酵母培养物的研究与应用进展

赵川东，刘茂锋，曹 杰，朱廷恒，章亭洲，2*

（1.浙江科峰生物技术有限公司，浙江 海宁 314423；2.浙江工商大学，杭州 310035；3.浙江工业大学，杭州 310014）

酵母培养物（YC）是指利用酵母菌在一定的条件（温度、pH、溶氧等）下，将配制好的培养基充分发酵后得到的一种新型饲料添加剂。酵母培养物主要成分为活性酵母细胞、酵母代谢产物和发酵后的变异培养基，并且富含小肽、氨基酸、维生素、有机酸、生物酶和酵母细胞壁多糖以及有益畜禽生长的“未知生长因子”[1]。酵母培养物由于具有无毒副作用、营养物质丰富、易消化吸收、不产生耐药性、提高动物免疫力等优点，在畜牧水产养殖业中得到广泛应用。

1 酵母培养物主要成分及其功能

酵母是一类非丝状真核微生物，兼性厌氧生长，以无性繁殖为主，在一定条件下产生孢子。常用的酵母种类有产朊假丝酵母、啤酒酵母、乳酸克鲁维酵母和卡氏酵母。目前酵母培养物产品主要分为：以酵母活细胞为主的产品，富含大量活性酵母，能够耐受高温和强酸，在饲料制粒和胃酸环境能够有效保持活性，另外还有含酵母代谢产物为主的产品。新型酵母培养物产品——益康宝，酵母活菌数达100亿个·g-1，β-葡聚糖含量＞3%，富含大量小肽和氨基酸等代谢产物，能有效提高动物免疫力，具有很好的饲用效果[2]。酵母培养物广泛应用于畜牧水产行业，能显著提高饲养动物的免疫力，因此有必要对其有效成分和功效进行分析，以便更好的应用酵母培养物。

1.1 酵母活细胞

酵母属于兼性厌氧菌，干酵母中约含有40%的蛋白质，是优质的蛋白质和氨基酸来源，是赖氨酸含量较低谷物的有效补充物。酵母细胞内含丰富的酶类，例如蛋白质酶、淀粉酶、纤维素酶及植酸酶等。这些酶类可将淀粉、纤维素水解成小分子糖、氨基酸、醇类等易被消化和吸收的低分子物质[3]。酵母细胞对胃酸具有良好的耐受性，能够进入动物胃肠道，消耗胃肠道的氧气，制造厌氧环境，代谢酸性物质，降低肠道pH，从而促进有益菌群的繁殖，抑制有害菌的生长，改善动物消化道微生态平衡，刺激消化器官发育和刺激免疫机能。

1.2 酵母细胞壁多糖

酵母细胞壁能增强机体免疫力，提高动物的生产性能。酵母细胞壁是维持细胞形态和细胞与细胞间识别的重要细胞结构，占整个细胞干重20%～30%，主要由β-葡聚糖（57.0%）、甘露寡糖（6.6%）、糖蛋白（22.0%）和几丁质组成，酵母细胞壁的功能性成分主要为β-葡聚糖和甘露聚糖。目前国外对酵母细胞壁多糖研究比较多，而我国相对较少[4]。

β-葡聚糖是一种葡萄糖聚合物，通常由10～20个单糖以 β-1，3键和 β-1，6键相连组成，β-葡聚糖呈螺旋形结构，这种特殊的构型能刺激动物免疫系统，提高动物免疫力[5]。β-葡聚糖在消化道中不可溶、不吸收、也不产生黏性，是免疫反应的基质。β-葡聚糖刺激体内网状内皮系统（RES），产生大量巨噬细胞，通过其巨噬作用吸收、破坏、清除体内损伤、衰老和死亡的病原微生物，提高动物的免疫功能，故又将β-葡聚糖称为免疫多糖。在动物日粮中添加一定量的β-葡聚糖可降低动物机体外周淋巴细胞的转化率[6]。有利于保持消化道微生态的稳定，降低应激性，提高饲料报酬，因此，β-葡聚糖在畜牧业的应用对于提高畜牧生产水平具有重要意义。甘露聚糖（MOS）主链由约50个α-甘露糖键以 α-1，6键构成，主链上联结有 α-1，2 和α-1，3键及数目不等的甘露糖侧链。甘露聚糖具有清除胃肠道基质的功能，因其结构与病原菌受体相似，并与凝集素有很强的结合能力[7]。甘露聚糖与凝集素结合，会干扰肠道病原体在肠道的定植，进而降低病原体的危害。甘露寡糖还可促进细胞因子的释放，激活机体体液和细胞免疫。

1.3 细胞内容物

细胞内容物中含蛋白质、氨基酸、维生素、微量元素螯合物、核酸等多种成分。酵母细胞的核酸含量丰富，达8%～12%[8]。发酵过程中，酵母细胞自溶，包裹在酵母细胞壁中的核酸释放降解在酵母培养物中。饲喂酵母培养物是动物补充核酸最佳途径，能迅速补充动物自身合成核苷酸的严重不足，促进小肠发育，增加肠绒毛长度和肠壁厚度，改善肠道吸收能力，降低腹泻率。潘树德等研究发现，添加酵母核酸后，在断奶28 d仔猪日粮中添加不同水平酵母核酸均能提高仔猪日采食量，与对照组相比，饲用酵母核酸能有效提高仔猪小肠中双歧杆菌、乳酸菌数量，降低回肠和盲肠中大肠杆菌数量，随着酵母核酸含量增加日采食量有升高趋势[9]。

1.4 变性培养基

变性培养基是指酵母发酵培养基后的残余成分，富含小肽、酶类及其他未知因子等，营养价值很高。小肽是指含2或3个氨基酸残基的一类化合物。根据其功能分为营养性小肽和功能性小肽[10]。营养性小肽为蛋白质合成提供氮架，功能性小肽则参与调节动物的某些生理活动。小肽可完整地通过肠黏膜细胞进入机体循环，且具有速度快、耗能低、载体不易饱和等特点，从而减少氨基酸间的相互竞争，加速蛋白质的合成。因此，酵母培养物中的小肽类物质可直接被动物吸收和利用，不仅可以促进氨基酸吸收，还可协助矿物元素吸收。而部分功能性小肽（如谷胱甘肽等）具有调节机体生理活动和提高免疫的作用。

2 酵母培养物的应用

2.1 在反刍动物中的应用

在日粮中添加酵母培养物能够改善饲料适口性，增加反刍动物采食量；促进反刍动物对营养物质的消化、吸收；促进瘤胃发酵，使瘤胃内无机氮源更多地转化为菌体蛋白，从而提高消化率及菌体蛋白合成效率，具有显著的增乳效果。Medina等试验发现，给反刍动物饲喂酵母培养物能极显著地降低瘤胃内氨的浓度[11]。酵母培养物对不同泌乳时的奶牛均有良好的效果，对提高奶牛生产性能均有不同程度的作用。在产奶初期添加酵母培养物，能显著提高奶牛的饲料消化率，提高奶牛泌乳的产量和质量。Galyean等采用体外瘤胃添加不同酵母培养物进行发酵试验，处理组显著提高了奶牛瘤胃的丁酸和总挥发性脂肪酸的浓度，增加乙酸和丙酸的比例及提高丁酸的产量，维护有益菌群的优势，保持瘤胃中微生态体系的平衡[12]。

2.2 在单胃动物中的应用

在禽类和猪的日粮中添加酵母培养物，不仅能促进其肠道吸收，还可减少动物应激，提高免疫力，保证动物的生产水平。酵母培养物可缓解母猪产仔前后以及哺乳期间的生理应激反应，提高母猪的泌乳量，恢复胃肠道菌群的代谢平衡和改善内环境及促进各类消化因子的内分泌水平，预防便秘现象和减少粪便中有害细菌的数量以降低仔猪受感染的几率。在生长猪的日粮中添加酵母培养物，可提高粗纤维表观消化率和日增重。在母猪妊娠期和哺乳期日粮中添加酵母培养物，能显著提高哺乳仔猪断奶个体重，增强仔猪体质。吴永绍等在猪日粮中添加酵母培养物0.1%、0.2%，与对照组相比，酵母培养物0.1%组健仔率差异不显著（P＞0.05），酵母培养物 0.2%组差异显著（P＜0.05），酵母培养物0.1%、0.2%组仔猪断奶重分别比对照组提高11.92%（P＜0.01），7.08%（P＜0.05），日增重分别提高 14.78%（P＜0.01），11.68%（P＜0.05），仔猪成活率分别提高 9.13%（P＜0.05），6.87%（P＜0.05），断奶窝重分别提高24.44%（P＜0.01），21.14%（P＜0.01），说明在母猪妊娠后期及泌乳期饲粮中添加酵母培养物可以提高母猪繁殖性能及哺乳仔猪生长性能[13]。

饲用酵母培养物能显著提高肉鸡的成活率，调节肠道微生态，增强机体抗氧化功能和降低体内总胆固醇含量。周淑芹在肉仔鸡日粮中添加酵母培养物0.3%，显著改善了肉仔鸡生长性能，显著提高肉仔鸡肠道内双歧杆菌数量，降低盲肠中大肠杆菌数量[14]。

2.3 在水产养殖中的应用

水生动物与微生物关系更为密切，并且受环境应激因素的影响较大。曹俊明等报道，在鲤鱼饲料中添加酵母培养物0.5%，可显著降低水体中的磷酸盐和氨氮浓度，为鲤鱼的生长提供良好的水质环境，降低疾病发生率，提高鲤鱼生长速度和鱼虾群体的整齐度，同时也能改善水质，改善池水中浮游植物和浮游动物生物量[15]。

3 展 望

酵母培养物对于改善动物生产性能和降低养殖成本有着十分积极的意义，但目前此类产品质量参差不齐，使用效果也不稳定，亟需开发质优价廉的品牌性产品。应加强对酵母培养物作用机理的深入研究；研发新型酵母菌，充分利用丰富的酵母菌资源进行开发和应用的研究，利用基因工程等手段获得高产核酸或者细胞壁多糖等功能性物质的菌株；优化发酵工艺，包括液体发酵工艺和固体发酵工艺，研究发酵培养基的成分，提高目的产物的表达；建立一种快速有效的检测手段，能够定量定性分析酵母培养物的有效成分，以便于出台相关行业标准，规范市场。随着对酵母培养物研究的深入，其作用机理将会越来越清楚，其使用效果也会越来越好，并且开发、应用也将会越来越广泛。

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