酵母培养物在动物营养方面的研究进展及应用

陌生王子

20世纪40年代以来,在养殖业和饲料工业的生产过程中,由于长期广泛地使用防病促生长的化学药物及抗生素等饲料添加剂,使动物胃肠道正常菌群失调,不仅产生了对药物的耐药性,而且药物残留问题也给动物和人类的健康带来了危害.如今,人们崇尚绿色食品、保健食品,迫切要求在不降低养殖业生产水平的条件下,能用“绿色”添加剂替代抗生素等药物.因此,饲用微生物的开发应用随之引起各国的重视,微生态制剂、酶制剂、低聚糖、中草药添加剂等天然添加剂应运而生.其中,酵母培养物就是微生态制剂中的1种.

1　酵母培养物的应用概况

  酵母培养物(ｙｅａｓｔｃｕｌｔｕｒｅ,简称ＹＣ),在养殖业生产中作为饲料应用起源于20世纪20年代,最早的报道是1925年Ｅｃｋｌｅｓ和Ｗｉｌｌｉａｍｓ将其用作泌乳牛的蛋白质补充饲料,以改善动物的生产性能.20世纪40～50年代,开始在反刍动物饲粮中少量添加酵母培养物,以提高阉牛增重量和奶牛产奶量.至1981年巴黎第3次国际单细胞蛋白质会议之后,世界各国均把开发单细胞蛋白质作为解决蛋白质资源不足的1个有效措施来大力发展,使其在短期内取得了突破性进展.酵母培养物作为饲料添加剂,起着营养和保健双重作用.近10ａ来,酵母培养物日益受到国内、外养殖业的重视,国外ＤｉａｍｏｎｄＶＭｉｌｌＥｎｔｅｒｐｒｉｓｅ,Ｂｉｏｚｙｍｅ和Ａｌｌｔｅｃｈ等大公司都陆续开发了一系列酵母培养物产品.在美国,酵母培养物已被作为1种常规的饲料成分得到了广泛的应用.国内一些酵母培养物生产厂家也相继出现.目前,国内外许多研究表明,酵母培养物不但营养丰富,而且含有“未知生长因子”及多种免疫因子,可调节胃肠道微生物区系平衡,无毒无副作用,无残留污染,不产生耐药性,是1种“绿色”的生物活性饲料添加剂.

2　酵母培养物的营养成分及生产工艺

2.1　营养成分酵母培养物

  通常是指固体或液体培养基经发酵菌发酵后,含有培养物和酵母菌的混合物,营养十分丰富,除含有我们所熟知的Ｂ族维生素、矿物质、消化酶、有机酸、寡糖、促生长因子和较齐全的氨基酸之外还含有许多人们所不熟悉的“未知生长因子”.它能通过促进动物胃肠道有益微生物的生长,调整胃肠道微生态平衡来提高动物对饲料的消化能力,保持动物机体的健康,提高机体免疫力,促进动物生长.王传槐等所在的课题组曾做过杨树叶生物转化研究的课题.从分析结果可以看出:经微生物发酵后的杨树叶酵母培养物,其氨基酸总量增加了92.5%,其中具有高营养价值的胱氨酸增长率高达2～3倍.酵母培养物还含有对侵入动物体内的微生物进行防御的葡聚糖和吸附病原菌,以及调节免疫机能的甘露寡糖.

2.2　生产工艺目前,一般采用较为理想的液固态结合发酵工艺.从酵母菌的生物学特性上看,适宜的培养基中蛋白质含量应为10%～20%,蛋白质过高的培养基并不能产生高蛋白含量的产品.ＤｉａｍｏｎｄＶ和Ｙｅａ ｓａｃｅ等国外酵母培养物产品蛋白含量都低于20%[5].生产过程是从对少量的酵母菌株进行接种繁殖开始的,酵母菌在营养物质中并且在具有充足氧气的环境下,以指数级递增,生长繁殖的效率相当高.

3　酵母培养物的作用机理

  综合国内外研究结果],酵母培养物对动物生产有着不可忽视的作用:可增加动物营养,提高饲料适口性;提高动物对粗蛋白、粗纤维、维生素、矿物质等各种营养成分及能量的消化、吸收、利用,促进生长;调节动物体内微生态平衡,促进肠胃有益菌群的生长,抑制病菌,提高动物免疫力;提高小动物存活率和动物的生产性能;改善水质和养殖鱼类的肉质,降低泥腥味等,同时不产生毒副作用,无药物残留及环境污染,能达到经济效益、社会效益、生态效益的统一.酵母培养物的作用机理尚不十分清楚.但根据大量研究结果分析,其对于提高动产性能及增强动物免疫力的机制如下:

1)提高动物生产性能机制.Ｎｅｗｂｏｌｄ,Ｄａｗｓｏｎ,Ｗａｌｌａｃｅ及国内外大量研究都揭示了酵母培养物提高动物生产性能的机制.酵母培养物通过向动物体内的微生物菌群提供营养底物来改善胃肠道环境,加速微生物的新陈代谢,调整菌群结构,刺激乳酸利用菌活性,提高其乳酸利用能力,减少乳酸盐的产生,提高ｐＨ的稳定性.稳定的ｐＨ又能增加酵母菌、乳酸菌、纤维菌等有益菌的有效浓度,特别是对纤维消化菌的生长有明显的促进作用.能够促进胃肠道对饲料营养物质的分解、合成、消化、吸收和利用,从而增加动物采食量,提高动物对营养物质的利用率,促进生长,使动物的生产性能得到较高水平的发挥.

2)增强动物免疫力机制.酵母菌作为活的细菌前体进入胃肠道后繁殖和活力增强.酵母细胞壁主要由葡聚糖、甘露聚糖、糖蛋白和几丁质组成,邵明丽等,Ｐｅｔｅｒｓｐｒｉｎｇ.岳支华等,岳支华、曾建民等都认为酵母细胞壁中所含的1种甘露寡糖(ＭＯＳ)可极大地影响动物的免疫系统,吸附和抑制胃肠道病原菌,调节非免疫防御机制,防止毒素和废物的吸收,排斥病原性微生物在胃肠粘膜表面的附着;可诱导刺激机体产生细胞免疫和体液免疫,调节免疫防御机制.因此,酵母细胞壁不但可激发、增强机体的免疫力和抗病力,还可维护胃肠道微生态平衡,选择性促进胃肠道有益菌群增殖,抑制有害菌的繁殖.

4　酵母培养物的应用

4.1　在牛生产中的应用

1)奶牛.酵母培养物能够促进瘤胃发酵,使氨细菌、蛋白质合成细菌及纤维菌等大量繁殖生长,从而提高饲料粗纤维消化率及细菌利用非蛋白氮(ＮＰＮ)合成菌体蛋白的效率,因此,具有显著的增乳效果.进入泌乳期的奶牛,采食量上升的速度滞后于产奶量的上升速度,导致奶牛出现能量负平衡现象,因此,提高奶牛采食量,尽可能减少因能量负平衡对奶牛生产和健康所带来的不良影响,对保证奶牛在整个泌乳期的高产、稳产是相当关键的.Ｎｅｗｂｏｌｄ认为添加酵母培养物可以增加采食量,能为增加产奶量提供足够的能量,使奶牛生产性能得以提高.魏时来的研究结果表明:在奶牛饲粮中每头每ｄ补加60ｇ益康“ＸＰ”酵母培养物,对泌乳早期奶牛具有明显的增乳效果,泌乳早期添加益康“ＸＰ”酵母培养物可使日均产乳量增加0.48～1.74ｋｇ,日均增乳1.13ｋｇ,同时乳稠度提高.Ｗａｌｌａｃｅ也曾综合18个研究结果后报道:饲喂酵母培养物平均产奶量提高7.8%.酵母培养物添加不但能起到增乳效果,而且能使乳脂率提高5.77%～33.46%.乳蛋白率略有增加,乳糖含量有增有降,总固形物显著增加.在同1菌种,同1饲喂浓度的情况下,酵母培养物的作用效果与动物生理期、饲粮类型、生产水平等因素密切相关.Ｈａｒｒｉｓｏｎ等报道,泌乳早中期(104ｄ)添加酵母培养物比泌乳晚期添加效果显著,而以泌乳中期添加效果更显著.Ｗｏｈｌｔ等报道,给泌乳早中期奶牛添加酵母培养物,可使奶产量增加4.4%,并且泌乳高峰提前.饲粮类型对酵母培养物作用效果的影响很大,Ｗｉｌｌｉａｍｓ研究发现:当饲粮的精粗比增加时,特别是对易发酵碳水化合物含量高的饲粮,添加酵母培养物对提高产奶量的效果更加明显.其中当粗饲料为稻草时,产奶量增加17.5%,而为干草时,增加12.2%.Ｙｏｏｎ等认为,当饲粮中可利用养分较高时,酵母培养物添加的效果不显著.Ｗｉｌｌｉａｍｓ等给奶牛添加酵母培养物对其体重没有显著影响,但增重有增加趋势.

2)肉牛及犊牛.酵母培养物能够为动物瘤胃中的纤维分解菌提供丰富的营养源,并因此提高动物对粗饲料的消化能力.Ｏｌｓｏｎ等报道,酵母培养物添加可增加牧牛随意采食量.许多试验均表明,在饲粮中使用酵母培养物,可使犊牛增重12%～13%,肉牛增重5%～8%[4].Ｂｅｅｓｏｎ和Ｐｅｒｒｙ报道,在青贮料加精料的饲粮中添加酵母培养物,可使肉牛体重提高6.9%.可见,酵母培养物能明显改善肉牛生产性能.

4.2　在猪生产上的应用在猪饲粮中添加酵母培养物,可促进饲料消化吸收,能较显著地提高其生长速度,降低饲养成本.何云娟以蛋白成分基本相等的ＴＨＢ活性饲料酵母代替50%或100%进口鱼粉养猪,可使猪平均日增重提高5.71%～19.03%,饲料利用率提高2.1%～3.93%[4,5].4.3　在鸡生产上的应用酵母培养物在鸡生产性能的提高上也有着不可忽视的作用.刘敏华等[27]研究表明,鸡对ＴＨＢ活性酵母蛋白饲料的氨基酸真实消化率和进口鱼粉相当.其中赖氨酸的真实消化率明显高于进口鱼粉.该产品的真实可消化氨基酸含量也接近进口鱼粉.其中,可消化色氨酸还具一定优势,ＴＨＢ酵母饲料总氨基酸的表观消化率为82.3%,高于秘鲁鱼粉相应值78.4%.金桩[28]用活性酵母饲料等量代替育成鸡饲粮中的部分鱼粉时,增重效果较好.如果全部代替,则影响鸡的正常发育.说明酵母培养物蛋白质含量高,氨基酸种类齐全,比例适当,易于消化吸收,是1种很有利用前景的饲料来源.

4.4　在鱼、虾等水产动物生产上的应用

  许多研究表明,酵母培养物在水产动物生产上主要有以下几方面作用:促进营养物质的消化吸收,促进生长;增重加快,可以降低饲料系数,提高饲料利用率;增强机体免疫力和抗病能力,可作为鲑、鳟鱼类潜在着色剂;作为鱼虾等水产动物饲料时,其营养要求的最大特点是蛋白质含量比畜禽高,鱼类摄取蛋白质除了构成鱼体蛋白质以外,还要作为能量消耗.鱼类饲料中蛋白质含量要求比畜禽配合饲料中的蛋白质含量高2～4倍,应达到35%～45%.因此,用酵母培养物作为鱼、虾等水产动物的饲料蛋白来源,可降低饲料成本,提高水产养殖的经济效益.赵林果等用农林废弃物制备酵母培养物进行鳊、淡水白鲳的饲养试验.结果表明,饲养鳊,酵母培养物添加量为5%时,月增长率最高,达到37.9%,饲料系数最低;当添加量高于或低于5%时,月增长率都会下降(见表1).对于淡水白鲳,当酵母培养物添加量为15%,20%时,月增长率均为150%,饲料系数下降到0.89(见表2).可见,不同种鱼酵母培养物的最适添加量是不同的.



　　刘哲等进行了酵母培养物对建鲤生长性能影响的研究.结果表明,酵母培养物添加量为5%时,对建鲤的生长有明显的促进作用;程光平等用酵母蛋白代替鱼粉饲养胡子鲇试验表明,饲粮中酵母蛋白用量以10%～15%为宜.该比例在保持增重率等指标与“全鱼粉”饲粮相当的同时,每增重1ｋｇ鱼比“全鱼粉”饲料节约成本1.25元左右,经济效益可观;吴新民等在对虾饲料中应用活性酵母结果表明,虽然对主要营养成分提高不太显著,但可提高饲料利用率,还可促进虾体的生长发育,尤其对6～7ｃｍ以上的对虾效果最明显.由于酵母培养物含丰富的类胡萝卜素、虾青素,因此,可作为鲑、鳟鱼类的潜在着色剂,水解酵母细胞释放的虾青素可被动物完全吸收,可有效地加强鲑、鳟鱼类的肉色,提高其商品价值.

5　结　　语

  目前,蛋白质资源缺乏的问题日益突出,酵母培养物作为1种很有开发潜力的蛋白源,其发展前景十分广阔.将来,随着研究的不断深入,酵母培养物的作用机理会越来越清晰.今后将针对某些酵母培养物细胞壁较厚,不易消化,提高产品质量,降低产品成本等亟待解决的问题进行研究,不断改进生产工艺,生产出对动物生产发挥更大作用的新一代酵母培养物产品.

闫红亮

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