酵母细胞壁在动物养殖中的应用

■杨建松 曾雨雷 黄 鑫

（安琪酵母股份有限公司，湖北宜昌 443003）

随着近些年我国养殖业集约化的快速发展以及养殖环境不容乐观，从而导致较多的疾病问题，这将严重影响动物的生产性能，并产生较高的死亡率[1]。面对各种疾病养殖者多使用抗生素进行预防和治疗，但是随着对抗生素负面效应的关注，大量使用抗生素造成残留，影响动物肠道微生态，以及致病菌抗药性等问题[2]。因此，寻求促进动物健康的新型饲料添加剂成为重要任务，使机体保持良好的免疫系统以抵抗各种疾病的感染以及应激，从而保障动物健康的生长[3]。越来越多的研究显示，酵母细胞壁在动物养殖业应用中具有很好的效果，尤其在增强动物免疫力，改善动物健康方面的效果，酵母细胞壁越来越受到养殖业的重视，也将会有更广泛的应用前景[4]。

1 酵母细胞壁的结构

酵母细胞壁约占酵母细胞干重的15%～30%，厚度为0.1～0.3 μm，它对于维持细胞形态，细胞之间识别有重要作用[5]。酵母生长初期时细胞壁比较薄，而且富有弹性，菌龄增加以后细胞壁会逐渐变厚，而且较硬。酵母细胞壁具有三层结构，外层为甘露寡糖层，内层为葡聚糖层，中间是一层蛋白质，这些蛋白质有些是以与细胞壁结合的酶的形式存在[6]，各层之间有部分镶嵌。酵母细胞壁主要成分β-葡聚糖和甘露寡糖各占细胞壁干重的30%左右，糖蛋白占20%左右，其他成分几丁质、类脂、灰分等占细胞壁干重的20%以内[7]。酵母细胞壁性质较为稳定，在动物饲喂过程中能够经受胃酸条件，可以保持活性的通过胃部；而且能够经受饲料制粒过程的高温条件，所以在动物养殖中可以广泛使用[8]。

1.1 酵母β-葡聚糖

葡聚糖层位于细胞壁的内层,是酵母细胞壁最重要结构的成分之一，由10～20个单糖组成特性结构的多糖[9]。在酵母细胞壁中有两种葡聚糖，大部分是由 D-葡萄糖通过β-（1-3）为主键的方式相结合，另一种葡聚糖以β-（1-6）键结合的聚合物[10]。在动物体内的消化道中不可溶，不可吸收，不产生黏性[11]。β-葡聚糖中的单糖分子键使其成为三股螺旋的构象存在，独特的分子构型对动物免疫应答的产生具有重要作用[12]。Cross等[13]证实，酵母葡聚糖具有的免疫功能有：能够刺激机体产生淋巴细胞，使机体对病原菌产生特异性免疫，活化机体内的巨噬细胞等。

1.2 酵母甘露聚糖

酵母细胞壁另一种多糖成分是甘露聚糖，它结合部分蛋白质形成甘露糖蛋白覆盖于酵母细胞的外层。甘露聚糖的主链由约50个甘露糖基以α-(1-6)键形成，主链上连接有支链，支链由1～4个甘露糖以α-（1-2）和α-（1-3）键相连，有些支链也结合一些基团，这些所结合的各种基团因不同的构型可能是酵母细胞壁引起动物产生特异抗体的决定部位[14]。甘露聚糖链的α-(1-6)糖苷键连接的骨架断开后生成若干种寡糖，即甘露寡糖（MOS），甘露寡糖具有多种生物活性，是动物免疫和营养中主要的功能性多糖。甘露寡糖改善动物生产性能主要通过提高机体肠道的微生态状况，降低胃肠道疾病；具有吸附病原菌的功能，清除毒素，改善免疫系统的防御功能等[15]。

2 酵母细胞壁的生理功能

2.1 酵母细胞壁具有增强机体免疫力的功能

酵母细胞壁中的葡聚糖和甘露寡糖作为免疫刺激因子来调节动物机体的免疫功能，达到增强免疫力的功能。甘露寡糖具有一定的免疫原性，能够刺激机体产生免疫应答。动物的肝脏可以分泌一种糖蛋白，这种蛋白与外源细菌表面结合并触发产生补体，刺激免疫系统产生免疫应答，而甘露寡糖能够刺激动物肝脏分泌这种糖蛋白从而达到增强免疫力的功能[16]。β-葡聚糖通过胞饮作用进入淋巴系统和血液系统后，作用于免疫细胞表面受体，刺激B淋巴细胞和T淋巴细胞，激活相关免疫信号，诱导机体产生特异性免疫以及非特异性免疫应答，产生抑制病毒和细菌的抗体。很多研究已经证明酵母细胞壁多糖能够提高动物的免疫功能。王学东等[17]对28日龄的断奶仔猪进行试验，对照组灌服生理盐水以及饲喂基础日粮，试验组灌服添加有酵母细胞壁多糖的生理盐水，并饲喂添加有酵母细胞壁的日粮，饲喂至42日龄时，试验组的仔猪肝功能明显改善，谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性降低，而血清中猪瘟、伪狂犬病、蓝耳病抗体效价高于对照组。王辉田等[18]研究酵母细胞壁多糖对肉鸡免疫力的影响，通过200只1日龄的AA肉鸡进行试验，对照组饲喂基础日粮，试验组分别添加不同剂量的酵母细胞壁多糖，结果表明，饲喂至42日龄后，试验组的各免疫器官指数增大，脾脏指数、胸腺指数、法氏囊指数均显著高于对照组，而且新城疫抗体滴度、血清溶菌酶含量、T淋巴细胞比例均显著提高，验证了酵母细胞壁多糖能够增强肉鸡的免疫力。

2.2 酵母细胞壁具有维护肠道菌群平衡的作用

动物的胃肠中存在大量的微生物，它们相互作用过程中形成一个相对平衡的微生态系统，正常菌群起到屏障作用，保护胃肠道的健康，如果外界环境条件的影响或者外界病原菌侵染等原因，导致胃肠道中菌群失衡，从而引起疾病[19]。很多病原菌吸附到动物肠道表皮细胞，定植后大量繁殖，引起动物肠道菌群失衡，酵母细胞壁中的甘露寡糖能够在动物肠道中占据病原菌的结合位点，使其不能在肠道中定植，从而起到维护肠道菌群平衡的作用。而且乳酸杆菌和粪链球菌等能够利用甘露聚糖作为碳源进行增殖，很多病原菌不能利用甘露聚糖，有益菌的菌群占据优势又会抑制病原菌的生长，从而提高肠道健康。刘凯等[20]通过饲喂中华鳖的试验验证酵母细胞壁、低聚异麦芽糖对肠道菌群的影响，结果表明，饲喂联合酵母细胞壁和低聚异麦芽糖的中华鳖与饲喂基础日粮的对照组相比，肠道中弗氏柠檬酸杆菌数量明显减少，少动鞘氨醇单胞菌的数量有所提高，表明酵母细胞壁具有改善肠道菌群组成，抑制有害菌生长的功能。

2.3 酵母细胞壁具有吸附霉菌毒素的作用

霉菌毒素对饲料和饲料原料污染严重，给畜牧业带来巨大损失。酵母细胞壁的空间结构上有很多结合位点，通过氢键、离子键、疏水作用力吸附多种霉菌毒素，阻止霉菌毒素对动物机体的危害，而且这种吸附作用不会对其它营养成分造成不良影响。George等通过体外试验模拟消化道中酵母细胞壁对霉菌毒素的吸附作用，结果表明，酵母细胞壁对玉米赤霉烯酮的吸附率为79%，对黄曲霉毒素的吸附率为60%。Trenholm等的体外试验表明，酵母甘露寡糖对黄曲霉毒素吸附率为95%，对玉米赤霉烯酮吸附率为77%，对伏马毒素吸附率为59%，对呕吐毒素吸附率为12%。Sala等体外试验表明，酵母甘露寡糖对黄曲霉毒素吸附率为85%，玉米赤霉烯酮吸附率为67%，伏马毒素吸附率为33%。

2.4 酵母细胞壁具有提高生产性能的作用

酵母细胞壁多糖通过增强机体免疫力，维持健康状态；并且改善胃肠道功能，吸附并抑制有害菌；促进有益菌增殖，帮助摄入的营养物质在肠道中吸收；有益菌生成的代谢产物对动物机体也有很大帮助，这些因素对改善动物生产性能都有促进作用。段丽娟等[21]通过28日龄的三元杂交仔猪进行试验，日粮中添加不同剂量的酵母葡聚糖，结果显示添加0.025%的酵母葡聚糖与对照组相比，日增重提高10.51%，差异显著，添加0.05%组显著降低仔猪腹泻率，提高日增重7.6%，并得出结论添加量为0.025%～0.05%酵母葡聚糖是提高仔猪生产性能的最适添加量。王辉田等[18]进行1日龄的肉鸡试验，基础日粮中添加500、1 000、1 500、2 000 mg/kg的酵母细胞壁多糖，结果表明，与对照组相比，各剂量添加量的分组均显著提高日增重，并且显著降低料肉比，证实酵母细胞壁多糖能够提高肉鸡的生产性能。

3 酵母细胞壁的应用前景

综上所述，酵母细胞壁在动物养殖应用中具有增强动物机体免疫力、维护肠道菌群平衡以及肠道健康、吸附霉菌毒素、提高动物生产性能等功能，而且酵母细胞壁是天然可再生物质，生产工艺成熟，资源丰富，质量稳定，所以酵母细胞壁会越来越受到养殖业的重视，作为新型天然饲料添加剂会具有广阔的应用前景。