文│易建華(安琪酵母股份有限公司)
陳毛清[安琪酵母(崇左)有限公司]
戴晉軍 胡駿鵬[安琪酵母股份有限公司、安琪酵母(崇左)有限公司]
酵母菌屬真菌,是一種結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、兼性厭氧的單細(xì)胞微生物,其種類多、增殖速度快、代謝旺盛且產(chǎn)物繁多。酵母菌體本身除含有豐富的蛋白質(zhì)、核酸和B族維生素等營(yíng)養(yǎng)成分外,還有酶等多種活性因子,因而具有多種營(yíng)養(yǎng)功能及獨(dú)特的生物學(xué)作用,在畜禽、水產(chǎn)和反芻等動(dòng)物養(yǎng)殖中廣泛應(yīng)用。目前在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)領(lǐng)域中的應(yīng)用主要可以分為以下幾種:
酵母作為真菌類的微生態(tài)制劑,有著其獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),例如相對(duì)于細(xì)菌類微生態(tài)制劑,更能耐受飼料中的抗生素。在最新的飼料添加劑目錄中,作為微生態(tài)制劑的酵母菌種只有兩類:產(chǎn)朊假絲酵母和釀酒酵母,其中釀酒酵母應(yīng)用最為廣泛。酵母作為微生態(tài)制劑應(yīng)用于動(dòng)物,主要通過改善動(dòng)物腸道的菌群結(jié)構(gòu)及內(nèi)環(huán)境來實(shí)現(xiàn)其益生作用,因此,酵母首先要適應(yīng)不同動(dòng)物的胃腸道環(huán)境(溫度、pH、膽鹽濃度等)才能發(fā)揮益生菌的功能,篩選適合不同動(dòng)物的酵母菌是非常有必要的。目前,安琪酵母股份有限公司作為國(guó)內(nèi)最專業(yè)的酵母生產(chǎn)商,依托于龐大的酵母菌種庫,篩選出了適合不同動(dòng)物的專用酵母菌株,如反芻專用酵母、畜禽專用酵母、水產(chǎn)專用酵母以及在畜禽應(yīng)用上有獨(dú)特抗腹瀉功效的布拉迪酵母,并依據(jù)顆粒料需求開發(fā)了相應(yīng)的耐制粒的酵母益生菌產(chǎn)品。
部分酵母菌種有著獨(dú)特功效,如紅發(fā)夫酵母能在其細(xì)胞脂質(zhì)中積累大量的蝦青素等類胡蘿卜素。蝦青素在抗氧化方面具有獨(dú)特作用,有研究報(bào)道,飼喂含有蝦青素的飼料能使鮭鱒魚類的皮膚、肌肉像野生魚一樣呈鮮艷的紅色,還可增加魚類的抗病能力及其繁殖能力(裘娟萍,2001)。因此,它在飼料添加劑目錄中可以作為水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物和觀賞魚的著色劑使用。紅發(fā)夫酵母用于生產(chǎn)類胡蘿卜素需要大量氧氣,為專性好氧菌,其生長(zhǎng)溫度范圍在4~27℃,屬于兼性嗜冷的低溫型微生物,因此要實(shí)現(xiàn)其工業(yè)化生產(chǎn)條件十分苛刻,這也是限制其廣泛使用的主要因素之一。
有機(jī)微量元素的高效和安全性已逐步為大家認(rèn)識(shí),在飼料中應(yīng)用越來越廣泛。酵母具有繁殖速度快、發(fā)酵周期短、對(duì)微量元素富集能力高等優(yōu)點(diǎn),是微量元素的理想載體。目前在飼料添加劑目錄中酵母類有機(jī)微量元素主要是酵母銅、酵母鐵、酵母錳、酵母硒(用于養(yǎng)殖動(dòng)物)、酵母鉻(用于豬),其中,酵母硒在行業(yè)應(yīng)用最為廣泛,可以用于改善種畜禽的繁殖性能,還能改善動(dòng)物的肉質(zhì)與肉色,緩解運(yùn)輸應(yīng)激和熱應(yīng)激,提高機(jī)體的免疫力與抗病能力。相對(duì)于無機(jī)硒,有機(jī)硒吸收利用率更高,使用更安全。
目前,國(guó)際上大多利用釀酒酵母、魯氏酵母、阿舒結(jié)合酵母、孢園酵母、漢遜酵母、葡萄汁酵母、假絲酵母等酵母菌種作為富集某些微量元素的酵母載體(李海濱,2007),選育出高生物量、高有機(jī)微量元素轉(zhuǎn)化率和高微量元素含量的酵母菌株是推動(dòng)酵母類有機(jī)微量元素應(yīng)用的重要環(huán)節(jié),安琪在酵母類有機(jī)微量元素的開發(fā)過程中做了大量工作,目前已篩選出適合富集硒、鉻、鋅等單一元素及多種微量元素的專用酵母菌株,并成功運(yùn)用于生產(chǎn)實(shí)踐。
酵母菌還是重要的蛋白質(zhì)及氨基酸來源,其蛋白質(zhì)含量可高達(dá)60%,幾乎含所有的氨基酸,其中必需氨基酸中賴氨酸、亮氨酸、蘇氨酸等含量尤為豐富。目前飼料原料目錄中有8種單細(xì)胞蛋白質(zhì)來源與酵母的深加工和發(fā)酵有關(guān),包含產(chǎn)朊假絲酵母蛋白、啤酒酵母粉、啤酒酵母泥、食品酵母粉、酵母水解物、釀酒酵母提取物、酵母培養(yǎng)物、酵母細(xì)胞壁,其中后面七類均來源于釀酒酵母菌種,僅產(chǎn)朊假絲酵母蛋白來源于產(chǎn)朊假絲酵母菌種。以酵母水解物為例,根據(jù)動(dòng)物不同階段對(duì)產(chǎn)品功能性物質(zhì)含量需求不一樣,安琪經(jīng)長(zhǎng)期的菌種選育,篩選出高蛋白高核酸酵母菌株,適用于生產(chǎn)高蛋白高核酸的酵母水解物產(chǎn)品,可作為高檔功能性蛋白質(zhì)原料應(yīng)用于動(dòng)物早期營(yíng)養(yǎng)階段,目前在替代血漿蛋白粉、魚粉等具有良好的應(yīng)用效果。
飼料添加劑目錄中β-1,3-D-葡聚糖就是來源于釀酒酵母,目前廣泛應(yīng)用于養(yǎng)殖動(dòng)物,β-葡聚糖能直接與單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞(NK)的表面特定受體結(jié)合,激活巨噬細(xì)胞的吞噬作用,并釋放特定的細(xì)胞因子以及抗體,增強(qiáng)機(jī)體非特異性免疫力和抗應(yīng)激能力,是當(dāng)前研究報(bào)道最多的免疫增強(qiáng)劑(易建華,2016)。
釀酒酵母細(xì)胞壁中甘露寡糖具有獨(dú)特的膠凝性能,能與腸壁細(xì)胞表面受體結(jié)合,阻礙病原菌黏附在腸道上皮細(xì)胞,從而減少病原菌在胃腸道定居的能力;且甘露寡糖不能被動(dòng)物內(nèi)源性消化酶所分解,還可以作為益生元為腸道后端乳酸桿菌和雙歧桿菌等提供特異性營(yíng)養(yǎng)基質(zhì),有利于有益菌的增殖,降低整個(gè)腸道pH,從而抑制大腸桿菌和產(chǎn)氣莢膜梭菌等有害菌的生長(zhǎng)和繁殖。
此外,經(jīng)過人工選育的畢赤酵母可以用來生產(chǎn)的植酸酶、木聚糖酶等酶制劑,用于飼料中解決部分植物性原料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子。
目前應(yīng)用于飼料原料發(fā)酵的菌種主要有酵母菌、乳酸菌、芽孢桿菌及霉菌等,其中只有酵母屬于兼性厭氧型菌,作為發(fā)酵菌劑有著其獨(dú)特優(yōu)勢(shì),在發(fā)酵前期可以消耗氧氣、分解利用原料中的糖類(葡萄糖、麥芽糖、蔗糖、棉籽糖等)物質(zhì),快速生長(zhǎng)增殖,提高發(fā)酵原料的菌體蛋白含量;在發(fā)酵后期氧氣缺乏的環(huán)境下可以積累大量的代謝產(chǎn)物(酒精、酯類、甘油、酶等),改善發(fā)酵原料的氣味。安琪在酵母發(fā)酵技術(shù)方面有著三十多年的經(jīng)驗(yàn)積累,可以根據(jù)不同發(fā)酵原料篩選出更加適合的酵母菌種。
根據(jù)動(dòng)物胃腸道環(huán)境的差異,不同動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)需求的差異、功能性物質(zhì)需求的差異、原料發(fā)酵的差異,選育更合適的更專業(yè)的酵母菌株是必要的。隨著酵母在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)領(lǐng)域應(yīng)用的深入,相信在未來酵母的應(yīng)用將會(huì)更加精細(xì)化、專業(yè)化。