酵母培养物（Yeast culture ，YC）是通过培养特定酵母菌株得到的细胞、代谢产物及其衍生物，富含高质量的蛋白质、氨基酸、维生素 B 族、矿物质、膳食纤维和多糖等营养成分（图 10）。因酵母菌独特的生物学特性、丰富的营养成分和在工业生产中的应用优势，成为重要的微生物资源。它的生产过程包括酵母 菌的培养、发酵及后期的分离、浓缩和干燥等步骤。在发酵过程中，酵母菌在特定培养基条件下大量繁殖，产生丰富的生物活性物质。根据不同的生产需求，酵母培养物的形式多样，包括酵母细胞、酵母抽提物、酵母酶制剂、酵母蛋白及其衍生的多糖等。酵母培养物富含高质量蛋白质和氨基酸，适合作为动物饲料中的优质蛋白来源。此外，酵母培养物中的B 族维生素（如 B1 、B2 、B6 、B12 等）及矿物质元素（如钙、磷、铁、锌等）对细胞代谢、免疫调节和骨骼健康至关重要。其膳食纤维和多糖（如甘露聚糖， β-葡聚糖）具有增强免疫、抗氧化、抗菌等生物活性，这些特性使其在反刍动物饲料中具有显著的应用潜力。
在反刍动物的饲料中，YC 被广泛用于提高生长性能、改善免疫功能和促进消化系统健康。研究表明，YC 能通过调节胃肠道微生物群落，促进有益菌的生长，抑制有害菌的繁殖，从而改善消化功能。YC 中的 β-葡聚糖能激活免疫系统，增强巨噬细胞的吞噬作用， 提高动物的抗病能力。与此同时， YC 还能提高饲料的消化率和营养物质的吸收，从而提高饲料转化率和生产效益。
生长性能是衡量动物生产效益的重要指标。多项研究表明，YC 的添加能够显著提高羊的平均日增重（ average daily gain, ADG）和饲料转化率（Feed conversion ratio, FCR）。其作用机制主要体现在两个方面：一方面，YC 改善了瘤胃发酵环境，提高了能量和蛋白质的有效利用率；另一方面，YC 中的多肽、氨基酸及核苷酸类物质可直接作为机体合成代谢的底物，从而加速组织蛋白合成与沉积。值得注意的是，在营养受限或限饲条件下，YC 的补充尤为有效，能够缓解因能量不足导致的生长受抑现象，并在恢复采食后促进补偿性生长。
研究表明，添加YC可提高羊只的ADG，添加YC组中每只羊的毛利润增加了12.25元，证明了补充YC的经济可行性。富含氨基酸、粗蛋白和甘露聚糖的YC发酵产物显著提高了动物的酸性洗涤纤维（Acid detergent fiber，ADF）和中性洗涤纤维（Neutral detergent fiber，NDF）的消化率。ADF和NDF是反刍动物消化过程中较为难以降解的植物纤维成分，通常对动物的营养吸收具有一定的限制。研究表明， 这些消化物质会在胃肠道内通过微生物发酵等作用被分解为葡萄糖（Glucose ，GLU）。GLU是机体最重要的能量来源，能够迅速进入能量代谢途径，在能量不足时转化为ATP，以满足细胞和器官的代谢需求。ATP是细胞活动所必需的直接能量来源，参与多种生理过程，包括蛋白质合成、细胞增殖和能量储存等。因此，GLU的有效利用能够显著促进能量的供给，进而促进动物的生长性能。 YC发酵产物通过改善ADF和NDF的消化率，提供了更为充足的葡萄糖来源，这一机制可能是观察到动物生长性能改善的潜在因素。另外，R. Blank等的研究表明，在精料占比70%的绵羊日粮中添加酿酒酵母培养物能够显著提高绵羊的干物质采食量。这一结果表明，YC的添加不仅能够有效促进绵羊的饲料采食量，还可能通过提高动物的采食积极性，进而改善其营养吸收效率和生长性能。
也有研究也得了相似的结论。在精料占比75%的日粮中，添加酿酒酵母培养物能够显著提高羔羊的 ADG 和 FCR。同时，该研究还发现，酿酒酵母培养物的添加促进了微生物蛋白的合成。微生物蛋白作为反刍动物日粮中重要的蛋白质来源，其合成水平的提升，有助于改善动物的蛋白质营养供应，进一步提高了饲料的利用效率和动物的生长性能。这些研究结果表明，酿酒酵母培养物在提升饲料转化率和促进动物生长方面发挥了重要作用。
血清总蛋白（Total protein, TP）水平不仅反映日粮中粗蛋白（Crude protein, CP）的供给量，还能指示胃肠道对蛋白质的消化吸收效率。在一定范围内，TP 水平越高，动物对营养物质的利用率越高。在日粮中添加酵母培养物后，TP 水平显著升高，提示酵母培养物能够有效改善蛋白质的消化吸收。反刍动物 GLU 浓度普遍较低，其下降常提示机体能量供应不足。限日粮组血清 GLU 水平显著降低，而补充酵母培养物后显著升高。中性洗涤纤维（Neutral detergent fiber ，NDF）主要由半纤维素、纤维素和木质素组成，酸性洗涤纤维（Acid detergent fiber ，ADF）则由纤维素和木质素构成。其中，纤维素与半纤维素可被降解生成 GLU。因此， YC 促进纤维降解并提高 GLU 水平，这可能是 YC 组平均日增重优于未添加组的重要原因。既往研究亦表明，YC 能够显著增加犊牛瘤胃乳头的长度、宽度及黏膜厚度，从而提升瘤胃的消化吸收能力。瘤胃形态学改善可能是 TP 和 GLU 水平升高的潜在机制之一，但仍需进一步研究验证。此外，其他研究指出，YC 的添加与参与蛋白质及碳水化合物降解的细菌相对丰度升高密切相关，这进一步增强了营养物质的消化吸收效率，最终导致 TP 和 GLU 浓度升高。
在免疫功能方面，IgA 、IgG 和 IgM 是机体主要的免疫球蛋白，分别在黏膜免疫、继发性免疫及原发性免疫应答中发挥作用。血清 IgA 的正常参考范围为 0.53–3.87 g/L。适度升高的 IgA 水平有助于增强机体免疫力。在添加 YC 组中，IgA 浓度显著升高，在 Qi 等人的研究中同样显示添加 YC 后提高了山羊 IgA 水平。这一作用可能与 YC 中丰富的甘露聚糖有关。已有研究表明，甘露聚糖能够激活巨噬细胞、树突状细胞和补体系统，进而增强免疫应答。此外，YC 富含的氨基酸、粗蛋白及甘露聚糖等成分亦为免疫细胞增殖和抗体合成提供了关键底物，从而促进IgA 生成。
在正常生理条件下，反刍动物的瘤胃pH 值通常保持在 6.0 至 7.0 之间。维持瘤胃 pH 值在这一正常范围内对瘤胃的正常发酵至关重要。饲喂方式、纤维和淀粉的摄入量等因素均显著影响瘤胃 pH 值。研究表明，纤维摄入量的减少会导致瘤胃 pH 值下降。此外，淀粉作为一种快速发酵的碳水化合物，其摄入量的增加会导致 VFA 的短暂积累，从而降低瘤胃 pH 值。饲料限制则会增加乳酸利用菌—巨型球菌的相对丰度，尽管淀粉摄入量减少，但淀粉的发酵仍会持续产生乳酸，而乳酸被乳酸利用菌迅速转化为挥发性脂肪酸，从而进一步降低瘤胃 pH 值。反刍动物在采食过程中会分泌唾液，唾液中含有碳酸氢盐和磷酸盐等缓冲物质，这些物质可以中和发酵过程中产生的酸。然而，在限饲条件下，咀嚼次数减少导致唾液分泌量减少，从而降低了缓冲物质的利用率，最终导致瘤胃 pH 值下降。研究表明，在限饲条件下，向绵羊日粮中添加 YC 可以显著提高瘤胃 pH 值，并将其稳定维持在正常范围内，从而有效维持正常的瘤胃发酵功能。此外， 向牛的日粮中添加YC 也能改善瘤胃pH 值，促进瘤胃发酵，并有效降低日粮变化带来的风险。
乙酸、丙酸和丁酸是主要的VFA。其中，乙酸/丙酸比是衡量瘤胃发酵模式的重要指标。研究表明，添加 YC 显著降低了乙酸/丙酸比，使瘤胃发酵模式由乙酸型转变为丙酸型。丙酸作为 GLU 的前体，丙酸水平的提高能够促进 GLU 的合成。因此，丙酸型发酵模式有利于牲畜的生长和育肥 ，这一机制也有助于解释添加YC 后绵羊生长性能的提升。
（1）瘤胃细菌多样性及门水平组成：维持瘤胃微生物的多样性对反刍动物的代谢、免疫功能及整体健康至关重要。深入了解瘤胃微生物组的组成和功能动态，有助于制定更加精确的微生物管理策略，从而优化反刍动物生产系统的营养转化效率，改善动物健康并提高生产力。瘤胃细菌多样性通常通过α多样性指数来衡量，其中Chao1指数反映群落的丰富度，而Shannon指数和Simpson指数则反映群落的多样性。在有关的研究中，添加YC组的群落丰富度显著高于限饲组，表明YC的添加增强了瘤胃微生物组的生物多样性。另外，也有研究同样发现添加YC与细菌多样性指数相关。
厚壁菌门和拟杆菌门是绵羊瘤胃细菌群落中的优势菌门。厚壁菌门在瘤胃中的作用主要体现在其对植物纤维的降解能力、VFA 的生产以及维持瘤胃健康和微生物群落平衡方面。厚壁菌门细菌的活动直接影响反刍动物的能量获取、消化效率以及整体健康，尤其是在高纤维日粮下，它们为反刍动物提供了充足的能量来源，促进了生产性能的提高。研究表明，添加酿酒酵母培养物能够显著调整这两个菌门的相对丰度。在高精料饲粮条件下， YC 的添加显著提高了厚壁菌门（特别是Tenericutes 亚门）的相对丰度。另外，与对照组相比，在底物中添加 10 g/kg 的YC 能够增加厚壁菌门的相对丰度，同时显著降低基利提菌门和变形菌门的相对丰度。因此，添加 YC 后，厚壁菌门相对丰度的增加有助于提升绵羊的能量产生，进一步促进其生产性能和健康状态。
拟杆菌门是瘤胃微生物群落中的重要组成部分，主要负责植物纤维素、半纤维素等复杂有机物的分解和VFA 生产，尤其是乙酸、丙酸和丁酸等。YC 通过调节瘤胃内微生物的组成，可能影响拟杆菌门的丰度，从而改善纤维降解和能量利用效率。研究表明，添加酿酒酵母培养物能够显著提高瘤胃中拟杆菌门的相对丰度。 YC 通过促进特定纤维分解菌的生长，提升了拟杆菌门细菌在瘤胃微生物群落中的比例，进而提高了纤维降解和 VFA 的生产效率。Tun 等人发现，在反刍动物日粮中添加酿酒酵母培养物后，瘤胃中拟杆菌门的丰度显著增加，尤其是 Prevotella属和 Bacteroides 属的相对丰度得到改善，从而有助于纤维素和其他植物多糖的降解 。相反，拟杆菌门中某些属的过度生长与亚急性瘤胃酸中毒密切相关。研究发现添加 YC 显著降低了拟杆菌门的相对丰度，并显著提高了瘤胃 pH 值，从而改善了瘤胃的稳态环境。
（2）瘤胃细菌属的组成及其与瘤胃发酵参数的关系：普雷沃氏菌是瘤胃中最丰富的细菌属之一，其相对丰度受到纤维摄入量的显著影响。研究表明，酿酒酵母培养物能够显著增加普雷沃氏菌、黄色瘤胃球菌和双歧杆菌的相对丰度。同样，有研究显示在添加YC 后，普雷沃氏菌的相对丰度显著增加，并伴随着丙酸浓度的显著上升。丁酸弧菌是一种重要的纤维素降解菌，能够有效降解饲料中的纤维质。研究表明，添加 YC 后，丁酸弧菌的丰度显著增加，这可能是提高经产萨福克羊 ADF和 NDF 消化率的原因之一。此外，双歧杆菌属属于乳酸杆菌，能够发酵分解碳水化合物产生乙酸盐和丙酸盐，同时为蛋白质降解提供能量，从而增加 NH3-N 的产生 。研究发现，双歧杆菌的丰度与 NH3-N 浓度呈正相关，且在添加 YC 后，双歧杆菌的相对丰度显著增加，进一步促进了经产萨福克羊的生长性能。此外，YC的添加对瘤胃细菌群落结构的影响尤其显著，特别是对纤维溶解菌、乳酸产生菌（如牛链球菌）和利用菌（如反刍兽新月形单胞菌、埃氏巨球形菌）的作用最为突出。 LEfSe 分析显示，未添加 YC 组的特征菌为 Asticcacaulis，而添加 YC 组的特征菌则包括月形单胞菌属和毛螺菌科。月形单胞菌是一种能够将乳酸转化为丙酸的乳酸利用菌，然而毛螺菌科在瘤胃中的具体作用尚不明确。这些结果表明，YC 补充显著改变了羊瘤胃的核心细菌群落组成和丰度。
瘤胃作为反刍动物最重要的消化器官，其发育水平直接关系到养分的消化吸收、机体免疫功能及生产性能。羔羊在集约化饲养条件下常常提前断奶，但此时瘤胃尚未完全发育，容易出现消化不良、腹泻和免疫力下降等问题，从而影响其生长和健康。因此，促进羔羊瘤胃的早期发育，对于提高生产性能、保障养殖效益具有重要意义。
近年来，微生态制剂在畜牧生产中的应用日益广泛，其中酵母培养物因其改善瘤胃发酵、提高饲料利用率、增强免疫力和抗氧化能力等优势，成为反刍动物营养研究的热点。然而，尽管已有大量研究证实酵母培养物对动物生产性能的促进作用，其在羔羊瘤胃上皮发育方面的精确分子机制仍不清楚，特别是在细胞周期调控、凋亡抑制及信号通路激活等方面缺乏系统研究。
本研究所使用的酵母培养物为课题组自主研制的复合微生态制剂，含有少量活性酵母细胞及多种代谢产物，前期研究已证实其能显著改善羔羊瘤胃上皮结构，表现为乳头更长、瘤胃壁更厚。本研究以断奶羔羊为研究对象，采用蛋白质组学与单细胞测序等前沿技术，系统评估复合酵母培养物对羔羊生长性能、瘤胃发酵及瘤胃上皮发育的影响，并深入探讨其分子作用机制。研究结果不仅有助于揭示酵母培养物促进瘤胃上皮发育的调控规律，也为反刍动物营养调控策略和绿色养殖模式提供科学依据，具有重要的理论价值和应用意义。
