青贮饲料作为反刍动物(尤其是奶牛)营养物质的重要来源，在反刍动物日粮中占比达50%左右。大量研究表明，提高粗饲料的瘤胃消化和发酵效率，能达到与补饲精饲料相同的经济效益，因为这样做可以增加由挥发性脂肪酸提供的能量，以及由微生物蛋白合成供应的蛋白质。

纤维素水解酶（主要包括木聚糖酶和纤维素酶）常用于提高青贮饲料的发酵品质和消化率，但是并不能提高青贮饲料的营养价值。可能的原因是，在青贮过程中，纤维素水解酶的作用仅局限于饲草中更容易被消化的部分。此外，由于阿拉伯木聚糖和木质素与细胞壁酚酸特别是阿魏酸通过醚键或酯键交联，形成的阿魏酸脂键无法被瘤胃微生物水解，最终导致纤维素酶对青贮饲料的DM和NDF消化率影响较小。

兰州大学郭旭生教授团队利用产阿魏酸酯酶乳酸菌对苜蓿进行了青贮，发现其可以有针对性地水解饲草中复杂的木质纤维素结构，特别是其中的阿魏酸酯键。木质纤维素中阿魏酸酯键的断裂，除了能帮助微生物或有机酸在青贮过程中水解更多的多糖，为青贮微生物提供更多发酵底物外，还有助于青贮饲料在瘤胃中的进一步降解，提高青贮饲料的消化率。该研究结果显示，饲喂奶山羊接种了产阿魏酸酯酶乳酸菌的苜蓿青贮饲料以后，比接种了同一种的不产阿魏酸酯酶乳酸菌的处理干物质消化率提高了3个百分点，瘤胃总挥发性脂肪酸的含量提高了41%。干物质消化率的提高反过来又进一步证明了产阿魏酸酯酶乳酸菌在青贮过程中的有效性。

郭旭生教授说：这个试验最大的发现是青贮过程中接种产阿魏酸酯酶乳酸菌，增加了青贮饲料中游离阿魏酸的含量。众所周知，阿魏酸是一种存在于植物中的天然酚类物质（在总酚类物质中占比高达80%），一直以来被当作抗氧化剂在医药、保健、食品、饲料等领域广泛使用。我们的研究发现，苜蓿青贮饲料中接种产阿魏酸酯酶乳酸菌比对照组的游离阿魏酸含量提高了12.6%，显著提高了苜蓿青贮饲料的抗氧化活性。此外，通过饲喂试验我们发现，奶山羊长期采食接种了产阿魏酸酯酶乳酸菌的苜蓿青贮饲料，其机体的抗氧化能力和免疫性能明显强于对照组，这可能主要归功于青贮饲料中增加的游离阿魏酸。但令人感到意外的是，产阿魏酸酯酶乳酸菌对山羊乳的抗氧化性能影响较小，原因主要包含以下几个方面：1）阿魏酸从血液运输到外周组织(如乳腺)的过程中，部分阿魏酸经过尿液进行排泄出去，这最终导致到达两组山羊奶中的阿魏酸含量一样；2）这也可能与整个实验过程中奶山羊摄入的阿魏酸较少有关。本研究中，两组奶山羊从青贮饲料中摄取的阿魏酸约为0.23~0.26 g/kg BW^0.75/d，低于奶中可检测到阿魏酸的最低摄入量(0.5 g/kg BW^0.75/d)。但无论如何，我们的研究表明，饲喂接种产阿魏酸酯酶乳酸菌的青贮饲料，对提高奶山羊机体和山羊奶的抗氧化性能起到了积极作用。

郭旭生教授补充道：产阿魏酸酯酶乳酸菌是目前国际青贮饲料研究领域唯一被报道的能够在确保或改善青贮饲料发酵品质的同时，降低青贮饲料纤维含量并有望提高饲草消化率的菌株，再加上其本身具有的抗氧化性能，目前在国际上关注程度比较高，接下来我们将继续通过动物营养学—分子生物学—组织化学—生物化学等技术，探讨其对奶山羊抗氧化的分子机制。

表1. 接种L. plantarum MTD/1或L. plantarum A1的苜蓿青贮饲料对奶山羊采食量和表观消化率的影响

表2. 接种L. plantarum MTD/1或L. plantarum A1的苜蓿青贮饲料对奶山羊血清和乳清抗氧化酶活性的影响

图1. 接种L. plantarum MTD/1或L. plantarum A1的苜蓿青贮饲料对奶山羊血清免疫球蛋白浓度的影响。

*P <  0.05。Lp MTD/1：接种L. plantarum MTD/1的苜蓿青贮饲料组；Lp A1：接种L. plantarum A1的苜蓿青贮饲料组。

图2. 接种L. plantarum MTD/1或L. plantarum A1的苜蓿青贮饲料对奶山羊血清促炎因子浓度的影响。

P < 0.05, ** P < 0.01。Lp MTD/1：接种L. plantarum MTD/1的苜蓿青贮饲料组；Lp A1：接种L. plantarum A1的苜蓿青贮饲料组。

【基金项目】

国家自然科学基金项目“高抗氧化活性乳酸菌对青贮饲料抗氧化及体外瘤胃发酵特性影响的生物学机制研究 （31901390）”

【作者团队】

郭旭生 通讯作者

兰州大学益生菌与生物饲料研究团队负责人郭旭生教授系第十九届国际青贮饲料大会主席（2023年8月8日-12日，中国北京，www.isc2021.cn），国际青贮饲料科学学会（International Silage Science Society；www.isc2021.cn/a/ISSS）发起人及组委会成员，国际知名青贮饲料研究专家，兰州大学益生菌与生物饲料研究中心主任，其团队成员历经近10年的时间，在国际上率先开展了青贮饲料代谢组和种水平微生物组与功能研究，并成功研发出了能够降解纤维、提高青贮DM消化率、提高青贮饲料抗氧化活性和伽马氨基丁酸含量、降解青贮饲料农药残留、高产1,2-丙二醇，以及提高草食家畜机体抗氧化、免疫性能与乳制品品质等多种新型、功能型青贮乳酸菌菌种，并在国际上首次研发出了功能型青贮乳酸菌制剂。在预防家畜酮病、乳房炎及其他免疫性疾病方面有着巨大的市场前景和应用潜力。先后在国际微生物、食品与畜牧领域知名期刊Bioresource Technology、Critical Reviews in Food Science and Nutrition、Frontiers in Microbiology, Food and Function、Journal of Functional Foods、Journal of Dairy Science、Animal Nutrition和Animal Feed Science and Technology等发表SCI论文60余篇，获国家科技进步二等奖1项，农业部神农中华农业科技进步奖1项，申请发明专利20余项。

邮箱：guoxsh07@lzu.edu.cn

李福厚 第一作者