酵母細(xì)胞壁在動(dòng)物養(yǎng)殖中的應(yīng)用

■楊建松 曾雨雷 黃 鑫

（安琪酵母股份有限公司，湖北宜昌 443003）

隨著近些年我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)集約化的快速發(fā)展以及養(yǎng)殖環(huán)境不容樂(lè)觀(guān)，從而導(dǎo)致較多的疾病問(wèn)題，這將嚴(yán)重影響動(dòng)物的生產(chǎn)性能，并產(chǎn)生較高的死亡率[1]。面對(duì)各種疾病養(yǎng)殖者多使用抗生素進(jìn)行預(yù)防和治療，但是隨著對(duì)抗生素負(fù)面效應(yīng)的關(guān)注，大量使用抗生素造成殘留，影響動(dòng)物腸道微生態(tài)，以及致病菌抗藥性等問(wèn)題[2]。因此，尋求促進(jìn)動(dòng)物健康的新型飼料添加劑成為重要任務(wù)，使機(jī)體保持良好的免疫系統(tǒng)以抵抗各種疾病的感染以及應(yīng)激，從而保障動(dòng)物健康的生長(zhǎng)[3]。越來(lái)越多的研究顯示，酵母細(xì)胞壁在動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)應(yīng)用中具有很好的效果，尤其在增強(qiáng)動(dòng)物免疫力，改善動(dòng)物健康方面的效果，酵母細(xì)胞壁越來(lái)越受到養(yǎng)殖業(yè)的重視，也將會(huì)有更廣泛的應(yīng)用前景[4]。

1 酵母細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)

酵母細(xì)胞壁約占酵母細(xì)胞干重的15%～30%，厚度為0.1～0.3 μm，它對(duì)于維持細(xì)胞形態(tài)，細(xì)胞之間識(shí)別有重要作用[5]。酵母生長(zhǎng)初期時(shí)細(xì)胞壁比較薄，而且富有彈性，菌齡增加以后細(xì)胞壁會(huì)逐漸變厚，而且較硬。酵母細(xì)胞壁具有三層結(jié)構(gòu)，外層為甘露寡糖層，內(nèi)層為葡聚糖層，中間是一層蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)有些是以與細(xì)胞壁結(jié)合的酶的形式存在[6]，各層之間有部分鑲嵌。酵母細(xì)胞壁主要成分β-葡聚糖和甘露寡糖各占細(xì)胞壁干重的30%左右，糖蛋白占20%左右，其他成分幾丁質(zhì)、類(lèi)脂、灰分等占細(xì)胞壁干重的20%以?xún)?nèi)[7]。酵母細(xì)胞壁性質(zhì)較為穩(wěn)定，在動(dòng)物飼喂過(guò)程中能夠經(jīng)受胃酸條件，可以保持活性的通過(guò)胃部；而且能夠經(jīng)受飼料制粒過(guò)程的高溫條件，所以在動(dòng)物養(yǎng)殖中可以廣泛使用[8]。

1.1 酵母β-葡聚糖

葡聚糖層位于細(xì)胞壁的內(nèi)層,是酵母細(xì)胞壁最重要結(jié)構(gòu)的成分之一，由10～20個(gè)單糖組成特性結(jié)構(gòu)的多糖[9]。在酵母細(xì)胞壁中有兩種葡聚糖，大部分是由 D-葡萄糖通過(guò)β-（1-3）為主鍵的方式相結(jié)合，另一種葡聚糖以β-（1-6）鍵結(jié)合的聚合物[10]。在動(dòng)物體內(nèi)的消化道中不可溶，不可吸收，不產(chǎn)生黏性[11]。β-葡聚糖中的單糖分子鍵使其成為三股螺旋的構(gòu)象存在，獨(dú)特的分子構(gòu)型對(duì)動(dòng)物免疫應(yīng)答的產(chǎn)生具有重要作用[12]。Cross等[13]證實(shí)，酵母葡聚糖具有的免疫功能有：能夠刺激機(jī)體產(chǎn)生淋巴細(xì)胞，使機(jī)體對(duì)病原菌產(chǎn)生特異性免疫，活化機(jī)體內(nèi)的巨噬細(xì)胞等。

1.2 酵母甘露聚糖

酵母細(xì)胞壁另一種多糖成分是甘露聚糖，它結(jié)合部分蛋白質(zhì)形成甘露糖蛋白覆蓋于酵母細(xì)胞的外層。甘露聚糖的主鏈由約50個(gè)甘露糖基以α-(1-6)鍵形成，主鏈上連接有支鏈，支鏈由1～4個(gè)甘露糖以α-（1-2）和α-（1-3）鍵相連，有些支鏈也結(jié)合一些基團(tuán)，這些所結(jié)合的各種基團(tuán)因不同的構(gòu)型可能是酵母細(xì)胞壁引起動(dòng)物產(chǎn)生特異抗體的決定部位[14]。甘露聚糖鏈的α-(1-6)糖苷鍵連接的骨架斷開(kāi)后生成若干種寡糖，即甘露寡糖（MOS），甘露寡糖具有多種生物活性，是動(dòng)物免疫和營(yíng)養(yǎng)中主要的功能性多糖。甘露寡糖改善動(dòng)物生產(chǎn)性能主要通過(guò)提高機(jī)體腸道的微生態(tài)狀況，降低胃腸道疾??；具有吸附病原菌的功能，清除毒素，改善免疫系統(tǒng)的防御功能等[15]。

2 酵母細(xì)胞壁的生理功能

2.1 酵母細(xì)胞壁具有增強(qiáng)機(jī)體免疫力的功能

酵母細(xì)胞壁中的葡聚糖和甘露寡糖作為免疫刺激因子來(lái)調(diào)節(jié)動(dòng)物機(jī)體的免疫功能，達(dá)到增強(qiáng)免疫力的功能。甘露寡糖具有一定的免疫原性，能夠刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答。動(dòng)物的肝臟可以分泌一種糖蛋白，這種蛋白與外源細(xì)菌表面結(jié)合并觸發(fā)產(chǎn)生補(bǔ)體，刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生免疫應(yīng)答，而甘露寡糖能夠刺激動(dòng)物肝臟分泌這種糖蛋白從而達(dá)到增強(qiáng)免疫力的功能[16]。β-葡聚糖通過(guò)胞飲作用進(jìn)入淋巴系統(tǒng)和血液系統(tǒng)后，作用于免疫細(xì)胞表面受體，刺激B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞，激活相關(guān)免疫信號(hào)，誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生特異性免疫以及非特異性免疫應(yīng)答，產(chǎn)生抑制病毒和細(xì)菌的抗體。很多研究已經(jīng)證明酵母細(xì)胞壁多糖能夠提高動(dòng)物的免疫功能。王學(xué)東等[17]對(duì)28日齡的斷奶仔豬進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)照組灌服生理鹽水以及飼喂基礎(chǔ)日糧，試驗(yàn)組灌服添加有酵母細(xì)胞壁多糖的生理鹽水，并飼喂添加有酵母細(xì)胞壁的日糧，飼喂至42日齡時(shí)，試驗(yàn)組的仔豬肝功能明顯改善，谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶活性降低，而血清中豬瘟、偽狂犬病、藍(lán)耳病抗體效價(jià)高于對(duì)照組。王輝田等[18]研究酵母細(xì)胞壁多糖對(duì)肉雞免疫力的影響，通過(guò)200只1日齡的AA肉雞進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)日糧，試驗(yàn)組分別添加不同劑量的酵母細(xì)胞壁多糖，結(jié)果表明，飼喂至42日齡后，試驗(yàn)組的各免疫器官指數(shù)增大，脾臟指數(shù)、胸腺指數(shù)、法氏囊指數(shù)均顯著高于對(duì)照組，而且新城疫抗體滴度、血清溶菌酶含量、T淋巴細(xì)胞比例均顯著提高，驗(yàn)證了酵母細(xì)胞壁多糖能夠增強(qiáng)肉雞的免疫力。

2.2 酵母細(xì)胞壁具有維護(hù)腸道菌群平衡的作用

動(dòng)物的胃腸中存在大量的微生物，它們相互作用過(guò)程中形成一個(gè)相對(duì)平衡的微生態(tài)系統(tǒng)，正常菌群起到屏障作用，保護(hù)胃腸道的健康，如果外界環(huán)境條件的影響或者外界病原菌侵染等原因，導(dǎo)致胃腸道中菌群失衡，從而引起疾病[19]。很多病原菌吸附到動(dòng)物腸道表皮細(xì)胞，定植后大量繁殖，引起動(dòng)物腸道菌群失衡，酵母細(xì)胞壁中的甘露寡糖能夠在動(dòng)物腸道中占據(jù)病原菌的結(jié)合位點(diǎn)，使其不能在腸道中定植，從而起到維護(hù)腸道菌群平衡的作用。而且乳酸桿菌和糞鏈球菌等能夠利用甘露聚糖作為碳源進(jìn)行增殖，很多病原菌不能利用甘露聚糖，有益菌的菌群占據(jù)優(yōu)勢(shì)又會(huì)抑制病原菌的生長(zhǎng)，從而提高腸道健康。劉凱等[20]通過(guò)飼喂中華鱉的試驗(yàn)驗(yàn)證酵母細(xì)胞壁、低聚異麥芽糖對(duì)腸道菌群的影響，結(jié)果表明，飼喂聯(lián)合酵母細(xì)胞壁和低聚異麥芽糖的中華鱉與飼喂基礎(chǔ)日糧的對(duì)照組相比，腸道中弗氏檸檬酸桿菌數(shù)量明顯減少，少動(dòng)鞘氨醇單胞菌的數(shù)量有所提高，表明酵母細(xì)胞壁具有改善腸道菌群組成，抑制有害菌生長(zhǎng)的功能。

2.3 酵母細(xì)胞壁具有吸附霉菌毒素的作用

霉菌毒素對(duì)飼料和飼料原料污染嚴(yán)重，給畜牧業(yè)帶來(lái)巨大損失。酵母細(xì)胞壁的空間結(jié)構(gòu)上有很多結(jié)合位點(diǎn)，通過(guò)氫鍵、離子鍵、疏水作用力吸附多種霉菌毒素，阻止霉菌毒素對(duì)動(dòng)物機(jī)體的危害，而且這種吸附作用不會(huì)對(duì)其它營(yíng)養(yǎng)成分造成不良影響。George等通過(guò)體外試驗(yàn)?zāi)M消化道中酵母細(xì)胞壁對(duì)霉菌毒素的吸附作用，結(jié)果表明，酵母細(xì)胞壁對(duì)玉米赤霉烯酮的吸附率為79%，對(duì)黃曲霉毒素的吸附率為60%。Trenholm等的體外試驗(yàn)表明，酵母甘露寡糖對(duì)黃曲霉毒素吸附率為95%，對(duì)玉米赤霉烯酮吸附率為77%，對(duì)伏馬毒素吸附率為59%，對(duì)嘔吐毒素吸附率為12%。Sala等體外試驗(yàn)表明，酵母甘露寡糖對(duì)黃曲霉毒素吸附率為85%，玉米赤霉烯酮吸附率為67%，伏馬毒素吸附率為33%。

2.4 酵母細(xì)胞壁具有提高生產(chǎn)性能的作用

酵母細(xì)胞壁多糖通過(guò)增強(qiáng)機(jī)體免疫力，維持健康狀態(tài)；并且改善胃腸道功能，吸附并抑制有害菌；促進(jìn)有益菌增殖，幫助攝入的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在腸道中吸收；有益菌生成的代謝產(chǎn)物對(duì)動(dòng)物機(jī)體也有很大幫助，這些因素對(duì)改善動(dòng)物生產(chǎn)性能都有促進(jìn)作用。段麗娟等[21]通過(guò)28日齡的三元雜交仔豬進(jìn)行試驗(yàn)，日糧中添加不同劑量的酵母葡聚糖，結(jié)果顯示添加0.025%的酵母葡聚糖與對(duì)照組相比，日增重提高10.51%，差異顯著，添加0.05%組顯著降低仔豬腹瀉率，提高日增重7.6%，并得出結(jié)論添加量為0.025%～0.05%酵母葡聚糖是提高仔豬生產(chǎn)性能的最適添加量。王輝田等[18]進(jìn)行1日齡的肉雞試驗(yàn)，基礎(chǔ)日糧中添加500、1 000、1 500、2 000 mg/kg的酵母細(xì)胞壁多糖，結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，各劑量添加量的分組均顯著提高日增重，并且顯著降低料肉比，證實(shí)酵母細(xì)胞壁多糖能夠提高肉雞的生產(chǎn)性能。

3 酵母細(xì)胞壁的應(yīng)用前景

綜上所述，酵母細(xì)胞壁在動(dòng)物養(yǎng)殖應(yīng)用中具有增強(qiáng)動(dòng)物機(jī)體免疫力、維護(hù)腸道菌群平衡以及腸道健康、吸附霉菌毒素、提高動(dòng)物生產(chǎn)性能等功能，而且酵母細(xì)胞壁是天然可再生物質(zhì)，生產(chǎn)工藝成熟，資源豐富，質(zhì)量穩(wěn)定，所以酵母細(xì)胞壁會(huì)越來(lái)越受到養(yǎng)殖業(yè)的重視，作為新型天然飼料添加劑會(huì)具有廣闊的應(yīng)用前景。