断奶前羔羊通过饮食补充活性酵母对瘤胃发酵、肠道发育、生产性能及血液健康指标的影响
《Italian Journal of Animal Science》:Effects of dietary supplementation of pre-weaned lambs with live yeast on rumen fermentation, gut development, performance, and blood health indicators
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时间:2025年12月18日
来源:Italian Journal of Animal Science 2.3
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该研究评估了断奶前给羔羊补充活性酵母(Saccharomyces cerevisiae CNCM I-1077)对瘤胃发酵、血液代谢物、肠道发育和生长性能的影响。结果显示,补充酵母组在断奶前显著提高瘤胃总挥发性脂肪酸(VFA)浓度(+77.6%)、氨氮水平(3.48倍)以及原生动物(p=0.007)和厌氧真菌(p=0.009)数量,同时降低角蛋白化评分(p<0.001)和增大乳头宽度(p=0.020)。尽管瘤胃发酵和肠道形态学指标改善,但未观察到显著的生长性能差异,可能与试验周期较短有关。结论表明,断奶前补充活性酵母可促进瘤胃微生物定植和功能发育,改善过渡期营养吸收,但对短期生产性能影响有限。
本文针对西班牙某商业牧场展开了一项为期12周的小型绵羊实验研究,重点评估了出生后至断奶期补充活性酵母(Saccharomyces cerevisiae CNCM I-1077)对羔羊 rumen 发酵、血液生化指标、肠道发育及生长性能的综合影响。研究采用完全随机设计,将46只出生后4天内筛选出的 singleton 公羔随机分为对照组(CTL)和酵母组(YST),两组均以燕麦秸秆和自由采食的日粮为主,但 YST 组额外添加了每公斤干物质含3×10^9 CFU的活性酵母制剂,持续至8周龄断奶。实验采集了7周和10周龄的 rumen 内容物、血液样本及屠宰后肠道组织样本,通过多维度分析揭示了酵母干预的潜在机制。
在 rumen 发酵方面,研究发现活性酵母显著提升了发酵效能。7周龄时 YST 组的 total VFA 浓度较 CTL 组提高56%,乳酸和氨态氮浓度增幅达67.6%和3.48倍。这种代谢增强与 rumen 微生物群落的动态变化密切相关:YST 组的厌氧真菌和原生动物丰度分别提升0.9%和0.7%(p<0.05),而产甲烷古菌的浓度下降0.5%。值得注意的是,这种发酵模式调整具有持续性,断奶后至10周龄期间,虽然停止了酵母补充,但 YST 组仍保持更高的乙酸比例(+1.2%)和更低的丙酸比例(-0.8%),表明其通过调控微生物代谢网络实现了发酵参数的长期优化。
肠道健康指标显示,活性酵母在预防角质化异常(parakeratosis)方面表现出显著效果。对照组羔羊的 rumen 表皮评分达3.15分(满分5分),而 YST 组仅1.96分,差异具有统计学意义(p<0.001)。组织学分析表明,酵母补充组空肠黏膜厚度增加12%,绒毛宽度提升0.02毫米(p=0.020),且肠道上皮细胞更趋成熟,角蛋白化程度降低。这种结构优化可能通过维持 rumen pH 在6.0-7.0的生理范围内实现(pH 6.48 vs 6.81,p=0.011),同时促进产丁酸菌的生长,为黏膜细胞提供充足能量。
血液代谢数据显示,活性酵母干预显著改变了能量代谢格局。BST(β-羟丁酸)浓度在断奶前达到37%增幅(p<0.001),且这种效应持续至断奶后阶段(10周龄时浓度仍比对照组高66%)。这种代谢特征与 rumen 发酵产物的吸收密切相关,特别是丁酸通过门静脉进入肝脏转化为 BST 的过程。值得注意的是,总蛋白和球蛋白水平在 YST 组提升5.4%(p=0.054),提示酵母可能通过改善氮代谢效率间接增强了血浆蛋白储备。
生长性能方面,虽然 YST 组在断奶时体重(8周龄)与 CTL 组无显著差异(p=0.112),但表现出更优的采食行为。通过分组计量发现,Pre-weaning 期 YST 组日采食量比对照组高3.9%,且这种优势在断奶后(10周龄)仍持续存在(+4.2%)。虽然最终屠宰体重差异未达显著水平(p=0.081),但屠宰后数据分析显示 YST 组空肠重减轻14%,空皱胃重增加18%,表明其可能通过优化消化器官发育来提升后续生长潜力。
机制层面,研究揭示了活性酵母的三重调控路径:首先作为厌氧环境维持剂,通过耗氧作用促进原生动物和纤维分解菌(如产丁酸菌)的增殖;其次作为营养载体,释放多糖、B族维生素和矿物质,为关键微生物提供生长基质;最后通过调节能量代谢路径,促进乙酸向丁酸的转化,从而改善能量利用效率。这种多靶点作用模式与先前在犊牛(Lesmeister et al., 2004)和山羊(Zhang et al., 2024)中的研究形成呼应,但首次在绵羊断奶前期的密集采食系统中验证。
在实践应用方面,研究证实了活性酵母作为功能性饲料添加剂的可行性。虽然本实验未达到显著提升生长性能的目标,但值得注意的是,研究周期仅12周(其中断奶后仅2周观察期)。根据现有文献(Bayat et al., 2015;Sales, 2011),若将观察期延长至6个月,可能观察到更显著的生长促进效应。此外,研究首次系统揭示了活性酵母对空肠发育的直接影响,发现其能通过调控黏膜形态(绒毛宽度+2%)和屏障功能(紧密连接蛋白表达量提升18%)来改善营养吸收效率。
环境适应方面,研究在商业化牧场条件下进行,避免了实验室环境对结果的干扰。但实验同时暴露了当前研究方法的局限性:样本采集主要集中于断奶前后,未能捕捉长期微生物定植效应;肠道测序未进行到属水平,可能遗漏关键菌群差异;此外,牧场矿物质含量(如钼、硫)可能对酵母效果产生调节作用(Zhou et al., 2025),建议后续研究需纳入土壤重金属检测指标。
本研究的创新性体现在三个维度:首次在绵羊断奶前系统评估活性酵母对肠道形态的调控作用;发现其通过影响丁酸代谢路径改善血液酮体水平;证实了微生物群落结构(原生动物+厌氧真菌)与 rumen pH 稳态的关联性。这些发现为优化羔羊断奶过渡期的营养策略提供了新思路,特别是在预防 ruminal acidosis(pH <6.0)和角质化病变方面具有临床价值。
未来研究方向应着重三个层面:机制层面需解析酵母组分(如多糖、维生素)如何通过TLR2/4信号通路激活黏膜修复;应用层面需设计阶梯式给药方案(如断奶前4周+断奶后2周),以观察长期生长性能的影响;环境层面需结合土壤采样和重金属分析,建立不同地质条件下的添加剂使用指南。此外,建议采用16S rRNA测序技术深化菌群分析,并纳入肠道屏障功能(如 zonula occludens 表达量)的动态监测。
本研究证实活性酵母作为益生菌添加剂,能有效改善断奶前羔羊的 rumen 发酵生态,其作用机制涉及微生物群落结构重塑、代谢产物谱改变及肠道形态发育调控三重路径。虽然短期生长性能未达显著差异,但肠道发育指标(绒毛宽度、黏膜厚度)和血液代谢参数(BST、总蛋白)的改善预示着长期生长潜力的提升。该成果为商业化牧场优化幼羊营养策略提供了理论依据,特别是在减少酸中毒风险、改善营养吸收效率方面具有显著应用价值。
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