酵母菌的天然营养特性

酵母菌的天然营养特性

母菌是一种选择性的厌氧微生物。在氧气和氧气条件下，它们可以生存和繁殖，并提供更多的养分。从20世纪40年代开始,酵母菌作为蛋白质补充料,广泛应用于畜牧生产,尤其是反刍动物的生产。随着酵母菌特性研究的深入,其在畜牧业中的应用越来越广泛。根据农业部2003年12月公布的饲料添加剂品种目录,目前可直接作为微生物饲料添加剂的酵母菌有产阮假丝酵母(Cadidaatilis)和酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae);卫生部2004年4月公布的可用于保健食品的真菌中,酵母类除包括酿酒酵母、产阮假丝酵母以外,还有乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyceslactis)和卡氏酵母(Saccharomycescarlsbergensis)。酵母菌全身是“宝”,酵母细胞含有丰富的蛋白质、氨基酸、核酸、维生素、微量元素以及各种消化酶。其细胞壁含有多种生物活性物质,可作为营养物质被吸收,还可以促进免疫反应,具有益生菌和益生元的某些作用。酵母菌分布广泛,其生长具有原核生物的繁殖特点,能够快速增殖,在反刍动物的瘤胃,马、猪、鸡、犬、兔等单胃动物的盲肠及结肠中也存在。因此容易获得,并可以广泛的应用于上述几种动物的生产。1母菌的自然特性1.1干酵母蛋白的饲料酵母菌的菌体蛋白质约占菌体干物质的32%～75%,其含量因菌种、培养条件不同而差异较大。曾有人报道,每100kg干酵母所含的蛋白质,相当于500kg大米、217kg大豆或250kg猪肉的蛋白质含量。并且其赖氨酸、色氨酸含量均较高,前者含量接近动物蛋白,饲料中添加酵母可以弥补谷物中赖氨酸的不足。山东科学院利用啤酒糟培养饲料酵母菌,制成的单细胞蛋白饲料含粗蛋白58.07%,高于大豆,稍低于鱼粉。从生产成本来看,饲喂酵母比饲喂大豆和鱼粉要经济很多。1.2酵母b为原料的生物酶b酵母菌细胞含有4.5%～8.5%的核糖核酸、约2%的B族维生素和多种矿物质。利用紫外分光光度计测得酵母菌维生素B1含量为10.7mg/kg。也有人统计酿酒酵母中几种B族维生素含量分别为维生素B115mg/kg～18mg/kg;维生素B2为54mg/kg～68mg/kg,维生素B3130mg/kg～160mg/kg,维生素B42600mg/kg。可见酵母菌确实含有丰富的B族维生素,并且种类较全、含量相对较高,这是其一大优势,只要机体能有效利用酵母,就可以达到营养神经、促进辅酶活性的目的,还可以在使用某些药物时将酵母菌作为天然维生素B的补充剂。矿物质约占酵母细胞干重的3%～10%,磷含量最高,其次有钾、钙、硫、钠等。此外,某些酵母菌还有富集微量元素的作用,使之由无机态变成有机态,利于动物机体吸收利用。已列入我国饲料添加剂目录中的有酵母铜、酵母铁、酵母锰及酵母硒等。1.3低分子化合物类物酵母菌本身还含有丰富的酶类,如单胃蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶及植酸酶等。这些酶类可以将淀粉、纤维素水解成小分子糖、氨基酸、醇类等易被消化和吸收的低分子物质。植酸酶能使饲料中的植物有机磷得到有效的利用,降低粪便中有机磷的含量,减少对环境的污染;并且还能有效减少植酸的抗营养作用,释放许多有益的金属离子,促进动物对蛋白质、氨基酸和碳水化合物的消化吸收。1.4改善和提高微生物系统的免疫活性酵母菌细胞壁约占酵母重量的20%,成分主要有内壁的β-葡聚糖(57%)、外壁的甘露寡糖(6.6%)、糖蛋白(22%),此外,还有几丁质、蛋白质、脂类和灰分等。酵母细胞壁物质在酸解过程中比较稳定,活性成分不易被破坏,能够通过胃到达肠道而发挥作用。甘露糖和β-葡聚糖具有免疫促进剂的功能,能够激发或增强机体免疫功能。甘露寡糖还可作为生长代谢的营养物质,促进双歧杆菌和乳酸杆菌等有益菌的增殖,可作为益生菌的碳源而被利用,从而促进益生菌增殖。根据胃肠道优势种群理论和生物夺氧理论可推断出饲料中添加酵母菌或其制剂有利于竞争性抑制有害菌的定植。酵母菌所含有的脂类主要是类脂、磷脂、固醇等脂溶性化合物,固醇类主要是麦角固醇,它经紫外线照射能转变为维生素D2,是生产天然维生素D的主要来源。2改善克氏原螯虾肠道微生物环境酵母菌培养物在畜牧业,尤其是养殖行业中的应用有许多优点,因为它既不会干扰抗生素的作用,又有助于增加饲料稳定性,还可以改善动物胃肠道微生态环境,促进微生物蛋白的合成及酶的分泌,从而促进肠内营养物质的消化与吸收。酵母菌培养物还可以在胃肠道中竞争性抑制病原微生物生长,改善肠壁结构与形态,抑制霉菌毒素的危害。培养物中的代谢产物可以作为营养物质吸收利用,还可以作为益生元发挥抗菌作用。2.1酵母添加量对发酵及微生物代谢的影响酵母菌添加剂饲喂反刍动物,可以改变瘤胃的发酵形式,提高消化道尤其是瘤胃的微生物活性,促进反刍动物消化粗纤维,吸收营养物质。如酿酒酵母和米曲霉的发酵提取物可以通过调控反刍动物的瘤胃内环境,尤其是通过对瘤胃内细菌菌群的调控发挥作用,最终提高饲料采食量,减轻环境应激对家畜造成的危害。饲料中添加酵母菌或其制剂可以明显增加泌乳期奶牛干物质采食量,能帮助奶牛消化粗纤维,提高奶产量和乳脂率,而不影响牛奶性质和血液成分。选择40头奶牛进行70d的试验,按照每头10g/d的剂量添加酵母,可增加日标准产奶量2.25kg/头,使乳脂率增加0.3%。日粮中添加酵母菌培养物还有提高瘤胃中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)消失率及羧甲基纤维素酶、木聚糖酶活化的趋势;能够提高瘤胃乙酸、丙酸、丁酸、TVFA浓度及乙酸丙酸比。在体外试验中添加灭活或非灭活的酵母菌均可以刺激瘤胃微生物代谢。可见,添加酵母的确可以在多个方面促进反刍动物的生长和生产性能。2.2使用酵母粉替代立法给猪饲喂酵母菌培养物或酵母菌,可以提高其生产性能、消化能力并改善肠道微生物菌群。在国外,一般猪的日粮中酵母添加量为2%～5%,某些情况下,甚至可以用酵母干粉替代80%的动物蛋白,而对增重和生产性能没有不良影响。试验表明,给断奶仔猪饲喂活酵母培养物可以提高其采食量和日增重,但并不改变其肠道微生物菌群和发酵产物。在猪的生产中应用酵母需要注意的是,饲喂酵母的同时需要配合使用高能低蛋白的饲料;哺乳期的母猪尽量不要饲喂新鲜酵母,以免引起仔猪腹泻。2.3酵母添加量对鸡蛋品质的影响试验表明,在家禽饲料中添加酵母菌或其培养物,可以提高家禽对饲料的利用率,增强机体免疫力,改善粪便菌落,在蛋鸡饲料中添加酵母还可以使鸡蛋品质有所改善,产蛋期延长。据印度学者报道,用经过处理的酿酒酵母渣饲喂鸡,70%的添加剂量以下,每100g活体增重的饲喂成本随着饲料中酿酒酵母渣比例的增加而减少。周淑芹等研究表明,采用0.3%或0.4%的酵母培养物代替常规促生长抗生素药物对肉鸡的生产性能没有显著影响,但能显著提高血清中IgA和IgG水平,同时也提高了血清中新城疫抗体水平。2.4发酵生产生物活性物质在水产养殖中使用酵母,可以增加虾体内虾青素的含量,并且可以改善水质,降低各种疾病的发病率,提高经济效益。貂、狐、长毛兔等毛皮动物的饲料中添加酵母,可改善其毛皮质量,降低饲养成本。国外还有厂家生产用于饲喂马、猫的酵母产品,但我国这方面报道较少。此外,酵母菌因其既具有原核生物的培养特性,又具有真核生物在表达外源蛋白时的优势,因此被作为生物反应器广泛应用于发酵生产生物活性物质,如基因工程疫苗、各种酶、膜受体蛋白、各种抗体、生物活性肽等。近年来,利用转基因酵母菌成功表达的蛋白已有300多种。人工构建的基因工程酵母菌也已用于酶等饲料添加剂的生产,使其规模化和工业化,大大降