釀酒酵母破壁酵母粉的研究與應(yīng)用概況
釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）是單細(xì)胞微生物，被公認(rèn)為是安全的微生物飼料添加劑。在上世紀(jì)80年代，酵母主要作為單細(xì)胞蛋白（single cell protein，簡(jiǎn)稱SCP）使用，用作反芻動(dòng)物的蛋白質(zhì)補(bǔ)充飼料，是酵母類(lèi)產(chǎn)品的初期產(chǎn)品。酵母細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)豐富，單細(xì)胞蛋白曾被廣泛應(yīng)用，但酵母細(xì)胞壁較厚，且成分復(fù)雜，在動(dòng)物體內(nèi)不能被有效降解，因此蛋白利用率低，而酵母細(xì)胞內(nèi)其它營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生理活性物質(zhì)更難以被動(dòng)物有效吸收利用，大部分酵母細(xì)胞作為廢棄物被排出動(dòng)物體外。
破壁酵母粉是針對(duì)上述缺陷設(shè)計(jì)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(xì)胞壁，使酵母細(xì)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(xì)胞經(jīng)破碎后，細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸、維生素等營(yíng)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(xì)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(yíng)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(qiáng)機(jī)體免疫力、提供豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而達(dá)到防治消化道疾病和促進(jìn)生長(zhǎng)等多重作用，具有無(wú)毒、無(wú)副作用、無(wú)污染、不產(chǎn)生抗藥性等特點(diǎn)，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(duì)破壁酵母粉的作用機(jī)理及應(yīng)用效果做了簡(jiǎn)述。
1 破壁酵母粉的作用機(jī)理
1.1 保持動(dòng)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(dòng)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(wú)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(dòng)物消化道的菌群結(jié)構(gòu)，也能起到維護(hù)動(dòng)物腸道微生態(tài)平衡的作用，其作用機(jī)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(xì)菌提供甘露糖源，細(xì)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(qiáng)動(dòng)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(dòng)物免疫水平的作用。酵母細(xì)胞壁β-葡聚糖能刺激動(dòng)物體產(chǎn)生對(duì)機(jī)體免疫功能起關(guān)鍵作用的巨嗜細(xì)胞，可清除體內(nèi)損傷、衰亡的細(xì)胞和侵入體內(nèi)的病原微生物。甘露聚糖通過(guò)提高免疫球蛋白水平，改善巨噬細(xì)胞活性等提高機(jī)體免疫力。核苷酸在維持機(jī)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(yíng)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(duì)于淋巴細(xì)胞增殖及正常發(fā)揮起著重要作用。
1.3 消除動(dòng)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(duì)抗與阻斷因氧自由基對(duì)細(xì)胞造成的損害，并及時(shí)修復(fù)受損細(xì)胞。谷胱甘肽在酵母細(xì)胞內(nèi)含量較高，可消除自由基，能起到強(qiáng)有力的保護(hù)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(jìn)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(hù)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(xì)胞壁多糖成分β-葡聚糖作為膳食纖維有助于胃腸的蠕動(dòng)，可促進(jìn)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(yíng)養(yǎng)豐富
酵母細(xì)胞富含畜禽生長(zhǎng)需要的多種營(yíng)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(dá)到45%～60%，可以和大豆蛋白相媲美；氨基酸組成合理，動(dòng)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(duì)賴氨酸含量較低的谷物是非常有效的補(bǔ)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(rèn)為是天然B族維生素的豐富來(lái)源，VB2以結(jié)合形式存在，動(dòng)物體對(duì)其吸收率可達(dá)60%以上，是一種理想的VB2補(bǔ)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(dòng)物提供多種營(yíng)養(yǎng)成分。
2 破壁酵母粉應(yīng)用效果
國(guó)內(nèi)外已投入大量力量對(duì)破壁酵母粉主要成分的應(yīng)用效果進(jìn)行了研究。Danny M. Hooge（2004）研究表明，在火雞日糧中添加酵母細(xì)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(wú)明顯變化，比添加抗生素對(duì)照組效果要好。閻桂玲等（2008）研究了啤酒酵母甘露寡糖對(duì)肉仔雞腸道微生物和機(jī)體免疫機(jī)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(duì)照的28.95%）和沙門(mén)氏菌的數(shù)量（29.50%）（P＜0.01）；0.05%和0.10%添加量可以促進(jìn)雙歧桿菌生長(zhǎng)（分別提高11.98%和10.54%）（P＜0.01）；0.1%添加量提高了淋巴細(xì)胞對(duì)ConA的反應(yīng)性（P＜0.05），并提高了巨噬細(xì)胞的吞噬力（P＜0.05）。S.Firmin等（2010）研究表明酵母細(xì)胞壁多糖能顯著降低單胃動(dòng)物飼料中毒枝菌素的量。遲淑艷等（2006）在羅非魚(yú)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(duì)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(yú)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(yú)飼料中添加1.0%～1.5%的β-葡聚糖可以明顯改善其生長(zhǎng)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(duì)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(xì)胞轉(zhuǎn)化率和T淋巴細(xì)胞數(shù)，法氏囊和脾臟的相對(duì)質(zhì)量均明顯增加，并能促進(jìn)法氏囊和脾臟的快速發(fā)育，增強(qiáng)白細(xì)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(bǔ)償IBDV對(duì)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(jìn)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(jí)細(xì)菌再次敲響了抗生素濫用的警鐘，現(xiàn)在我國(guó)生產(chǎn)的抗生素約一半用于畜牧業(yè)，給我國(guó)畜牧業(yè)的發(fā)展和人類(lèi)健康帶了諸多問(wèn)題和挑戰(zhàn)，研究開(kāi)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(wèn)題。破壁酵母粉是一種天然、綠色的生物產(chǎn)品，在維護(hù)動(dòng)物胃腸道生態(tài)平衡、提高動(dòng)物免疫力和改善動(dòng)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(kāi)發(fā)酵母類(lèi)產(chǎn)品及其應(yīng)用研究已成為飼料工業(yè)一個(gè)活躍領(lǐng)域。然而，我國(guó)產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，魚(yú)目混珠的也較多，嚴(yán)重?cái)_亂了市場(chǎng)秩序，給用戶也造成巨大損失，因此，國(guó)家相關(guān)部門(mén)需制定相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和有效的檢測(cè)方法，加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)的監(jiān)管力度，同時(shí)，企業(yè)應(yīng)加大研發(fā)力度，不斷開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品和改進(jìn)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(jìng)爭(zhēng)力，縮短與國(guó)際上的差距。
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