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酵母培养物在家禽中的应用
发布日期:2011-12-16  来源:饲料工业  浏览次数:1608
张海军 齐广海 武书庚酵母应用于动物生产已有百年的历史,传统的饲料酵母主要是作为瘤胃微生物的一种生长因子用于反刍动物。近

张海军 齐广海 武书庚
酵母应用于动物生产已有百年的历史,传统的饲料酵母主要是作为瘤胃微生物的一种生长因子用于反刍动物。近十年来,酵母在动物营养中的作用发生了变化。酵母产品因其在绿色、天然、无污染及缓解饲料工业蛋白质资源不足等方面具有的优势和巨大的发展潜力,已成为当前国内外的研究重点和发展方向。酵母产品主要有:活性干酵母、酵母培养物(Yeast culture,简称YC,也有称酵母饲料)、营养性酵母和酵母制品(如酵母提取物、酵母自溶物)。其中用于饲料工业的主要是营养性酵母和酵母培养物。酵母培养物含有酵母培养基、酵母代谢物和死亡的酵母细胞,是一类新型的绿色饲料添加剂,它优于传统抗生素类添加剂在于其无停药期、无残留、无致微生物突变。本文就酵母培养物在家禽中的应用作一综述。
1 酵母培养物的主要成分
酵母培养物是在特定工艺条件下,由酵母菌种在特制的培养基上经过充分发酵后所形成的微生态制品,它由酵母细胞代谢产物和经过发酵后变异的培养基,以及少量已无活性的酵母细胞所构成。在酵母培养物的生产过程中,酵母细胞仅仅是被用来生产细胞代谢产物的一种工具,代谢产物是该类产品发挥作用的主要物质。酵母培养物营养丰富,含有肽、氨基酸、维生素、矿物质、蛋白质螯合物、甘露寡糖、β-葡聚糖、有机酸、酯类、醇类、酶类,此外还含有许多为我们所不熟悉但已证明对畜禽生长有益的“未知生长因子”,是一种具有生物活性的复合饲料添加剂。龙凌[1]认为,酵母培养物是一种独特的酵母产品,必须把它作为含有“未知生长因子”的发酵产品来加以评价,而不能根据其“已知营养素(蛋白质、维生素和氨基酸等)”的组成来衡量。酵母培养物的主要组成成分见表1。
目前市场上销售的酵母培养物产品大体可分为两类。一类是酵母菌(包括活性干酵母)加载体型,这类产品由活酵母添加不同的载体物质混合均匀后制成,在产品的生产过程中没有经过任何的发酵环节,产品中不含代谢产物成分。事实上,这类产品不属于酵母培养物的范畴,不是真正的酵母培养物产品。另一类是利用酵母菌在给定的培养基上进行发酵后所产生的终端产品,其中含有代谢产物成分,是真正酵母培养物产品。

2 酵母培养物的生产工艺
目前,生产上一般采用液、固态相结合的发酵工艺。此工艺采用液态制备菌种,固态曲池发酵,培养基灭菌熟化,加大液态接种量,合理的干燥工艺缩短了发酵周期,大大降低了杂菌污染程度,有效地保存了产品中的生物活性物质。
酵母培养物发挥作用并不依赖于提供的活酵母的数量,它是通过发酵后形成的细胞代谢产物起作用。正是这些代谢产物作为胃肠道微生物细菌的营养底物以滋养和刺激其代谢活性,从而发挥调节和维持体内微生态环境以及改善动物消化吸收的功能。而酵母的代谢产物具有热稳定性,能够耐受制粒过程中的蒸汽和高温影响,即使经高压灭菌处理,酵母培养物刺激微生物生长的特性所受影响也极小。
3 酵母培养物在家禽中的应用效果
国内外的大量研究证明,酵母培养物在促进家禽对营养物质的消化吸收、提高饲料利用率、调节肠道微生物平衡、改善生长性能、提高机体免疫力和改善环境等方面具有重要作用。
3.1 促进生长,改善生长性能
酵母培养物可以改善肉仔鸡的生长性能。曾正清等[2]发现,在日粮中添加2%的酵母饲料能提高肉仔鸡的体增重,含1%、2%的酵母培养物的饲料能够降低粪便中、盲肠食糜中大肠杆菌的数量,增加乳酸杆菌的数量。周淑芹等[3-5]报道,在肉仔鸡日粮中添加0.3%的酵母培养物可以改善肉仔鸡生长性能;并且还可显著提高肉仔鸡肠道双歧杆菌数量,降低生长前期(1~4周)盲肠大肠杆菌数量,减少腹泻,降低肠道氨浓度,改善肠粘膜结构,肠壁微绒毛变长,更有利于营养物质的吸收[3]。Stanley等[6]报道,在使用球虫感染的垫料时,酵母培养物残渣(YCR)与拉沙里菌素和杆菌肽相比,在提高肉仔鸡体增重方面更为有效。Goh和Hwang[7]报道,米曲霉发酵的酵母培养物在添加量≤1%均可显著提高肉仔鸡的饲料效率,并且1%的添加量效果最优。
酵母培养物也可以促进蛋雏鸡、育成鸡、公鸡和火鸡的生长及对营养物质的消化吸收。刘观忠等指出[8],饲料中添加0.1%和0.3%的酵母培养物能提高蛋雏鸡日增重,增加小肠绒毛高度和肠壁厚度。金桩[9]用活性酵母饲料等量代替育成鸡饲粮中的部分鱼粉时,增重效果较好。Gary[10]饲喂公鸡酵母饲料后,其回肠绒毛杯状细胞减少、腺窝深度减小,并认为这是由于饲喂酵母饲料后肠道细菌产生的有毒物质减少的结果。Bradley等报道[11],补饲酵母培养物后提高了火鸡的日增重,料重比下降;对肠道形态结构的分析表明,补饲酵母培养物降低了回肠内每毫米肠绒毛上杯状细胞的数量,隐窝深度下降。隐窝深度降低表明上皮细胞更新率下降,而更新率的下降是肠道微生物所产毒素浓度下降的结果。
但是,酵母培养物对雏鸡生长速度和饲料利用率的改善并不与添加量变化趋势完全一致。有研究认为,随着活酵母饲料水平在雏鸡日粮中升高,其生长速度和饲料利用率有降低的趋势。酵母培养物添加量过大也可影响家禽的生长,因为酵母培养物中含有一定量的甘露寡糖。当动物摄入过多的寡糖时,消化道后部寄生的微生物发酵过度, 食物通过消化道加快,产生软粪,可能引起动物消化不良性腹泻,使畜禽生长发育受阻[12]。
酵母培养物可以提高蛋鸡和种鸡的饲料效率,降低鸡蛋的破损率,显著减少蛋鸡的死亡,延长产蛋高峰期,明显提高生产性能和经济效益[13-19]。刘质彬等[15]向20周龄产蛋鸡日粮中添加酵母培养物,产蛋鸡的生产性能得到明显的改善,酵母培养物对日粮中营养物质的吸收代谢产生显著的促进作用(见表2)。从表2可以看出,酵母培养物的添加量分别为0.1%、0.2%、0.3%,日粮中粗蛋白质、脂肪、总能和酸性洗涤纤维的消化率都得到提高。

金加明[18]在产蛋高峰期蛋鸡日粮中添加0.15%的酵母培养物和0.05%的寡糖,与添加金霉素的对照组相比,产蛋率显著升高,采食量和料蛋比均显著降低。阮光琼等[20]在产蛋鸡饲料中添加0.1%的酵母培养物,料蛋比、产蛋率、蛋重等均优于0.1%的杂粕酶制剂组。
美国亚利桑纳州大学的Reid(1988)在55周龄蛋鸡日粮中添加0.25%~1%的酵母培养物,发现产蛋率、蛋重量和蛋产量均得到改善,同时酵母培养物也提高了蛋鸡体内蛋氨酸的存留率[14]。
3.2 提高免疫力
曾正清等[2]报道酵母培养物可增加肉仔鸡胸腺小叶数。周淑芹等[3]报道肉仔鸡日粮中添加0.3%的酵母培养物提高了血清免疫球蛋白A和G水平。周淑芹等[4]发现0.3%和0.4%的酵母培养物可以降低肉仔鸡肠道氨浓度,减少大肠杆菌数量,增加双歧杆菌数量,提高血清免疫球蛋白A和G浓度,提高血清中新城疫抗体水平,减少接种大肠杆菌后的死亡率和盲肠内的大肠杆菌的数量。刘观忠等[8]发现,日粮中添加0.1%和0.3%的酵母培养物,可以提高蛋雏鸡胸腺、法氏囊和脾脏指数及血清新城疫血凝抑制效价。
酵母培养物对家禽免疫力的改善和提高除了其中的营养成分和“未知生长因子”外,可能也与酵母细胞壁中的甘露寡糖有关。甘露寡糖可显著地影响动物的免疫系统,一方面它能吸附和抑制胃肠道病原菌,排斥病原性微生物在胃肠粘膜表面的附着,防止对毒素和废物的吸收,调节非免疫防御机制;另一方面甘露寡糖也可诱导刺激机体产生细胞免疫和体液免疫,调节免疫防御机制。因此,酵母培养物可维护胃肠道微生态平衡,选择性促进胃肠道有益菌群增殖,抑制有害菌的繁殖,并且可激发、增强机体的免疫力和抗病力。
3.3 抗应激作用
酵母培养物应用于家禽,可以预防和缓解由于应激导致的动物生产性能不佳问题。在饲养条件、日粮营养水平较差时,在家禽日粮中添加酵母培养物作用显著[6,21]。这是因为酵母培养物对维持胃肠道微生物的代谢活性和内环境的正常具有重要作用。当各种因素导致动物出现应激反应时,机体的内环境将会发生变化,寄居在胃肠道内的微生物菌群在正常情况下建立起来的代谢平衡可能遭到破坏并导致动物的消化吸收和免疫系统出现某些功能性障碍。酵母培养物作为胃肠道内微生物的“全价饲料”,它向胃肠道内寄居的微生物细菌提供代谢营养底物,以滋养它们和刺激其代谢活性,调节和维持体内微生态环境,改善动物消化吸收功能,从而发挥抗应激作用。
3.4 解毒作用
酵母培养物具有吸附霉菌毒素的作用。岳支华等[22]报道,酵母细胞壁能够吸附、吞噬、破坏和吸收侵入体内的细菌、霉菌和病毒等有毒物质,具有增强免疫功能的作用。酵母细胞壁中的甘露寡糖,可以与有害菌细胞壁的凝集素结合,从而减少有害菌定植于肠壁细胞的机会。酵母细胞壁的甘露糖能吸附有毒物质和病原菌,具有减少动物肠道疾病的功能。Devedowda等[23]发现,酵母培养物添加于受黄曲霉毒素污染的肉鸡日粮中可以促进鸡只生长,改善免疫功能。免疫功能的改善主要体现在法氏囊重量增加,提高血清总蛋白、白蛋白的含量,增加免疫球蛋白的数量。但也有不同的报道,如Prasada Rao等[24]报道尽管酵母培养物在体外条件下可以吸附68%的赭曲霉毒素A,但0.1%的酵母培养物对采食含2mg/kg赭曲霉毒素A饲料的肉鸡并无显著解毒作用,而0.3%水合铝硅酸钠钙可显著降低2mg/kg赭曲霉毒素A的毒副作用。
3.5 保护环境
酵母培养物可以促进饲料中营养物质的吸收利用,家禽排泄物中的有机成分含量下降。周淑芹等[3]报道,在肉仔鸡日粮中添加0.3%的酵母培养物可以提高日粮磷的利用率,并且家禽排泄物中磷的含量降低。Prasad等[24]指出,酵母培养物能够改善家禽对植酸磷的利用率,通过水解植酸磷和在消化道内合成植酸酶,酵母培养物能够使得鸡更有效地利用日粮中的磷。酵母培养物应用于玉米-豆粕型日粮中,可以减少40%~60%的无机磷添加量。排泄物中磷含量的降低和营养物质消化率的提高,对环境均具有保护作用。
4 酵母培养物的作用机制
目前,酵母培养物的作用机制主要是在反刍动物上进行研究的,有关在家禽中的探讨目前还很少。来自反刍动物的研究认为,其主要作用在于对胃肠道有益菌的代谢调控,可以从3方面进行解释[26]。
4.1 营养理论
酵母培养物中的氨基酸、葡萄糖、维生素、有机酸(乳酸、苹果酸、甲酸)等是某些微生物如乳酸菌生长、代谢所需的营养物质。饲喂酵母培养物可以提高乳酸菌的数量,增加乳酸,提高蛋白通过肠管壁的通透吸收率,使胃肠道处于低酸环境而限制了有害大肠杆菌的增殖。乳酸菌较易生存在pH值4~5的环境中,当胃肠道的pH值高于5时,大肠杆菌将会转变成致病性的。
4.2 控氧理论
酵母吸收消耗氧自由基能保护胃肠道严格厌氧菌免受氧自由基的破坏。曾正清等[2]报道,酵母菌在鸡肠道中与需氧的大肠杆菌争夺有限的氧气,同时给厌氧的乳酸菌的增殖创造条件,从而起到维持肠道菌系平衡的作用。
4.3 小肽营养代谢扳机理论
酵母培养物中含有生物活性的小肽具有刺激瘤胃细菌生长的作用,这些刺激活性与单个的氨基酸并无关系,当肽浓度很低时,其刺激活性也很低,这说明,这些物质起到刺激有益菌生长的代谢扳机作用[27]。
由于家禽胃肠道中微生物的数量有限,与反刍动物相比,微生物营养对消化吸收的贡献较小,所以对其作用机制的研究可能还需在营养物质消化吸收,肠道形态改变及神经、内分泌和免疫网络等方面进行。
综上所述,酵母培养物作为一种绿色无污染的新型添加剂,可以维护和改善家禽的消化能力,提高机体免疫能力,在抵御各种应激的侵袭和充分发挥动物生产性能方面具有独特的作用,在家禽生产中具有广阔的应用前景。但是,对其应用效果及其作用机制还需进行深入研究。
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(编辑:张学智,mengzai007@163.com
张海军,中国农业科学院饲料研究所,博士,100081,北京中关村南大街12号。
齐广海、武书庚,单位及通讯地址同第一作者。
收稿日期:2006-04-16

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