啤酒酵母細胞壁

唐山拓普生物

1前言
隨著綠色養(yǎng)殖模式的推廣，抗生素和化學藥物的使用在水產養(yǎng)殖受到越來越多的限制，其引起的病原菌耐藥性和養(yǎng)殖水體中微生態(tài)環(huán)境失衡等問題逐漸成為水產養(yǎng)殖業(yè)中日益嚴峻的問題。這促使水產科技工作者尋找既能提高水產動物的生產性能并能預防疾病而又不會明顯增加生產成本的營養(yǎng)和管理新措施。此類措施主要針對：1.飼料設計和飼料添加劑；2.藥物的使用；3.水環(huán)境的控制；4.免疫程序；5.放養(yǎng)密度；6.改良水產動物的遺傳品系。這些措施多數(shù)在于要么改變動物胃腸道微生物菌群，要么增強動物的免疫體系。后者是最受政府和消費市場歡迎的策略。因此水產飼料配方師和飼料加工廠商開始著重于通過設計飼料配方和加入新型添加劑而增強水產動物的免疫體系。酵母提取物，尤其是酵母細胞壁就是在這方面具有很大潛力的一種新型添加劑。

酵母是一類單細胞微生物．其結構簡單，屬于真菌類。目前已知的酵母菌有370余種。酵母及酵母飼料用作飼料添加劑始于2O世紀2O年代中期，最早是用作反芻動物的蛋白質補充飼料。酵母細胞中含有豐富的蛋白質、B族維生素、脂肪、糖、酶等多種營養(yǎng)成分和某些協(xié)調因子。酵母菌具有的眾多生理功能，使其在飼料工業(yè)中得到了廣泛的研究與應用。
酵母細胞壁是一種全新、天然、綠色添加劑，其產品淡黃色，粉末狀，無苦味。它是生產啤酒酵母過程中由可溶性物質提取的一種特殊的副產品，占整個細胞干重的2O％－3O％。它在維持細胞形態(tài)和細胞與細胞間的識別中起重要作用。近年研究認為，酵母細胞壁含有的甘露寡糖和β－葡聚糖可對細菌、病毒引起的疾病及環(huán)境因素引起的應激反應產生非特性免疫力。
2. 酵母細胞壁的成分及其免疫機理
2.1 酵母細胞壁的成分
酵母細胞壁的結構是一個動態(tài)且被調控的結構，其結構和組成可以被嚴格調控并能對環(huán)境變化作出廣泛地響應（邵明麗和許梓榮，2002）。酵母細胞壁主要由葡聚糖、甘露寡糖、糖蛋白和幾丁質組成，葡聚糖構成細胞壁的基質，其上覆蓋一層甘露寡糖。它們與細胞壁干重的85％左右。酵母細胞壁物質對酸解過程比較穩(wěn)定，其碎片能完好無損地通過胃或皺胃。這種能抵抗酸消化的能力，造就了它在不同種類動物中的廣泛應用。
酵母細胞壁活性成分主要由β一葡聚糖(57.0％)、甘露寡糖(6.6％)、糖蛋白(22.0％ )和幾丁質組成，其他成分如蛋白質、核酸、類脂和灰分占其干重的20.0％以下。酵母細胞壁物質在酸解過程中較穩(wěn)定，其碎片能完好無損地通過胃或皺胃。酵母細胞壁可作為一種免疫促進劑，通過激發(fā)和增強機體免疫力，改善動物健康來提高生產性能。尤其是能充分發(fā)揮幼齡動物的生長潛力。其功能主要由甘露寡糖和β一葡聚糖來發(fā)揮。
2.2 甘露寡糖(Mannan()ligosacharides，MOS或BIO一MOS)的免疫機理
2.2.1 吸附腸道病原菌，調節(jié)非免疫防御機制
胃腸道非免疫防御系統(tǒng)的主要組成部分是內源微生物菌群。有益微生物菌群覆蓋在胃腸道黏膜上皮，能防止其他微生物附著，阻斷病原微生物定殖和感染動物的關鍵步驟——黏附到黏膜組織（宋善俊，1991）。以甘露寡糖為主的聚寡糖能夠干擾腸道病原體的定殖。
2.2.2 激活機體體液和細胞免疫
研究結果證明．甘露低聚糖可以提高豬的體液免疫功能。注射MOS可使火雞黏膜lgA和全身IgG水平提高，魚的嗜中性細胞活性因添加甘露果糖而增加。甘露寡糖還可以增加細胞因子的釋放，細胞因子可以協(xié)調不同免疫細胞的活動。甘露寡糖也能提高白細胞介素(IL一2)的濃度，而白細胞介素可使T細胞增殖和分化。另外，甘露寡糖能夠增強IFN(干擾素)的活性。IFN是由活化的T細胞釋放的細胞因子。IFN 的出現(xiàn)促使白細胞、體液和蛋白質向感染部位的遷移，并活化巨噬細胞，促使其殺死所包圍的細菌。
2.2.3 吸附霉菌毒素
MOS可以螯合胃腸道釋放的黃曲霉素，還可以結合玉米赤霉烯酮．結合力呈非直線關系。大量的體外試驗證明，酵母細胞壁吸附毒素的程度與霉菌種類和細胞壁的制備有關，最有效的是從啤酒酵母細胞壁中提取的脂化甘露聚糖。具體作用機制尚待進一步研究。
2.3 β一葡聚糖的免疫機理
β－葡聚糖是葡萄糖的一種聚合物，是酵母細胞壁行使特殊功能的多糖.通常由10－20個單糖組成，相對分子質量為6500－7500ku，大多數(shù)為水不溶性或膠質的顆粒。與其他糖類不同，一般糖類單糖之間以β－1，4鍵相結合，而β一葡聚糖中的單糖之間以β一1，3鍵和β一1，6鍵相連。由于特殊的鍵結合方式和分子氫鍵的存在，其分子呈螺旋形結構，這種特殊的構型對動物免疫系統(tǒng)具有較強的刺激作用。
β－葡聚糖約占細胞總重的l2％－l4％。體內網狀內皮系統(tǒng)(RES)在葡聚糖的刺激下．產生大量對免疫功能起關鍵作用的巨噬細胞（陳昌福等，2003）．而巨噬細胞通過巨噬作用吸收、破壞和清除體內損傷、衰老和死亡的自身細胞核侵入體內的病原微生物。以β－l，3葡萄糖為主要成分的干酵母細胞壁制劑(YCM)口服后能提高豬、雞(新生仔雞)巨噬細胞吞噬力。新生犢?？诜?font face="Times New Roman">YCM 能促進淋巴細胞轉化率和IgG的產生。故又可將β一葡聚糖稱為免疫多糖。
3. 酵母細胞壁在水產養(yǎng)殖業(yè)的應用
隨著水產養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，水產動物病害成了制約其健康養(yǎng)殖的關鍵因素之一。在水產動物營養(yǎng)研究中，研究營養(yǎng)素對動物免疫力的影響—— 營養(yǎng)免疫學，是國際上近l0年來發(fā)展起來的一門新興學科。通過營養(yǎng)學方法來提高養(yǎng)殖動物的免疫力和抗病力是健康養(yǎng)殖、維持養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。目前我國養(yǎng)殖環(huán)境惡化、病害滋生，濫用藥物的情況嚴重，從而影響到我國食物的安全和人民的健康。我國在水產動物營養(yǎng)免疫學、營養(yǎng)病理學方面的研究相對起步較晚，應該引起有關方面足夠的重視。我國從“十五”起開始研究水產養(yǎng)殖魚、蝦、貝等代表動物的免疫學原理、營養(yǎng)病理學、免疫功能與營養(yǎng)素的關系，為具有提高免疫功能的飼料和免疫增強劑的開發(fā)提供依據(jù)，給酵母細胞壁這類飼料添加劑的投入使用提供了大量的研究數(shù)據(jù)。
目前，我國水產動物飼料添加劑的生產企業(yè)只能從事一些飼料預混料的生產銷售，對單項飼料添加劑或原料生產種類有限、質量不高。添加劑原料和添加劑預混料主要從日本、德國、美國、瑞士等國進口的局面長期以來未能改變。為節(jié)約外匯，促進我國飼料工業(yè)健康發(fā)展，高質量飼料添加劑，包括營養(yǎng)性和非營養(yǎng)性添加劑的研究開發(fā)至關重要。由于營養(yǎng)性添加劑，如氨基酸、脂肪酸、維生素、無機鹽等，可與畜禽飼料通用，因此，可集中開展中性植酸酶、主要消化酶、誘食劑、著色劑、水中穩(wěn)定性維生素和微量元素等水產飼料添加劑的開發(fā)研究。
酵母細胞壁適用于各種動物飼料．特別是在水產動物中效果顯著，國外已普遍使用酵母細胞壁。研究實踐表明，飼料中酵母細胞壁的刺激可使魚類的免疫器官的發(fā)育加快，T、B淋巴細胞的數(shù)量增多，一方面增強魚蝦的非特異性免疫，另一方面又能夠激發(fā)機體體液免疫的產生（Ander son和Siwicki,1996）。研究已經證實，β－葡聚糖可對一些細菌病原體侵襲進行防護(Chen和Ainsworth，1992)。最近的實驗還表明，酵母細胞壁中的β－葡聚糖和維生素C的組合對巨噬細胞活性有積極影響。
陳昌福(2004)將不同劑量的免疫多糖(酵母細胞壁)拌在飼料中投喂接種滅活柱狀嗜纖維菌菌苗的異育銀鯽，試驗結果表明，在飼料中添加150mg∕ks·d免疫多糖，對受免異育銀鯽的免疫應答具有較強的調節(jié)效應，不僅血清中凝集抗體效價有所提高，而且血液中白細胞的吞噬百分比(PP)和吞噬指數(shù)(PI)活性明顯上升；魚體的增重率與飼料效率都有所增加，說明適當添加酵母細胞壁還有促進異育銀鯽生長和攝食的作用。
集約化飼養(yǎng)實踐表明．在飼料中加人酵母細胞壁能減少甚至防止疾病的暴發(fā)，降低死亡率并促進生長。每噸水產飼料添加1-3千克的酵母細胞壁已被證實具有免疫調節(jié)作用，可以增強魚蝦對各種重要疾病和水體環(huán)境變化的抵抗力，提高存活率（岳支華和曾箭民，2000）。例如陳昌福等（2004）在南美白對蝦飼料中添加10.0 mg·kg－1 Bm的免疫多糖(酵母細胞壁)，能顯著提高供試南美白對蝦血清和肌肉中ACP和ALP活性(t測驗，P <0.05)，極顯著地提高肝胰腺中ACP、ALP和POD的活性(t測驗，P<0.01)，增強抗哈維弧菌感染的能力。
需要注意的是，由于酵母細胞壁含有一定量的甘露寡聚糖(MOS)，當動物攝入過多時，消化道后部寄生的微生物發(fā)酵過度，食物通過消化道加快，產生軟糞，可能引起畜禽消化不良性腹瀉，使之生長發(fā)育受阻，故應控制酵母細胞壁的添加量（劉觀忠等，2005）。這在陳昌福(2004)的試驗中也反應了這一點，當投喂受免異育銀鯽飼料中的免疫多糖的添加量上升到300mg∕ks·d時，供試異育銀鯽的相對增重率和飼料效率并沒有相應上升，反而略低于投喂量為150mg∕ks·d的試驗組，證明水產動物飼料中免疫多糖添加量同樣應當適宜。對于魚蝦而言，在其正常狀態(tài)下酵母細胞壁的推薦用量為1.0－2.0kg∕t；應激狀態(tài)下為3.0 kg∕t；疾病狀態(tài)下為10 kg∕t（那日蘇等，2004）。
綜上所述，使用酵母細胞壁作為水產飼料的添加劑，可被認為是加強魚蝦抵抗疾病、保持機體健康促進生長的最有效手段。根據(jù)不同生長階段及健康狀態(tài)，以相應的比例將酵母細胞壁均勻混入常規(guī)飼料就可生產出具有免疫力的天然綠色飼料。

碧水藍天5959

學習了，樓主能否解釋下，酵母細胞壁中的β一葡聚糖、甘露聚糖和植物細胞壁中的β一葡聚糖、甘露聚糖有什么不同？添加β一葡聚糖、甘露聚糖酶是否對酵母細胞壁的使用效果有影響？

frz0354

好東西，學習了

唐山拓普生物

歇息關注，應該說兩個里面的成分貝塔葡聚糖和甘露寡糖物質相近，但是含量不同，啤酒酵母細胞壁粉里面主要成分就是貝塔葡聚糖和甘露寡糖，而植物細胞壁中主要是果膠和纖維素，飼料中使用酵母細胞壁粉時不需要使用上面兩種酶制劑。

jiazi

嗯，學習下