蔡大亮 ， 陳毛清 ， 曹詩(shī)國(guó) ， 熊 鋒 ， 戴晉軍 ，， 胡駿鵬 ，*

（1.安琪酵母股份有限責(zé)任公司，湖北宜昌443000；2.安琪酵母（崇左）有限公司，廣西崇左 532201）

隨著酵母深加工產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展及應(yīng)用研究的深入，有研究發(fā)現(xiàn)，酵母水解物具有增加幼齡動(dòng)物采食量、提高免疫力和促進(jìn)生長(zhǎng)的功能 （伏潤(rùn)奇等，2019；時(shí)博等，2018；文超越等，2016），其作為一種安全穩(wěn)定的功能性蛋白原料已被廣泛的應(yīng)用到動(dòng)物飼料產(chǎn)品中。但由于原料來(lái)源、菌種及生產(chǎn)工藝等不同，酵母水解物在產(chǎn)品特性、營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)及應(yīng)用效果上均存在較大差異 （蔡大亮等，2017；陳中平等，2015；駱光波，2014）。

酵母水解物在生產(chǎn)過(guò)程中，添加外源酶可使酵母細(xì)胞酶解破壁，并將其內(nèi)容物中核酸、結(jié)構(gòu)性蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)水解，進(jìn)而改善其生物學(xué)價(jià)值，提升其在養(yǎng)殖動(dòng)物中的應(yīng)用效果，因而不同酶解工藝將直接導(dǎo)致酵母水解物中酸溶蛋白、小肽及游離氨基酸等關(guān)鍵指標(biāo)的差異。當(dāng)前酵母水解物的研究方向主要集中在不同養(yǎng)殖動(dòng)物的體內(nèi)應(yīng)用評(píng)估，鮮見(jiàn)不同酶解工藝引起的產(chǎn)品指標(biāo)及應(yīng)用效果差異。因此本研究選用相同菌種自制的兩種酵母水解物，即酵母水解物A和酵母水解物B（二者僅酶解時(shí)間存在差異，其他工藝均保持一致），引用電子舌技術(shù)將味覺(jué)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)定，并結(jié)合動(dòng)物養(yǎng)殖評(píng)估試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估，進(jìn)一步研究不同酶解工藝引起的產(chǎn)品指標(biāo)及應(yīng)用效果差異。

1 材料與方法

1.1 電子舌測(cè)定

1.1.1 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)所用酵母水解物為安琪酵母股份有限公司自制，其中酵母水解物A生產(chǎn)工藝流程為：（1）選用糖蜜純培養(yǎng)酵母乳，調(diào)節(jié)pH至 4.6±0.2，溫度（60±2）℃，維持 6 h；（2） 調(diào)節(jié) pH至5.8±0.2，根據(jù)干物質(zhì)含量添加3‰ ～5‰ 復(fù)合蛋白酶（安琪酵母股份有限公司），在（64±2）℃條件下酶解 6 h；（3）升溫至 75 ℃反應(yīng) 2 h；（4）蒸發(fā)濃縮、噴霧干燥得到酵母水解物A；酵母水解物B選用同批酵母乳，僅酶解時(shí)間延長(zhǎng)至12 h，其他生產(chǎn)工藝流程與酵母水解物A相同。

1.1.2 試驗(yàn)儀器 試驗(yàn)采用日本INSENT公司的電子舌產(chǎn)品TS-5000Z味覺(jué)分析系統(tǒng)進(jìn)行兩種酵母水解物的滋味分析。

1.1.3 味覺(jué)的測(cè)試方法 本試驗(yàn)參照武漢輕工大學(xué)“國(guó)家糧食技術(shù)轉(zhuǎn)移中心”推薦方法（許芳田和陳軒，2016）。用稱(chēng)樣小勺，分別精確稱(chēng)取3 g酵母水解物樣品于潔凈100 mL玻璃杯中，用量筒量取（100±1）mL 超純水，倒入燒杯中，用玻璃棒攪拌均勻。在室溫（25℃）下用電子舌檢測(cè)，每種樣品檢測(cè)4次，5個(gè)味覺(jué)傳感器測(cè)得相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

1.1.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 測(cè)試數(shù)據(jù)采用TS-5000Z味覺(jué)分析系統(tǒng)自帶的DBMS數(shù)據(jù)庫(kù)和APACHE 2網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進(jìn)行處理，并采用雷達(dá)圖分析。

1.2 動(dòng)物飼養(yǎng)試驗(yàn)

1.2.1 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)所用2種純培養(yǎng)酵母水解物，制備方法同1.1.1。

1.2.2 試驗(yàn)日糧 參照美國(guó)NRC（2012）仔豬的營(yíng)養(yǎng)需要配合成粉狀全價(jià)料，基礎(chǔ)日糧配方及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。

1.2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與飼養(yǎng)管理 試驗(yàn)選用21日齡左右、體重一致、體況良好的杜長(zhǎng)大三元雜交斷奶仔豬32頭。過(guò)渡3 d，按體重相近、公母各半的原則分為2個(gè)處理組，即酵母水解物A組和酵母水解物B組，每個(gè)處理4個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1欄豬，每欄4頭豬（2閹公2母）。試驗(yàn)豬采用群飼，自由采食和飲水。正試期為14 d，試驗(yàn)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)仔豬稱(chēng)重；試驗(yàn)期間每日8點(diǎn)結(jié)料，統(tǒng)計(jì)平均日采食量。

表1 基礎(chǔ)日糧組成和營(yíng)養(yǎng)水平（風(fēng)干基礎(chǔ)）

1.2.4 指標(biāo)測(cè)定 平均日采食量（ADFI）：記錄每日每重復(fù)試驗(yàn)豬教槽料的供給量及剩余量，兩者之差除以頭數(shù)，即為實(shí)際每天平均采食量。

平均日增重（ADG）：在試驗(yàn)開(kāi)始前和試驗(yàn)結(jié)束時(shí) 8：00空腹稱(chēng)重（前一天 20：00斷料），以重復(fù)為單位稱(chēng)重（可先禁食12 h，自由飲水），在試驗(yàn)期內(nèi)增加的體重除以頭數(shù)和試驗(yàn)天數(shù)。

料重比（F/G）：在試驗(yàn)期內(nèi)消耗的全部飼料量與增重之比。

1.2.5 統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel進(jìn)行整理，采用SAS 9.3軟件中的一般線(xiàn)性模型（GLM）對(duì)本試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。組間比較采用t檢驗(yàn)，以P＜0.05作為差異顯著性的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果

2.1 酵母水解物樣品制備結(jié)果 本試驗(yàn)以粗蛋白質(zhì)、酸溶蛋白、氨基酸態(tài)氮、游離氨基酸及小肽等作為參考指標(biāo)評(píng)價(jià)兩種純培養(yǎng)酵母水解物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，其中粗蛋白質(zhì)代表原料的總蛋白水平，酸溶蛋白表示較低分子量（＜10000 Da）蛋白水解物，酸溶蛋白越高表明該原料可消化蛋白含量越高；氨基酸態(tài)氮、游離氨基酸代表蛋白質(zhì)的水解程度，二者數(shù)值越高表明水解程度越高；小肽含量由酸溶蛋白與游離氨基酸水平計(jì)算得出，其與蛋白原料的功能性緊密相關(guān)，小肽含量越高其原料相應(yīng)功能性越強(qiáng)。

兩種酵母水解物檢測(cè)指標(biāo)如表2所示。兩種純培養(yǎng)酵母水解物粗蛋白質(zhì)水平均在50%以上，酸溶蛋白高于45%，溶解率大于60%，RNA法測(cè)定核酸值均超過(guò)8%。其中，酵母水解物B與酵母水解物A相比，酸溶蛋白水平基本一致，氨基酸態(tài)氮提高31.1%（P＜0.05），游離氨基酸提高50.7%（P＜0.05）， 小肽含量降低 21.4%（P＜0.05）。結(jié)果表明，酵母水解物B可能由于水解過(guò)度使氨基酸態(tài)氮和游離氨基酸水平偏高，導(dǎo)致功能性成分小肽含量偏低。

表2 兩種酵母水解物的檢測(cè)指標(biāo)%

2.2 電子舌檢測(cè)結(jié)果 不同工藝酵母水解物的電子舌檢測(cè)結(jié)果如表3和圖1所示。電子舌的不同電極設(shè)備依據(jù)各傳感器的響應(yīng)物質(zhì)，如通過(guò)感應(yīng)氫離子（H+）等檢測(cè)其酸味值，通過(guò)感應(yīng)谷氨酸鈉（MSG）、肌苷酸（IMP）等檢測(cè)其鮮味值等（曹榮等，2019），其味道的強(qiáng)弱用電壓數(shù)值表示，數(shù)值越大，表明其味值越大。其中，由于配制的基準(zhǔn)溶液中含有少量的酸和鹽，因而當(dāng)以基準(zhǔn)溶液的輸出值為無(wú)味點(diǎn)時(shí)，除了酸味和咸味外，其他指標(biāo)的無(wú)味點(diǎn)均為0。通常僅將大于無(wú)味點(diǎn)（即參比溶液對(duì)應(yīng)的味覺(jué)值）的味覺(jué)項(xiàng)目作為有效味覺(jué)指標(biāo)，而無(wú)味點(diǎn)以下的項(xiàng)目被認(rèn)為無(wú)效指標(biāo)（謝靚等，2016）。

表3 不同工藝酵母水解物電子舌檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

圖1 不同工藝酵母水解物電子舌雷達(dá)圖

由表3可知，咸味、鮮味、苦味及鮮味后味為酵母水解物重要的味覺(jué)指標(biāo)，而酸味、澀味、澀味后味及苦味后味均低于無(wú)味點(diǎn)不作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。不同工藝酵母水解物的味覺(jué)存在部分差異，其中，與酵母水解物B相比，酵母水解物A咸味值下降27.22%，其濃度差異大于20%（即1個(gè)味覺(jué)單位），已達(dá)到人類(lèi)的味蕾可感知范圍；苦味值下降17.93%，表明酵母水解物具有一定苦味，且酵母水解物A苦味弱于酵母水解物B；鮮味值上升8.43%、鮮味后味值上升18.6%，鮮味與鮮味后味表現(xiàn)出相同差異，表明酵母水解物A樣品的鮮味絕對(duì)值及鮮味的持久性與豐富程度均優(yōu)于酵母水解物B。結(jié)果表明，酵母水解物A電子舌測(cè)定結(jié)果明顯優(yōu)于酵母水解物B，其可能對(duì)飼料品質(zhì)提升效果更佳。

2.3 動(dòng)物飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果 本研究選用21日齡斷奶仔豬為模型，動(dòng)物養(yǎng)殖評(píng)估結(jié)果如表4所示。

表4 不同工藝酵母水解物對(duì)仔豬生長(zhǎng)性能的影響

由表4可知，與酵母水解物B相比，酵母水解物A組仔豬平均日采食量提升11.29%、平均日增重增加23.68%、料重比下降1.89%。結(jié)果表明，兩種酵母水解物的誘食效果與電子舌檢測(cè)結(jié)果基本相符，酵母水解物A咸味值及苦味值偏低、鮮味及鮮味后味較高，且由于酵母水解物B可能因水解過(guò)度導(dǎo)致其誘食肽等功能小肽含量偏低，因而酵母水解物A對(duì)仔豬誘食促進(jìn)效果明顯優(yōu)于后者；在生長(zhǎng)性能促進(jìn)方面，養(yǎng)殖評(píng)估結(jié)果顯示，酵母水解物A對(duì)斷奶仔豬日增重及料重比的促進(jìn)效果優(yōu)于酵母水解物B。

3 討論

3.1 電子舌技術(shù)的發(fā)展及其在各領(lǐng)域的應(yīng)用電子舌是20世紀(jì)80年代興起的一項(xiàng)科學(xué)技術(shù)，其采用與味蕾細(xì)胞工作原理類(lèi)似的人工脂膜傳感技術(shù)（范佳利等，2009）。研究表明，對(duì)于大部分感知覺(jué)刺激來(lái)說(shuō)，其行為表現(xiàn)均遵循韋伯定律（Sebastian等，2014）。 電子舌跟據(jù)“韋伯-費(fèi)希納定律”定義味道單位差異，在測(cè)試過(guò)程中通過(guò)感應(yīng)膜電勢(shì)變化情況，將味覺(jué)指標(biāo)量化，可測(cè)定出酸味、苦味、澀味、鮮味、咸味和甜味等六種先期味道以及苦味回味、澀味回味和豐富度（鮮味回味）等后期回味數(shù)值。

隨著電子舌技術(shù)的不斷發(fā)展，其響應(yīng)時(shí)間短、檢測(cè)速度快的特點(diǎn)，不僅避免了氣相色譜、高效液相色譜等精密儀器復(fù)雜的樣品前處理過(guò)程，而且可以避免人為測(cè)定時(shí)的個(gè)體差異，確保測(cè)定數(shù)據(jù)的誤差小、重復(fù)性好、靈敏度高（李學(xué)林，2013），因而，在各領(lǐng)域研究均得到有效的推廣和應(yīng)用。顧永波等（2011）利用電子舌系統(tǒng)檢測(cè)了6個(gè)烤煙型和3個(gè)混合型卷煙樣品主流煙氣水處理液的味覺(jué)特征，發(fā)現(xiàn)電子舌能區(qū)分不同香型卷煙味覺(jué)特征；吳飛等（2012）通過(guò)電子舌對(duì)不同產(chǎn)地樣品的響應(yīng)特點(diǎn)建立產(chǎn)地分類(lèi)模型，發(fā)現(xiàn)電子舌能夠有效鑒別未知產(chǎn)地來(lái)源的枳實(shí)藥材；賈洪鋒等（2013）研究發(fā)現(xiàn)，電子舌通過(guò)識(shí)別液體味道可以在飲料、茶葉、酒類(lèi)、乳制品、調(diào)味品、肉類(lèi)、油脂等多個(gè)食品檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

吳浩等（2013）在水產(chǎn)動(dòng)物養(yǎng)殖領(lǐng)域利用電子鼻和電子舌對(duì)五種食靡的揮發(fā)性成分和水溶性成分進(jìn)行檢測(cè)，所得數(shù)據(jù)以主成分分析法和聚類(lèi)分析法進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)電子鼻、電子舌及感官評(píng)價(jià)均能有效區(qū)分淡水魚(yú)糜和海水魚(yú)糜，且對(duì)兩種海水魚(yú)糜區(qū)分效果較好，但未能將三種淡水魚(yú)糜區(qū)分開(kāi)；本研究通過(guò)引用電子舌檢測(cè)技術(shù)，對(duì)比兩種酵母水解物鮮味、咸味等各種味覺(jué)的味值，發(fā)現(xiàn)其結(jié)果在動(dòng)物飼養(yǎng)評(píng)估試驗(yàn)中得到了進(jìn)一步證實(shí)，表明電子舌技術(shù)同樣適用于動(dòng)物養(yǎng)殖領(lǐng)域，但其在畜牧領(lǐng)域更廣闊的應(yīng)用仍需進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)和研究。

3.2 不同工藝酵母水解物對(duì)仔豬生長(zhǎng)性能的影響 酵母水解物因其具有高營(yíng)養(yǎng)、強(qiáng)免疫、促生長(zhǎng)及腸道健康等系列特性而得到廣泛關(guān)注，然而由于其原料來(lái)源、菌種及生產(chǎn)工藝等的差異，不同酵母水解物在產(chǎn)品特性、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)上存在較大差異，導(dǎo)致應(yīng)用效果存在差異。孫雪梅等（2016）在妊娠后期母豬日糧中添加1%新鮮糖蜜酵母水解物發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，仔豬初生重增加170 g/頭、平均斷奶重增加580 g/頭、母豬哺乳期日采食量增加440 g/頭、母豬毒素指數(shù)下降61.9%、免疫抑制指數(shù)下降45%，表明新鮮糖蜜酵母水解物可以提升母豬的產(chǎn)仔能力和哺乳仔豬的生長(zhǎng)性能；董愛(ài)華等（2017）在保育仔豬日糧中分別添加2.5、5、10 kg/t啤酒酵母水解物發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組仔豬料重比分別顯著下降6%、7.29%和16.24%（P＜0.05），血清免疫球蛋白IgG的含量顯著提升（P＜0.05），但平均日采食量和平均日增重?zé)o顯著變化（P＞0.10），表明啤酒酵母水解物可以降低保育豬料重比、增強(qiáng)免疫力，但對(duì)日增重?zé)o顯著影響；郭小云等（2015）在斷奶仔豬日糧中用3%純培養(yǎng)酵母水解物等量替代血漿蛋白粉發(fā)現(xiàn)，與血漿組對(duì)比，仔豬平均日增重、采食量、器官指數(shù)和腹瀉率等指標(biāo)差異均不顯著（P＞0.05），但空腸段隱窩深度顯著降低、甲狀腺T3顯著提高（P＜0.05），表明純培養(yǎng)酵母水解物與血漿相比，對(duì)仔豬血清激素水平和腸道黏膜形態(tài)有更好的促進(jìn)作用；伏潤(rùn)奇等（2019）研究發(fā)現(xiàn)，在斷奶仔豬日糧中用0.5%酵母水解物等量替代去皮豆粕，可以極顯著提高斷奶仔豬平均日增重和平均日采食量、降低腹瀉率（P＜0.01），顯著降低血清低密度脂蛋白、膽固醇和丙二醛含量（P＜0.05），顯著提高血清總抗氧化能力和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活性（P＜0.05），增加斷奶仔豬直腸糞便芽孢桿菌數(shù)量（P＜0.05），表明酵母水解物可改善斷奶仔豬生長(zhǎng)性能，增強(qiáng)機(jī)體先天性免疫和血清抗氧化能力，提高直腸糞便芽孢桿菌數(shù)量。

本研究發(fā)現(xiàn)，即使相同菌種及原料來(lái)源的酵母水解物，其酶解程度的差異對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的促進(jìn)效果仍存在較大影響，適度酶解保證酵母水解物功能小肽與游離氨基酸平衡更有利于促進(jìn)仔豬誘食及生長(zhǎng)。

4 結(jié)論

4.1 電子舌感官檢測(cè)與動(dòng)物體內(nèi)飼養(yǎng)評(píng)估結(jié)果基本吻合，表明電子舌技術(shù)同樣適用于動(dòng)物養(yǎng)殖領(lǐng)域，其在畜牧領(lǐng)域更廣闊的應(yīng)用有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和研究。

4.2 酵母水解物在生產(chǎn)過(guò)程中，過(guò)度酶解導(dǎo)致其游離氨基酸及氨基酸態(tài)氮水平偏高、誘食肽等功能小肽含量不足，不利于其對(duì)仔豬誘食功能及生長(zhǎng)性能的促進(jìn)作用。