酵母培養(yǎng)物的研究與應(yīng)用進(jìn)展

趙川東，劉茂鋒，曹 杰，朱廷恒，章亭洲，2*

（1.浙江科峰生物技術(shù)有限公司，浙江 海寧 314423；2.浙江工商大學(xué)，杭州 310035；3.浙江工業(yè)大學(xué)，杭州 310014）

酵母培養(yǎng)物（YC）是指利用酵母菌在一定的條件（溫度、pH、溶氧等）下，將配制好的培養(yǎng)基充分發(fā)酵后得到的一種新型飼料添加劑。酵母培養(yǎng)物主要成分為活性酵母細(xì)胞、酵母代謝產(chǎn)物和發(fā)酵后的變異培養(yǎng)基，并且富含小肽、氨基酸、維生素、有機酸、生物酶和酵母細(xì)胞壁多糖以及有益畜禽生長的“未知生長因子”[1]。酵母培養(yǎng)物由于具有無毒副作用、營養(yǎng)物質(zhì)豐富、易消化吸收、不產(chǎn)生耐藥性、提高動物免疫力等優(yōu)點，在畜牧水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

1 酵母培養(yǎng)物主要成分及其功能

酵母是一類非絲狀真核微生物，兼性厭氧生長，以無性繁殖為主，在一定條件下產(chǎn)生孢子。常用的酵母種類有產(chǎn)朊假絲酵母、啤酒酵母、乳酸克魯維酵母和卡氏酵母。目前酵母培養(yǎng)物產(chǎn)品主要分為：以酵母活細(xì)胞為主的產(chǎn)品，富含大量活性酵母，能夠耐受高溫和強酸，在飼料制粒和胃酸環(huán)境能夠有效保持活性，另外還有含酵母代謝產(chǎn)物為主的產(chǎn)品。新型酵母培養(yǎng)物產(chǎn)品——益康寶，酵母活菌數(shù)達(dá)100億個·g-1，β-葡聚糖含量＞3%，富含大量小肽和氨基酸等代謝產(chǎn)物，能有效提高動物免疫力，具有很好的飼用效果[2]。酵母培養(yǎng)物廣泛應(yīng)用于畜牧水產(chǎn)行業(yè)，能顯著提高飼養(yǎng)動物的免疫力，因此有必要對其有效成分和功效進(jìn)行分析，以便更好的應(yīng)用酵母培養(yǎng)物。

1.1 酵母活細(xì)胞

酵母屬于兼性厭氧菌，干酵母中約含有40%的蛋白質(zhì)，是優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)和氨基酸來源，是賴氨酸含量較低谷物的有效補充物。酵母細(xì)胞內(nèi)含豐富的酶類，例如蛋白質(zhì)酶、淀粉酶、纖維素酶及植酸酶等。這些酶類可將淀粉、纖維素水解成小分子糖、氨基酸、醇類等易被消化和吸收的低分子物質(zhì)[3]。酵母細(xì)胞對胃酸具有良好的耐受性，能夠進(jìn)入動物胃腸道，消耗胃腸道的氧氣，制造厭氧環(huán)境，代謝酸性物質(zhì)，降低腸道pH，從而促進(jìn)有益菌群的繁殖，抑制有害菌的生長，改善動物消化道微生態(tài)平衡，刺激消化器官發(fā)育和刺激免疫機能。

1.2 酵母細(xì)胞壁多糖

酵母細(xì)胞壁能增強機體免疫力，提高動物的生產(chǎn)性能。酵母細(xì)胞壁是維持細(xì)胞形態(tài)和細(xì)胞與細(xì)胞間識別的重要細(xì)胞結(jié)構(gòu)，占整個細(xì)胞干重20%～30%，主要由β-葡聚糖（57.0%）、甘露寡糖（6.6%）、糖蛋白（22.0%）和幾丁質(zhì)組成，酵母細(xì)胞壁的功能性成分主要為β-葡聚糖和甘露聚糖。目前國外對酵母細(xì)胞壁多糖研究比較多，而我國相對較少[4]。

β-葡聚糖是一種葡萄糖聚合物，通常由10～20個單糖以 β-1，3鍵和 β-1，6鍵相連組成，β-葡聚糖呈螺旋形結(jié)構(gòu)，這種特殊的構(gòu)型能刺激動物免疫系統(tǒng)，提高動物免疫力[5]。β-葡聚糖在消化道中不可溶、不吸收、也不產(chǎn)生黏性，是免疫反應(yīng)的基質(zhì)。β-葡聚糖刺激體內(nèi)網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)（RES），產(chǎn)生大量巨噬細(xì)胞，通過其巨噬作用吸收、破壞、清除體內(nèi)損傷、衰老和死亡的病原微生物，提高動物的免疫功能，故又將β-葡聚糖稱為免疫多糖。在動物日糧中添加一定量的β-葡聚糖可降低動物機體外周淋巴細(xì)胞的轉(zhuǎn)化率[6]。有利于保持消化道微生態(tài)的穩(wěn)定，降低應(yīng)激性，提高飼料報酬，因此，β-葡聚糖在畜牧業(yè)的應(yīng)用對于提高畜牧生產(chǎn)水平具有重要意義。甘露聚糖（MOS）主鏈由約50個α-甘露糖鍵以 α-1，6鍵構(gòu)成，主鏈上聯(lián)結(jié)有 α-1，2 和α-1，3鍵及數(shù)目不等的甘露糖側(cè)鏈。甘露聚糖具有清除胃腸道基質(zhì)的功能，因其結(jié)構(gòu)與病原菌受體相似，并與凝集素有很強的結(jié)合能力[7]。甘露聚糖與凝集素結(jié)合，會干擾腸道病原體在腸道的定植，進(jìn)而降低病原體的危害。甘露寡糖還可促進(jìn)細(xì)胞因子的釋放，激活機體體液和細(xì)胞免疫。

1.3 細(xì)胞內(nèi)容物

細(xì)胞內(nèi)容物中含蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素、微量元素螯合物、核酸等多種成分。酵母細(xì)胞的核酸含量豐富，達(dá)8%～12%[8]。發(fā)酵過程中，酵母細(xì)胞自溶，包裹在酵母細(xì)胞壁中的核酸釋放降解在酵母培養(yǎng)物中。飼喂酵母培養(yǎng)物是動物補充核酸最佳途徑，能迅速補充動物自身合成核苷酸的嚴(yán)重不足，促進(jìn)小腸發(fā)育，增加腸絨毛長度和腸壁厚度，改善腸道吸收能力，降低腹瀉率。潘樹德等研究發(fā)現(xiàn)，添加酵母核酸后，在斷奶28 d仔豬日糧中添加不同水平酵母核酸均能提高仔豬日采食量，與對照組相比，飼用酵母核酸能有效提高仔豬小腸中雙歧桿菌、乳酸菌數(shù)量，降低回腸和盲腸中大腸桿菌數(shù)量，隨著酵母核酸含量增加日采食量有升高趨勢[9]。

1.4 變性培養(yǎng)基

變性培養(yǎng)基是指酵母發(fā)酵培養(yǎng)基后的殘余成分，富含小肽、酶類及其他未知因子等，營養(yǎng)價值很高。小肽是指含2或3個氨基酸殘基的一類化合物。根據(jù)其功能分為營養(yǎng)性小肽和功能性小肽[10]。營養(yǎng)性小肽為蛋白質(zhì)合成提供氮架，功能性小肽則參與調(diào)節(jié)動物的某些生理活動。小肽可完整地通過腸黏膜細(xì)胞進(jìn)入機體循環(huán)，且具有速度快、耗能低、載體不易飽和等特點，從而減少氨基酸間的相互競爭，加速蛋白質(zhì)的合成。因此，酵母培養(yǎng)物中的小肽類物質(zhì)可直接被動物吸收和利用，不僅可以促進(jìn)氨基酸吸收，還可協(xié)助礦物元素吸收。而部分功能性小肽（如谷胱甘肽等）具有調(diào)節(jié)機體生理活動和提高免疫的作用。

2 酵母培養(yǎng)物的應(yīng)用

2.1 在反芻動物中的應(yīng)用

在日糧中添加酵母培養(yǎng)物能夠改善飼料適口性，增加反芻動物采食量；促進(jìn)反芻動物對營養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收；促進(jìn)瘤胃發(fā)酵，使瘤胃內(nèi)無機氮源更多地轉(zhuǎn)化為菌體蛋白，從而提高消化率及菌體蛋白合成效率，具有顯著的增乳效果。Medina等試驗發(fā)現(xiàn)，給反芻動物飼喂酵母培養(yǎng)物能極顯著地降低瘤胃內(nèi)氨的濃度[11]。酵母培養(yǎng)物對不同泌乳時的奶牛均有良好的效果，對提高奶牛生產(chǎn)性能均有不同程度的作用。在產(chǎn)奶初期添加酵母培養(yǎng)物，能顯著提高奶牛的飼料消化率，提高奶牛泌乳的產(chǎn)量和質(zhì)量。Galyean等采用體外瘤胃添加不同酵母培養(yǎng)物進(jìn)行發(fā)酵試驗，處理組顯著提高了奶牛瘤胃的丁酸和總揮發(fā)性脂肪酸的濃度，增加乙酸和丙酸的比例及提高丁酸的產(chǎn)量，維護有益菌群的優(yōu)勢，保持瘤胃中微生態(tài)體系的平衡[12]。

2.2 在單胃動物中的應(yīng)用

在禽類和豬的日糧中添加酵母培養(yǎng)物，不僅能促進(jìn)其腸道吸收，還可減少動物應(yīng)激，提高免疫力，保證動物的生產(chǎn)水平。酵母培養(yǎng)物可緩解母豬產(chǎn)仔前后以及哺乳期間的生理應(yīng)激反應(yīng)，提高母豬的泌乳量，恢復(fù)胃腸道菌群的代謝平衡和改善內(nèi)環(huán)境及促進(jìn)各類消化因子的內(nèi)分泌水平，預(yù)防便秘現(xiàn)象和減少糞便中有害細(xì)菌的數(shù)量以降低仔豬受感染的幾率。在生長豬的日糧中添加酵母培養(yǎng)物，可提高粗纖維表觀消化率和日增重。在母豬妊娠期和哺乳期日糧中添加酵母培養(yǎng)物，能顯著提高哺乳仔豬斷奶個體重，增強仔豬體質(zhì)。吳永紹等在豬日糧中添加酵母培養(yǎng)物0.1%、0.2%，與對照組相比，酵母培養(yǎng)物0.1%組健仔率差異不顯著（P＞0.05），酵母培養(yǎng)物 0.2%組差異顯著（P＜0.05），酵母培養(yǎng)物0.1%、0.2%組仔豬斷奶重分別比對照組提高11.92%（P＜0.01），7.08%（P＜0.05），日增重分別提高 14.78%（P＜0.01），11.68%（P＜0.05），仔豬成活率分別提高 9.13%（P＜0.05），6.87%（P＜0.05），斷奶窩重分別提高24.44%（P＜0.01），21.14%（P＜0.01），說明在母豬妊娠后期及泌乳期飼糧中添加酵母培養(yǎng)物可以提高母豬繁殖性能及哺乳仔豬生長性能[13]。

飼用酵母培養(yǎng)物能顯著提高肉雞的成活率，調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)，增強機體抗氧化功能和降低體內(nèi)總膽固醇含量。周淑芹在肉仔雞日糧中添加酵母培養(yǎng)物0.3%，顯著改善了肉仔雞生長性能，顯著提高肉仔雞腸道內(nèi)雙歧桿菌數(shù)量，降低盲腸中大腸桿菌數(shù)量[14]。

2.3 在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用

水生動物與微生物關(guān)系更為密切，并且受環(huán)境應(yīng)激因素的影響較大。曹俊明等報道，在鯉魚飼料中添加酵母培養(yǎng)物0.5%，可顯著降低水體中的磷酸鹽和氨氮濃度，為鯉魚的生長提供良好的水質(zhì)環(huán)境，降低疾病發(fā)生率，提高鯉魚生長速度和魚蝦群體的整齊度，同時也能改善水質(zhì)，改善池水中浮游植物和浮游動物生物量[15]。

3 展 望

酵母培養(yǎng)物對于改善動物生產(chǎn)性能和降低養(yǎng)殖成本有著十分積極的意義，但目前此類產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，使用效果也不穩(wěn)定，亟需開發(fā)質(zhì)優(yōu)價廉的品牌性產(chǎn)品。應(yīng)加強對酵母培養(yǎng)物作用機理的深入研究；研發(fā)新型酵母菌，充分利用豐富的酵母菌資源進(jìn)行開發(fā)和應(yīng)用的研究，利用基因工程等手段獲得高產(chǎn)核酸或者細(xì)胞壁多糖等功能性物質(zhì)的菌株；優(yōu)化發(fā)酵工藝，包括液體發(fā)酵工藝和固體發(fā)酵工藝，研究發(fā)酵培養(yǎng)基的成分，提高目的產(chǎn)物的表達(dá)；建立一種快速有效的檢測手段，能夠定量定性分析酵母培養(yǎng)物的有效成分，以便于出臺相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范市場。隨著對酵母培養(yǎng)物研究的深入，其作用機理將會越來越清楚，其使用效果也會越來越好，并且開發(fā)、應(yīng)用也將會越來越廣泛。

[1]李路勝.酵母培養(yǎng)物在家禽上的應(yīng)用[J].飼料工業(yè)，2008，29（22）:17-19.

[2]周淑芹，孫文志.酵母培養(yǎng)物[J].中國飼料，2003（5）:31-32.

[3]石陸娥，應(yīng)國清，唐振興，等.酵母的開發(fā)利用研究進(jìn)展[J].中國食品添加劑，2006（5）:62-65.

[4]曾虹.酵母類飼料的分類和品質(zhì)[J].中國水產(chǎn)，2001（5）:86.

[5]胡夢紅，王有基，熊邦喜.一種新型水產(chǎn)飼料添加劑——酵母細(xì)胞壁[J].水利漁業(yè)，2006，26（3）:75-76.

[6]李軍，邢建軍，李德發(fā)，等.啤酒酵母葡聚糖對斷奶仔豬生產(chǎn)性能及淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率的影響[J].中國畜牧雜志，2006，42（1）:17-21.

[7]朱春森，徐春厚.酵母培養(yǎng)物的研究與應(yīng)用[J].湖南飼料，2006（5）:12-13.

[8]潘樹德，李學(xué)儉，邊連全，等.核酸營養(yǎng)與免疫作用的研究進(jìn)展[J].養(yǎng)殖與飼料，2006（8）:5-6.

[9]潘樹德，李學(xué)儉，邊連全.酵母核酸對斷奶仔豬生產(chǎn)性能及腸道菌群影響的研究[J].中國畜牧雜志，2008，44（5）:37-40.

[10]付建福，張含，瞿明仁.小肽在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].黑龍江畜牧獸醫(yī)，2008（9）:34-35.

[11]Medina B，Girard ID，Jacotot E，et al.Effect of a preparation of Saccharomyces cerevisiae on microbial profiles and fermentation patterns in ruminants fed a high fiber or a high starch diet[J].Anim Sci，2002，80（10）:2 600-2 609.

[12]Galyean，Nunnery GA，Defoor P J，etal.Effectsof live culturesof Lactobacillusacidophilus（Strains45 and 51）and Propionibacterium freudenreichii PF-24 on ruminal fermentation[J].J Anim Sci，2003，30:201-207.

[13]吳永紹，劉桂武，覃小榮，等.酵母培養(yǎng)物對母豬生產(chǎn)性能的影響[J].養(yǎng)豬，2011（2）:17-18.

[14]周淑芹，孫文志.酵母培養(yǎng)物對肉仔雞免疫和生產(chǎn)性能影響的研究[J].飼料工業(yè)，2004，25（1）:38-40.

[15]曹俊明，許丹丹，黃燕華，等.廣東省水產(chǎn)飼料添加劑工業(yè)現(xiàn)狀分析及發(fā)展思考[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，37（3）:1-5.