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飼料酵母添加劑生物學(xué)特性及其在養(yǎng)豬行業(yè)的應(yīng)用

2019-04-17 17:32:05      點(diǎn)擊:
導(dǎo)讀

酵母屬于真菌類單細(xì)胞微生物,具有兼性厭氧和較強(qiáng)耐酸性等特點(diǎn)。干燥菌體中含有大量的蛋白質(zhì),而且組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類齊全、配比合理、與畜禽需要比例接近。除此之外,還含有豐富的維生素、礦物質(zhì)、有機(jī)酸、寡糖、重要的酶以及某些未知的生長因子等活性物質(zhì)。

飼料酵母作為一種純天然的功能性飼料添加劑,用來向動物胃腸道內(nèi)的微生物提供代謝營養(yǎng)底物,通過滋養(yǎng)微生物和刺激它們的代謝活性維持和改善動物胃腸道內(nèi)的微生物生態(tài)環(huán)境,顯著提高動物機(jī)體的抗應(yīng)激能力、提高機(jī)體免疫力、減少抗生素使用、改善生態(tài)環(huán)境、保障食品安全、提高畜產(chǎn)品品質(zhì),同時可以改善飼料的適口性和消化性能、提高飼料利用率、提高畜牧業(yè)生產(chǎn)性能。


1飼料酵母的分類

飼料酵母包括活性干酵母、酵母培養(yǎng)物、酵母水解產(chǎn)物、酵母提取物以及酵母細(xì)胞壁等,其成分和功能有共同點(diǎn),但又各有側(cè)重。


1.1 活性干酵母

活性干酵母是一種兼性厭氧菌,在特定工藝條件控制下由酵母在特制的培養(yǎng)基上經(jīng)過充分發(fā)酵后,將酵母菌收集、洗滌、干燥后獲得的具有活性的產(chǎn)物,常作為益生菌使用。它進(jìn)入動物胃腸道后開始繁殖,將氧氣耗盡營造厭氧環(huán)境,抑制病原菌的滋生,從而達(dá)到保護(hù)消化道的目的。


1.2 酵母培養(yǎng)物

酵母培養(yǎng)物是將活性酵母提取后的剩余成分制成的一種復(fù)雜微生物發(fā)酵產(chǎn)品。它由酵母細(xì)胞代謝產(chǎn)物和經(jīng)過發(fā)酵后變異的培養(yǎng)基,以及少量已無活性的酵母經(jīng)濃縮、干燥獲得的產(chǎn)品。


1.3 酵母水解產(chǎn)物

酵母水解產(chǎn)物是以酵母為菌種,經(jīng)液體發(fā)酵得到的菌體,再經(jīng)自溶或外源酶催化水解,濃縮干燥獲得的產(chǎn)品。生產(chǎn)過程中酵母可溶物未經(jīng)提取,粗蛋白含量不低于35%。其中主要成分為甘露聚糖、β- 葡聚糖以及各類功能性小肽。


1.4 酵母提取物

酵母提取物是在酵母水解后,再經(jīng)機(jī)械破碎,分離獲得的可溶性組分,經(jīng)濃縮或干燥得到的產(chǎn)品。其主要成分為氨基酸、多肽、核苷酸等可溶性的小分子物質(zhì),具有復(fù)雜的調(diào)味特性,使飼料口感醇厚、增鮮増咸,還可以屏蔽異味和異臭,起到誘食作用。


1.5 酵母細(xì)胞壁

酵母細(xì)胞壁營養(yǎng)豐富,但是細(xì)胞壁成分結(jié)構(gòu)復(fù)雜,營養(yǎng)物質(zhì)難以被動物有效的消化吸收利用,因此多采用物理和化學(xué)方法破碎酵母細(xì)胞壁,將主要活性成分甘露聚糖、β- 葡聚糖釋放出來,同時部分降解為寡糖等功能性多糖,具有促進(jìn)有益微生物生長、吸附霉菌毒素,增強(qiáng)非特異性免疫的作用,此外酵母細(xì)胞壁還富含生長激素、B 族維生素、礦物質(zhì)及未知的生長因子等。

2飼料酵母的生物學(xué)作用

飼料酵母類產(chǎn)品可為動物機(jī)體提供必需的營養(yǎng)物質(zhì)(如蛋白質(zhì)、氨基酸、多肽、B 族維生素及微量元素等),改善腸道對飼料養(yǎng)分的消化吸收,提高飼料利用率,改善動物的生產(chǎn)性能。活性酵母可在消化道內(nèi)繼續(xù)繁殖,調(diào)節(jié)胃腸微生態(tài)平衡,有效抑制病原微生物,促進(jìn)益生菌的生長,降低腹瀉發(fā)生頻率。調(diào)節(jié)畜禽免疫抗病能力,酵母細(xì)胞壁中的甘露聚糖和葡聚糖等能刺激巨噬細(xì)胞,對于畜禽的機(jī)體免疫具有非常關(guān)鍵的作用。此外酵母類產(chǎn)品還含有某些未知的生長因子,具有促進(jìn)生長的作用。


2.1 提供優(yōu)質(zhì)平衡的蛋白質(zhì)營養(yǎng)

我國蛋白飼料主要包括動物蛋白源飼料、植物蛋白源飼料、單細(xì)胞蛋白源飼料3 類。酵母作為單細(xì)胞蛋白源飼料培養(yǎng)成本低且營養(yǎng)價值與動物蛋白接近,具有優(yōu)越性。

飼料酵母粗蛋白含量達(dá)干物質(zhì)的50%左右,含有包括必需氨基酸在內(nèi)的19 種氨基酸,是優(yōu)良的蛋白質(zhì)來源。其中賴氨酸∶蛋氨酸∶色氨酸∶蘇氨酸=100∶21∶19∶64,比例接近NRC,且有效能值較高,可提供更多的能量。飼料酵母中賴氨酸含量較高,可彌補(bǔ)玉米- 豆粕型日糧中賴氨酸不足的缺點(diǎn)。飼料酵母中存在多種功能性小肽,具有增加機(jī)體免疫能力、改善機(jī)體生理功能的作用。王學(xué)兵(2008)研究表明,較進(jìn)口魚粉相比,仔豬日糧中添加酵母蛋白替代進(jìn)口魚粉沒有顯著改變仔豬斷奶后的平均日采食量和平均日增重,飼喂效果較好。

氨基酸中的天冬氨酸、谷氨酸具有較強(qiáng)的鮮味特性,絲氨酸、蘇氨酸、丙氨酸有鮮甜味,甘氨酸呈海鮮味,肌苷酸呈雞肉鮮味,天然谷氨酸含量可達(dá)8%,所以其有風(fēng)味獨(dú)特的鮮味和肉香味,可提高豬的采食興趣,進(jìn)而增加采食量提高日增重,縮短出欄時間。


2.2 提供大量益生菌,改善腸道微環(huán)境

動物胃腸道內(nèi)寄生了大量的微生物,這些微生物在適宜的條件下能夠保證正常的生長代謝,有利于維護(hù)各菌系之間的代謝平衡并為動物胃腸道消化吸收功能提供一個良好的微生態(tài)環(huán)境,使日糧中的各種養(yǎng)分在胃腸道內(nèi)能被充分吸收和利用,實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖效益最大化。

飼料酵母作為微生態(tài)制劑可以改善動物胃腸道生態(tài)環(huán)境:酵母菌為兼性厭氧菌,在消化道內(nèi)生長繁殖能將氧氣耗盡營造厭氧環(huán)境,減少糞便中腐敗物質(zhì)的產(chǎn)生,促進(jìn)厭氧菌的增殖并抑制需氧菌的生長,從而改善動物腸道內(nèi)微生態(tài)平衡。同時在代謝過程中產(chǎn)生乳酸等有機(jī)酸,降低pH 從而有利于乳酸菌、雙歧桿菌等有益菌的繁殖,抑制大腸桿菌、沙門氏菌等有害菌的生長,達(dá)到改善胃腸道環(huán)境和菌群結(jié)構(gòu)的目的,促進(jìn)胃腸對營養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收。


2.3 提供多種功能性糖類,提高免疫力

飼料酵母細(xì)胞壁中含有約30%的多糖類物質(zhì),具有很強(qiáng)的抗原激活特性,是一種非特異性的免疫增強(qiáng)劑,對于多種動物都具有增強(qiáng)免疫力的作用。其中研究比較深入的是葡聚糖和甘露聚糖。

葡聚糖是以葡萄糖為單糖組成的同型多糖,其葡萄糖單元之間則以糖苷鍵彼此相連。根據(jù)糖苷鍵的類型可以將其分為α-葡聚糖和β- 葡聚糖兩種類型,其中β- 葡聚糖的免疫作用較為明顯。β-葡聚糖可以活化巨噬細(xì)胞、嗜中性粒細(xì)胞等,進(jìn)而增加細(xì)胞分裂素、白細(xì)胞介素和特殊抗體的含量,全面提高機(jī)體的免疫能力。此外,β-葡聚糖還能使受傷的淋巴細(xì)胞分泌細(xì)胞因子的能力快速恢復(fù)正常,從而高效的改善機(jī)體免疫性能。

甘露聚糖主鏈由α-1,6 糖苷鍵聯(lián)合而成,而其支鏈則由α-1,2 或α-1,3 糖苷鍵相互連接而成,生理功能主要表現(xiàn)在干擾腸道內(nèi)病原菌的定殖,改善腸道環(huán)境等。此外,還具有抗原作用,可以引起直接的抗體應(yīng)答,充當(dāng)免疫刺激因子,從而提高動物機(jī)體的體液免疫和細(xì)胞免疫能力。許多病原菌利用含有D-甘露聚糖受體的I 型纖毛附著于腸道表面,而破壁酵母中的甘露聚糖(MOS)可為細(xì)菌提供競爭性配體,當(dāng)細(xì)菌與MOS 結(jié)合后,失去了腸道定居繁殖能力,隨MOS 一同排出體外,起到優(yōu)化消化道菌群結(jié)構(gòu),維護(hù)腸道微生態(tài)平衡的作用。此外,甘露聚糖還能夠非特異性地活化巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、提高白介素、細(xì)胞分裂素和血清中抗體的含量,全面刺激機(jī)體的免疫系統(tǒng)。

3飼料酵母在養(yǎng)豬行業(yè)的應(yīng)用

飼料酵母能提高豬的生產(chǎn)繁殖性能,減少仔豬斷奶應(yīng)激、促進(jìn)各種營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用,提高機(jī)體免疫力、減少育肥期疾病發(fā)生、提高飼料利用率,實(shí)現(xiàn)養(yǎng)豬生產(chǎn)最佳性能的發(fā)揮。


3.1 提高妊娠母豬繁殖性

能提高種母豬的繁殖力除周期較長的遺傳改良外,還可通過提供科學(xué)合理的日糧,使其繁殖力得到最大限度的發(fā)揮。

刑寶松(2004)研究發(fā)現(xiàn),在母豬飼料中添加酵母培養(yǎng)物可以改善母豬的繁殖性能,尤其傾向于提高胎兒的營養(yǎng)供應(yīng)。與對照組相比,在基礎(chǔ)日糧中添加0.3%的酵母培養(yǎng)物可顯著提高仔豬的平均初生重(P<0.05)和平均初生窩重(P<0.01)。斷奶窩增重達(dá)到極顯著水平(P<0.01),可見酵母培養(yǎng)物可以顯著提高母豬分娩后的泌乳水平,進(jìn)而提高哺乳仔豬的生長速度。


3.2 緩解仔豬斷奶應(yīng)激,促進(jìn)斷奶豬快速生

長斷奶仔豬的生長性能對后續(xù)生長發(fā)育甚至出欄上市時間有著較大的影響。斷奶仔豬由于存在應(yīng)激往往會出現(xiàn)以腹瀉為主要癥狀的斷奶綜合征。因此如何使仔豬能順利度過斷奶關(guān),優(yōu)化斷奶仔豬生長發(fā)育和改善腹瀉具有重要意義。

研究發(fā)現(xiàn),飼料酵母可以顯著改善仔豬的生長性能。飼料酵母中含有大量微生物蛋白、核酸物質(zhì)和功能性寡糖等有益于動物健康的物質(zhì),可以促進(jìn)機(jī)體消化道的發(fā)育、提高內(nèi)源消化酶的分泌和活力、提高腸道黏膜的吸收功能、改善消化機(jī)能,并且提高了仔豬正常菌群數(shù)量,增加腸絨毛高度和密度,從而提高斷奶仔豬的生長性能。

Weedman(2011)研究發(fā)現(xiàn),飼喂0.2%的酵母培養(yǎng)物可緩解仔豬在運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的應(yīng)激,減少腸道有害菌,優(yōu)化微生態(tài)環(huán)境。劉明(2017)指出,仔豬日糧中添加1.5%啤酒酵母提取物(YE)可顯著提高仔豬的日增重(P<0.05),顯著降低料重比和腹瀉率(P< 0.05),顯著提高了仔豬十二指腸和空腸的絨毛高度(P<0.05)。所以,飼料中添加1.5%YE 可以改善斷奶仔豬的生長性能、降低仔豬腹瀉發(fā)生率、促進(jìn)仔豬腸絨毛的發(fā)育。此外,酵母飼料中所攜帶的蛋白酶、肽酶在消化系統(tǒng)的共同作用下,促進(jìn)胃腸對營養(yǎng)物質(zhì)的分解、消化、吸收和利用,從而增加采食量,提高生產(chǎn)性能。


3.3 減少育肥豬疾病發(fā)生,促進(jìn)飼料轉(zhuǎn)化

育肥豬處于肉豬生產(chǎn)的最末端,自身維持需要大、存欄成本高,所以如何在確保育肥豬健康的狀態(tài)下快速增重成為研究熱點(diǎn)。飼料酵母的添加可改善日糧適口性,提高對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收,提高生產(chǎn)性能、改善肉質(zhì)品質(zhì)。

劉希穎(2008)通過對16 頭杜長大三元雜交豬日糧中添加0.15%酵母培養(yǎng)物發(fā)現(xiàn):與對照組相比添加酵母提取物組終末體重提高4.6%,日增重提高11%(P<0.05),且可以提高纖維成分的表觀消化率9%(P<0.05)。在消化道微生態(tài)區(qū)系方面,實(shí)驗(yàn)組豬腸道內(nèi)的主要菌群(大腸桿菌、乳酸菌、雙歧桿菌)有一定的增加,且條件性致病的大腸桿菌占比有所降低,有益菌群占據(jù)主導(dǎo)地位。馬元山(2017)報(bào)道,酵母培養(yǎng)物可促進(jìn)育肥豬生長、提高飼料轉(zhuǎn)化率、增強(qiáng)組織細(xì)胞的穩(wěn)定性、改善營養(yǎng)生化代謝、提高豬肉的系水能力和抗氧化能力。

4結(jié)束語

飼料酵母作為一種純天然的飼料添加劑,通過向動物胃腸道提供功能性蛋白原料、多糖等營養(yǎng)代謝底物,從而調(diào)理和改善微生態(tài)環(huán)境、增強(qiáng)免疫、提高動物機(jī)體的抗應(yīng)激能力,改善飼料的適口性和消化利用率,最終提高動物的生產(chǎn)性能。

今后的研究重點(diǎn)一是篩選優(yōu)良菌種,提高發(fā)酵水平,優(yōu)化生產(chǎn)工藝,降低生產(chǎn)成本;二是優(yōu)化和篩選飼料酵母在不同動物以及不同生產(chǎn)階段的最適添加劑量和配伍方案,為日糧的配制提供更多可信的理論依據(jù)。


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