在奶牛卧床垫料的方寸之间暗藏着一个瞬息万变的微观世界。垫料材质是塑造菌群结构的核心要素,而环境温湿度与有机物含量的动态变化则持续影响着微生物群落演替。芽孢杆菌凭借独特的休眠——复苏机制,在复杂环境中表现出极强的生存竞争力,其数量与活性不仅直接关联奶牛乳房健康,更通过其特殊的代谢活动对原奶质量产生深远影响。
夏季高温高湿环境会加速微生物增殖,芽孢杆菌作为影响牛奶货架期且具潜在致病性的菌群,其在垫料中的数量分布成为大家关注的关键指标之一。
本文基于实验数据,系统分析牛粪、沙子、沙土及沙土掺稻壳四类垫料中需氧芽孢菌、蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和嗜热芽孢菌的数量特征,以期为养殖场科学选择垫料、优化牧场卫生管理提供数据支撑。
一 检测方法
方法参考《NY/T 1331-2007 乳与乳制品中嗜冷菌、需氧芽孢及嗜热需氧芽孢数的测定》。
二 结果与分析
研究显示,牛粪、沙子、沙土卧床垫料中均可检测到芽孢杆菌存在,有机质垫料中
①牛粪垫料的芽孢杆菌含量最高,>10 ⁹ CFU/g,显著高于沙子、沙土和稻壳卧床垫料。
②沙子和纯沙土垫料的需氧芽孢菌含量最低但也>10⁴CFU/g。
01 需氧芽孢菌总量对比
牛粪垫料
需氧芽孢菌数量最高(>10⁸CFU/g),远超其他垫料,表明其微生物活性极强,可能与高有机质含量有关。
沙土掺稻壳
沙土掺稻壳次之(2.10×10⁷CFU/g),说明稻壳的加入促进了微生物繁殖。
沙土垫料
纯沙土垫料/沙子垫料的需氧芽孢菌数量最低(10⁴CFU/g数量级),可能与低有机质与微生物生存环境有关。
02蜡样芽孢杆菌
蜡样芽孢杆菌是一种常见的条件致病菌,可能引起动物腹泻或食品安全问题。牛粪垫料(>10⁸CFU/g)和沙土掺稻壳(>10⁷CFU/g)中该菌数量较高,需警惕潜在健康风险。
纯沙土垫料(10³–10⁴CFU/g数量级)和沙子垫料(10⁵CFU/g数量级)中该菌数量较低,安全性较高。
03 枯草芽孢杆菌特征
枯草芽孢杆菌可促进垫料中有机质分解,同时通过竞争排斥等机制抑制病原菌繁殖。然而在原奶中,若超标则可能引发食品安全风险。
牛粪垫料枯草芽孢杆菌占比为>10⁷CFU/g,含量最高。
沙土掺稻壳垫料(10⁶CFU/g数量级)中该菌数量较高,可能与其有机物含量较高有关。
04 嗜热芽孢菌的分布
嗜热芽孢菌在≥45℃的高温环境中代谢活性显著增强,其分泌的蛋白酶与纤维素酶可加速垫料中有机质的发酵分解,导致垫料温度持续升高(可达 60℃以上),形成 "高温 - 菌群活跃" 的正反馈效应。这种过度发酵不仅会降低垫料蓬松度与舒适度,还可能促使嗜热菌产生耐热性更强的休眠体(芽孢),增加后续清洁难度。同时,发酵过程中产生的挥发性脂肪酸(如丙酸、丁酸)若浓度超标(>3000 mg/kg),会刺激奶牛乳头皮肤,破坏角质层屏障,为芽孢杆菌迁移定植创造条件。
牛粪垫料(10⁴CFU/g数量级)中该菌数量最高。
沙子垫料(10²CFU/g数量级)中该菌数量最低。
三 垫料菌群与原奶污染的关联机制
微生物迁移路径 垫料中的芽孢杆菌可通过 "躺卧接触→乳头沾污→挤奶过程→原奶残留" 的路径污染乳品。有研究表明,当垫料中芽孢杆菌>10⁷ CFU/g 时,原奶中该菌检出率提升 37%。嗜热芽孢菌(10³ CFU/g)在挤奶设备管道中繁殖后,可形成耐热生物膜,增加 CIP 清洁难度。
四 原奶芽孢杆菌二级防控方案
1 一级防控:垫料材质优选与预处理
通过降低垫料中蜡样芽孢杆菌数量级(目标<10⁵ CFU/g), 从源头减少微生物通过奶牛乳孔向乳房迁移的基数。
2二级防控
奶牛乳头健康与挤奶设备消毒管理
前药浴强化
使用清洗、消毒效果好的前药浴产品,针对使用牛粪垫料的牛群,药浴时间停留达到30秒,康臣前药浴优化清洁和消毒功效可使乳头皮肤细菌数量降低 99%以上,避免芽孢杆菌通过乳头皮肤进入原奶。
奶牛乳头皮肤护理
选择让奶牛乳头健康改善,且对芽孢杆菌抑制作用强的药浴液。乳头皮肤光滑无褶皱皲裂缝隙,让细菌无处藏匿,减少其在乳头定植,从而降低原奶污染风险。
奶牛乳孔护理
每月定期做评分测评。要求乳头末端评分>2分的个体不超过整体泌乳牛群的10%,或出血点、开放病变不超过5%。如未达到上述标准,需立即启动全群修复方案。
挤奶设备清洁消毒
沙土掺稻壳垫料牧场需每周用1-2%复方过氧乙酸进行管道消毒,破坏嗜热芽孢杆菌形成的生物膜;
五 防控效果量化评估
实施二级防控方案后,可将原奶中芽孢杆菌从10²CFU/mL 降至 10 CFU/mL 以下;隐性乳腺炎发病率下降30%;原奶中芽孢杆菌总量连续3个月<10 CFU/mL。
六 总结
通过将垫料芽孢杆菌数量级控制与原奶质量防控深度耦合,牧场可构建从微观菌群调控到宏观质量保障的全闭环管理体系,在夏季高温期实现 "垫料清洁-乳头健康-原奶安全" 的协同优化。该体系以芽孢杆菌数量级动态调控为核心,通过垫料处理、乳头屏障构建及原奶多级灭活的全链条技术集成,系统性破解高温高湿环境下芽孢杆菌迁移污染难题,为牧场提供从菌群生态调控到乳品安全保障的一体化解决方案。