刘 雨,陈 霞,宋 琦,胡发明,马兴群
(山东祥维斯生物科技有限公司,山东 潍坊 261061)
海洋红酵母是海洋中自然存在的一种单细胞酵母品系,是红酵母属真菌,也是一类抗逆性较强的腐生菌。海洋红酵母呈圆形或卵圆形,菌落红色,无性繁殖,多极出芽,无酒精发酵能力[1-2]。研究表明,海洋红酵母富含蛋白质、肝糖、不饱和脂肪酸、动物幼体生长激素和以虾青素为主的类胡萝卜素,有较好的耐盐性,是优良的虾青素生产菌和极具潜力的动物饲料蛋白质和食品添加剂,同时又是天然色素源,因此开发海洋红酵母产品具有重要意义[3-4]。此外,海洋红酵母还具有培养周期短、适应能力强、成本低等优点,使其在医药、食品、化工和农业等方面得到了越来越广泛的重视。
海洋红酵母为椭圆形的红色单细胞,约为4~6 μm,悬浮性好,非常适宜作为海产动物幼体的开口饵料和整个幼体时期的补充性饵料。与海产动物幼体培养过程中其他代用饵料如蛋黄、干酵母和藻粉等相比具有营养稳定、在海水中分散均匀、不易沉淀等优点,即不污染水体,又提高了饵料的利用率,是幼体培育中最佳的活性饵料[5]。此外,海洋红酵母含有丰富的菌体蛋白(占干重的30%~50%)、B族维生素和不饱和脂肪酸,而且在生长过程中还能够分泌多种高活性消化酶,产生多种维生素和未知生长因子,可以促进食物的消化吸收及动物的生长。
酵母细胞壁厚度为25~70 nm,重量约占细胞干重的25%,主要成分是葡聚糖、甘露寡糖、糖蛋白和几丁质,其中的活性成分葡聚糖和甘露寡糖具有刺激细胞免疫和体液免疫、促进有益菌生长、抑制有害菌生长的作用[6-7]。β-1,3-D-葡聚糖对异体宿主防御系统具有较强的诱导和活化作用,是一类活性强、毒副作用低的良好生物应答效应物,对肿瘤、感染等疾病具有治疗作用。甘露聚糖具有抗肿瘤、抗癌、抗感染的作用,又可作为药物的良好载体,并与食品工业关系密切[8]。生产实践证明,酵母细胞提取物是一种很好的免疫刺激剂和有益菌增生剂,因此可用以生产绿色免疫饲料添加剂[9]。
类胡萝卜素是水产动物体内的主要色素物质,类胡萝卜素主要包括β-胡萝卜素、虾青素,具有预防血管硬化、抑制肿瘤发生、增加宿主免疫力和抗氧化能力等功能,已被FAO和WHO等国际组织认定为A类营养色素,并在50多个国家和地区获准作为营养、着色双重功用的食品添加剂[10]。研究结果证实,富含类胡萝卜素的物质不仅能增加鱼、虾等水产养殖动物的光泽,加深对虾的体色,而且还能促进对虾生长[11]。β-胡萝卜素分子不仅是维生素A的前体,而且可以保护机体组织免受自由基和自由射线的毒害作用[12]。另外,类胡萝卜素作为饲料添加剂,可有效改善动物营养状况,改善蛋黄、畜禽肉类及皮肤等的色泽。类胡萝卜素能增强动物的繁殖性能和免疫功能[13]。在家禽体内,类胡萝卜素沉积于爪及皮下脂肪中使其着色,提高家禽胴体品质。在产蛋家禽的体内类胡萝卜素沉积于卵黄中,不仅使蛋黄的颜色更加鲜艳,蛋的营养价值也大幅提高。红酵母所产生的胡萝卜素还能提高养殖动物的产量并提高其抗病性。
在海洋红酵母产生的虾青素结构中,含有很长的共轭双键,有羟基和酮基,这些结构是天然虾青素具有超级抗氧化能力的基础,可有效防止体内多不饱和脂肪酸的氧化,去除体内过量的活性氧和自由基,保护白细胞免受损伤,促进抗体的产生,从而增强动物的免疫力。虾青素其抗脂氧化的能力比β胡萝卜素高10倍,比微生素E高100倍。在家禽生产中,虾青素能提高母鸡的产蛋率、促进蛋鸡的健康。同时,在孵化初期的3周内还能促进仔鸡的生长和饲料利用率、降低仔鸡的死亡率、提高孵化率、抵抗沙门氏菌的感染、延长鸡蛋的货架期。虾青素作为饲料添加剂喂猪,可增强公猪的精液体积,提高仔猪的体积和存活率。虾青素还是一种活性的抗胁迫因子,可增进饲养动物和家庭宠物的抗胁迫能力,将极端温度和其他突发环境变化带来的体重丧失和免疫性降低减小到最低。
海洋红酵母是一种腐生菌,可以分解多种物质,是天然海洋环境中的清洁工。海产动物的育苗水体非常适合海洋红酵母的生长繁殖。海洋酵母在育苗水体中能良好地生长,迅速利用水体中的有机物、氨、氮、硫化氮等有害成分,净化水质的效果显著而持久,而且海洋酵母在育苗水体中占有绝对的种群数量优势,可有效地抑制其他有害微生物的生长,起到生物防治的作用,并能降低因大量使用抗生素带来的负面影响。畜禽养殖方面,海洋红酵母作为活酵母益生菌对促进畜禽肠道有益菌群的生长繁殖、调控肠胃发酵、稳定肠道pH、提高肠胃对饲料营养物质的消化和吸收具有重要作用[14-15]。
随着水产养殖业的蓬勃发展,海洋红酵母已被广泛选为鱼、虾、蟹、贝、海参等水产动物幼体浮游期的鲜活饵料。陈昌福等研究证实,在日本对虾幼虾的饵料中定量添加海洋1号红酵母能提高日本对虾幼虾的成活率,促进生长和增强对环境因子的耐受力[16]。薛德林等在养殖水体中添加海洋红酵母,结果能减少和抑制弧菌增殖,降低海参的发病率,提高幼体的变态率和成活率,从而提高海参的产量[17]。杨世平等研究证实,饲料中添加活性沼泽生红冬孢酵母能显著提高凡纳滨对虾肝胰腺中蛋白酶和脂肪酶活性(P<0.05),能显著减少对虾肠道内弧菌数、弧菌和总细菌的比例(P<0.05),改善肠道微生物菌群结构,可作为对虾养殖的益生菌[18]。陈晓明等利用富含虾青素的海洋红酵母喂养金鱼,试验结果表明,海洋红酵母不仅能使鱼体色彩更加鲜艳,并且可以加速其生长[19]。
荣玲等研究了海洋红酵母对哺乳母猪采食量的影响,试验组在哺乳料中添加海洋红酵母1‰,饲喂7 d,结果显示,试验组采食量提高10%[20]。Akida等利用喷雾干燥技术获得高活性海洋深红酵母,用于增补蛋鸡营养的饲料添加剂,结果改善了霍夫曼罗氏鸡蛋的蛋色,增加禽体脂肪及蛋重,加快生长速度,降低死亡率,提高产蛋率和鸡蛋合格率[21]。罗璇等将海洋红酵母细胞壁添加到肉仔鸡饲料中,在一定添加范围下,随着海洋红酵母细胞壁添加量的增加,肉仔鸡的日增重、饲粮转化率、脾脏和法氏囊等免疫器官的相对重量均逐渐增加,并存在正相关的依赖关系,结果表明,海洋红酵母细胞壁是一种良好的免疫饲料添加剂[22]。
海洋红酵母营养全面,适口性好,富含葡聚糖和甘露寡糖等活性成分,含虾青素,安全无毒,能显著提高水产动物幼苗存活率、提高饲料利用率,增强动物体免疫力及肉蛋品质,净化水体,并可减少抗生素用量,是生态养殖的优良添加剂。海洋红酵母培养周期短,对环境要求不苛刻,因此也是理想的天然生物饵料,是健康的微生态活菌制剂。
[1]魏艳敏,钟辉,刘钢,等.中国淡水红酵母(Rhodotorula Harri⁃son)种类调查[J].南开大学学报(自然科学版),1997,30(3):103-105.
[2]李臣,阮榕生,林向阳,等.红酵母的性质及其应用研究[J].农产品加工学刊,2006(5):20-25.
[3]张超,刘军.SCP生产菌海洋红酵母摇瓶培养研究[J].四川轻化工学院学报,2000,13(3):71-74.
[4]Nagahama T,Hamamoto M,Nakase T,et al.Rhodotorula benthica sp.nov.and Rhodotorula calyptogenae sp.nov.,novel yeast spe⁃cies from animals collected from the deep-sea floor,and Rhodo⁃torula lysiniphila sp.Nov,which is related phylogenetically[J].In⁃ternational Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology,2003,53(3):897-903.
[5]夏霄鹤.海洋红酵母——健康的微生态活菌制剂[J].中国校外教育,2009(9):49.
[6]赵芳芳,张日俊.酵母细胞壁生理功能及其应用[J].中国饲料,2003(17):17-18.
[7]李花霞,杨文鸽,徐大伦,等.废酵母中碱不溶性葡聚糖的制备及其理化性质[J].广州食品工业科技,2004,20(4):53-55.
[8]Lipke P N,Ovalle R.Cell Wall Architecture in Yeast:New Struc⁃ture and New Challengest[J].Journal of Bacteriology,1998,180(15):3 735-3 740.
[9]袁森泉.酵母细胞壁提取物在动物生产中的应用[J].饲料世界,2001(2):5-7.
[10]王岁楼.食品生物技术[M].北京:中国海洋出版社,1998.
[11]吕玉华,金征宇.饲料中添加法夫酵母对罗氏沼虾体色及生长状况的影响[J].水产养殖,1999(4):15-18.
[12]杨艳艳,易霞,艾尔肯,等.粘性红圆酵母XJU-1产β-胡萝卜素的研究[J].生物技术,2006,16(3):30-33.
[13]范永仙,许尧兴.微生物生产类胡萝卜素的研究进展[J].食品和发酵工业,2003,29(7):69-74.
[14]杨小萍,李玉斌,张自立.活性干酵母在畜禽生长中的应用[J].饲料博览,2010(11):19-20.
[15]闫轶洁,冯占雨.畜禽饲料中活性酵母产品的应用[J].饲料博览,2010(10):34-37.
[16]陈昌福,姚娟,肖雪生,等.海洋1号红酵母饲养日本对虾幼虾的效果[J].淡水渔业,2004,34(6):55-57.
[17]薛德林,胡江春,王国安,等.海洋胶红酵母、光合细菌、生化黄腐酸在海参育苗和养成中的应用效果[J].腐植酸,2009,22(4):19-24.
[18]杨世平,吴灶和,简纪常.饲料中添加沼泽生红冬孢酵母对凡纳滨对虾消化酶及肠道微生物的影响[J].水产科学,2011,30(7):391-394.
[19]陈晓明,徐学明,金征宇.富含虾青素的法夫酵母对金鱼体色的影响[J].中国水产科学,2004,11(1):70-73.
[20]荣玲.海洋红酵母对哺乳母猪采食量的影响[J].江西畜牧兽医杂志,2011(4):13,19.
[21]Akiba Y,Sato K,Takahashi K.Pigmentation of egg yolk with yeast Phaffia rhodozyma containing high concentration of astaxan⁃thin in laying hens fed on a low-carotenoid diet[J].Nippon Kakin Gakkaishi,2000,37(2):77-85.
[22]罗璇.红酵母中活性成分的研究——类胡萝卜素的工艺优化及红酵母细胞壁的应用[D].武汉:湖北工业大学,2008.