四联益生菌组合对绵羊瘤胃发酵、养分降解及甲烷排放的体外影响研究

为解决反刍动物甲烷排放导致的能源损失和环境污染问题，研究人员开展四联益生菌组合（含乳酸杆菌、芽孢杆菌和双歧杆菌）对绵羊瘤胃发酵的体外研究。结果表明，ABLB组合（含Bacillus licheniformis、Lactobacillus acidophilus、L. bulgaricus和Bifidobacterium bifidum）显著提高干物质和粗纤维降解率（IVDMD和IVCFD），降低甲烷（CH4）和氨氮（NH3-N）浓度，增加总挥发性脂肪酸（TVFA），并减少原虫数量。该研究为通过益生菌调控瘤微生态、提升饲料利用效率和减少温室气体排放提供了重要依据。

　　

随着全球人口增长和对动物蛋白需求的上升，反刍动物养殖在保障粮食安全中扮演着关键角色。然而，反刍动物生产过程中产生的甲烷（CH₄）排放不仅加剧温室效应，还导致饲料能量损失，直接影响动物生产效率和环境可持续性。近年来，尽管通过日粮策略调控甲烷生成已取得一定进展，但利用益生菌这一天然、安全的替代方案调节瘤胃功能并降低甲烷排放，逐渐成为研究热点。以往研究多集中于单菌或双菌益生菌制剂，而多菌组合尤其是四联益生菌（quadric probiotic blends）的协同效应尚缺乏系统评估。

在此背景下，Ali S. A. Saleem等研究人员在《AMB Express》上发表了一项体外研究，探讨了两种四联益生菌组合在不同添加水平下对绵羊瘤胃发酵特性、养分降解率、甲烷排放及微生物种群的影响。该研究不仅为开发新型益生菌制剂提供了实验依据，也为减少反刍动物养殖的环境足迹提供了可行路径。

本研究主要采用了体外产气技术（in vitro gas production technique），模拟瘤胃发酵环境。瘤胃液供体为4只饲喂50%精料+50%苜蓿干草基础日粮的沙特公绵羊，经多层纱布过滤后与缓冲液混合制成接种液。实验设计包括空白对照和四种益生菌处理组，每组设6个重复，并重复3个独立批次。关键检测指标包括不同时间点（3、6、12、24、36、48小时）的产气量（TGP）和甲烷产量、瘤胃pH值、氨氮（NH₃-N）、总挥发性脂肪酸（TVFA）、原虫数量，以及干物质降解率（IVDMD）和粗纤维降解率（IVCFD）。此外，通过数学模型预测了有机物消化率（OMD）、代谢能（ME）、泌乳净能（NEL）和微生物蛋白（MCP）产量。

**

效果对养分降解率的影响

所有益生菌处理均显著提高了48小时体外干物质降解率（IVDMD）和粗纤维降解率（IVCFD）（P<0.001）。其中，ABLB组合（含Bacillus licheniformis、Lactobacillus acidophilus、L. bulgaricus和Bifidobacterium bifidum）在低剂量（ABLB2，2×10⁹ CFU/g）和高剂量（ABLB4，4×10⁹ CFU/g）下均表现最优，IVDMD分别达到82.00%和82.50%，IVCFD分别为79.25%和79.88%，显著优于CPSB组合（含Lactobacillus casei、L. plantarum、Bacillus subtilis和Bifidobacterium bifidum）。同一组合内不同添加水平间无显著差异。

对产气量和甲烷排放的影响

益生菌补充显著提高了各时间点的累积产气量（P<0.001），ABLB4处理产气量最高。与此同时，所有益生菌组均显著降低了甲烷排放量（P<0.001），ABLB4处理的减排效果最为突出。甲烷减排与原虫数量下降显著相关，表明益生菌可能通过调控微生物群落结构抑制产甲烷菌活性。

对瘤胃发酵参数和原虫数量的影响

益生菌处理未显著影响瘤胃pH值，但显著降低了NH₃-N浓度和原虫数量（P=0.001），同时提高了TVFA浓度。ABLB4处理在改善TVFA、NH₃-N和原虫计数方面表现最佳，表明该组合能促进更高效的发酵模式并抑制蛋白质过度分解。

对预测参数的影响

所有益生菌处理均显著提高了有机物消化率（OMD）、短链脂肪酸（SCFA）、微生物蛋白（MCP）、代谢能（ME）和泌乳净能（NEL）的预测值，同时降低了分配因子（PF）值（P=0.001）。ABLB4处理预测收益最高，进一步证明其提升能量利用效率和微生物蛋白合成的潜力。

本研究通过体外发酵模型系统评估了四联益生菌组合对绵羊瘤胃功能的多重影响。结果表明，ABLB组合（尤其在高剂量下）能显著改善饲料降解效率，优化挥发性脂肪酸组成，降低甲烷和氨氮排放，并抑制原虫增殖。这些效应源于益生菌的复合酶活性（如纤维素酶、木聚糖酶）及其对微生物群落的调控，例如乳酸菌（Lactobacillus）和双歧杆菌（Bifidobacterium）通过产生抗菌肽（如细菌素）和促进丙酸生成路径，竞争性抑制产甲烷菌生长。此外，芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）刺激纤维降解菌增殖，进一步强化纤维分解和能量捕获。

该研究的重要意义在于为替代抗生素、实现绿色反刍动物生产提供了实证支持。多菌种益生菌组合展现出协同增效潜力，通过多靶点调节瘤胃发酵，有望在提升动物健康和生产性能的同时，显著减少温室气体排放。未来研究需进一步开展体内验证并结合宏基因组学等先进技术，深入解析益生菌-宿主-微生物互作机制。