張 弦 章亭洲 瞿明仁*

(1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)江西省動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/飼料工程研究中心，南昌 330045；2.浙江科峰生物技術(shù)有限公司，海寧 314423)

飼用活性干酵母(active dry yeast for feed，ADY)是具有活性的酵母菌經(jīng)液態(tài)發(fā)酵通風(fēng)培養(yǎng)、脫水干燥而制得的酵母活細(xì)胞產(chǎn)品，含量不低于1.5×1010CFU/g[1]，在飼糧中的添加量通常在1～40 g/(頭·d)。酵母培養(yǎng)物(yeast cultures，YC)是活性酵母經(jīng)液態(tài)、固體發(fā)酵后，濃縮、干燥獲得的產(chǎn)品，富含酵母細(xì)胞壁(含有免疫活性多糖、β-葡聚糖、甘露寡糖)、細(xì)胞可溶物(含有小肽、氨基酸、螯合礦物質(zhì)、維生素、多種酶類和核酸)、細(xì)胞外代謝產(chǎn)物(含有小肽、蘋(píng)果酸等有機(jī)酸、果聚糖和甘露聚糖等低聚糖)和發(fā)酵后培養(yǎng)基所含的多種營(yíng)養(yǎng)成分，其組成主要決定于發(fā)酵菌種、培養(yǎng)基配比[2]和發(fā)酵工藝條件[3]，在飼糧中的添加量通常在50～300 g/(頭·d)。也有些研究中的酵母培養(yǎng)物是指活菌達(dá)到較高數(shù)量的固態(tài)培養(yǎng)基或液體酵母培養(yǎng)物[4]，這類產(chǎn)品兼具活酵母及酵母培養(yǎng)物的特點(diǎn)。酵母相關(guān)飼用產(chǎn)品種類繁多，包括飼用活性干酵母、酵母培養(yǎng)物、酵母細(xì)胞壁、酵母水解物、酵母核酸、酵母單細(xì)胞蛋白、酵母發(fā)酵飼料、富集微量元素酵母等[5]。本文針對(duì)飼用活性干酵母和酵母培養(yǎng)物在反芻動(dòng)物上的作用機(jī)制、應(yīng)用研究及菌株篩選等方面進(jìn)行綜述，為在反芻動(dòng)物飼料營(yíng)養(yǎng)中的研究和應(yīng)用提供參考。

1 酵母菌株的篩選

自然界中酵母菌的種類數(shù)量豐富，目前大約有60個(gè)不同的酵母菌屬，共約500種，在動(dòng)物飼糧中也廣泛分布，其中的大多數(shù)種類對(duì)人類和動(dòng)物既無(wú)害也無(wú)益，其中釀酒酵母、產(chǎn)朊假絲酵母等屬于常見(jiàn)有益菌，念珠菌屬、隱球菌屬等為有害菌。酵母菌株的選擇顯然是至關(guān)重要的，這不僅僅是使用效果的考量，也涉及到生物安全的問(wèn)題，選用的菌株必須在飼料添加劑目錄中，如釀酒酵母和產(chǎn)朊假絲酵母。在活酵母和酵母培養(yǎng)物的生產(chǎn)中主要采用釀酒酵母作為生產(chǎn)菌株，其具有蛋白質(zhì)含量高、細(xì)胞體積大等特點(diǎn)；而產(chǎn)朊假絲酵母的特點(diǎn)在于除了能利用己糖外，還能廣泛地利用戊糖、糖醛酸等，同時(shí)具有抗病性強(qiáng)、生長(zhǎng)周期短等特點(diǎn)，其發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的假菌絲，菌落數(shù)較釀酒酵母低，主要用于生產(chǎn)菌體蛋白[6]，目前在反芻動(dòng)物上應(yīng)用的相關(guān)研究較少，其與釀酒酵母對(duì)反芻動(dòng)物的影響并無(wú)相關(guān)比較數(shù)據(jù)。布拉迪酵母是研究最多的益生菌之一，它屬于釀酒酵母的一個(gè)變種，具有改善腸道健康、預(yù)防和治療腹瀉的功能，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)領(lǐng)域[7]。與其他酵母相比，布拉迪酵母菌的最適生長(zhǎng)溫度為37 ℃，可以耐受pH 1.5的環(huán)境[8]。研究認(rèn)為，布拉迪酵母菌在腸道能夠有效生長(zhǎng)，并競(jìng)爭(zhēng)性抑制有害菌的增殖，從而預(yù)防和治療腹瀉，在腸道免疫調(diào)節(jié)功能方面，布拉迪酵母優(yōu)于其他益生菌，如動(dòng)物雙歧桿菌和干酪乳桿菌[9]。

酵母菌的生長(zhǎng)特性及代謝產(chǎn)物是決定產(chǎn)品能否具有功效的主要因素之一。酵母細(xì)胞內(nèi)的主要營(yíng)養(yǎng)成分包括氨基酸、肽、碳水化合物、核酸、酶和輔助因子等[10]。國(guó)內(nèi)對(duì)飼用酵母菌株的篩選已經(jīng)有大量相關(guān)研究，包括體外發(fā)酵試驗(yàn)[11]、乳酸利用能力[12]、產(chǎn)纖維素能力、產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)活性物質(zhì)(β-葡聚糖、甘露聚糖、有機(jī)酸、氨基酸和多肽)[13]、高產(chǎn)甘油[14]、瘤胃內(nèi)源酵母菌篩選、低產(chǎn)氣等。雖然已知酵母菌株不能在瘤胃內(nèi)有效定植，但一些菌株可以在瘤胃液中保持代謝活性長(zhǎng)達(dá)48 h。酵母菌的最適pH環(huán)境為4.5～7.0，最適合生長(zhǎng)溫度為28～30 ℃，但大多數(shù)的酵母菌在pH 3.0的環(huán)境下仍然能生長(zhǎng)，部分酵母菌可以承受pH 1.5的環(huán)境，在37 ℃的環(huán)境下酵母菌也能正常生長(zhǎng)[15]。盡管釀酒酵母可以在微氧的環(huán)境下生存，但是氧氣對(duì)于維持細(xì)胞活性是非常重要的，酵母不僅需要氧氣作為呼吸作用末端電子受體，還需要氧作為細(xì)胞膜脂肪酸和甾醇生物合成的必需生長(zhǎng)因子，因此在厭氧的條件下，酵母增殖減速，其代謝產(chǎn)物也會(huì)發(fā)生改變[16]。

2 活性干酵母和酵母培養(yǎng)物在生產(chǎn)上的區(qū)別

活性干酵母的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要是活菌數(shù)，如何提高酵母菌的數(shù)量及活性一直以來(lái)都是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研究的重點(diǎn)。有學(xué)者研究了飼用酵母的高密度發(fā)酵與干燥的工藝優(yōu)化，制成產(chǎn)品的活細(xì)胞數(shù)超過(guò)200億/g[17-18]。Sullivan等[19]的研究發(fā)現(xiàn)，活性干酵母在40 ℃環(huán)境下保存時(shí)，活菌數(shù)每月會(huì)降低90%；添加到維生素預(yù)混料或谷物中的活酵母在22 ℃環(huán)境下保存2周的活性無(wú)明顯降低，這表明活性干酵母的使用對(duì)溫度環(huán)境有一定的要求。濕熱條件是殺滅微生物最為有效的方法之一，飼料制粒過(guò)程會(huì)顯著降低酵母菌的活性[20]。目前也有通過(guò)包被工藝生產(chǎn)耐高溫的專用活酵母，可以有效滿足飼料工業(yè)對(duì)制粒的需求[21]。但有研究發(fā)現(xiàn)雖然經(jīng)過(guò)制粒后飼料中的活酵母數(shù)量從106CFU/g降低到103CFU/g，酵母存活率<1%，卻同樣能發(fā)揮較好的促生長(zhǎng)作用[22]。

酵母培養(yǎng)物的生產(chǎn)工藝主要包括液態(tài)培養(yǎng)、固態(tài)有氧發(fā)酵和固態(tài)厭氧發(fā)酵等。酵母菌在有氧條件下快速增殖，生成大量菌體蛋白、酵母多糖、維生素等有益成分，而在厭氧環(huán)境下的代謝產(chǎn)物可能類似于活酵母在瘤胃、腸道厭氧環(huán)境下的代謝產(chǎn)物，因而也能產(chǎn)生類似于活性干酵母的應(yīng)用效果，何家運(yùn)[23]發(fā)現(xiàn)不經(jīng)固態(tài)厭氧發(fā)酵的酵母培養(yǎng)物產(chǎn)品在控制仔豬腹瀉上效果有所降低。飼糧高溫加工過(guò)程對(duì)酵母代謝產(chǎn)物的活性無(wú)顯著影響，因此制粒的過(guò)程并不影響酵母培養(yǎng)物的效果[24]。

有觀點(diǎn)認(rèn)為，酵母的大多數(shù)營(yíng)養(yǎng)成分存在于酵母細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞壁會(huì)阻礙機(jī)體對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收，因此必須對(duì)酵母細(xì)胞進(jìn)行自溶、裂解[25]?；罱湍负退澜湍冈诎被?、維生素的消化率和生物利用率上的差異尚不清楚，而在飼糧干燥過(guò)程中高溫引起的美拉德反應(yīng)會(huì)降低氨基酸的利用率[26]，并加速脂質(zhì)過(guò)氧化，從而降低脂溶性維生素的生物活性[27]，而考慮到生產(chǎn)死酵母產(chǎn)品需要較高的干燥溫度，活酵母細(xì)胞的消化率和生物利用率可能更大。酵母培養(yǎng)物的應(yīng)用效果受菌株、發(fā)酵工藝等因素影響，不同產(chǎn)品效果差異較大，針對(duì)不同生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的酵母培養(yǎng)物，其適宜添加量、特定飼糧條件下的應(yīng)用效果及其對(duì)胃腸道微生物區(qū)系的影響等方面還有待進(jìn)一步深入研究。酵母培養(yǎng)物的固態(tài)發(fā)酵底物主要是玉米、豆粕、麩皮、雜粕、白酒糟、糖蜜等，各成分比例、前處理工藝、發(fā)酵工藝等對(duì)發(fā)酵過(guò)程均能產(chǎn)生一定的影響，如何提高主要活性成分的含量一直是研究的重點(diǎn)[28]。酵母培養(yǎng)物生產(chǎn)工藝的研究主要在發(fā)酵條件[23]、酵母自溶條件[25]等。固態(tài)發(fā)酵過(guò)程相對(duì)于液態(tài)發(fā)酵比較難以控制，容易出現(xiàn)發(fā)酵不均、散熱不及、水分不均、雜菌污染等現(xiàn)象，如何合理有效地控制發(fā)酵過(guò)程，保障發(fā)酵質(zhì)量安全一直是生產(chǎn)上關(guān)注的焦點(diǎn)[6]。

3 活性干酵母和酵母培養(yǎng)物對(duì)反芻動(dòng)物的調(diào)控作用機(jī)制

3.1 對(duì)瘤胃發(fā)酵功能的調(diào)控機(jī)制

在羔羊瘤胃中，活酵母的數(shù)量在約30 h內(nèi)仍可接近初始添加水平，在采食8 h后可從糞便中檢出，在攝入102 h后不再能檢測(cè)到，活酵母不能在瘤胃內(nèi)定植，17%～23%的酵母菌在通過(guò)胃腸道的消化過(guò)程后仍然能夠存活，并可能在腸道內(nèi)發(fā)揮作用[29]。活酵母菌發(fā)揮作用的一個(gè)主要方式是通過(guò)呼吸作用降低瘤胃中氧氣濃度，從而維持瘤胃的厭氧環(huán)境，促進(jìn)厭氧菌的生長(zhǎng)，而瘤胃內(nèi)厭氧真菌對(duì)纖維物質(zhì)的降解起主導(dǎo)作用。新生犢牛飼喂活酵母可以降低瘤胃液中的氧化還原電位(氧含量降低)，提高微生物的定植速度，瘤胃發(fā)酵功能顯著提高[30]。然而，Oeztuerk等[31]的瘤胃液體外培養(yǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，布拉迪酵母經(jīng)高壓滅菌后對(duì)瘤胃微生物的刺激作用并無(wú)顯著差異，這表明酵母細(xì)胞本身的營(yíng)養(yǎng)成分就具有一定的功效。研究發(fā)現(xiàn)，在高精料底物條件下，酵母菌與產(chǎn)乳酸菌(牛鏈球菌和乳酸菌)競(jìng)爭(zhēng)性利用瘤胃內(nèi)單糖，并刺激乳酸利用菌(如埃氏巨型球菌)的生長(zhǎng)，后者可以將乳酸轉(zhuǎn)化為丁酸和丙酸，從而降低瘤胃內(nèi)乳酸的蓄積，提高pH[32-33]。Thrune等[34]研究發(fā)現(xiàn)，添加活酵母組瘤胃總揮發(fā)性脂肪酸含量有降低的趨勢(shì)，同時(shí)平均pH(6.53±0.07)顯著高于對(duì)照組(6.32±0.07)，瘤胃pH最大值和最小值均顯著高于對(duì)照組；在亞急性瘤胃酸中毒條件下，添加酵母后瘤胃液低pH顯著低于對(duì)照組。添加活性干酵母可以提高秦川牛瘤胃內(nèi)與纖維降解相關(guān)酶的活性，包括β-葡萄糖苷酶、羧甲基纖維素酶、木聚糖酶等，酸性洗滌纖維(ADF)、中性洗滌纖維(NDF)的消化利用率提高[35]。

酵母培養(yǎng)物與活酵母對(duì)瘤胃發(fā)酵功能的調(diào)控機(jī)制相似，其本身含有的營(yíng)養(yǎng)成分可以刺激瘤胃微生物的生長(zhǎng)，維持厭氧環(huán)境，提高瘤胃發(fā)酵效率[36]。研究發(fā)現(xiàn)，酵母培養(yǎng)物可以通過(guò)改善纖維降解菌的生長(zhǎng)活性，增強(qiáng)瘤胃發(fā)酵功能，增加微生物蛋白(MCP)的合成，刺激乳酸利用菌的生長(zhǎng)，減少乳酸蓄積，尤其是在飼糧質(zhì)量較低的情況下[37]。試驗(yàn)表明，飼糧中添加酵母培養(yǎng)物可以增加普雷沃氏菌(Prevotellabrevis)、黃色瘤胃球菌(R.flavefaciens)、纖毛蟲(chóng)(Ciliateprotozoa)和雙歧桿菌(Bifidobacteriumspp.)的相對(duì)豐度[38]。圍產(chǎn)期奶牛飼糧中添加富甘油酵母菌培養(yǎng)物能通過(guò)上調(diào)磷酸烯醇丙酮酸羧激酶(PEPCK)的活性及PEPCK-C的mRNA和蛋白表達(dá)水平，以及上調(diào)葡萄糖激酶(GK)的活性和mRNA表達(dá)水平來(lái)促進(jìn)葡萄糖異生作用，從而提高奶牛血糖水平，改善奶牛能量平衡狀態(tài)[39]。有報(bào)道稱，在反芻動(dòng)物飼糧中添加酵母培養(yǎng)物可以改變瘤胃微生物的氫化代謝途徑，飼糧來(lái)源的亞油酸、亞麻酸和油酸以及有益的生物氫化物中間體將在瘤胃中逃脫完全的生物氫化作用，被乳腺組織和肌肉組織所吸收利用，從而改善乳肉品質(zhì)[33]。研究發(fā)現(xiàn)，釀酒酵母培養(yǎng)物和釀酒酵母細(xì)胞壁可以誘導(dǎo)或促進(jìn)反芻動(dòng)物上皮細(xì)胞防御素的表達(dá)，對(duì)胃腸道黏膜形成保護(hù)，抑制和殺滅有害菌并調(diào)節(jié)有益菌數(shù)量和種類以維持胃腸道微生態(tài)平衡[40-41]。此外，也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)酵母培養(yǎng)物有降低瘤胃氨態(tài)氮濃度，減少糞氨和甲烷排放的趨勢(shì)，提高微生物蛋白的合成產(chǎn)量，從而向后消化道提供更多的氨基酸[42]。

3.2 對(duì)反芻動(dòng)物抗應(yīng)激和免疫調(diào)節(jié)的作用機(jī)制

動(dòng)物機(jī)體的很多疾病都是由氧化應(yīng)激引起的，酵母菌體內(nèi)及其代謝產(chǎn)物中含有大量具有抗氧化活性的物質(zhì)，有研究發(fā)現(xiàn)酵母自溶產(chǎn)物中谷胱甘肽含量較高，同時(shí)具有較高的總抗氧化能力、二苯基苦基苯肼(DPPH)自由基清除能力、一氧化氮清除能力和羥基自由基清除能力，可作為新型天然抗氧化劑和免疫刺激劑用于功能性食品或藥物[4,10]。酵母多糖是酵母的主要活性成分之一，其可以改善聚羥基脂肪酸酯(PHA)刺激的淋巴細(xì)胞的氧化還原狀態(tài)，減少熱應(yīng)激引起的氧化損傷，進(jìn)而調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)基因的表達(dá)，增強(qiáng)淋巴細(xì)胞對(duì)熱應(yīng)激條件的適應(yīng)能力[4]。

在熱應(yīng)激條件下，泌乳早期奶牛飼糧中添加活酵母可提高能量校準(zhǔn)乳(ECM)產(chǎn)量，且干物質(zhì)采食量(DMI)不受影響，干物質(zhì)轉(zhuǎn)化為ECM的效率提高7.4%[43]。奶牛飼糧中添加活酵母有助于提高瘤胃、結(jié)腸中上皮屏障基因和抗炎相關(guān)基因的表達(dá)，增強(qiáng)編碼抗菌肽基因防御素β1(DEFB1)的表達(dá)[44]。

酵母培養(yǎng)物能下調(diào)熱應(yīng)激奶牛外周血淋巴細(xì)胞的熱休克蛋白70(HSP70)mRNA表達(dá)水平，減少凋亡相關(guān)基因Bax-αmRNA的表達(dá)水平，抑制細(xì)胞凋亡；刺激ConAn介導(dǎo)的T細(xì)胞轉(zhuǎn)化，提高奶牛的淋巴細(xì)胞白細(xì)胞介素-2(IL-2)和免疫球蛋白G(IgG)水平，增強(qiáng)熱應(yīng)激奶牛的細(xì)胞免疫和體液免疫[45]。Vailati-Riboni等[46]通過(guò)轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，奶牛飼糧中添加酵母培養(yǎng)物可以提高細(xì)胞免疫相關(guān)基因、上皮組織保護(hù)相關(guān)基因和抗炎活性相關(guān)基因的表達(dá)，乳腺細(xì)胞的抗菌能力得到有效提升。

3.3 對(duì)反芻動(dòng)物甲烷產(chǎn)量的影響及作用機(jī)制

反芻動(dòng)物胃腸道發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生大量的甲烷(瘤胃發(fā)酵占87%～90%，腸道發(fā)酵占10%～13%[47])，成年肉牛平均日甲烷排放量高達(dá)161～323 g，造成的能量損失占采食量的2%～12%[48]。研究表明，反芻動(dòng)物甲烷產(chǎn)量受到飼糧種類[49-50]、抗生素(如莫能菌素等)、環(huán)境溫度等眾多因素的影響。酵母產(chǎn)品對(duì)反芻動(dòng)物甲烷產(chǎn)量的影響仍然存在較多的爭(zhēng)議。體外研究表明，在共培養(yǎng)乙酸生成菌和甲烷合成菌時(shí)，氫主要用于甲烷的合成，添加活酵母后，乙酸生成菌對(duì)氫的利用率顯著增加，甲烷產(chǎn)量降低[51]。在體外研究中，高精料飼糧添加不同來(lái)源的活酵母制劑，各試驗(yàn)組甲烷濃度均低于對(duì)照組，但差異不顯著[52]。許斌斌[53]研究了不同劑量下活性釀酒酵母對(duì)肉牛腸道甲烷排放的影響，結(jié)果表明，添加6 g/(頭·d)可以顯著降低肉牛甲烷排放量。而在Oh等[54]的研究中以酵母為基礎(chǔ)的微生態(tài)產(chǎn)品對(duì)泌乳奶牛的甲烷產(chǎn)量并無(wú)顯著影響。一項(xiàng)Meta分析討論了酵母產(chǎn)品對(duì)奶牛和肉牛甲烷產(chǎn)量的影響，其中包括6項(xiàng)研究，分析結(jié)果表明，酵母產(chǎn)品作為飼料添加劑在減少奶牛和肉牛甲烷產(chǎn)量方面并無(wú)顯著效果[37]。不同酵母對(duì)甲烷產(chǎn)量和甲烷/DMI影響的試驗(yàn)存在較大的差異，可能是由于受到酵母菌株、飼糧組成和環(huán)境因素的影響。酵母產(chǎn)品對(duì)反芻動(dòng)物瘤胃產(chǎn)甲烷的影響及機(jī)制仍未透徹，值得進(jìn)一步深入研究。

3.4 對(duì)飼料霉菌毒素的影響

霉菌毒素是飼料中一類重要的天然毒素，對(duì)動(dòng)物機(jī)體健康和食品安全具有重大危害。關(guān)于酵母對(duì)霉菌毒素的作用，Pfliegler等[55]、Shetty等[56]已有詳細(xì)的綜述介紹。研究證明，酵母細(xì)胞壁的主要活性成分(β-葡聚糖和甘露寡糖)具有改善免疫功能的效果，在動(dòng)物消化道中可以吸附飼料中主要的霉菌毒素(黃曲霉毒素、赭曲霉毒素A、T-2毒素和玉米赤霉烯酮)，有效緩解毒素對(duì)動(dòng)物健康和生產(chǎn)帶來(lái)的不利影響[56]。研究發(fā)現(xiàn)，在奶山羊飼糧中添加酵母細(xì)胞壁或其主要活性成分β-葡聚糖可以有效吸附黃曲霉毒素B1(AFB1)，降低羊奶中黃曲霉毒素M1(AFM1)的含量[57]，對(duì)食品安全具有積極的作用。

4 活性干酵母和酵母培養(yǎng)物在反芻動(dòng)物上的應(yīng)用

4.1 在幼年反芻動(dòng)物上的應(yīng)用

活酵母和酵母培養(yǎng)物均能提高初生犢牛消化系統(tǒng)內(nèi)的微生物定植速度，這對(duì)于其隨后的瘤胃功能、免疫系統(tǒng)構(gòu)建和腸道健康等都具有重要的意義[58]，但具體的效果與犢牛的日齡、飼糧組成、飼養(yǎng)管理水平和酵母菌等有關(guān)[59]。研究表明，釀酒酵母可以提高犢牛的DMI、飼料轉(zhuǎn)化率和生長(zhǎng)性能，同時(shí)也能有效促進(jìn)瘤胃發(fā)育[60-61]。斷奶前犢牛飼喂酵母產(chǎn)品的效果最為明顯，可有效降低腹瀉評(píng)分、減少腹瀉天數(shù)，從而降低犢牛階段抗生素治療的頻率，提高生長(zhǎng)性能[62-63]。

Galv?o等[64]研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)母源抗體水平低的犢牛補(bǔ)充活酵母，可以提高犢牛免疫力，改善生長(zhǎng)性能。犢牛在0～60日齡飼喂活酵母對(duì)瘤胃菌群(古細(xì)菌除外)的均勻性和多樣性有一定的影響，且這些影響可以持續(xù)32個(gè)月，但對(duì)于生產(chǎn)性能的影響并不顯著[65]。犢牛從出生時(shí)就開(kāi)始補(bǔ)充活酵母有助于提高腸道內(nèi)源性免疫球蛋白A(IgA)的產(chǎn)生，從而降低病原體侵害的風(fēng)險(xiǎn)[66]。熱應(yīng)激環(huán)境下，在牛奶中添加活的布拉迪酵母可以降低犢牛的直腸溫度、心率和腹瀉率[67]。

飼喂酵母培養(yǎng)物能顯著提高斷奶前后犢牛的日增重，提高犢牛瘤胃液pH，改善斷奶應(yīng)激[68]。Mitchell等[69]的研究表明，在不同粗飼料(苜蓿草、燕麥草、玉米青貯)條件下斷奶犢牛飼喂酵母培養(yǎng)物可以改善瘤胃菌群組成，但對(duì)瘤胃液pH、采食量、生長(zhǎng)性能或營(yíng)養(yǎng)消化率并無(wú)顯著影響。圍產(chǎn)期奶牛飼喂酵母培養(yǎng)物可以提高初乳中的免疫球蛋白水平，從而提高犢牛的被動(dòng)免疫水平[70]。不同菌株生產(chǎn)的酵母培養(yǎng)物對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能的影響存在一定的差異，Tripathi等[71]對(duì)4種酵母培養(yǎng)物進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明有3種酵母培養(yǎng)物能提高羔羊的生產(chǎn)性能，而1種酵母培養(yǎng)物能降低生產(chǎn)性能。幼年反芻動(dòng)物與成年反芻動(dòng)物在消化系統(tǒng)、飼糧組成和疾病管理上均存在較大差異，需針對(duì)幼年反芻動(dòng)物的生長(zhǎng)特點(diǎn)和多重需求，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)研究酵母產(chǎn)品，提升相關(guān)產(chǎn)品的專業(yè)性和針對(duì)性。

4.2 在奶牛上的應(yīng)用

Desnoyer等[72]對(duì)110篇研究論文、157項(xiàng)試驗(yàn)和376個(gè)處理進(jìn)行定量Meta分析發(fā)現(xiàn)，在反芻動(dòng)物飼糧中添加酵母類產(chǎn)品(包括活酵母和酵母培養(yǎng)物)，平均奶產(chǎn)量增加0.8 kg/d，飼糧中精料與中性洗滌纖維的比例越高則有機(jī)物消化率提升越大。Poppy等[73]也進(jìn)行了類似的Meta分析，其結(jié)論表明，商業(yè)化的釀酒酵母產(chǎn)品提高牛奶產(chǎn)量1.18 kg/d(脂肪校正乳1.61 kg/d)，乳脂肪產(chǎn)量提高0.06 kg/d，乳蛋白質(zhì)產(chǎn)量提高0.03 kg/d，泌乳早期DMI增加0.62 kg/d，泌乳后期DMI增加0.78 kg/d。從采食行為上看，奶牛飼糧中添加活酵母后，采食間隔縮短(20.0 min vs. 25.8 min)，日采食次數(shù)增加(9.0 次/d vs. 7.8次/d)，反芻時(shí)間增加(570.3 min/d vs. 544.9 min/d)，乳脂含量增加(3.71% vs. 3.55%)[74]。在高淀粉和低淀粉飼糧條件下，酵母培養(yǎng)物均能提高奶產(chǎn)量；高精料飼糧條件下，酵母培養(yǎng)物可以降低瘤胃液pH、瘤胃乳酸濃度，從而降低亞急性瘤胃酸中毒風(fēng)險(xiǎn)[75-76]。富甘油酵母菌制劑能顯著升高血漿鈣、血糖水平，顯著降低血漿β-羥丁酸和非酯化脂肪酸(NEFA)水平，臨床和亞臨床性酮病的發(fā)病率明顯降低[39]。總體而言，活酵母或酵母培養(yǎng)物對(duì)產(chǎn)奶量的效果大致是顯著的，對(duì)乳蛋白等主要乳成分含量的效果存在一定的不確定性，這可能與泌乳階段、泌乳牛生產(chǎn)潛力等諸多影響因素有關(guān)。

4.3 在肉牛和肉羊上的應(yīng)用

Ding等[77]研究發(fā)現(xiàn)，釀酒酵母對(duì)肉牛飼料干物質(zhì)和NDF的降解率有顯著影響，增加了瘤胃總細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物和乳酸利用菌的數(shù)量，降低了淀粉降解菌和乳酸產(chǎn)生菌的數(shù)量。曹文新[61]的研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加滅活酵母培養(yǎng)物有提高羔羊日增重的趨勢(shì)，可以顯著降低料重比，提高干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、總能的表觀消化率，提高瘤胃丙酸和總揮發(fā)性脂肪酸濃度。飼喂活性干酵母可顯著改善肉牛瘤胃發(fā)酵相關(guān)指標(biāo)，提高苜蓿干草干物質(zhì)、NDF、粗蛋白質(zhì)，青貯玉米干物質(zhì)、NDF及菜籽粕粗蛋白質(zhì)的有效降解率[35]。Wagner等[78]的一項(xiàng)Meta分析結(jié)果表明，肉牛飼喂酵母培養(yǎng)物有助于提高平均日采食量(6.5%)、DMI(1%)和料重比(2.6%)，同時(shí)酵母培養(yǎng)物的飼喂時(shí)間越長(zhǎng)，效果越明顯。這些差異可能部分歸因于不同的基礎(chǔ)飼糧，特別是飼糧精料水平。以往的研究表明，活酵母和酵母培養(yǎng)物的益生菌作用與其穩(wěn)定瘤胃pH的作用有關(guān)，而瘤胃pH受精料水平的影響，因此活酵母對(duì)養(yǎng)分降解特性和瘤胃菌群組成的影響可能與飼糧精粗比有關(guān)。另外，活酵母和酵母培養(yǎng)物具有提高肉牛胴體質(zhì)量等級(jí)的趨勢(shì)[11,79-80]。

5 小 結(jié)

飼用活性干酵母和酵母培養(yǎng)物在反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。酵母菌株的篩選有諸多方向，不論是酵母的代謝產(chǎn)物或其本身營(yíng)養(yǎng)成分，對(duì)反芻動(dòng)物生產(chǎn)性能都有一定的促進(jìn)作用。活性干酵母和酵母培養(yǎng)物在生產(chǎn)工藝上的研究方向有所不同，活性干酵母的研究主要在于提高生產(chǎn)、儲(chǔ)存和加工過(guò)程中的酵母活菌數(shù)；而酵母培養(yǎng)物的生產(chǎn)研究主要集中于優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高活性產(chǎn)物?；钚愿山湍冈谑褂脮r(shí)需注意避免過(guò)高的環(huán)境溫度，制粒時(shí)可考慮選擇能耐受高溫工藝的活酵母產(chǎn)品?；钚愿山湍竿渌嫔愃?，主要是通過(guò)菌體在胃腸道內(nèi)的代謝產(chǎn)物以及菌體本身的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)發(fā)揮作用；酵母培養(yǎng)物主要是酵母菌體、菌體代謝產(chǎn)物和變性培養(yǎng)基中的大量營(yíng)養(yǎng)活性物質(zhì)發(fā)揮作用。隨著分析技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)氣相色譜-離子遷移(GC-IMS)技術(shù)分析發(fā)酵過(guò)程中揮發(fā)性有機(jī)化合物組成及含量、LC-MS非靶標(biāo)代謝組學(xué)分析差異代謝物、發(fā)酵菌種全基因組測(cè)序和功能分析等已經(jīng)廣泛應(yīng)用于微生物發(fā)酵領(lǐng)域，將來(lái)必然是酵母菌株篩選、發(fā)酵工藝優(yōu)化的研究和發(fā)展方向。大量研究表明，2種酵母產(chǎn)品在應(yīng)用效果上具有一定的相似性，在幼齡反芻動(dòng)物可以促進(jìn)瘤胃發(fā)育、降低腹瀉率，改善生長(zhǎng)性能；在成年反芻動(dòng)物可以有效維持瘤胃厭氧環(huán)境、調(diào)控瘤胃微生物組成，穩(wěn)定瘤胃液pH，提高動(dòng)物抗應(yīng)激水平。同時(shí)隨著多組學(xué)技術(shù)的發(fā)展(宏基因組學(xué)、宏轉(zhuǎn)錄組學(xué)、宏蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué))，反芻動(dòng)物瘤胃微生物及其代謝功能的研究已進(jìn)入新的時(shí)代[81]，活性干酵母和酵母培養(yǎng)物對(duì)反芻動(dòng)物的作用機(jī)理研究也將更加深入。