《Journal of Dairy Science》：New insights into the improvement of milk performance in lactating cows: A novel fermented liquid feed strategy that modulates fermentation profile and microbiome of the rumen and feces
编辑推荐：
本研究评估了用发酵液体饲料（FLF）替代部分精料补充料对泌乳奶牛总饲料效率（GFE）、生产性能和血液参数的影响。研究人员将24头具有相似体重（657 ± 32.6 kg）、产奶量（38.7 ± 4.7 kg/天）、胎次（2.8 ± 1.2）和泌乳天数（104
本研究评估了用发酵液体饲料（FLF）替代部分精料补充料对泌乳奶牛总饲料效率（GFE）、生产性能和血液参数的影响。研究人员将24头具有相似体重（657 ± 32.6 kg）、产奶量（38.7 ± 4.7 kg/天）、胎次（2.8 ± 1.2）和泌乳天数（104 ± 10.8 d）的泌乳中国荷斯坦奶牛，采用随机完全区组设计，随机分配到对照组（CON，不含发酵产物的全混合日粮）或处理组（FLF，添加FLF的全混合日粮）。与CON组相比，饲喂FLF提高了GFE、能量校正乳产量、乳脂和乳蛋白百分比、乳氮效率、干物质（DM）、粗蛋白（CP）、中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）的全消化道表观消化率，以及粪便评分。此外，与CON组相比，FLF组瘤胃总挥发性脂肪酸（VFA）浓度、微生物粗蛋白（MCP）产量和丙酸摩尔比例显著增加，而瘤胃pH、乙酸比例和乙酸/丙酸比例降低。粪便中总VFA浓度和丁酸摩尔比例显著增加，而pH降低。此外，在FLF组中，瘤胃中unclassified_Clostridia_UCG_014、Prevotella_7和Lachnospiraceae_NK3A20_group的相对丰度，以及粪便中Bifidobacterium、Candidatus_Saccharimonas、unclassified_Clostridia_UCG_014和unclassified_[Eubacterium]_coprostanoligenes_group的相对丰度显著增加，而瘤胃中NK4A214_group、Rikenellaceae_RC9_gut_group、Treponema、Succiniclasticum和Isotricha，以及粪便中UCG_005、Rikenellaceae_RC9_gut_group和Bacteroides的相对丰度降低。与CON组相比，FLF补充激活了次级胆汁酸途径，上调了粪便中的熊去氧胆酸、牛磺胆酸、甘氨胆酸，同时下调了脱氧胆酸、石胆酸和鹅去氧胆酸。此外，FLF组血浆葡萄糖（GLU）水平、总抗氧化能力（T-AOC）和总超氧化物歧化酶（T-SOD）活性显著升高，而β-羟基丁酸（BHBA）、非酯化脂肪酸（NEFA）和丙二醛（MDA）显著降低。总之，FLF有效调节了瘤胃和粪便中的微生物群，改善了泌乳性能、GFE和奶牛健康状况，为高产奶牛提供了一种新颖且有前景的营养调控策略。
**论文解读：发酵液体饲料（FLF）对泌乳奶牛生产性能、瘤胃及粪便微生物与代谢的调控作用**
**研究背景与问题**
在全球乳制品需求持续增长的背景下，饲料资源竞争加剧，提高泌乳奶牛的总饲料效率（GFE，即能量校正乳产量/干物质采食量）成为高产奶牛体系的核心目标。传统饲料策略难以精准匹配营养供给与泌乳需求，亟需开发新型营养调控手段。微生物发酵可改善饲料营养价值，但液体发酵相较于固态发酵能更精确控制温度、pH等参数，且通过芽孢杆菌、乳酸菌和酵母的共培养可加速发酵并维持稳定性。然而，发酵液体饲料（FLF）对泌乳奶牛瘤胃与粪便微生物群落、发酵模式及生产性能的影响机制尚不明确。本研究旨在评估FLF部分替代精料补充料对奶牛生产性能、瘤胃与粪便发酵参数、微生物群落结构及代谢物谱的影响，并探索其作为新型营养策略的潜力。论文发表在《Journal of Dairy Science》。
**主要技术方法**
研究采用随机完全区组设计，选取24头泌乳中国荷斯坦奶牛（体重657 ± 32.6 kg，泌乳天数104 ± 10.8 d，产奶量38.7 ± 4.7 kg/d），随机分为对照组（CON，常规TMR）和FLF组（TMR添加6.80% DM的FLF）。FLF由芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、乳酸菌（Lactobacillus plantarum、Pediococcus pentosaceus、Pediococcus acidilactici）和酵母（Saccharomyces cerevisiae）共发酵制备，发酵基质含玉米、豆粕等，于35–37°C厌氧发酵48 h。研究通过全消化道表观消化率（以iNDF为内标）、瘤胃与粪便发酵参数（pH、VFA、NH3-N）、微生物组（16S rRNA/18S rRNA扩增子测序）及粪便非靶向代谢组学（UPLC-QTOF-MS）等技术手段，评估FLF对奶牛的影响。
**研究结果**
**营养组成与发酵特性**：与发酵基质相比，FLF的粗蛋白（CP）、可溶性粗蛋白（SCP）、非蛋白氮（NPN）及乳酸、乙酸含量升高，pH降低（3.71），丁酸未检出，芽孢杆菌和乳酸菌数量增加，酵母和霉菌极低或未检出。
**生产性能**：与CON相比，FLF组干物质、CP、NDF和ADF的全消化道表观消化率显著提高；产奶量、能量校正乳产量（ECM）、4%乳脂校正乳产量、乳脂和乳蛋白产量及百分比均显著增加；GFE和乳氮效率（MNE）显著提升；粪粒中小颗粒比例增加，粪便评分提高。
**血浆生化与抗氧化指标**：FLF组血浆葡萄糖（GLU）、总抗氧化能力（T-AOC）和总超氧化物歧化酶（T-SOD）活性显著升高，β-羟基丁酸（BHBA）、非酯化脂肪酸（NEFA）和丙二醛（MDA）显著降低。
**瘤胃与粪便发酵特性**：FLF组瘤胃总VFA、NH3-N浓度、微生物粗蛋白（MCP）产量及丙酸摩尔比例显著增加，pH、乙酸比例及乙酸/丙酸比例降低；粪便总VFA浓度和丁酸摩尔比例显著增加，pH降低。
**瘤胃与粪便微生物多样性及组成**：FLF组瘤胃细菌、原生动物和产甲烷菌的α多样性（Chao1、ACE、Shannon指数）显著降低，β多样性（PCoA）与CON组明显分离。瘤胃中unclassified_Clostridia_UCG_014、Prevotella_7、Lachnospiraceae_NK3A20_group等相对丰度增加，NK4A214_group、Rikenellaceae_RC9_gut_group、Treponema等降低。粪便中Bifidobacterium、Candidatus_Saccharimonas、unclassified_Clostridia_UCG_014等增加，UCG_005、Rikenellaceae_RC9_gut_group、Bacteroides等降低。
**粪便代谢组学**：共鉴定出1264种差异代谢物，FLF组熊去氧胆酸、牛磺胆酸、甘氨胆酸、L-苯丙氨酸、L-谷氨酰胺、肌苷、鸟苷等上调，脱氧胆酸、石胆酸、鹅去氧胆酸、纤维二糖等下调。KEGG通路富集分析显示差异代谢物主要富集于次级胆汁酸生物合成、核黄素代谢和ABC转运蛋白通路。
**讨论与结论**
讨论部分指出，FLF通过液态发酵改变了精料底物的蛋白质和碳水化合物组分，增加了可溶性氮和有机酸，改善了瘤胃中氮与可发酵碳的协同供应，提高了MCP合成和纤维降解率，从而提升养分消化率和GFE。FLF还促进了瘤胃丙酸生成，与乳酸利用菌（如Prevotella_7）的富集相关，同时降低了产甲烷菌相对丰度，暗示氢代谢流向改变。在粪便中，FLF增强了后肠发酵活性，Bifidobacterium等有益菌增多，导致丁酸浓度升高，并改变了胆汁酸谱（疏水性次级胆汁酸减少），可能通过微生物介导的胆盐水解酶活性调节。核黄素代谢和ABC转运蛋白通路的富集进一步表明FLF影响了后肠微生物的辅因子代谢和底物转运。
结论：本研究证实FLF作为新型日粮调控手段可改善泌乳奶牛饲料效率。通过芽孢杆菌、乳酸菌和酵母共发酵制备的FLF，不仅改变了蛋白质和碳水化合物组分，增加了可利用氮和发酵产物，还富集了有益益生菌。FLF部分替代精料后，调节了瘤胃和粪便微生物群、发酵特性及代谢物谱，并伴随产奶量、ECM、4% FCM、养分表观消化率和GFE的升高。未来研究应进一步探索基于非常规饲料和非蛋白氮的发酵液体浓缩料对奶牛饲喂效果，以及高效利用非蛋白氮的微生物菌株筛选。
