2021年6月18日 奶牛的持续性：酵母益生菌益赛福Actisaf®Sc47如何通过营养管理促进健康
在过去的几年里，对干奶牛过渡期管理的重视已经增强，因为它决定了下一胎次泌乳。干奶期的第二部分——围产前期，是让奶牛为产犊做好准备的阶段并进入新的泌乳周期。为了达到这个目标，瘤胃适应和预防代谢性疾病是关键(图1)。
图1：不孕和产后(早期)代谢紊乱的主要原因及后果
过渡时期：瘤胃平衡与免疫的相互作用
产犊前后的几天，先天免疫系统受到抑制，导致亚临床炎症。虽然这是产犊的自然机制(产犊本身就是一种炎症反应)，但是在产犊后尽量减少这种反应是必要的。全身炎症反应非常消耗能量，因为激活的免疫系统每12小时消耗1公斤以上的葡萄糖(Kvidera等人，2017年)。快速计算就会发现，这近似于生产12公斤牛奶所需的数量。因此，免疫系统的激活直接影响到新产牛的生产、健康和生育能力(12kg牛奶x4.4%乳糖=528g乳糖=1.056g葡萄糖)。
如前所述，产犊前几周的目标是让奶牛做好准备，这意味着，与干奶前期(以纤维为主)的日粮结构相比瘤胃还没有适应高糖、高淀粉日粮。瘤胃乳头长度随日粮变化而变化。因此，从高纤维的日粮过渡到高淀粉的日粮，瘤胃乳头的长度将增加，从而扩大了它们吸收挥发性脂肪酸(VFA)的表面积。提高挥发性脂肪酸1的吸收是必要的，因为这是最重要的能源之一。瘤胃内丰富且多样性的菌群结构也适应了日粮的类型。然而，为了防止新产期间乳酸积累(酸中毒)，需要乳酸利用菌的快速生长，纤维消化细菌将有助于从饮食(纤维部分)中尽可能多地提取营养物质，以优化营养供应，能量负平衡。然而，这些过程需要三到四周的时间，所以应该给瘤胃足够的时间准备。尽管高质量的基础饲料始终是满足动物需求的基础，但使用饲料添加剂作为额外的支持或安全措施在过去几年已成为一种被接受的做法。
在各种各样的添加剂中，酵母产品的使用是确定无疑的，因为酵母制剂可以用于不同的目的。众所周知，即使在日粮应激变化或热应激等挑战性条件下，活酵母也能起到恢复和维持瘤胃微生物平衡的作用。酵母益生菌益赛福Actisaf® Sc47(由Phileo生产)是在欧盟注册最多、市场历史悠久的活酵母标杆，尽管无法用肉眼看到活的酵母细胞，但益赛福Actisaf® Sc47具有令人难以置信的力量——使瘤胃处于一个更还原的状态，这有利于纤维消化细菌和乳酸利用菌(厌氧菌)，并给乳酸菌(好氧菌)一个不适应的条件。这种作用模式将提高纤维的消化率，，文献很好地描述(Marden等人，2008年)和系统地阐述了这一点。这些因素也是饲料供应商或牧场开始选择使用益赛福Actisaf® Sc47的原因。而来自Phileo的新研究也显示了益赛福Actisaf®的其他作用。
一个健康的泌乳周期：注重采食量，酮症的预防和生产性能
Minuti等人在2018年进行了一项研究——从产前三周到产后三周，每天每头牛添加10g益赛福Actisaf® Sc47的统计分析。与对照组相比，益赛福Actisaf®组在产后第一天和第三天，血液中触珠蛋白(触珠蛋白-淋巴细胞)水平明显降低(p<0.05)，表明这些奶牛遭受系统性炎症较少(图2)。
图2：干奶期血液中触珠蛋白(g/L)含量的变化
*p<0.05 (Minuti等人，2018)
试验第28天，处理组的β-羟丁酸浓度显著低于对照组(0.57mmol/l vs 1.24mmol/l) 。通常认为β-羟丁酸值高于1.20mmol/l是(亚临床)酮症的指标，这种代谢状态应该是被禁止的，因为它影响了良好的泌乳开端；另外，该研究还分析了添加益赛福Actisaf® Sc47，比对照组采食量高1kg/d。由于采食量的增加和免疫系统能量消耗的降低，计算得出益赛福Actisaf®组的产奶量增加了2.0kg/d。
益赛福Actisaf® Sc47在干奶期过渡期使用效果已经在现场检测到，在商业化奶牛场也同样如此。2016年的一项现场研究，与对照组相比，观察了相比产前3周每天添加10g益赛福Actisaf® Sc47和产后3周每天添加20g益赛福Actisaf® Sc47(Julien等，2016)。尽管益赛福Actisaf® Sc47在产犊三周后停止饲喂，但在产犊三个月后，治疗组的平均产奶量数据显示更高(此时停止数据收集)。虽然没有测量个体采食量，但可以看出使用了益赛福Actisaf® Sc47的奶牛瘤胃采食量优于对照组，产犊后第8天瘤胃充盈评分和体况评分显著升高(图3)。
产犊后22d测定两组β-羟丁酸浓度，差异显著(p<0.024)。试验组的平均浓度为0.79mmol/l，对照组的平均浓度为1.41mmol/l，表明后者酮症的风险较高(图4)。
本研究最后一个有趣点是产后120天第一次人工授精(AI)的成功率上。对照组在第一次人工授精后怀孕率约为27.8%，而添加益赛福Actisaf® Sc47的奶牛的成功率几乎翻倍，达到50%的水平。奶牛只有在其健康状况、身体状况和产奶性能足够的情况下才会再次怀孕与妊娠，这些试验结果表明益赛福Actisaf® Sc47可以支持满足这些要求。
图3：益赛福Actisaf®Sc47对产后8天平均瘤胃充盈和体况评分的影响(Julien等，2016)
图4：益赛福Actisaf®Sc47对产后22天β-羟丁酸浓度的影响(Julien等，2016)
改善能量状况有利于生产和再生产
为了进一步研究益赛福Actisaf® Sc47对繁殖的影响，由Phileo进行了一项试验，涉及法国的14个奶牛场(Julien等人，2018年)。试验历时三年，其中第一年和第二年为对照期(不补充益赛福Actisaf®)，第三年为处理期(所有奶牛每天补充5g益赛福Actisaf®)。将处理期间的生产和繁殖记录结果与对照期间的记录结果进行比较分析。该数据集包括近2500头奶牛的数据，这些奶牛在整个试验期间接受了超过4000次人工授精。
来自经产奶牛的数据显示，在补充益赛福Actisaf®期，第一次授精(AI)成功的数量增加到36%，这意味着与对照组相比增加了5%。此外，平均精液使用次数也从3.1减少到2.7(p<0.01)。结果显示,首次怀孕天数减少5天：对照期148.8天，益赛福Actisaf®期143.9天。与对照组相比，添加组的经产奶牛的产奶量平均提高了1.5kg/d(34.3kg/d vs 32.8kg/d)。产奶量的增加并没有造成乳指标的下降——乳脂率(37.6 vs 37.1g/kg牛奶)、乳蛋白率(31.4 vs 31.3g/kg牛奶)在益赛福Actisaf®时期趋于较高(p<0.073)。
总的来说，在补充期间所需的人工授精总数减少了560次。考虑到每次人工授精43欧元的成本，在这方面就节省了超过2.4万欧元。此外，所有相关农场的产奶性能增加了76.5万公斤牛奶和5.8万公斤脂肪和蛋白质。综合到这些数据，研究表明补充益赛福Actisaf® Sc47的投资回报率为1:6。
奶牛和牛人们倾向关注可持续效益
良好的干奶期过渡管理，不仅能提高奶牛的繁殖能力，还能提高奶牛的健康程度，延长奶牛的使用年限。在全球范围内，这些方面对可持续发展日益重视，其中牛群的可持续性是要实现的重要目标。另一个方面更多关注的是温室气体的排放，尤其是反刍动物。甲烷作为一种重要的气体在全球变暖的讨论中占有非常重要的地位，因其排放量比二氧化碳高出28倍(Grossietal.，2018)。甲烷主要来源于肠道发酵和粪便贮。恢复和保持瘤胃微生物群落平衡，能提高饲料效率，从而控制甲烷气体的排放。益赛福Actisaf®能为瘤胃中创造一个更还原的环境，增加纤维降解菌的丰度，从而提高了NDF和ADF的消化率，这方面是通过粪便筛分析和实验室分析认识到的并在体外进行过验证。改善纤维的消化可以为动物提供更多的能量，从而有利于生产和健康性能。而且，根据预期，饲料效率的提高将导致生产单位校正奶的甲烷强度降低。
Nottingham University奶牛科学创新中心在2020年进行的一项研究中，一组奶牛日粮每天添加10g益赛福Actisaf® Sc47，而对照组只采食基础饲粮，试验期120天。益赛福Actisaf®组的干物质消化率提高了3%，能量修正乳产量显著提高了5.5%(50.5kg/d vs 47.7kg/d)。同时由于饲料效率的提高，甲烷排放强度也随之降低。每千克能量修正乳从对照组9.8g下降到补充益赛福Actisaf® Sc47组的9.1g，减少了6.5%(图5)。
图5：添加益赛福Actisaf®Sc47对甲烷排放强度的影响
结论
对于干奶牛过渡期和新产牛，降低炎症反应和提高饲料效率，有利于动物健康、产奶量及繁殖的提升。酵母益生菌益赛福Actisaf®的功能已被证明支持在产犊开始时预防代谢紊乱。再加上它能创造一个更还原的瘤胃环境，有利于厌氧菌的生活，更多的能量用于产奶和繁殖。在整个哺乳周期中添加益赛福Actisaf® Sc47除了提高纤维消化率外，同时也会因为饲料效率的提高而降低甲烷浓度的强度。
参考文献
Kvidera et al., 2017: Glucose requirements of an activated immune system in lactating Holstein cows. J. Dairy Sci. 100: 1 – 15.
Marden et al., 2008: How does live yeast differ from sodium bicarbonate to stabilize ruminal pH in high-yielding dairy cows? J. Dairy Sci. 91: 3528 – 3535.
Minuti et al., 2018: Supplementation of probiotic yeast saccharomyces cerevisiae during the transition period of dairy cow: effects on feed behavior, rumen fluid and inflammometabolic profile. Poster presentation at ASDA DISCOVER Conference in USA, 2018.
Julien et al., 2016: High dosage of live yeast for transition dairy cows: nutrition and health benefits. Poster presentation at ASAS-CSAS Annual meeting & trade show in Baltimore USA, 2017.
Julien et al., 2018: Field study of the impact of supplementation with probiotic yeast (Saccharomyces cerevisiae Sc47-CNCM I-4407) on reproductive performance in dairy cows. Agricultural Sciences, 9, 1664 – 1676.
Grossi et al., 2018: Livestock and climate change: impact of livestock on climate change and mitigation strategies. Animal frontiers, volume 9, issue 1 January 2019. Pages 69 – 76.
Animal Science Division, School of Biosciences, University of Nottingham. Effects of the yeast probiotic Actisaf® Sc 47 on high-yielding dairy cows. Data on file, UK (2020).
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