酵母细胞壁在动物生产中的应用

田书音，李　冰（.辽宁省灯塔市柳条寨镇人民政府，辽宁灯塔　307；.辽阳职业技术学院化学工程系，辽宁辽阳　000）



酵母细胞壁在动物生产中的应用

田书音1，李冰2
（1.辽宁省灯塔市柳条寨镇人民政府，辽宁灯塔111307；2.辽阳职业技术学院化学工程系，辽宁辽阳111000）

摘要：酵母细胞壁作为一种无毒害和可取代抗生素的产品，具有提高免疫力、促进生长等多种生物功效，在畜牧业生产中具有广泛的应用前景。随着世界各国纷纷对饲用抗生素进行限制，酵母细胞壁倍受畜禽养殖业的关注。文章针对酵母细胞壁的功能特点及在动物生产中的应用作以综述。

关键词：酵母细胞壁；动物生产；应用

酵母细胞壁是酿酒酵母经液体发酵后得到的菌体，再经自溶或外源酶催化水解或机械破碎后，通过分离获得细胞壁，最后经浓缩、干燥后得到的产品。主要由葡聚糖、甘露寡糖、糖蛋白和几丁质组成，其产品为淡黄色粉末状，无苦味[1]。大量研究表明，酵母细胞壁是当今使用效果较好的免疫增强剂、生长促进剂、应激缓解剂、霉菌吸附剂，同时能够预防和治疗动物的腹泻，补充动物的营养需要，具有提高动物繁殖性能的作用[2]。酵母细胞壁因其天然、高效、无残留、无耐药性等优点，已经得到养殖户的关注和认可。

1　酵母细胞壁的功能成分和特点

酵母细胞壁一般分为3层，中间层是糖蛋白层，另外两层分别为葡聚糖层（约占细胞壁干重的30%～34%）和甘露聚糖层（约占细胞壁干重的30%），这两层多糖也是酵母细胞壁中主要的功能成分。因为酵母细胞壁富含β-葡聚糖和甘露聚糖，所以能够对病毒、细菌和真菌引起的畜禽疫病以及接种、转群、运输和气候变化等引起的应激反应产生非特异性免疫力。

1.1葡聚糖

β-葡聚糖位于酵母细胞壁的内层，通常由10～ 20个单糖组成，是酵母细胞壁行使特殊功能的多糖，β-葡聚糖由D-葡萄糖通过糖苷键结合而成，其相对分子质量为650万～750万，大多数为水溶性或胶质的颗粒[3]。酵母中β-葡聚糖在结构上不同于一般多糖（如淀粉），淀粉多糖以β-1, 4糖苷键连结；而酵母中β-葡聚糖主要以β-1, 3-糖苷键为主链，β-1, 6-糖苷键为支链，空间结构呈立体螺旋结构，在消化道中不可溶、不吸收，也不产生黏性[4]。β-葡聚糖的特殊螺旋构型很易被免疫系统所接受，可参与免疫调节，增强机体非特异性免疫力，从而发挥其生理作用。β-葡聚糖可以通过巨嗜细胞表面的一种特殊蛋白质LECTIN与巨嗜细胞结合后，激活巨嗜细胞，诱导动物机体产生一系列的体液免疫和细胞免疫反应，故也称β-葡聚糖为免疫多糖。动物机体通过吞噬作用吸收、破坏和清除体内损伤、衰老、死亡的自身细胞和侵入体内的病原微生物，增加机体产生自然杀伤细胞，提高动物存活率[5]。

1.2甘露聚糖

甘露聚糖位于酵母细胞壁外层，由约50个α-甘露糖以α-1, 6-糖苷键构成，其相对分子质量为2 万～20万，甘露聚糖主链为单链，其主链上有以α-1, 2-糖苷键和α-1, 3-糖苷键联结数目不等的甘露糖侧链，有些侧链也结合有一些基团，这些基团可能是酵母细胞抗原的决定部位[6]。甘露寡糖（MOS）是由酵母细胞壁中的甘露聚糖通过选择性乙酰解反应，特异性地切断主链的α-1, 6-糖苷键后形成的，其也是动物营养与免疫研究应用中主要的功能性多糖，具有多种生物活性。

MOS主链由α-1, 6-糖苷键结合，支链由1～4个甘露糖以α-1, 2-糖苷键和α-1, 3-糖苷键相连接构成，末端的甘露糖分子又通过β-1, 4-糖苷键与N-乙酰酮二糖相连接，末端结合在蛋白质多肽链中的天冬酰胺处，形成甘露聚糖蛋白质网状结构[7]。MOS化学性质稳定，在pH 2.5～8.0的环境中相对稳定。MOS具有调节动物胃肠道微生态环境、降低胃肠道疾病、激活免疫反应等作用[5]。许多肠道病原菌（大肠杆菌、沙门氏菌等）利用含有D-甘露糖受体的Ⅰ型纤毛附着于肠道表面上，在肠壁上发育繁殖，分泌毒素，从而导致肠道疾病的发生。而MOS可为细菌提供甘露糖源，细菌与MOS结合后，失去了在肠道定植的能力，与MOS一同被排出体外，从而避免了病原菌在肠壁附着，减少肠道内病原菌数量[8]。另外，由于MOS的特殊化学键使得MOS在单胃动物的小肠中不能被消化利用，而是在进入消化道后段被浓缩，可为动物消化道后段菌群选择性发酵利用。某些病原菌如大肠杆菌、沙门氏菌等，以葡萄糖作为主要能源，而有益菌如双歧杆菌、乳酸菌则是以寡糖为主要能源，所以MOS具有促进有益菌繁殖、调节消化道内环境的作用[9]。近年来，研究还表明，MOS可通过物理吸附或直接结合霉菌毒素的方式脱去饲料中的霉菌毒素，而且不影响其他饲料成分。

2　酵母细胞壁在动物生产中的应用

2.1猪

断奶仔猪（21～42日龄）是免疫系统最薄弱的时期，此时发病率和死亡率均较高。断奶仔猪常面临着腹泻、采食量降低、体重减轻等问题，从而导致肠道健康和机体功能严重受损，低剂量抗生素被用于解决保育仔猪断奶后的问题，最近有关细菌对抗生素抵抗力的报道正在鼓励科学家寻找抗生素的代替品[10]。仔猪饲料中添加酵母细胞壁，可以增强仔猪主动免疫功能，进而提高疫苗的免疫效果，增强仔猪的抗病能力和抗应激能力，最终提高仔猪成活率，加快仔猪生长速度[11]。饲喂含酵母多糖1%的颗粒料给28日龄杜×长×大断奶仔猪，饲喂28 d，与对照组相比，日增重提高6.06%，料重比提高4.76%，腹泻率降低50%，降低腹泻率的效果优于抗生素[12]。日粮中添加适量的酵母细胞壁水解物可以改善断奶仔猪的生产性能，其中以添加酵母细胞壁水解物0.2%效果为佳[13]。酵母细胞壁能提高仔猪的非特异性免疫能力，同时，酵母细胞壁有提高蓝耳病、伪狂犬、猪瘟疫苗抗体效价的趋势[14]。

近年来，由于一些免疫破坏性疾病的传播，给种猪生产造成了严重影响。酵母细胞壁主要通过激发免疫功能，维持消化道微生态平衡来增强动物免疫力，改善动物健康状况，增加动物对外界不良刺激的适应，发挥良好的防病、治病和保健作用，从而提高动物生产性能，增加经济效益[15]。酵母细胞壁可以减少母猪流产、早产和死胎率，在母猪妊娠期和哺乳期饲粮中添加酵母细胞壁0.2%能显著降低母猪死胎数和宫内生长迟缓仔猪发生率（P<0.05）。这可能与酵母细胞壁可以改善母猪胎儿胎盘先天性免疫力有关；同时，在母猪妊娠期和哺乳期饲粮中添加酵母细胞壁还能通过改善母猪乳成分，提高哺乳期仔猪生长性能[16]。张勇等在杜×长×大三元杂交猪基础日粮中添加不同比例的酵母细胞壁多糖和硅铝酸盐复合物，结果表明，饲粮中添加酵母细胞壁多糖和硅铝酸盐复合物可提高生长猪的免疫水平，添加酵母细胞壁多糖0.1%和硅铝酸盐复合物1.9%时，对生长猪的免疫功能效果最佳，但饲粮中添加酵母细胞壁多糖和硅铝酸盐复合物对生长猪的养分消化率无显著影响（P>0.05），且会使生长猪的采食量下降，生长性能降低，因此不推荐在生长猪生产中使用[17]。

2.2家禽

王辉田等研究表明，肉仔鸡日粮中添加酵母细胞壁多糖能显著提高肉仔鸡生长性能（P<0.05），增强机体免疫力，最适添加量为2 000 mg·kg-1[18]。谭本杰等研究表明，肉鸡日粮中酵母多糖添加量为0.075%～0.2%时，可显著提高肉鸡日增重（P< 0.05），降低料重比（P<0.05）[19]。魏恒杰等研究表明，商品蛋鸡日粮中添加细胞壁多糖1 000 mg·kg-1，能够使产蛋率提高6.04%，平均蛋重提高0.59 g，料蛋比下降0.09[20]。酵母细胞壁多糖对提高蛋仔鸡新城疫抗体效价和血液淋巴细胞增殖具有显著影响（P< 0.05），可显著增强蛋仔鸡的免疫功能（P<0.05），并与剂量有着直接关系。寇庆等研究表明，酵母多糖添加量为2%时，对血清抗体效价的影响效果最佳；而酵母多糖添加量为4%时，对血液淋巴细胞增殖活性的影响效果最佳[21]。添加酵母培养物0.1%～ 0.3%具有改善肠壁结构、增强机体免疫机能、提高雏鸡日增重效果[22]。种鸡日粮中添加酵母多糖0.20%时，产蛋率提高9.16%，种蛋受精率提高4.22%，入孵蛋孵化率提高了5.69%，免疫性能也有所提高[23]。日粮中添加酵母细胞壁提取物0.1%可以提高樱桃谷鸭营养物质消化率、生产性能和屠宰性能[24]。刘影等报道，添加酵母细胞壁多糖可以提高肉鸡21日龄法氏囊的重量[25]。王巧丽等报道，添加酵母硒显著提高了肉鹅胸腺、脾脏和法氏囊指数（P<0.05），促进免疫器官的发育。法氏囊是禽的中枢免疫器官，是B淋巴细胞的发育场所，在B淋巴细胞的成熟过程中起着非常重要的作用；添加酵母细胞壁多糖和酵母硒提高了法氏囊指数，增强了机体的体液免疫[26]。Zhang等在肉鸡日粮中添加啤酒酵母细胞壁0.3%可显著降低0～3周的料肉比和提高0～5周日增重（P<0.05）[27]。

2.3反刍动物

在牛羊日粮中添加一定量酵母细胞壁可增强抗病力，防止犊牛、羔羊下痢，还可提高日增重和饲料转化率。口服干酵母细胞壁制剂能促进新生犊牛未成熟T、B淋巴细胞转化率和IgG产生，从而提高犊牛免疫功能[28]。早期断奶羔羊饲粮中添加酵母β-葡聚糖75.00 mg·kg-1可获得较高的生产性能和最大的经济效益[29]。

2.4水产动物

酵母细胞壁多糖既可增强非特异性免疫，又能激发机体体液免疫，可加快鱼、虾免疫器官发育，增加淋巴细胞数量，进而改善水产动物的生产性能。刘洪酶等研究表明，当在鲤鱼基础日粮中添加酵母多糖0.1%，每日投饵量均为体重的2%，鲤鱼的生长性能和免疫功能相关指标都较对照组显著提高（P<0.05）[30]。张恒等研究发现，在饲料中添加一定量的酵母细胞壁可促进草鱼生长，改善免疫性能，当草鱼饲料中添加鱼粉4%时，酵母细胞壁的最适添加量为1.17～1.29 g·kg-1；当草鱼饲料中无鱼粉时，酵母细胞壁的最适添加量为3.29～5.28 g·kg-1，而草鱼饲料配方中去除鱼粉，添加一定量的酵母细胞壁后对草鱼的生长性能无显著影响（P>0.05）[31]。屈亮等研究表明，含有鱼粉（4%添加量）的草鱼饲料中添加酵母免疫多糖0.5‰～ 1‰能够显著改善草鱼幼鱼的生长性能（P<0.05）；在不含鱼粉的草鱼饲料中添加酵母免疫多糖1‰～ 5‰显示出最佳的生长性能[32]。杨凡等研究表明，添加酵母细胞壁多糖对异育银鲫的生长性能和免疫相关指标有一定程度的促进作用，且能够提高鱼体的抗应激能力[33]。肖志猛等在饲料中添加酵母细胞壁150.0 mg·kg-1，对受免异育银鲫的免疫应答具有较强的调节效应，不仅血清中凝集抗体效价与对照组相比有所提高，而且血液中白细胞的吞噬百分比和吞噬指数活性显著上升（P<0.05）。用添加免疫多糖（酵母细胞壁）100.0 mg·kg-1的饲料投喂受免黄鳝，不仅可以提高受免黄鳝对嗜水气单胞菌脂多糖的免疫应答水平，也可以增强黄鳝非特异性免疫力和抵抗嗜水气单胞菌人工感染的能力，同时也证明了在饲料中添加免疫多糖对黄鳝的生长速度和肝功能均无不良影响[34]。

3　展　望

抗生素作为动物性饲料添加剂使用至今，其在促进动物生长、提高饲料利用率以及治疗疾病等方面取得的良好效果有目共睹，为全球畜牧业的发展作出了巨大的贡献。然而，随着抗生素的长期使用，抗生素在控制和减少动物细菌病的发生、促进动物生长的同时，也带来了药物残留、耐药性、畜产品安全、环境污染等危害。近年来，动物饲料中使用抗生素的负面报道越来越多，许多国家对抗生素带来饲料添加剂的使用作了不同的限制，进而导致我国畜产品出口严重受阻，人们寻求更加安全环保的抗生素代替产品的愿望越来越强烈,使得具有提高免疫力、促进生长等生物功效的酵母细胞壁倍受饲料行业关注。

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Application of Yeast Cell Wall in Animal Production

TIAN Shuyin1, LI Bing2
（1. People's Government of Liutiaozhai Town, Dengta City of Liaoning Province, Dengta 111307, Liaoning China; 2. Department of Chemical Engineering, Liaoyang Vocational College of Technology, Liaoyang 111000, Liaoning China）

Abstract:Yeast cell wall, as a nontoxic product, which could substitute the antibiotic has many biological functions in animal production, such as improving immunity and promoting growth. Above all, it has wide applica⁃tion prospect inlivestock production. With the restrict of the use of antibiotics in many country around the world，there is much more concern to yeast cell wall in livestock breeding industry. In this paper, the function characteris⁃tic and application of yeast cell wall in livestock breeding were summarized.

Key words:yeast cell wall; animal production; application

作者简介：田书音（1982-），女，辽宁开原人，硕士，主要从事动物营养与饲料方面的研究。

收稿日期：2014-12-12

中图分类号：S816.7

文献标志码：A

文章编号：1001-0084（2015）01-0031-04