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代乳粉又称人工奶粉,以脱脂乳粉和乳清蛋白粉等为主要原料,结合优质的植物蛋白和植物脂肪经过均质、杀菌、喷雾干燥等生产工艺配制而成,但研究发现植物蛋白中存在多种抗营养因子和过敏源,使犊牛难以消化吸收,导致犊牛发病甚至死亡,给牧场带来经济损失。本研究在通过酶解和Lacticaseibacillus casei Zhang、Lactiplantibacillus plantarum P-8、Lacticaseibacillus rhamnosus Probio-M9、Bifidobacterium animalis subsp.lactis V9、Bifidobacterium animalis subsp.lactis Probio-M8复配益生菌发酵,采用杀菌、酶解、发酵、均质和喷雾干燥等工艺,研制了一种新型代乳粉,将蛋白质代谢成小分子肽及氨基酸,以达到提高犊牛消化吸收效率,减少腹泻,提高日增重,减少死亡率的目的。为此首先通过测定营养指标、理化指标、活菌数及代产物评价益生菌发酵代乳粉的品质,后在犊牛饲养试验中记录犊牛的生长发育状况,采集犊牛血液和粪便样品,通过代谢组学和宏基因组学解析益生菌发酵代乳粉对犊牛生长、代谢及肠道菌群影响,主要研究结果如下:(1)测定益生菌发酵代乳粉营养和理化指标,益生菌发酵代乳粉与商业代乳粉营养成分相当,p H值为5.64,溶解度达到96.30%,冲泡后分层时间高于商业代乳粉1h。经过杀菌、酶解、发酵、均质和喷雾干燥等工艺后益生菌发酵代乳粉活菌数达到2.55×10~6CFU/g。非靶向代谢组学测定益生菌发酵代乳粉中代谢产物,酶解发酵后L-苯丙氨酸和原卟啉、泛酸等氨基酸和维生素的含量显著提高(P<0.05),有助于提高犊牛的消化吸收效率,保证犊牛健康的生长发育。(2)益生菌发酵代乳粉因其与商业代乳粉营养成分含量相当,因而两组犊牛体重增长相当,但饲喂益生菌发酵犊牛代乳的犊牛体高和体斜长增长分别高于饲喂商业代乳的犊牛8.70%和11.20%,并且腹泻率和死亡率分别低于饲喂商业代乳粉犊牛4.29%和9.45%。(3)益生菌发酵代乳粉可以提高犊牛对碳水化合物的吸收和蛋白质的代谢能力,降低血清中脂类物质的含量,提高血清碱性磷酸的含量,促进犊牛骨骼发育,降低血清皮质醇,提高血清溶菌酶、NO、Ig G和炎性因子IL-1、IL-2、IL-4和TNF-α的含量,缓解应激状态,提升犊牛免疫力,降低犊牛死亡率。(4)益生菌发酵代乳粉能够提高犊牛肠道中乙酸、丙酸、丁酸和戊酸含量,并显著增加了犊牛血液中花生四烯类酸代谢产物、胆汁酸类代谢产物、固醇类代谢产物、氨基酸类代谢产物和维生素类代谢产物的含量,有助于犊牛的免疫力提高、骨骼生长、肠道菌群平衡。(5)益生菌发酵代乳粉显著提高犊牛肠道菌群的丰度和多样性;提高犊牛肠道菌群中罗伊氏黏液乳杆菌(Limosilactobacillus reuteri)、植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)、约氏乳杆菌(Lactobacillus johnsonii)、动物双歧杆菌(Bifidobacterium animalis)、嗜黏蛋白阿克曼菌(Akkermansia muciniphila)、懒惰脱硫弧菌(Desulfovibrio piger)、多尔氏菌(Dorea)等有益菌种的含量,抑制布劳特氏菌(Blautia)和密螺旋体(Treponema)等有害菌繁殖;增强犊牛肠道菌群碳水化合物、脂肪和氨基酸的代谢能力,并减少犊牛肠道菌群中抗生素抗性基因的数量。综上所述,通过酶解和益生菌发酵工艺,研制出一种新型犊牛代乳粉,与商业代乳粉相比,提高了代乳粉的酸度、溶解度和冲泡稳定性的特性,增加了代乳粉中有益活菌含量,亮氨酸、色氨酸等氨基酸及核黄素、泛解酸等维生素含量。饲喂试验发现,与饲喂商业代乳粉相比,益生菌发酵代乳粉提高了犊牛体重、体高、体斜长、血清碱性磷酸酶、血清Ig G等生长性能,降低了犊牛腹泻率和死亡率。通过对犊牛粪便代谢、血浆代谢和粪便宏基因组的测定,解析了益生菌发酵代乳粉对犊牛生理状态的影响,发现饲喂益生菌发酵代乳粉能够提高犊牛肠道菌群丰度和多样性,增加肠道中罗伊氏黏液乳杆菌、植物乳植杆菌等有益菌群含量,增加了短链脂肪酸和碳水化合物活性酶含量;同时提高了犊牛血浆中花生四烯酸类、胆汁酸类、固醇类、氨基酸类、维生素类等有益代谢物,从而调节肠道菌群平衡、提高了犊牛的免疫力。本研究为益生菌发酵代乳粉的开发提供了新的思路,也为哺乳期犊牛生理状态的研究提供了可供参考的数据。