一、简介

由于饲料是与牛奶生产相关的最大单项支出，乳制品行业的农民和利益相关者越来越关注优化饲料效率、饲料增值和牛奶产量，因为它们直接影响盈利能力 [ 1 ] 和环境可持续性 [ 2 ]。在奶牛中，这两个参数取决于瘤胃健康及其环境，这使得奶牛能够从饲料中获得最大的营养益处，以维持和生产[ 3 ][ 4 ]。根据经验，向反刍动物饲喂活酵母可以通过优化瘤胃环境和发酵条件来提高生产力、健康和福祉 [ 5 ] [ 6]。

长期以来，体内、体外消化率、难消化中性洗涤纤维（μNDF）或灰分不溶性灰分（AIA）一直被用作评价瘤胃功能、饲料营养价值、饲料增值和动物生产性能的方法[ 7 ][ 8 ] 。然而，这些方法需要特定的材料，如消化笼、插管动物、实验室条件，是费力的、侵入性的、昂贵的，并且不能在农场常规执行[ 9 ][ 10 ][ 11 ][ 12]。为了在田间条件下获得易于测量的消化和日粮增值指标，使用了几种粪便和粪便的筛分方法，例如湿筛分[ 13 ][ 14 ]或干筛分[ 15 ][ 16 ]。[ 17] 描述了使用具有 1.66 毫米开口的筛网或厨房过滤器和稳定的水流对农场粪便进行筛分，作为评估粪便的简单程序。此外，市售系统 Nasco 消化分析仪（NDA；Nasco，阿特金森堡，威斯康星州）采用湿筛分原理，并使用 3 个不锈钢筛网来评估粪便颗粒大小。然而，没有标准程序，也缺乏关于适当的粪便评估方法的知识，这些方法可以更好地评估饲料增值和瘤胃发酵。因此，

2。材料和方法

2.1. 农场和动物

数据来自 2012 年至 2021 年在欧洲 52 个不同商业奶牛场进行的 95 项试验。所有农场都使用荷斯坦奶牛。每次试验中，在 LYP 分配前使用 10 头奶牛收集粪便（对照组），并在补充 LYP 期间观察 10 头具有相同特征（相同 DIM、胎次、MY）的奶牛（实验组），平均观察一个月（图1 ).

在所有这些试验中，测量到 PS > 5 mm。然而，仅在 68 项试验中测量了 2 至 5 毫米（2 毫米 < PS < 5 毫米）之间的 PS。在95个试验中，27个试验测量了MY，25个试验测量了ECM，26个试验测量了FCM

在所有试验中，奶牛都以玉米青贮饲料作为基本日粮，并使用相同的方案。使用的酵母益生菌由 Phileo by Lesaffre 生产和销售“Actisaf ® Sc 47”（酿酒酵母 CNCM I-4407）。

该研究总共纳入了 950 头产奶 40 至 160 天的奶牛。数据库中引入的产奶量、脂肪和蛋白质是 LYP 分配之前和期间 10 头奶牛获得的平均值。数据库中引入的粒径数据也是在 LYP 分配之前和期间从 10 头奶牛获得的平均值。使用两个5毫米和2毫米的筛子（长度：30厘米，宽度：20厘米，深度：14.5厘米）并覆盖“Digescan工具”。将5毫米筛子放置在2毫米筛子上方。选择这种筛子是在与其他筛子进行比较后，考虑到农民强烈要求的结果、简单性和节省时间。将粪便（1千克）放在5毫米筛子的顶部，然后用低压冲洗。以 20 秒的喷淋间隔进行冲洗，使用圆周运动覆盖所有筛子组，并以 20 秒的间隔重复，直到水轻松穿过顶部筛子并变得干净。漂洗仅在 5 mm 筛子上进行，但在每个 20 秒的漂洗周期之间，以圆周运动搅拌底部筛子 (2 mm) 中保留的颗粒。

每次冲洗后，进行目视检查以验证不存在小颗粒。冲洗完成后，将每个筛子中剩余的粪便压在筛壁上 30 秒，然后根据详细的方案用手将水排出。然后对每个筛子的残留物进行称重，以量化 LYP 分配之前和期间 5 毫米以上以及 2 至 5 毫米之间的 PS 重量（图 3）。对于每次试验，在 LYP 分发之前和之后，同一个人在农场的同一地点进行相同的测量，以减少与操纵相关的偏差。测试了 LYP 对 PS 和牛奶性能的影响，包括产奶量 (MY)、能量校正牛奶 (ECM) 和脂肪校正牛奶 (FCM)。还建立了 5 毫米筛中保留的 PS 百分比与牛奶参数之间的关联。根据以下公式，根据测得的产奶量、脂肪和蛋白质含量估算能量校正牛奶： ECM = (0.327 × kg 牛奶) + (12.95 × kg 脂肪) + (7.2 × kg 蛋白质) [ 18 ] 。脂肪校正牛奶的估算公式为 4% FCM = 0.4 × 产奶量 (kg) + 15 × 脂肪产量 (kg)，如[ 19]所述]。乳脂肪和蛋白质数据来自官方牛奶记录。

2.2. 统计分析

试验被单独编码以在模型中使用。进行了两项补充分析。LYP 对 PS 的影响是按照 [ 20 ] 的建议使用 Minitab 软件进行的。

通过在 LYP 分布之前和分布期间使用线性回归来确定 5 mm 筛中保留的 % PS 与牛奶参数之间的关联，以验证 Digescan™ 工具的效率。对于每个变量，通过箱线图对数据质量进行图形验证，以识别异常值。箱线图中带有星号的数据（因此四分位数范围为 ± 1.5）以及正态概率图 95% 置信区间之外的数据被视为异常值。该方法伴随着归一化残差的验证（即.，研究参数的模型预测值和测量值之间的差异除以残差值的标准差）。对于每个因变量，呈现大于 2.0 或小于 2 的归一化残差的实验被从分析中丢弃，但不会从其他变量的分析中丢弃。当 P < 0.05 时，该效应被认为是显着的；当 P < 0.1 时，该效应被认为有显着性趋势；当 P > 0.1 时，该效应被认为不显着。

3. 结果

3.1. 酵母益生菌补充剂对粒径重量的影响

冲洗后两个筛子中保留的粪便颗粒的总重量在两组之间显着不同（对照和 LYP 分别为 290 克和 226 克）。以百分比表示，这些值分别对应于对照和 LYP 的 29% 和 22.6%。LYP的使用使5毫米筛子中保留的PS重量和百分比减少了36%（P < 0.001），使2毫米筛子中保留的PS重量减少了9.5%（P = 0.058；图4）。

3.2. 补充酵母益生菌对牛奶参数的影响

27 项试验记录了产奶量 (MY)。总体而言，70% 的试验 (19/27) 显示 LYP 对 MY 有明显的积极作用。有 7% (2/27) 的试验显示 LYP 略有降低，7% (2/27) 显示 LYP 使 MY 明显降低，15% (4/27) 显示 MY 没有变化（图 5） 。统计分析显示补充 LYP 对 MY 有显着的积极作用（对照组和 LYP 组分别为 28.88 和 30.20 kg/d，P < 0.01；图 6）。

25 项试验记录了能量校正牛奶。在 18 项试验中，补充活酵母增加了 ECM，在 3 项试验中略微降低了 ECM，在 4 项试验中没有任何效果（图 5）。统计分析显示显着正向

补充 LYP 对 ECM 的影响（对照组和 LYP 组分别为 31.8 和 33.4 kg/d，P < 0.01；图 6）。

25 项试验记录了减脂牛奶。在 18 项试验中，补充活酵母增加了 FCM，在 1 项试验中减少了 FCM，在 6 项试验中没有任何效果（图 5）。统计分析显示补充LYP对FCM有显着的积极影响（对照组和LYP组分别为28.77和30.30 kg/d，P < 0.01；图6）。

3.3. % PS > 5 mm 与牛奶参数之间的关联

在补充 LYP 之前和期间分别评估 % PS > 5 mm 与乳汁性能之间的关联，以验证 Digescan™ 工具的可行性。对于这两个时期，% PS > 5 mm 和 MY 之间的关系呈负相关，如图 7所示。如斜率所示（0.056 vs. 0.12），不补充 LYP 时 MY 随 PS 的降低比补充 LYP 时更为重要。结果显示，补充 LYP 和未补充 LYP 时，% PS 每增加 10 个点 > 5 mm，MY 分别减少 0.65 公斤/天和 1.2 公斤/天。

对于ECM，在这两个时期内，PS和ECM之间呈负相关，如图8所示。ECM随PS的降低幅度更大

如斜率所示（0.20 与 0.25），不补充 LYP 比补充 LYP 更重要。结果显示，补充和不补充 LYP 时，% PS 每增加 10 个点 > 5 mm，ECM 分别减少 2 公斤/天和 2.5 公斤/天。

对于FCM，在这两个时期内，PS和FCM之间呈负相关关系，如图9所示。如斜率所示（0.26 vs. 0.32），与添加 LYP 相比，不添加 LYP 时 PS 导致的 FCM 降低更为重要。结果显示，各10分

补充 LYP 和不补充 LYP 时，% PS 增加 > 5 mm 时，FCM 分别减少 2.6 公斤/天和 3.2 公斤/天。

4。讨论

为了描述田间条件下的饲喂情况及其效率，粪便 PS 评估可能是一个有用的工具 [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]。使用干筛分[ 16 ][ 15 ]或湿筛分技术[ 13 ][ 14]测量粪便PS分布]。然而，没有标准程序，也缺乏关于适当的粪便评估方法的知识，这些方法可以更好地评估瘤胃发酵和饲料增值。本研究的目的是提出一种由两个筛子组成的新筛分工具，作为间接方法来了解田间条件下的饲料价值，并研究补充 LYP 对奶牛 PS 分布和牛奶参数的影响。

冲洗后两个筛子中保留的粪便颗粒的总重量对于对照组为290克，对于LYP为226克。以百分比表示，这些值分别对应于对照和 LYP 的 29% 和 22.6%。这些值与 [ 21 ]获得的 NDA 分离器的值相当，其变化范围为 14.66% 到 20.37%。以同样的方式，[ 24 ]比较了三个不同农场的实验室、单层和多层（NDA）筛，并获得了由 6 个筛子组成的实验室方法从 17.8% 到 33.8 的保留粪便分数范围从 12.7% 到 18.2%。单层法为粪便总重的 18.9% 至 29.6%，多层法为粪便总重的 18.9% 至 29.6%。我们的结果与获得的结果一致[ 14]。他们使用 6 个筛网的湿式筛分程序，从喂食处理日粮的泌乳牛粪便中获得了 16.2% 至 17.8% 的大于 1.18 毫米的样本值，这些奶牛的处理日粮中含有不同粒径的干草。

粪便分析显示，接受 LYP 的动物中 5 毫米以上和 2 至 5 毫米之间的 PS 重量较低。我们的结果证实了[ 25 ]使用由三个筛子（4.8、2.4和1.6毫米）组成的NASCO消化分析仪分析粪便PS所获得的结果。这些作者观察到，与未补充活酵母的奶牛相比，补充活酵母的奶牛粪便颗粒更小。据我们所知，除了[ 25 ]的发表外，还没有发表的数据评估饲喂活酵母对粪便 PS 分布的影响。活酵母对减少粪便颗粒重量的作用可以通过更好的瘤胃环境以及因此更好的纤维消化来解释[ 26 ]。在山羊中，[ 27] 提到随着消化率的增加，粪便 PS 会减少。在这种情况下，[ 28 ] 评估了 0.5 克/天和 1 克/天活酵母对奶牛的影响，并观察到与对照相比，两种酵母量的纤维消化率更高。粪便中许多小颗粒说明瘤胃环境良好，发酵良好[ 29 ]。然而，粪便中的许多长颗粒表明饮食尚未在瘤胃中正确发酵[ 29 ]。因此，许多研究表明活酵母对瘤胃发酵具有积极作用[ 30 ][ 31 ]。

在当前的研究中，我们观察到补充 LYP 对 MY 具有积极且显着的影响。这与之前的几位研究人员的观点一致[ 32 ][ 33 ][ 31 ][ 34 ]。通过分析 14 项试验的数据，[ 33 ] 观察到补充 LYP 后 MY 增加了 1.15 kg/d。在对代表 193 头奶牛观察结果的 14 项实验的回顾中，补充酵母后的产奶量增加了 1.45 L [ 35 ]。正如之前所观察到的，在我们的研究中使用 LYP 显着增加了 ECM。例如，[ 36 ]报告称，补充 LYP 后 ECM 增加了 1.4 kg/d。[ 37] 在对酵母补充效果的荟萃分析中观察到更高的 ECM（+1.2 kg/d）。最近，[ 28 ]检测到，当奶牛在热应激条件下每天饲喂 0.5 和 1 克 LYP 时，ECM 增加了 + 0.9 和 + 2 kg/天。

我们的研究中观察到的 LYP 对 FCM 的积极作用与之前的观察结果一致。事实上，在其他调查 LYP 补充剂的研究中也观察到 FCM 的改善。[ 34 ] 报告称，当奶牛每天补充 1 g LYP 时，FCM 显着增加 (+6%)。[ 38 ] 报道称，在泌乳中期奶牛中补充活酵母导致 FCM 含量更高。最近，[ 28 ] 在他们的研究中观察到 FCM 增加的趋势，研究了在热应激条件下饲喂 2 个剂量的 LYP 对奶牛的影响。在绵羊中，[ 39 ] 报告称，当动物补充 2 g/f LYP 时，FCM 数值增加。

优化瘤胃环境和功能是优化产奶性能和饲料效率的关键。多项研究表明，LYP 通过稳定瘤胃 pH 值、清除氧气 [ 40 ][ 41 ]、促进厌氧纤维素分解细菌 [ 26 ][ 41 ][ 42 ] 和增加总挥发性脂肪酸 (VFA)对瘤胃产生积极影响。）浓度[ 32 ][ 43 ][ 44 ]。观察到的补充 LYP 的益处可能是由于总 VFA 浓度较高 [ 32 ] [ 45 ] 及其与瘤胃乳头生长的关系 [ 46 ] [ 47 ]] 增加有丝分裂指数并抑制瘤胃乳头细胞凋亡[ 48 ]。所有这些机制都可以提高瘤胃吸收能力[ 49 ]。

我们的研究中观察到酵母益生菌 ECM 的增加可以通过其对蛋白质代谢的影响来解释。[ 50 ]表明，LYP可以减少日粮氮瘤胃降解，从而增加瘤胃不可降解蛋白（RUP），这与[ 51 ]观察到的ECM呈正相关。事实上，这些作者测试了瘤胃可降解 (RDP) 和不可降解蛋白质的不同组合，并观察到，当 RUP 从 6% 增加到 8%（RDP 水平相同）时，ECM 增加 16%；当 RDP 水平相同时，ECM 增加 10%与相同水平的 RUP (6%) 相比，从 10% 下降到 8% [ 51 ]。LYP 补充剂对 FCM 的积极影响可以通过 LYP 对纤维消化率的积极影响来解释。[ 52] 报道了纤维消化率和 FCM 之间的正相关性，并得出结论，纤维消化率每增加 1 单位，FCM 就会增加 0.25 公斤。

在本研究中，在添加或不添加 LYP 的情况下，PS > 5 mm 的百分比与牛奶参数之间观察到负相关。尽管补充或不补充 LYP 时，牛奶参数的下降情况并不相同，但我们观察到相同的趋势，这表明 Digescan 作为工具的可行性。据我们所知，没有已发表的数据评估这种关联。[ 53 ]表明，当有机物和粗纤维的消化率降低时，PS增加，这可以解释随着PS>5mm的百分比增加，牛奶参数下降[ 54 ]。同样地，[ 54] 纤维消化率与粪便 PS、MY 和 FCM 呈负相关，纤维消化率呈正相关。酵母益生菌的使用减弱了 MY、ECM 和 FCM 的下降，这表明酵母益生菌对粪便 PS 和牛奶性能的双重影响。

5. 结论

目前的研究旨在开发和推广粪便颗粒评估系统，通过在奶牛中使用添加或不添加酵母益生菌的湿筛作为饲料增值的指标。获得的结果表明，粪便颗粒分布和牛奶参数对酵母益生菌的补充有反应。因此，拟议的仪器 Digescan™ 似乎是一种合适且方便的方法，用于在面向更高效和可持续的乳制品系统的全球背景下了解饲料价值、喂养情况评估和饲料效率。然而，系统的进一步开发需要更多参数，例如日粮的化学成分、微生物群分析和消化率。工具和数据表明，添加酵母益生菌可减少大量粪便 PS，并对牛奶的 MY、ECM 和 FCM 性能产生积极影响。没有考虑日粮成分和采食行为对粪便 PS 分布的影响。