酵母培養(yǎng)物在動物日糧中的應用進展

李書偉

（四川省畜牧科學研究院動物營養(yǎng)研究所，四川 成都 610066）

近幾十年，畜牧生產(chǎn)者在確定動物對維生素、礦物質(zhì)、氨基酸及脂肪的需要量方面取得了很大進展，提高了家畜的生產(chǎn)性能和健康水平。但由于營養(yǎng)學家對微生物制品的性質(zhì)或特性了解不多，酵母培養(yǎng)物一類的微生物制品很少納入研究計劃。近十年中，微生物制品倍受營養(yǎng)學家的注意?？煽康难芯抠Y料和對這些微生物作用方式的闡述，增強了人們使用微生物制品的信心，美國達農(nóng)威公司在這方面作了大量的研究。酵母培養(yǎng)物最早是用作反芻動物的蛋白質(zhì)補充飼料，目前主要應用于反芻動物、豬、禽及水產(chǎn)動物養(yǎng)殖中，起營養(yǎng)和保健雙重作用。國內(nèi)外的大量研究證明，酵母培養(yǎng)物在促進動物生長，提高飼料利用率，預防疾病，提高機體免疫力和改善環(huán)境方面具有重要作用。

1 醉母培養(yǎng)物的研究歷史

上世紀50年代，人們通過試驗發(fā)現(xiàn)，某些酵母產(chǎn)品具有解毒作用和促動物生長的作用。許多抗生素生產(chǎn)廠家在處理發(fā)酵的廢棄培養(yǎng)液時發(fā)現(xiàn)，這些培養(yǎng)液中的廢棄蛋白質(zhì)的營養(yǎng)效果超過單獨飼喂飼料的效果。將食物廢棄物煮沸后喂豬時，向其中添加活酵母可顯著提高豬的生產(chǎn)性能。人們將酵母與培養(yǎng)液（廢棄物）及普通飼料一起使用，使得酵母培養(yǎng)物得以推廣應用。60年代和70年代，為了尋找供家畜飼料用的廉價蛋白質(zhì)來源，人們對各種酵母制劑進行了大量研究，其重點是如何提供高質(zhì)量蛋白質(zhì)的穩(wěn)定來源。研究結果顯示：可以用大量的各種酵母充當一種單細胞蛋白（SCP）來源，其中大部分是在反芻和非反芻家畜日糧中使用酵母或釀酒酵母。美國達農(nóng)威公司在40年代一直專心從事酵母培養(yǎng)物的研發(fā)，其產(chǎn)品（益康XP）的特殊之處在于所含有的200多種代謝產(chǎn)物成分可作為動物胃腸道內(nèi)微生物的“全價”營養(yǎng)底物。通過滋養(yǎng)寄生在胃腸道內(nèi)的細菌來刺激它們的新陳代謝，進而達到調(diào)整和穩(wěn)定胃腸道內(nèi)微生態(tài)環(huán)境之目的。

2 酵母培養(yǎng)物的作用機理

酵母細胞壁多糖能夠改善動物消化道的菌群結構，其機理在于其中含有甘露寡糖（MOS）和β-葡聚糖兩種功能性多糖成分，前者是一種良好的益生元，而后者則是一種高效免疫增強劑。由于許多病原菌利用含有D－甘露糖受體的Ⅰ型纖毛附著于腸道表面，而MOS可為細菌提供甘露糖源，細菌與MOS結合后，失去了在腸道定植的能力，與MOS一同被排出體外。由此可見，MOS使腸道中的致病性細菌失去了胃腸道定植的機會，優(yōu)化了動物腸道的菌群結構。有研究表明，在斷奶仔豬中添加0.2%MOS，有效地控制了仔豬腹瀉。MOS能提高斷奶仔豬的生產(chǎn)性能，且與日糧中的抗生素存在協(xié)同作用。

酵母培養(yǎng)物的核心價值在于它里面含有達到一定濃度的發(fā)酵代謝物。這些代謝產(chǎn)物是在酵母培養(yǎng)物制造過程中由活酵母于厭氧條件下經(jīng)過充分發(fā)酵所產(chǎn)生的，包括諸如肽、有機酸、寡糖、氨基酸、核苷酸和芳香物質(zhì)等，以及許多為人們所不熟悉的但實踐證明對促進畜禽生長有益的“未知生長因子（UGF）”等物質(zhì)。在養(yǎng)殖業(yè)的生產(chǎn)實踐中，酵母培養(yǎng)物被用來向動物胃腸道內(nèi)的寄生微生物提供額外的營養(yǎng)底物，而這個營養(yǎng)底物的主要作用成分正是那些代謝產(chǎn)物。

酵母培養(yǎng)物（益康XP）的主要有效成分是酵母細胞在發(fā)酵時產(chǎn)生的細胞外代謝產(chǎn)物。這些代謝產(chǎn)物能作為額外的“全價營養(yǎng)底物”直接滋養(yǎng)和刺激胃腸道微生物，以便維持或改善微生物之間的代謝平衡，進而實現(xiàn)穩(wěn)定胃腸道內(nèi)微生態(tài)環(huán)境和促進“消化因子”分泌最大化以及維護胃腸道正常功能之目的。這對維護動物胃腸道正常組織形態(tài)和生理功能，促進動物健康并提高生產(chǎn)性能等都有著極其重要的意義。因此，使用“益康XP”后，在養(yǎng)殖生產(chǎn)中即使受到各種不良內(nèi)外因素的影響，動物胃腸道仍能保持正常的生理功能，獲得很好的生產(chǎn)性能?！耙婵礨P”正是通過對動物胃腸道微生物產(chǎn)生重大影響，并將其作用逐級放大后而對動物生產(chǎn)性能產(chǎn)生顯著影響的。

“益康XP”還能夠促進動物胃腸道黏膜的生長發(fā)育和再生能力，修復飼料中各種抗營養(yǎng)因子對動物胃腸道的破壞作用，提高動物代謝能力，進一步提高動物的生長性能。作為一種復雜的發(fā)酵產(chǎn)品，“益康XP”中的酵母細胞外代謝產(chǎn)物、酵母細胞內(nèi)容物及其他成分可作為免疫刺激物質(zhì)對動物胃腸道和內(nèi)臟器官組織的特異和非特異免疫系統(tǒng)產(chǎn)生影響，增強動物胃腸道及整體的免疫功能，維護動物正常生理健康，從而獲得良好的生長性能。

3“達農(nóng)威益康XP”的加工工藝和主要成分

3.1 加工工藝 “達農(nóng)威益康XP”的生產(chǎn)采用了著名的“達農(nóng)威工藝發(fā)酵法”，是一種復雜的液態(tài)、固態(tài)結合發(fā)酵工藝，包括有氧的液態(tài)擴繁發(fā)酵和厭氧的固態(tài)深度發(fā)酵兩個階段。在液態(tài)有氧發(fā)酵生產(chǎn)階段，生產(chǎn)過程是從對少量的經(jīng)過精選的酵母菌株進行接種繁殖開始的，讓酵母菌在適宜的營養(yǎng)物質(zhì)中和具有充足氧氣的環(huán)境下生長，并以幾何級數(shù)遞增的速度進行擴繁。當酵母菌的數(shù)量擴繁到一定數(shù)值時，停止液態(tài)發(fā)酵并將酵母菌與特制的谷物培養(yǎng)基進行混合，然后轉入到另一個特定工藝控制的參數(shù)條件下進行厭氧發(fā)酵。在固態(tài)厭氧發(fā)酵生產(chǎn)過程中，酵母菌的數(shù)量基本上不再增加，在培養(yǎng)基上發(fā)酵產(chǎn)生代謝產(chǎn)物成為此時酵母菌的唯一工作。最終，將經(jīng)過深度發(fā)酵的培養(yǎng)基、酵母細胞外代謝產(chǎn)物和殘留的酵母細胞混合在一起進行干燥處理，即形成終端的酵母培養(yǎng)物產(chǎn)品。酵母培養(yǎng)物的生產(chǎn)以追求預期代謝產(chǎn)物的最大化為目的，而酵母菌本身只不過是用來生產(chǎn)代謝產(chǎn)物的一種工具而已，這也正是“達農(nóng)威益康XP”與酵母的本質(zhì)區(qū)別。

3.2 “達農(nóng)威益康XP”的主要成分 “達農(nóng)威益康XP”主要由酵母細胞外代謝產(chǎn)物、經(jīng)過發(fā)酵后變性的培養(yǎng)基和少量殘留的酵母細胞所構成?！耙婵礨P”中有些成分是人們所熟悉的，如肽、有機酸、寡糖、氨基酸、維生素、礦物質(zhì)、增味物質(zhì)和芳香物質(zhì)等。酵母細胞外代謝產(chǎn)物是該類產(chǎn)品的主要作用成分，這些代謝產(chǎn)物中更多的是人們所不熟悉的但實踐證明對維持動物胃腸道微生態(tài)區(qū)系平衡，促進動物胃腸道健康有重要作用的“未知生長因子”等化合物質(zhì)成分。因此我們不能僅僅根據(jù)它的某些已知成分諸如蛋白質(zhì)、維生素和氨基酸等來考慮它的用途，應把它作為一種含有“未知生長因子”的發(fā)酵產(chǎn)品來加以評估。

4“益康XP”對動物的作用

4.1 營養(yǎng)作用 將酵母培養(yǎng)物用作飼料添加劑，其營養(yǎng)作用主要是優(yōu)化飼料的營養(yǎng)價值。酵母培養(yǎng)物是一種純天然飼料原料，可改善飼料適口性和消化率。較好的適口性能夠維持穩(wěn)定的采食量，較好的飼料消化率能使動物吸收更多的營養(yǎng)以促進生產(chǎn)性能。

最近的一些研究表明，酵母培養(yǎng)物有刺激瘤胃纖維素菌和乳酸菌繁殖，改變瘤胃發(fā)酵方式，降低瘤胃氨濃度，提高瘤胃微生物蛋白產(chǎn)量和飼料消化率等作用。國內(nèi)飼養(yǎng)條件下，酵母培養(yǎng)物“益康XP”對荷斯坦奶牛的產(chǎn)奶量及奶成分等生產(chǎn)性能有影響，添加量為60 g/小頭，結果產(chǎn)奶量提高0．9 kg/d，且顯著提高了乳脂和乳糖的含量。在奶牛日糧中添加60 g/小頭酵母培養(yǎng)物，對泌乳早期奶牛具有明顯的增乳效果，可使日平均產(chǎn)奶量增加 0．48～1．74 kg，日平均增乳1．13 kg。但酵母培養(yǎng)物對奶牛的作用受日糧營養(yǎng)水平和動物生理狀態(tài)的影響。

酵母培養(yǎng)物之所以在奶牛上體現(xiàn)出顯著的增乳效果，其原因是該培養(yǎng)物是酵母的代謝產(chǎn)物，能夠促進瘤胃發(fā)酵，使氨細菌、蛋白質(zhì)合成細菌及纖維細菌等大量繁殖和生長，從而提高飼料粗纖維消化率及細菌利用NPN（非蛋白氮）合成菌體蛋白的效率。

為研究酵母培養(yǎng)物在魚類飼料中的添加效果，用羅非魚進行了飼喂試驗，結果顯示酵母培養(yǎng)物“益康XP”有降低餌料系數(shù)和提高增重率的趨勢。

酵母培養(yǎng)物在單胃動物上也有應用。用豬和雞進行試驗，發(fā)現(xiàn)在高纖維飼糧中添加酵母培養(yǎng)物后，不僅增長率和飼料報酬有所提高，而且能量飼料中的一些纖維成分也獲得了更高的消化利用率。在生長豬日糧中添加8%的花生殼或豆殼，可降低豬的日增重與采食量，而補加酵母培養(yǎng)物后，可減輕粗纖維的不利影響，提高日增重。在低磷日糧中添加酵母培養(yǎng)物，可提高豬日增重10%，采食量也有所提高。在肉雞飼糧中添加2%酵母培養(yǎng)物可以促進生長，而添加4%酵母培養(yǎng)物后則嚴重影響其生長速度。在禽類飼料中添加酵母培養(yǎng)物，可以減輕應激反應和提高飼料利用效率。

4.2 保健作用 最近有證據(jù)表明，酵母培養(yǎng)物的一部分有益作用與其細胞壁有關。世界各地許多研究者的研究表明：酵母細胞壁中所含的一種甘露寡聚糖（MOS），可極大地影響動物的免疫系統(tǒng)。MOS是腸道微生物菌群的強大改良劑，MOS有減少腸道致病菌和控制致病菌在胃腸道定植的能力。根據(jù)最近一些試驗結果，當動物日糧中含有較低水平的MOS時，其免疫功能就能得到改善。

添加酵母培養(yǎng)物可減少發(fā)病率。麥康森等（2005）在池塘養(yǎng)殖條件下進行了酵母培養(yǎng)物（達農(nóng)威水產(chǎn)益康）對凡納濱對蝦的影響研究，試驗結果表明：添加酵母培養(yǎng)物后降低了凡納濱對蝦消化道內(nèi)的弧菌總數(shù)和異養(yǎng)菌總數(shù)，同時降低了消化道內(nèi)的內(nèi)毒素濃度。趙林果（2000）將農(nóng)林廢棄物制備的酵母培養(yǎng)物添加于鳊魚飼料中，結果表明：添加酵母培養(yǎng)物后，鳊魚的抗病力增強，生長進度加快，適宜添加量在5%左右。在加拿大做的一個試驗發(fā)現(xiàn)：把酵母細胞壁中的葡萄糖注入鮭魚體內(nèi)，結果表明它可能是一種有效的免疫刺激劑，可以大大降低養(yǎng)魚場鮭魚的死亡率。岳支華（1999）報道，酵母細胞壁是一種飼用免疫增強原，能吸附、吞噬、破壞和吸收侵入體內(nèi)的細菌、霉菌和病毒等有毒物質(zhì)，達到增強免疫功能的作用。最近關于酵母培養(yǎng)物的一個新研究領域是作為飼料的天然解毒劑，這可能是由于酵母細胞能夠吸附飼料中毒素的緣故。

5 酵母培養(yǎng)物的應用前景及發(fā)展方向

綜上所述，酵母培養(yǎng)物對于飼養(yǎng)動物的用途很廣，可以作為微生物飼料添加劑，即直接飼喂微生物（DFM），以進一步滿足動物生長需求。酵母培養(yǎng)物作為飼料添加劑對動物胃腸道健康的調(diào)控具有深遠的意義。但是酵母培養(yǎng)物在實際應用過程中會受到很多因素的影響，諸如動物的生理狀態(tài)、飼料類型、飼喂量與方式、不同酵母培養(yǎng)物的品質(zhì)等，加上其中一些作用機制尚不十分清楚，所以在應用過程中受到了限制。今后酵母培養(yǎng)物的研究方向主要有以下幾點：

（1）加大菌種的選育，提高產(chǎn)品品質(zhì)；

（2）進一步探索加強酵母培養(yǎng)物生產(chǎn)的新工藝和新方法；

（3）加強酵母培養(yǎng)物的有效性和安全性檢測；

（4）研究酵母培養(yǎng)物與動物胃腸道調(diào)控相關功效的作用機制等。

總之，隨著研究的不斷深入，酵母培養(yǎng)物產(chǎn)品在飼養(yǎng)動物中的應用將會發(fā)揮出更大的潛力。

參與文獻：

[1]Lyons T P.酵母培養(yǎng)物的研究與應用（吳迪，譯）[J].國外畜牧科技，1991，18（6）：36-37.

[2] Lyons T P.酵母培養(yǎng)物的應用進展（姜荃，譯）[J].飼料管理，1990，（2）：10.

[3] 郭勇慶，張英杰.酵母培養(yǎng)物在反芻動物上的應用[J].北方牧業(yè)，2008，（16）：9.

[4] 馬明穎，胡光林，崔貞愛，等.糖萜素和酵母培養(yǎng)物對雛雞生長性能及免疫器官的影響 [J].中國畜牧獸醫(yī)，2007，34（1）：37-39.

[5] 申雁濱，樸香淑.酵母培養(yǎng)物對斷奶仔豬生長性能、腸道健康和免疫反應的影響[C].中國畜牧獸醫(yī)學會2009學術年會論文集（下冊），2009.