釀酒酵母破壁酵母粉的研究與應(yīng)用概況

2020-07-19 08:56:40 點擊：

釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）是單細胞微生物，被公認為是安全的微生物飼料添加劑。在上世紀80年代，酵母主要作為單細胞蛋白（single cell protein，簡稱SCP）使用，用作反芻動物的蛋白質(zhì)補充飼料，是酵母類產(chǎn)品的初期產(chǎn)品。酵母細胞營養(yǎng)豐富，單細胞蛋白曾被廣泛應(yīng)用，但酵母細胞壁較厚，且成分復(fù)雜，在動物體內(nèi)不能被有效降解，因此蛋白利用率低，而酵母細胞內(nèi)其它營養(yǎng)物質(zhì)和生理活性物質(zhì)更難以被動物有效吸收利用，大部分酵母細胞作為廢棄物被排出動物體外。

破壁酵母粉是針對上述缺陷設(shè)計的新型飼料添加劑，是采用物理或生物化學(xué)方法破碎酵母細胞壁，使酵母細胞內(nèi)容物充分釋放到胞外和蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)適當(dāng)降解的一種產(chǎn)品，目前工業(yè)上主要采用高壓勻漿法和酶解法破壁。酵母細胞經(jīng)破碎后，細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)和谷胱甘肽、海藻糖、SOD等生理活性物質(zhì)都被釋放到胞外，細胞壁中的葡聚糖和甘露聚糖被分解為寡糖等功能性多糖，蛋白質(zhì)被分解為多肽，營養(yǎng)作用和功能性都大大提高。

破壁酵母粉能有效改善畜禽消化道菌群平衡、增強機體免疫力、提供豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，從而達到防治消化道疾病和促進生長等多重作用，具有無毒、無副作用、無污染、不產(chǎn)生抗藥性等特點，是一種綠色的飼料添加劑，在飼料工業(yè)中有廣泛地研究和應(yīng)用。本文對破壁酵母粉的作用機理及應(yīng)用效果做了簡述。

1 破壁酵母粉的作用機理

1.1 保持動物胃腸道微生態(tài)平衡

破壁酵母粉能作為微生態(tài)制劑，改善動物胃腸道生態(tài)環(huán)境。破壁酵母粉中含有的甘露聚糖（MOS）能夠無選擇地吸附結(jié)合多種霉菌毒素和阻止病原菌定居增殖，改善動物消化道的菌群結(jié)構(gòu)，也能起到維護動物腸道微生態(tài)平衡的作用，其作用機理是，許多病源菌利用含有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(jié)合后，失去了在腸道定植的能力，與MOS 一同被排出體外。

1.2 增強動物免疫功能

破壁酵母粉中富含酵母多糖、功能性多肽、核苷酸等，均有提高動物免疫水平的作用。酵母細胞壁β-葡聚糖能刺激動物體產(chǎn)生對機體免疫功能起關(guān)鍵作用的巨嗜細胞，可清除體內(nèi)損傷、衰亡的細胞和侵入體內(nèi)的病原微生物。甘露聚糖通過提高免疫球蛋白水平，改善巨噬細胞活性等提高機體免疫力。核苷酸在維持機體正常免疫功能、腸道發(fā)育和正常肝臟功能方面具有重要營養(yǎng)生理功能。谷胱甘肽等功能性小肽在免疫系統(tǒng)抗感染和炎癥反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用，對于淋巴細胞增殖及正常發(fā)揮起著重要作用。

1.3 消除動物體內(nèi)有毒物質(zhì)及抗氧化作用

破壁酵母粉中的超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽都是重要的抗氧化劑和自由基消除劑。超氧化物歧化酶（SOD）可對抗與阻斷因氧自由基對細胞造成的損害，并及時修復(fù)受損細胞。谷胱甘肽在酵母細胞內(nèi)含量較高，可消除自由基，能起到強有力的保護作用。谷胱甘肽還具有整合解毒作用，能與體內(nèi)的有毒化合物、重金屬離子或致癌物質(zhì)等相結(jié)合，并促進其排出體外，起到中和解毒作用。谷胱甘肽可阻止氧化血紅蛋白，保護巰基酶分子中-SH基，有利于酶活性的發(fā)揮，并且能恢復(fù)已被破壞的酶分子中-SH基的活性功能，使酶重新恢復(fù)活性。酵母細胞壁多糖成分β-葡聚糖作為膳食纖維有助于胃腸的蠕動，可促進腸內(nèi)有害物的排出，甘露寡糖（MOS）可以螯合胃腸道釋放的黃曲霉素和玉米赤霉烯酮。

1.4 營養(yǎng)豐富

酵母細胞富含畜禽生長需要的多種營養(yǎng)物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、礦物質(zhì)、維生素和激素等。蛋白質(zhì)含量達到45%～60%，可以和大豆蛋白相媲美；氨基酸組成合理，動物必需的八種氨基酸含量均很高，尤其是賴氨酸、色氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸等幾種重要的必需氨基酸含量較高，因此對賴氨酸含量較低的谷物是非常有效的補充物；富含B族維生素如煙酸、膽堿、核黃素、泛酸、葉酸等，一直被認為是天然B族維生素的豐富來源，VB2以結(jié)合形式存在，動物體對其吸收率可達60%以上，是一種理想的VB2補充源；含有豐富的礦物質(zhì)（6%～9%），如鉀、鎂、磷、鐵、鋅、錳等；以及含核酸（6%～8%）、生理活性物質(zhì)（1%～2%）等，為動物提供多種營養(yǎng)成分。

2 破壁酵母粉應(yīng)用效果

國內(nèi)外已投入大量力量對破壁酵母粉主要成分的應(yīng)用效果進行了研究。Danny M. Hooge（2004）研究表明，在火雞日糧中添加酵母細胞壁甘露寡糖（MOS），可使火雞重量增加2.09%，死亡率降低25.13%，添加量在0.05%～0.2%之間無明顯變化，比添加抗生素對照組效果要好。閻桂玲等（2008）研究了啤酒酵母甘露寡糖對肉仔雞腸道微生物和機體免疫機能的影響，結(jié)果表明：添加酵母甘露寡糖減少了盲腸內(nèi)大腸桿菌數(shù)量（為對照的28.95%）和沙門氏菌的數(shù)量（29.50%）（P＜0.01）；0.05%和0.10%添加量可以促進雙歧桿菌生長（分別提高11.98%和10.54%）（P＜0.01）；0.1%添加量提高了淋巴細胞對ConA的反應(yīng)性（P＜0.05），并提高了巨噬細胞的吞噬力（P＜0.05）。S.Firmin等（2010）研究表明酵母細胞壁多糖能顯著降低單胃動物飼料中毒枝菌素的量。遲淑艷等（2006）在羅非魚飼料中分別添加不同水平的β-葡聚糖注射嗜水氣單胞菌7d后，對照組的存活率僅為25%，β-葡聚糖添加組的存活率在60%～70%，1.0%β-葡聚糖添加組可以顯著提高奧尼羅非魚頭腎組織酸性磷酸酶（ACP）和溶菌酶（LSZ）的活性，結(jié)果表明在全雄奧尼羅非魚飼料中添加1.0%～1.5%的β-葡聚糖可以明顯改善其生長性能和抗嗜水氣單胞菌感染的能力。高海等（2009）研究了外源性核酸對感染傳染性法氏囊病毒（IBDV）雛雞免疫功能和抗氧化能力的影響，結(jié)果表明日糧中添加不同劑量的核酸均可提高T淋巴細胞轉(zhuǎn)化率和T淋巴細胞數(shù)，法氏囊和脾臟的相對質(zhì)量均明顯增加，并能促進法氏囊和脾臟的快速發(fā)育，增強白細胞的吞噬功能；并可顯著提高雞血清中SOD和GSH-Px活性；因此，核酸能補償IBDV對雛雞免疫系統(tǒng)的抑制作用，具有一定的抗氧化能力，而且能促進雛雞修復(fù)組織損傷。

3小結(jié)

目前發(fā)現(xiàn)的攜帶抗性基因NDM-1的超級細菌再次敲響了抗生素濫用的警鐘，現(xiàn)在我國生產(chǎn)的抗生素約一半用于畜牧業(yè)，給我國畜牧業(yè)的發(fā)展和人類健康帶了諸多問題和挑戰(zhàn)，研究開發(fā)新型飼料添加劑以替代抗生素是當(dāng)前迫切需要解決的問題。破壁酵母粉是一種天然、綠色的生物產(chǎn)品，在維護動物胃腸道生態(tài)平衡、提高動物免疫力和改善動物繁殖性能等方面具有良好的應(yīng)用前景，采用生物技術(shù)開發(fā)酵母類產(chǎn)品及其應(yīng)用研究已成為飼料工業(yè)一個活躍領(lǐng)域。然而，我國產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，魚目混珠的也較多，嚴重擾亂了市場秩序，給用戶也造成巨大損失，因此，國家相關(guān)部門需制定相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量標準和有效的檢測方法，加強對產(chǎn)品質(zhì)量和市場的監(jiān)管力度，同時，企業(yè)應(yīng)加大研發(fā)力度，不斷開發(fā)新產(chǎn)品和改進生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品競爭力，縮短與國際上的差距。

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