2
酵母源生物飼料在畜牧業(yè)中的應用
2.1
作為蛋白來源,為動物提供營養(yǎng)
傳統(tǒng)的酵母源生物飼料多屬優(yōu)質的菌體蛋白源類產(chǎn)品。飼料酵母是利用酵母菌體作飼料,一般采用液體發(fā)酵法生產(chǎn),是純的單細胞蛋白,因此也叫單細胞蛋白。飼料酵母富含畜禽生長所需的多種營養(yǎng)物質,如蛋白質、脂肪、碳水化合物、礦物質、維生素和激素等。蛋白質中賴氨酸、色氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸等幾種重要的必需氨基酸含量較高,而精氨酸含量較低,蛋氨酸、胱氨酸含量也相對較低。B族維生素如煙酸、膽堿、核黃素、泛酸、葉酸含量高。礦物質中鈣少,但磷和鉀含量高。每克飼料酵母中酵母菌的菌體數(shù)應在150億個以上,但這類產(chǎn)品中酵母菌在干燥過程中,基本失去了活性。由于限于成本壓力,當前專門發(fā)酵生產(chǎn)的飼料酵母蛋白產(chǎn)品已經(jīng)很少了,飼料酵母多為一些工業(yè)發(fā)酵的副產(chǎn)物,如釀造廢酵母及各種工業(yè)廢酵母。這些產(chǎn)品是工業(yè)生產(chǎn)完成后剩余的副產(chǎn)品,其中除含有大量老化的酵母外,往往還含有一些培養(yǎng)基雜質物質。
2.2
改善動物消化道健康,提高動物生產(chǎn)性能
新型酵母源生物飼料中活性酵母菌、酵母細胞壁多糖、酵母水解物、復合酵母和酵母培養(yǎng)物均可以作為微生態(tài)制劑,改善動物腸道健康水平。
2.2.1
活性酵母菌是一種益生菌類微生態(tài)制劑。酵母屬于兼性厭氧菌,在進入動物胃腸道后,消耗胃腸道的氧氣,造成厭氧環(huán)境,從而促進有益菌群的繁殖,改善動物消化道微生態(tài)平衡。酵母不僅具有較寬的pH值適應范圍,對胃酸具有良好的耐受性,同時,在發(fā)酵過程中產(chǎn)酸,可促進飼料的消化。王學東等(2006)在豬飼料中添加活性干酵母的研究顯示,酵母在豬胃食糜中復活良好,與對照組相比,胃內厭氧菌及雙歧桿菌數(shù)明顯上升。Denli M等(2003)的研究證實,日糧中添加活性干酵母可顯著改善肉雞的日增重、飼料轉化率及屠體均重,并有降低肉雞腹脂率的趨勢。Dobicki A等(2005)的研究顯示,在犢牛日糧中添加活性干酵母,可改善犢牛的日增重及飼料轉化率。筆者近年來跟蹤種豬場應用活性酵母的情況發(fā)現(xiàn),日糧中添加活性干酵母可有效改善母豬妊娠后期的便秘問題。酵母作為微生態(tài)制劑具有“雙向調節(jié)”的能力,因而對于仔豬,酵母可以抑制其腹瀉的發(fā)生。安琪集團博士后科研工作站的研究證實,反芻專用酵母菌能夠優(yōu)化牛瘤胃微生態(tài)環(huán)境,改善奶牛的健康水平,提高奶牛產(chǎn)奶量約1~2kg/d,并能夠延長產(chǎn)奶高峰期。
2.2.2
酵母細胞壁多糖能夠改善動物消化道的菌群結構,其機理在于其中含有的甘露寡糖(MOS)和β-葡聚糖兩種功能性多糖成分,前者是一種良好的益生元,而后者則是一種高效免疫增強劑。由于許多病源菌利用含有D-甘露糖受體的Ⅰ型纖毛附著于腸道表面,而MOS可為細菌提供甘露糖源,細菌與MOS結合后,失去了在腸道定植的能力,與MOS一同被排出體外。因而可見,MOS使腸道中致病性細菌失去了胃腸道定植機會,從而優(yōu)化了動物腸道的菌群結構。Bolduan(1997)在斷奶仔豬中添加0.2% MOS,有效地控制了仔豬腹瀉。Nuwman(1993)報道,在犢牛飼料中每日加入含2g甘露寡糖的酵母細胞壁,飼喂5周后,糞便中大腸桿菌數(shù)量顯著下降,呼吸道疾病從9.9%降到3%。Lemieux(2003)在研究表明,MOS能提高斷奶仔豬的生產(chǎn)性能,且與日糧中抗生素存在協(xié)同作用。
2.2.3
酵母水解物也具有改善動物腸道菌群的作用。酵母水解物是酵母細胞的水解產(chǎn)物,可通過自溶(細胞內的自溶酶)或通過外加酶水解得到。酵母水解物含有大量的氨基酸、小肽、豐富的B族維生素、谷胱甘肽及核苷酸類物質,其中發(fā)揮益生素作用的主要功效成分是核苷酸成分。Tanaka和Mutai(1980)研究發(fā)現(xiàn),嬰兒喂以添加了核苷酸的商品配方奶,其糞便菌群中以雙歧桿菌占優(yōu)勢;Uauy(1994)的研究則發(fā)現(xiàn),在商品奶中未添加核苷酸的嬰兒,糞便菌群中則以腸桿菌占優(yōu)勢。Ually等(1990)用純化日糧與添加核苷酸日糧分別喂養(yǎng)剛斷奶的大鼠兩周,結果發(fā)現(xiàn)添加組大鼠的腸絨毛高度、小腸近端黏膜蛋白、DNA含量和腸黏膜中的麥芽糖酶活性均高于純化日糧組;鄔小兵等(2001)發(fā)現(xiàn)純化日糧中添加0.2%
的核苷酸可使雛雞腸道粘膜核酸及蛋白質含量比對照組有顯著的增加,并且能促進腸絨毛的生長及提高腸壁厚度。
2.2.4
復合酵母產(chǎn)品主要是以除酵母培養(yǎng)物外的多種新型酵母源生物飼料為原料合理調配得到的一類產(chǎn)品。由于該類產(chǎn)品一般以酵母細胞壁及酵母水解物為主要成分,因而也具有良好的微生態(tài)調節(jié)功效。安琪集團博士后科研工作站跟蹤了部分養(yǎng)殖場應用復合酵母產(chǎn)品的情況,結果表明,添加復合酵母能提高艾維因肉雞增重,降低料肉比?;A日糧添加800g/t復合酵母,試驗組日增重比對照組提高4.78%,料肉比降低8.81%;蛋雞日糧中添加500g/t復合酵母可提高產(chǎn)蛋率,維持產(chǎn)蛋高峰期的時間。仔豬日糧中添加1500g/t復合酵母,改善了動物生產(chǎn)性能,并提高了動物的免疫水平。
酵母培養(yǎng)物是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)酵后所形成的酵母類制品。其成分相對復雜,它含有酵母菌,酵母培養(yǎng)基及酵母代謝產(chǎn)物,其代謝產(chǎn)物中可能含有一些待研究的未知的功能性因子。從應用實踐上看,酵母培養(yǎng)物對動物消化道菌群結構具有較好的調節(jié)功能。目前,對酵母培養(yǎng)物作用效果的研究主要集中在反芻動物上。甄玉國等(2005)統(tǒng)計22組對采食量有正效應、35組對產(chǎn)奶有正效應的結果表明,添加酵母培養(yǎng)物可平均提高反芻動物采食量7.1%,平均提高產(chǎn)奶量6.08%。 2.3.1
酵母源生物飼料中的酵母細胞壁多糖、酵母硒、酵母鉻和酵母水解物等,均有減緩動物應激,提高免疫水平的效果。酵母細胞壁已被證明是一種良好的免疫增強劑。酵母細胞壁中的β-葡聚糖主鏈為β-(1,3)-D-葡聚糖組成,沿主鏈隨機分布有β-(1,6)-D-葡聚糖,是一種具有高度免疫活性的多糖。免疫活性β-葡聚糖能激發(fā)非特異性和特異性免疫反應,能激活T細胞、B細胞、巨噬細胞和自然殺傷細胞(Cross,et al. 2001)。咼于明等(2004)的試驗發(fā)現(xiàn),斷奶仔豬日糧中添加β-(1,3)/(1,6)葡聚糖有提高血清總蛋白濃度的趨勢,可極顯著提高血清球蛋白濃度,有降低血清白蛋白濃度的趨勢。說明斷奶仔豬日糧中添加酵母葡聚糖在一定程度上可提高機體對蛋白質的利用效率,減輕飼料蛋白質供應不足對仔豬生長和體液免疫的影響。最近,安琪酵母集團博士后科研工作站開展了在仔豬中應用酵母細胞壁的研究。結果顯示,試驗組血清中堿性磷酸酶的活性較對照組明顯升高,而谷草轉氨酶與谷丙轉氨酶則較對照組明顯降低,提示酵母細胞壁具有改善仔豬非特異性免疫的效果。同時,試驗組中豬瘟、偽狂犬疫苗的效價均高于對照組,提示酵母細胞壁對特異性免疫也具有一定的輔助增強作用。 2.3.2
鉻與動物的免疫及應激密切相關。鉻制劑有無機制劑(如三氯化鉻)和有機制劑(如煙酸鉻、吡啶羧酸鉻和酵母鉻等)兩大類基本形式。酵母鉻是一種優(yōu)質的有機鉻制劑,酵母鉻中的鉻主要以GTF
樣的有機鉻存在,毒性低,生物效價高,是飼料補鉻的理想來源。關于鉻提高動物免疫水平和改善抗應激能力各方面已經(jīng)有很多的研究,總體而言,有機鉻的效果優(yōu)于無機鉻。鉻有激活、促進免疫系統(tǒng)的功能,在一些免疫反應中,起到免疫調節(jié)因子作用,通過對免疫反應的調節(jié)而增強機體的抗病力和對各種應激的適應性。劉彩霓等(1998)發(fā)現(xiàn),在熱應激條件下,補加400μg/kg酵母鉻能減輕熱應激引起雞生理生化的變化。常娟等(2004)研究發(fā)現(xiàn),酵母鉻能在一定程度上緩解熱應激對蛋雞的負面影響,即能顯著降低破蛋率,略微提高蛋雞的采食量、產(chǎn)蛋率和平均蛋重。田允坡(1997) 報道,酵母鉻能有效促進熱應激期蛋雞甲狀腺素(T4) 的分泌,有利于卵泡的發(fā)育成熟。Burtondeng(1993)指出,給泌乳早期乳牛補鉻,提高了各種抗原的抗體滴度,并且增強了細胞免疫功能。Bunting等(1994)指出,奶牛在應激狀態(tài)下,補鉻可提高免疫球蛋白含量,減少發(fā)病率。 2.3.3
硒在提高動物免疫水平和抗應激方面的作用原理已為人們所熟知。但不同形式的硒在補硒效果和安全性方面有很大差別,其中有機硒的效果遠優(yōu)于無機硒。Mahan(1995)的研究顯示,在瘦肉豬中,酵母硒是亞硒酸鈉生物利用率的2倍。Cantor等(1996)給蛋雞飼喂等量的酵母硒和亞硒酸鈉日糧三周,結果添加前者所產(chǎn)蛋中的含硒量較后者高出29%。Henry & Ammerman(1995)的在奶牛試驗研究中,以硒酸鈉的生物利用率為100%,則酵母硒的生物利用率高達290%。Hemken等(1998)的試驗表明,添加酵母硒組和硒酸鈉組相比,奶牛血清和奶中的硒含量均顯著提高,同時尿中排硒量降低。當前,生產(chǎn)酵母硒的技術已經(jīng)比較成熟,我國企業(yè)生產(chǎn)的酵母硒中硒的含量已經(jīng)可以達到2000mg/kg以上,這為酵母有機硒的推廣應用奠定了基礎。 2.3.4
酵母水解物中的核苷酸、小肽及谷胱甘肽均能夠直接或間接提高動物的免疫力和抗應激能力。日糧核苷酸可能作為一種條件性必需營養(yǎng)物質,在維持機體正常免疫功能、腸道發(fā)育和正常肝臟功能方面具有重要營養(yǎng)生理功能。Kulkarni等(1994)曾用金黃葡萄球菌進行小鼠感染實驗,結果表明,外源核苷酸缺乏將導致小鼠巨噬細胞的噬菌活力降低。Carankiewicz和Cohen(1987)證實了T細胞被激活時核苷酸合成加速,動物能量代謝增加。王蘭芳等(2003)的研究表明,日糧中添加核苷酸能夠顯著提高正常小鼠的增重、胸腺指數(shù)、淋巴細胞轉化率及血清中抗體水平,極顯著提高免疫抑制的小鼠的抗體水平。樂國偉等(1999)用玉米、豆餅日糧證實了天然日糧條件下.添加酵母核酸影響肉雛雞免疫器官的發(fā)育。近年來,關于小肽的營養(yǎng)與免疫的研究十分活躍。Jelle(1981、1982)研究結果表明,β-酪蛋白水解產(chǎn)生的三肽和六肽可促進巨噬細胞的吞噬作用。小肽能夠加強有益菌群的繁殖,促進菌體蛋白的合成,增強抗病力。Andeson(1995)從豬小腸中分離出一段NK-賴氨酸寡肽,對大腸桿菌等有抑制作用。另外,小肽還能夠促進多種礦物質的吸收,這也有利于提高機體的免疫能力。谷胱甘肽是酵母水解物中含量較高的一種功能性小肽。酵母中谷胱甘肽含量可達2%~8%。谷胱甘肽在免疫系統(tǒng)抗感染和炎癥反應中發(fā)揮著重要作用,它對于淋巴細胞增殖及正常功能的發(fā)揮起著重要的作用。谷胱甘肽不僅能在酶催化下與脂質過氧化物反應抑制自由基的形成,并能同自由基結合變成穩(wěn)定分子,因此,是體內最重要的抗氧化劑和自由基清除劑。 2.4
穩(wěn)定飼料質量,提高養(yǎng)殖效果
酵母源生物飼料中,活性干酵母和酵母細胞壁多糖能在特定的條件下,發(fā)揮穩(wěn)定飼料質量的作用。飼料質量不穩(wěn)定時,很容易造成動物消化道微生態(tài)紊亂,導致動物對飼料的消化率降低,生長受阻。 在日糧中添加活性酵母對于緩解上述問題具有良好的作用。與細菌類益生素不同的是,酵母屬于真菌,對一些常用的細菌類抗生素不敏感,所以生產(chǎn)中可以和抗生素聯(lián)合使用。飼料原料受到霉菌污染是常見的問題,這一問題已經(jīng)給畜牧業(yè)造成了巨大的損失。在當前飼料原料緊張的情況下,很難做到在飼料中完全不使用受霉菌污染的原料,此時就必須采取辦法緩解霉菌污染引起的危害。業(yè)內普遍使用的方法是采用霉菌毒素吸附劑,并且取得了較好的效果。而酵母細胞壁多糖就是一種較好的霉菌毒素吸附劑,目前市面上所見的一些霉菌吸附劑產(chǎn)品中,其主要成分之一就是酵母細胞壁多糖,而發(fā)揮主要功效的仍是MOS成分。Cooney (1980) 研究發(fā)現(xiàn),MOS可以螯合胃腸道內的黃曲霉毒素。后來證實,MOS也可以螯合玉米赤霉烯酮。MOS可通過物理吸附或直接結合霉菌毒素,消除和減弱霉菌毒素的毒害作用,提高飼料利用率。Raju(1998)模擬肉雞消化道體外試驗結果表明,甘露寡糖對黃曲霉毒素、玉米赤霉烯酮和豬曲霉毒素的結合率分別為82.51%、51.6%和26.4%,其中對黃曲霉毒素的結合能力主要取決于pH、毒素的濃度以及甘露寡糖的劑量。安琪集團博士后科研工作站研究表明,酵母細胞壁多糖對玉米赤霉烯酮的吸附能力達50%以上。 2.5
提高畜禽產(chǎn)品品質
酵母源生物飼料中,酵母硒和酵母鉻對于改善畜禽的肉質具有重要意義。Torrent和Donald研究報道,給生長豬日糧中添加0.3 mg/kg酵母硒形式的硒能減少PSE肉的發(fā)生,且豬肉味道較好。陳忠法等經(jīng)過對肉仔雞分別補飼亞硒酸鈉或酵母硒的研究發(fā)現(xiàn),添加酵母硒時,可顯著提高肉雞胸肌的肉色評分和硒含量。補硒可降低雞肉的滴水損失,且酵母硒優(yōu)于同一添加量的無機硒。李業(yè)國,郭峰等(2003)的研究顯示酵母硒在降低雞肉的肌肉滴水損失、改善嫩度方面要優(yōu)于無機硒。丁斌鷹等(2006)的研究顯示,與亞硒酸鈉比,飼糧中添加酵母硒可降低肥育豬肌肉中滴水損失16.59%~62.86%,提高Hunter a值14.42%~13.70%。 鉻尤其是有機鉻改善畜禽胴體組成的作用已經(jīng)得到廣泛證實。Savoini等(1996)研究發(fā)現(xiàn),酵母鉻可使后期豬的飼料轉化率、平均日增重提高,瘦肉率增加。Hossian (1995)
對肉雞補400μg/kg 的酵母鉻源鉻,結果試驗雞肉中脂肪含量較對照組顯著下降。Hossain(1997)在肉雞日糧中添加300μg/ kg酵母鉻,與對照組相比試驗組腹脂重與胴體重之比顯著降低,胸肌重和胸肌占胴體的百分數(shù)顯著增加。Hossain等(1998)研究表明有機鉻可以顯著降低肉雞的腹脂率和肝脂率,證實從1日齡開始添加400μg /kg鉻可以提高肉雞出售前高密度脂蛋白的濃度。Gregory等報道,在舍飼閹牛日糧添加200μg / kg酵母鉻可以改善胴體品質,添加400μg / kg的鉻使背最長肌面積增大。 2.6
改善動物繁殖性能
酵母硒和酵母鉻對改善動物的繁殖性能也具有重要的意義。
大量研究已表明硒在提高動物繁殖力和生產(chǎn)力上具有重要意義。Mahan等(1990)報道,精液中的硒可以保護精子細胞膜免遭損害。母畜缺硒,常導致發(fā)情周期紊亂,出現(xiàn)乏情,胎衣不下,還可導致不孕。Segerson等(1977)指出,缺硒損害子宮平滑肌的生理機能,導致胎衣不下和受精率降低。Chavez(1986)指出,補硒的作用效果主要表現(xiàn)在繁殖晚期,硒缺乏會導致窩產(chǎn)仔數(shù)下降。雖然無機硒同樣具有改善畜禽繁殖性能的作用,但較酵母硒等有機硒而言,前者的毒性高,且效果并不理想。酵母硒中的有機硒源有個重要的特點就是較無機硒更易于轉移到動物重要的組織器官,如轉移到公畜的精囊,易于通過胎盤屏障,易于轉移到乳中等等,這使得酵母硒對畜禽繁殖性能的改善大大優(yōu)于無機硒。Mahan在1996年的研究則證實,與亞硒酸鈉相比,酵母硒可使常乳中的硒含量提高80%,因而有利于提高仔豬的健康水平和成活率。Chavez 1985年的研究顯示,以酵母硒的形式對妊娠母豬補硒時,母豬胎盤轉運至胚胎的硒水平上升,并具有添加水平依賴性,初生仔豬硒水平增加。Janyk等(1998)的研究顯示,采用添加有機硒的日糧飼喂母豬,可明顯地提高仔豬的初生重,降低死亡率。
鉻對動物繁殖性能的影響也已經(jīng)為人們所熟知。研究表明,動物對鉻的需要量很微量,但鉻的作用很大,特別是在動物的繁殖性能方面。Lindemann(1995)提出:鉻增加組織對胰島素的親合力,并且可能由于胰島素對下丘腦—垂體—卵巢軸的影響,改變了促性腺激素釋放激素(GnRH)的釋放頻率,增加了促黃體素(LH)和促卵泡素(FSH)的釋放,使母豬排卵增加,因而提高了母豬的繁殖性能。許多應用研究顯示,有機鉻的應用效果往往優(yōu)于無機鉻。Lindeminn(1997)以酵母鉻作為鉻源,研究了妊娠期最初30天和整個妊娠和泌乳期給經(jīng)產(chǎn)母豬補飼200ppb鉻的效果,發(fā)現(xiàn)分娩率和產(chǎn)仔數(shù)均有提高。鄧國彬(2001)的研究表明,飼料中添加酵母鉻,可以增強種蛋鴨抗應激能力,減少應激對產(chǎn)蛋的影響,從而提高了產(chǎn)蛋率,減緩了產(chǎn)蛋高峰過后產(chǎn)蛋率下降的速度。Aragon等(1999)研究發(fā)現(xiàn),在奶牛日糧中添加酵母鉻,試驗組比對照組有較高的發(fā)情率和妊娠率,且鉻補充組犢牛開始發(fā)情快。 |