酵母培养物的营养价值及其在反刍动物中的应用研究

近些年来，随着畜牧业的集约化和规模化发展，养殖户为获得更高的经济效益，往往会给育肥肉牛和肉羊等反刍动物喂养大量的精料，长期喂养高精饲料，反刍动物极易发生瘤胃机能障碍，并引发营养性、代谢性疾病。酵母培养物是一种微生态制剂，可以调节反刍动物肠道微生态平衡，并且没有残留，也不会产生抗药性，因此广泛应用在养殖业中。

一、酵母培养物的营养特性

酵母是一种兼性厌氧的单细胞真菌，在畜牧行业中，酿酒酵母是一种常用的发酵菌，主要包含两种类型，一种是活的干燥菌，另一种是酵母菌。在反刍动物的养殖过程中，活体酵母是指动物瘤胃内的活菌种。

酵母培养物的构成成分是变性培养基、酵母细胞及细胞代谢产物，含有丰富的营养物质和未知生长因子等。在发酵过程中，由于缺少活细菌，所以只对肉食性微生物起到有益作用。

当前，大多数的酵母菌种主要是使用一种液体培养基来培育发酵菌种，在固态培养基上进行发酵，经过干燥和灭菌，即可得到酵母菌种。该酵母的发酵液中含有约22%的蛋白质、约10%的小肽、约5%的低聚糖，并有极少数的活性酵母和枯草杆菌。发酵液中所含的各种营养素能增强饲料的适口性和动物的采食量，又能调整反刍动物肠内的微生物群落，促进肠内健康，提高动物机体的免疫力和抗病力。

二、酵母培养物的作用机制

1.提升反刍动物生产性能的机制。酵母培养物之所以能够提升反刍动物的生产性能，原因是其含有的蛋白质、氨基酸、脂肪、多糖等营养物质，能为反刍动物的瘤胃微生物提供充足的营养，确保微生物的正常代谢。酵母培养物中包含的有机酸等物质能在一定程度上影响瘤胃pH环境，激发乳酸菌对乳酸进行发酵，有效减少乳酸的生成，并确保益生菌生活环境的稳定性。当加入酵母菌种以后，产生的pH条件还可以增强反刍动物瘤胃内的纤维素、半纤维素降解菌活力，改善对饲料中养分的消化利用，提升反刍动物摄食干物的能力，从而提升整体产量。在发酵过程中，发酵液中所含的各种生长因子对反刍动物的生长发育和繁殖能力也会产生不同影响。

2.提高动物免疫力的机制。在发酵过程中可以发现，葡萄糖、甘露低聚糖等主要活性组分，可以提高动物的免疫能力和对疾病的抵抗力。这主要是因为在消化道中，细菌的表皮常含有类似于甘露寡糖受体的细胞膜物质，通过与细胞膜上的特定受体（D-Glicosome receptor）相结合，从而实现增殖，导致消化道发生相关疾病。而低聚物可为致病菌的粘附提供大量的粘附物质，防止致病菌粘附于消化道内壁。甘露寡糖与病原菌结合后，让其不被消化酶分解，通过后段肠管排出，能避免病原菌对人体造成的二次伤害。酵母培养物中所含的甘露寡糖是一种外源性的抗原，能激发巨噬细胞的吞噬活性，之后在辅助T细胞和酵母菌细胞分泌物的进一步刺激下，能有效清除消化道中的病原微生物，从而发挥出非特异性免疫的作用。同时在酵母菌中添加的甘露低聚糖能提高动物体内B淋巴细胞、IL-1β和干扰素含量，从而提高动物体内的特异性免疫力。葡萄糖苷能与免疫细胞膜上的受体结合，有助于激发与其有关的免疫信号通路，诱导分泌出相应的信号因子，从而对机体产生特异或非特异的响应。

3.对反刍动物抗应激和免疫调节作用的机制。许多动物的疾病都是由于氧化应激造成的。在酿酒酵母体内和其他代谢物中，存在许多具有抗氧化活性的物质。已有的研究表明，在酿酒酵母的自溶物中，谷胱甘肽的含量比较高，并且还具备较高的总抗氧化能力、二苯基苦基苯肼（DPPH）自由基清除能力、一氧化氮清除能力以及羟基自由基清除能力，这些都可以被用作一种新型的天然抗氧化剂和免疫刺激剂，应用在功能性食品或医药领域。经过前期研究发现，多糖作为一种重要的生物活性组分，能通过调控多糖（Hydroxygen，PHA）诱导的淋巴细胞内的氧化还原平衡，减轻高温胁迫所致的氧化损伤，从而调控细胞凋亡，提高对高温胁迫的适应性。而热应激条件下，活性酵母能显著增加泌乳初期奶牛的能量校正乳汁（ECM），而不会降低其干物采食（DMI），使ECM的转换效率增加7.4%。在日粮中，活性酵母能促进瘤胃和结肠粘膜上皮细胞的保护功能和炎症反应，并促进抗微生物肽防御素β1（DEFB1）的表达。在热应激条件下，该菌可显著降低牛HSP70的mRNA和Bax-α的mRNA表达，并可显著降低PBL细胞的凋亡；而刺激ConAn可诱导向T细胞转化，从而增加机体内淋巴细胞白细胞介素IL-2及免疫球蛋白IgG的含量，以此来促进机体的细胞和体液免疫功能。通过研究发现，利用转录组测序技术，在奶牛饲粮中加入酵母后，可显著上调乳汁与细胞免疫、上皮及炎症相关基因的表达量，并显著增强乳腺上皮细胞的抗菌力。

4.对反刍动物物质代谢作用的机制。结果表明，酵母培养物可显著影响反刍动物瘤胃内的蛋白质代谢。酵母培养物能通过调节菌群的功能，提高瘤胃对氨的利用和蛋白质合成，加快DM、NDF的降解速率，提高微生物蛋白的含量和小肠对非氨态氮的吸收，并降低瘤胃中氨态氮的浓度。在高蛋白质饲料中，酵母培养物能促进细菌向十二指肠膜的转运，并让瘤胃中非微生物氮素、非氨氮含量升高。结果显示，在日粮中加入酵母培养物以后，消化液中蛋氨酸、赖氨酸等氨基酸含量明显增加，仅精氨酸含量较对照组有所降低。十二指肠菌体中的氨基酸组成会发生改变，其原因可能与酵母培养物对特定厌氧细菌有选择的刺激有关。由于瘤胃中不同类型的细菌在氨基酸的组成和含量上都有很大差异，因此，十二指肠氨基酸的改变是由菌体蛋白的改变造成的。在乳汁中，酵母培养物不仅提高乳汁中粗蛋白质的降解速率，还能提升乳汁的净能和产能。综上所述，酵母培养物的加入对反刍动物饲料的采食量没有明显的影响，但是却可以让饲料中的干物质、粗纤维、粗蛋白质的分解速率加快，从而提高饲料的能量利用效率。

三、酵母培养物在反刍动物生产中的应用

1.在幼年反刍动物上的应用。实际上，活菌及酵母可促进新生犊牛消化系统中微生物定植，对其后期的瘤胃功能、免疫系统的建立及肠道健康起到关键作用，但其所起到的作用与犊牛的年龄、饲粮组成、饲养管理水平及酵母菌等因素密切相关。试验证明，使用酵母培养物可显著改善犊牛的营养品质、饲料转化率、生产性能等，并对瘤胃的发育具有明显的促进作用。在断奶前给犊牛喂食酵母制品，其作用是最显著的，可以有效降低腹泻评分，减少腹泻天数，减少犊牛期使用抗生素的次数，同时还能在一定程度上提高其生长性能。对于母源性抗体含量较低的犊牛，添加活性酵母能增强其免疫功能，从而提高生产性能。在0-60日龄时，在犊牛饲料中添加活性酵母，可改变瘤胃微生物群落（除古菌外）的均一性和多样性，并可维持32个月，但对生产性能无明显影响。在犊牛中添加活性酵母可促进其肠道分泌内源性免疫球蛋白IgA，减少病原感染的風险。在高热应激环境下添加活性布拉迪酵母，能显著降低犊牛直肠温度，减少腹泻。而添加酵母菌可明显增加犊牛断乳前和断乳后的日增重，增加瘤胃pH，减轻断乳应激。前期研究还发现，不同的粗粮（紫花苜蓿、燕麦草和玉米青贮）下，添加酵母培养物以后，瘤胃细菌群落结构发生了变化，但对瘤胃pH、采食量、生长性能、营养消化的影响不明显。在围生期添加酵母培养物，能增加奶牛初乳中的免疫球蛋白含量，增强小牛的被动免疫能力。不过，幼年反刍动物与成年反刍动物有较大的不同，因此需要以幼年反刍动物的生长特性和多样化的需求为基础，对酵母产品进行更深层次的开发，并提高相关产品的专业性和针对性。

2.在肉牛养殖中的应用。当前，在肉牛产业中，对酵母培养物的研究也相对较多。酵母培养物在肉牛生产过程中，能通过调整瘤胃内的菌群结构，来改善瘤胃的健康状况，从而提高机体对粗蛋白、中性洗涤纤维及酸性洗涤纤维等营养物质的消化率，以此来提升肉牛的生长性能和屠宰性能。同时，酵母培养物还能改善肉牛的抵抗力，减少疾病的发生。另外，一些试验也表明，酵母培养物能在一定程度上让牛肉中的脂肪成分和含量发生变化，从而提高牛肉的口感和质量。

3.在奶牛养殖中的应用。当在反刍动物饲粮中加入酵母类产品（包括活酵母和酵母培养物）时，可以让奶牛的平均产奶量提高0.8kg/d，同时，饲粮中精料与中性洗涤纤维的比例越高，对有机物的消化率就越高。目前已经上市的酿酒酵母可让奶牛的乳汁产出量达到1.18kg/d（含脂肪修正乳1.61kg/d），乳中脂肪和乳蛋白含量分别提高0.06kg/d和0.03kg/d，在泌乳初期和后期DMI分别提高0.62kg/d、0.78kg/d。进食行为方面，在奶牛饲料中加入活酵母后，其进食间隔缩短（20.0min VS 25.8min）、日进食次数增多（9.0次/天 VS 7.8次/天）、反刍时间延长（570.3min/d VS 544.9min/d）、乳脂含量提高（3.71% VS 3.55%）。在高精料中加入酵母培养物，还能降低瘤胃pH、乳酸含量和瘤胃亚急性酸中毒的发生。总的来说，活酵母或酵母培养物对奶牛的产奶量影响是比较明显的，但对乳蛋白等主要乳成分含量的影响还不确定，这可能与泌乳阶段、泌乳牛生产潜力等多种影响因素有很大关系。

4.在肉羊养殖中的应用。酵母培养物不但对肉牛、奶牛具有显著的正面作用，用于肉羊饲养也能获得良好的效果。比如，其能增加肉绵羊对养分的吸收，从而促进肉羊的生长，并有效減少发生酸毒的几率，对改善肉羊的生产性能和机制具有重要意义。

总而言之，酵母培养物中含有丰富的营养物质，如氨基酸、维生素、微量元素和小肽、寡糖、未知生长因子等，将其添加到反刍动物的饲料中，可改善消化系统的健康状况，增强机体的免疫力和抗氧化能力。但酵母培养物在同种类动物中的使用剂量没有固定标准，需结合动物的具体情况决定最佳投放量，并在保证生产效益的前提下，实现对生产成本的合理控制。

作者简介：黄保健（1988-），男，汉族，广西宁明人，高级技工，大学本科，研究方向为食品工程。