《Animal Feed Science and Technology》:Effects of two enzyme–microbe co-fermented feed formulations on growth performance, ruminal fermentation, serum metabolome, and gastrointestinal microbiota in mid-fattening Simmental heifers
编辑推荐:
•含或不含蒸汽压片玉米的共发酵饲料改善了生长性能和饲料利用效率。•发酵饲料替代改变了中期育肥西门塔尔牛小母牛的瘤胃和粪便微生物群落。•血清代谢组学变化似乎主要反映发酵饲料替代,而非蒸汽压片玉米的添加。•共发酵饲料中添加蒸汽压片玉米与更强的瘤胃发酵反应相关。引言提高饲料效率是集
- •
含或不含蒸汽压片玉米的共发酵饲料改善了生长性能和饲料利用效率。
- •
发酵饲料替代改变了中期育肥西门塔尔牛小母牛的瘤胃和粪便微生物群落。
- •
血清代谢组学变化似乎主要反映发酵饲料替代,而非蒸汽压片玉米的添加。
- •
共发酵饲料中添加蒸汽压片玉米与更强的瘤胃发酵反应相关。
引言
提高饲料效率是集约化肉牛生产的主要目标之一,因为减少单位体重增加所需的饲料投入能提高营养利用效率并节约饲料资源(Ojo 等,2024)。这一目标在中期育肥阶段尤为相关,此时牛表现出相当大的体格生长和组织沉积潜力(Honig 等,2022)。饲料原料的饲喂价值不仅受其化学成分影响,还受其营养物对瘤胃微生物和消化酶物理可及性的影响(Hao 等,2016)。植物细胞壁多糖、木质素和木质素 - 碳水化合物复合物可物理屏蔽细胞内营养物,从而限制微生物定殖和酶解水解,这限制了饲料基质的瘤胃降解(Li, 2021)。酶 - 微生物共发酵将发酵微生物与外源水解酶整合,以增强纤维和其他结构复杂饲料成分的的部分采食前降解,同时产生有机酸和其他发酵代谢物(Wei 等,2025)。以往研究表明,酶 - 微生物共发酵饲料和发酵全混合日粮可改变反刍动物的营养消化率、瘤胃发酵特征、微生物群落结构和生长性能(Mi 等,2025, Lou 等,2026)。然而,对发酵饲料的反应取决于配方和工艺,并可能根据发酵基质、微生物接种物、酶系、发酵条件和日粮添加率而有所不同(Yang 等,2021, Wei 等,2025)。酶 - 微生物共发酵饲料的饲喂价值应在完整发酵配方的成分组成和营养特性背景下进行评估。在当前配方中,选用喷雾干燥玉米麸皮作为主要基质,因为它是富含结构性碳水化合物(特别是半纤维素和纤维素)的纤维性玉米副产品(Yue 等,2022, Long 等,2023)。这一选择为酶和微生物转化提供了合适的基质。为了将基质谱增强为更易利用的淀粉源,选择蒸汽压片玉米部分替代喷雾干燥玉米麸皮,因为其在蒸汽压片后具有更优越的淀粉可及性和瘤胃降解率(Trotta 等,2021)。其余主要成分和发酵条件保持不变。这一配方策略使得能够评估两种完整的发酵饲料,它们主要区别在于纤维性玉米副产品和加工富淀粉玉米成分的相对贡献。
玉米是肉牛日粮中淀粉的主要来源,然而,淀粉消化的程度和部位,以及其整体利用效率,受谷物加工方法的强烈影响(Kang 等,2021)。粉碎和干滚压主要通过减小颗粒大小和破坏玉米粒的外部结构来增加淀粉可及性。然而,一部分淀粉可能仍物理包裹在致密的胚乳蛋白 - 淀粉基质中,从而限制微生物附着和酶接触(Kang 等,2021, Malekkhahi 等,2025)。相比之下,蒸汽压片应用水分、热量和机械压力来破坏玉米粒及其胚乳蛋白 - 淀粉基质,促进淀粉糊化,降低淀粉结晶度,并增加可用于微生物和酶降解的有效表面积(Koki? 等,2022)。因此,蒸汽压片玉米通常比粉碎或其他干法加工形式的玉米表现出更高的瘤胃淀粉可用性和全消化道淀粉消化率(Rafiee and Darabighane, 2021)。然而,更高的淀粉可用性也可能加速瘤胃发酵并改变挥发性脂肪酸的摩尔比例。此外,蒸汽压片玉米的饲喂价值受片密度、加工强度和加工后淀粉回生的影响(Trotta 等,2024)。经过不同加工方法的玉米对外源α-淀粉酶补充的反应也不同,表明谷物的物理结构可以影响随后的酶解水解和发酵动力学(Schiff 等,2023)。总的来说,这些差异为将蒸汽压片玉米纳入酶 - 微生物共发酵基质提供了营养基础。
然而,关于用更多淀粉可及的玉米加工成分部分替代主要纤维玉米副产品基质是否影响所得完整酶 - 微生物共发酵配方的饲喂价值的信息有限,特别是当这些配方以相对较低的水平掺入中期育肥肉牛日粮时。因此,本研究比较了基础日粮与两种完整的酶 - 微生物共发酵饲料配方,评估它们对中期育肥西门塔尔牛小母牛的生长性能、基于性能的饲料效率、瘤胃发酵、血液学参数、血清代谢组学图谱以及瘤胃和粪便样本中存在的细菌群落的影响。此外,还探讨了处理响应的瘤胃和粪便细菌类群与生产性能性状、瘤胃发酵变量和选定的血清代谢特征之间的关联。由于实验采用非析因设计,观察到的反应在完整日粮配方的背景下进行解释,而非视为蒸汽压片玉米的独立效应。
章节摘要
材料与方法
所有动物实验程序均获得甘肃农业大学动物伦理委员会的批准(GSAU-Eth-AST-2024-023),并依据相关的国家和机构指南进行。
生长性能
初始体重(BW)在处理组间无显著差异(P > 0.05;表 3)。与 CON 组相比,FSFA 和 FSFB 均表现出更高的最终体重(P < 0.05)和平均日增重(P < 0.001),同时也表现出更低的干物质采食量(DMI)和料重比(F/G)(P < 0.001)。
瘤胃发酵特征
FSFB 组的瘤胃 pH 值显著低于 CON 组和 FSFA 组(P < 0.001)。相比之下,氨氮(NH3-N)的浓度显著更高
讨论
发酵可以通过微生物代谢和外源酶水解改变植物源性饲料的细胞壁结构。这一过程促进了纤维相关营养物的释放,并增强了基质的可及性和潜在消化率(Wei 等,2025)。He 等(2019)报道,纤维素酶和乳酸菌的联合应用降低了青贮饲料的纤维组分,导致干物质回收率、真蛋白浓度和
结论
用酶 - 微生物共发酵饲料配方替代 10% 的指定浓缩补充料,相当于替代日粮干物质的 3.80%,改善了中期育肥西门塔尔牛小母牛的生长性能,并增加了单位饲料消耗量的体重增加。这些生产反应与瘤胃发酵的改变以及瘤胃和粪便细菌群落和循环代谢谱的变化相关。尽管 FSFB
伦理批准
所有动物实验程序均获得甘肃农业大学动物伦理委员会的批准(GSAU-Eth-AST-2024-023),并依据相关的国家和机构指南进行。
CRediT 作者贡献声明
吕宣伟:调查。 吴振凌:软件,调查。 曾汉芳:验证,监督,资源,概念化。 郑晨:写作 - 审阅与编辑,资源,方法论,概念化。 王世诚:方法论,概念化。 刘婷:写作 - 审阅与编辑,验证,监督,概念化。 杨可仁:写作 - 原稿撰写,形式分析,数据管理,概念化。 徐志文:数据管理。 李大伟:数据管理。 安德才:
写作过程中生成式 AI 和 AI 辅助技术声明
在准备本工作期间,作者未使用任何 AI 和 AI 辅助技术。
利益冲突声明
作者声明他们没有任何已知的竞争性财务利益或个人关系,这些可能出现在影响本论文报告工作的情况下。
致谢
作者对福寿肉牛农民专业合作社的工作人员在喂养试验期间提供的动物管理和样本收集方面的宝贵协助表示感激。此外,作者感谢甘肃农业大学动物科学与技术学院提供的实验室设施和技术支持,以及对样本处理和仪器分析做出贡献的技术人员。
杨可仁 | 刘婷 | 曾汉芳 | 吴振凌 | 吕宣伟 | 李大伟 | 徐志文 | 魏利明 | 安德才 | 王世诚 | 郑晨