年来，随着饲料成本持续上升，提高奶牛饲料利用率成为乳制品行业追求经济效益的重要手段。作为提高奶牛饲料利用率和产奶量的饲料添加剂——酵母培养物被广泛应用于奶牛的生产活动。
何为酵母培养物，有哪些作用？
酵母培养物(YC)不同于活性干酵母，是指在特定工艺条件下由酵母菌在特定的培养基上经过充分的厌氧发酵后形成的微生态制品。它主要由酵母代谢产物、发酵后的培养基和少量已无活性的酵母所构成。YC通过提供瘤胃环境中缺乏的营养物质(如有机酸、维生素B、氨基酸和酶等)来影响瘤胃发酵。饲喂YC促进纤维素分解菌（如琥珀酸拟杆菌和黄色瘤胃球菌等）和乳酸利用菌（如普雷沃氏菌等）的生长，进而稳定奶牛瘤胃pH、预防瘤胃酸中毒和提高饲料利用率。
尽管一些研究表明饲喂YC能够影响泌乳期奶牛瘤胃发酵，但是补充YC对泌乳期奶牛瘤胃菌群丰度的影响，以及因此引起的泌乳性能变化的研究尚不充分。
因此，美国南达科他州立大学乳制品和食品科学系J. S. Osorio教授团队于Journal of Dairy Science发表了一篇名为Effects of yeast culture supplementation on lactation performance and rumen fermentation profile and microbial abundance in mid-lactation Holstein dairy cows的文章，旨在研究饲喂YC对泌乳中期奶牛泌乳性能、瘤胃发酵特性和瘤胃菌群的影响。
研究方法
实验选取40头泌乳中期的荷斯坦奶牛(124 ± 42泌乳天数；mean ± SD)，其中包括32头经产奶牛和8头初产奶牛。
实验采用随机完全区组设计，分为7天的协变量期和60天的实验期。在协变量期后4天，按照奶牛的胎次、泌乳天数和产奶量进行分区组。再将每区组中的奶牛随机分为两组:CON组(全混合日粮TMR+114 g/d玉米粉)；YC组(TMR+100 g/d玉米粉+14 g/d YC)，每组20头。
实验期奶牛每天挤奶两次并记录产奶量，检测牛奶中乳脂、乳糖、乳蛋白等物质含量。每周称量奶牛体重并进行体况评分。每周收集奶牛个体饮食样本并检测粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、淀粉、粗脂肪和非纤维性碳水化合物等指标的含量，调整TMR饮食配方，统一实验过程中奶牛获得的消化能。在实验的第0、30和60天，每组采集10头牛的瘤胃液检测氨氮和挥发性脂肪酸(VFA)的浓度/含量，并分析瘤胃液中各菌种相对丰度，同时采集尾静脉血样检测血清生化指标。
本实验中能量平衡(EB)及相关指标计算标准见Table 1
体增热是指畜禽采食后伴有产热量增加的现象，也称为热增耗。
尿能是指尿中排出含氮化合物（尿素和氨等）所含的能量。
代谢能指饲料消化能减去尿能及消化道可燃气体的能量后剩余的能量，是畜禽直接用来建设自身或维持生命活动的能量形式。
代谢能减去体增热能即为净能。
维持净能(NEM)表示动物体维持生命所必须的能量。
牛奶净能(NEMILK)表示用来产出牛奶中所含能量。
产奶净能(NEL)表示供奶牛产奶所需的净能。
总可消化养分(TDN)是评定饲料营养价值的一种单位，是可消化粗蛋白、可消化粗纤维、可消化无氮浸出物与2.25倍可消化粗脂肪的总和。
拓展阅读
① 成年奶牛(初产以后)，按泌乳阶段分为五个阶段：
(1)围产期：围产期指奶牛产前15天到产后15天这段时期。
(2)泌乳盛期(85天)：自分娩后第16天至第100天。产奶量占全泌乳期产奶量的45~50%。
(3)泌乳中期(100天)：自分娩后第101天至第200天。产奶量占全泌乳期产奶量的30%左右。该期是奶牛泌乳量逐渐下降、体况逐渐恢复的重要时期。泌乳中期奶牛多处于妊娠的早期和中期，每天产乳量仍然很高，是获得全期稳定高产的重要时期。饲养管理中尤其应该重视，使奶牛最大限度地增加采食量，促进奶牛体况恢复，延缓泌乳量下降速度。
(4)泌乳后期：自分娩后第201天至停奶前一天。产奶量占全泌乳期产奶量的20~25%。
(5)干奶期(60天)：自停奶日期至分娩日期之前，对奶牛产后康复及乳房健康至关重要。
②随机完全区组设计：
随机完全区组设计是一种完全区组设计，在完全区组设计中，全部试验按随机顺序进行就得到随机完全区组设计，简称为随机区组设计。随机完全区组设计的设计特点是每个区组的受试对象数与处理组数相等，区组内的受试对象生物学特性较均衡，可减少实验误差，提高统计假设检验的效率，是对完全随机设计的改进。
实验设计及实施例详见：
https://baike.baidu.com/item/%E9%9A%8F%E6%9C%BA%E5%AE%8C%E5%85%A8%E5%8C%BA%E7%BB%84%E8%AE%BE%E8%AE%A1/19196063?fr=aladdin。
研究内容
饲喂YC提高饲料的利用率以及饲料转化为牛奶产出的效率
补充YC的奶牛在采食量降低的情况下，能够获得与CON组奶牛相同的生长状态，说明饲喂YC能够提高奶牛对饲料的利用率。YC组奶牛血液中NEFA和BHB浓度升高，血糖浓度不变。尽管升高的NEFA和BHB常和低EB时的脂肪动员有关，但YC组奶牛体内未发生过度脂解，说明YC组奶牛与CON组奶牛具有不同的代谢需求。与CON组奶牛相比，YC组奶牛的能量校正乳/干物质摄入量(ECM/DMI)和牛奶/干物质摄入量(Milk/DMI)升高(P=0.09)。而饲喂YC对泌乳中期奶牛乳中尿素氮、体细胞数和ECM产量以及乳糖、乳脂、乳蛋白等含量均无影响。虽然饲喂YC不能提高泌乳中期奶牛的产奶量和乳品质，但是能够提高饲料转化为牛奶产出的效率。
饲喂YC对泌乳中期奶牛瘤胃发酵特性以及各种微生物相对丰度的影响
与CON组奶牛相比，YC组奶牛瘤胃环境的pH值显著升高(P=0.02)，乙酸盐比例显著降低(P<0.01)，异戊酸盐比例显著升高(P=0.01)。结果表明，饲喂YC能够提高瘤胃内pH值，具有预防亚急性瘤胃酸中毒的作用，并能改变挥发性脂肪酸的组分比例。
与CON组奶牛相比，YC组奶牛瘤胃内能够分解纤维素的反刍真杆菌(Ruminobacter amylophilus) (P=0.05)和黄色瘤胃球菌(Ruminococcus flavefaciens)(P=0.03)占比显著升高；琥珀酸纤维杆菌(Fibrobacter succinogenes) (P<0.01)、淀粉分解相关的嗜淀粉瘤胃杆菌(Eubacterium ruminantium) (P=0.05)、解淀粉琥珀酸单胞菌(Succinimonas amylolytica) (P=0.04)和反刍兽月形单胞菌(Selenomonas ruminantium) (P=0.02)占比显著降低。YC组奶牛中能够利用乳酸的普雷沃氏菌(Prevotella bryantii)占比也有所升高(P=0.07)。结果表明，饲喂YC能够提高瘤胃内纤维素和乳酸利用菌的相对丰度，降低淀粉分解菌相对丰度，进而提高饲料利用率并维持瘤胃pH值，预防奶牛亚急性瘤胃酸中毒。
总结
补充YC通过升高瘤胃pH、增加总VFA和降低瘤胃乙酸盐的浓度来改善瘤胃环境，还能够增加纤维素和乳酸分解菌、降低淀粉分解菌在瘤胃微生物中的占比，对于提高泌乳中期奶牛对饲料的利用率、维持瘤胃pH值的稳定具有良好作用。