酵母菌在動物飼料營養學中的研究進展

袁 園，葛 瑩，鐘佳祎，汪 沐，謝 鵬*

（1.淮陰師范學院生命科學學院，江蘇 淮安 223001；2.淮安市農業委員會，江蘇 淮安 223001）

1 酵母菌及其生物學特性

酵母菌屬真菌、是一種結構簡單的兼性厭氧型單細胞微生物，其種類多、增殖迅速、代謝旺盛且產物繁多。因菌體富含的蛋白質、B族維生素等營養組分外還含有包括酶在內的活性因子[1-2]。因而表現出營養功能以及多種特殊的生物學作用，如參加宿主細胞生理調節過程，激活免疫細胞，調節宿主機體免疫力，抗菌消炎、抗腫瘤和病毒等[3]。酵母菌既具有原核生物的培養特性，又具有真核生物在表達外源蛋白時的優勢，因此被作為生物反應器廣泛應用于發酵生產生物活性物質，如基因工程疫苗、各種酶、膜受體蛋白、各種抗體、生物活性肽等[4-5]。

2 酵母菌作為微生態制劑在動物營養中的應用

酵母菌是當前生產單細胞蛋白微生物類群中，最受關注的一類，同時也是應用最為廣泛的一類。作為飼料添加劑，酵母菌是重要的蛋白質和氨基酸來源，其蛋白含量高達60%，幾乎含所有的氨基酸，其中賴氨酸、蘇氨酸、亮氨酸等必需氨基酸的含量尤為豐富[6]。

2.1 家畜

酵母及其培養物應用于反芻動物，主要是通過改善動物消化道的內環境和菌群結構實現其益生作用的。在此過程中，酵母菌可影響腸胃的發酵過程，減少乳酸鹽的產生，間接調節機體內環境的pH，促進乳酸菌、纖維素分解菌等有益菌群的增殖從而促進宿主對飼料中營養物質的分解和消化吸收，并增加動物的采食量，更好地發揮其生產性能[7-8]。苑文珠等研究表明，反芻動物飼喂高精料日糧容易引起瘤胃pH降低，造成瘤胃機能障礙，通過添加酵母菌制劑可提高乳酸的利用率，使瘤胃pH升高而達到內環境穩定的效果[9]。王聰等研究表明，在泌乳奶牛日糧中添加益生酵母，試驗組奶牛粗飼料采食量比對照組顯著提高，減緩泌乳期體重下降[10]。唐海翠等發現在日糧中添加酵母菌培養物能提高瘤胃中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維的消化率及促進羧甲基纖維素酶和木聚糖酶的活化[11]。此外，研究發現，反芻動物本身欠缺降解纖維素的酶，在一定條件下，酵母菌能有效刺激纖維降解細菌的生長，提高纖維降解細菌的活力。釀酒酵母能提供真菌釋放孢子所需的維生素B1，刺激瘤胃真菌株釋放游走孢子，促進真菌在細胞壁上定植，同時能降解纖維素[12]。

在豬飼料中添加酵母菌或酵母菌培養物，可以提高豬的生產性能、消化能力并改善其腸道微生物菌群。胡友軍等表明，酵母菌可顯著提高斷奶仔豬腸絨毛高度，一定程度上克服斷奶應激對仔豬腸道造成的損傷[13]。朱鶴巖等研究表明，酵母培養物可通過提高母豬的泌乳能力而提高斷奶仔豬體重及平均窩重，并可提高母豬窩產仔數[14]。潘樹德等研究表明，28日齡斷奶仔豬日糧添加酵母核酸可提高日增重和飼料轉化率、降低腹瀉率、提高仔豬腸道中雙歧桿菌、乳酸桿菌的數量、降低大腸桿菌的數量，改善斷奶仔豬腸道正常菌群結構。由此表明，酵母菌除提供其菌體本身的營養物質外，還能夠起到多種益生功能[15]。

2.2 家禽

在家禽飼料中添加酵母菌或酵母菌培養物，可以提高家禽對飼料的利用率及生產性能，增強機體免疫力。試驗表明，在蛋雞飼料中添加酵母還可以使雞蛋品質有所改善，產蛋期高峰期延長[16]。Denli等研究表明，日糧中添加啤酒酵母可以顯著提高肉雞日增重、飼料轉化率[17]。這可能歸結于活性酵母顯著提高肉雞腸道內淀粉酶、脂肪酶和胃蛋白酶的活性，改善了肉雞腸道的微生態環境的原因[18]。此外，活酵母添加在畜禽飼料中還能夠降低黃曲霉毒素對宿主動物的損害，從而起到維持動物健康的功能[19]。

2.3 水產養殖

在水產養殖中使用酵母，可以增強魚類的免疫功能，提高其生產性能和經濟效益，在魚商品飼料中添加酵母膏1%～2%能夠促進腸絨毛的生長，顯著提高魚體的腸道健康水平和生長性能[20]。研究表明，飼料酵母產品可部分替代魚粉，維持大菱鲆幼魚的正常生長，并提高血漿免疫和抗氧化性能指標[21-22]。類似的研究在加州鱸魚和雜交鱘上亦有報道[23-24]。膠紅酵母與解淀粉芽孢桿菌在飼料中聯用能顯著促進虹鱒的生長，提高存活率，對虹鱒消化道黏膜上優勢菌群能產生一定影響[25]。此外，研究表明，葡萄酒酵母細胞液能顯著抑制魚肉脂肪氧化，并快速消除魚肉的硫代巴比妥酸反應物，具有良好的脫腥效果[26]。

3 酵母菌發酵飼料在動物營養中的應用研究

3.1 發酵飼料

蛋白質飼料和能量飼料產量有限，而較為豐富的粗飼料原料，在沒有經過處理前很難被機體有效利用或利用率很低，如果這些原料能夠通過生物技術轉化成能夠被畜禽利用的優質飼料原料，不僅能夠解決我國飼料原料的不足問題，還能夠有效降低飼料成本，從而降低飼養成本。發酵飼料是指在人工控制條件下，微生物通過自身的代謝活動或者酶通過酶解作用，以植物性的農業副產品為主要原料，將部分纖維素、木質素、木聚糖等大分子物質轉化成可吸收利用的低分子碳水化合物，同時微生物活菌能大量吸取動物難以利用的有機氮、無機氮，使之轉化成營養成份較高的多種菌體蛋白質，形成適口性好、營養物質和有益菌含量高、更易被畜禽消化和吸收的無毒害作用的生物飼料[27-30]。

3.2 酵母菌發酵飼料在動物營養中的應用研究

酵母菌具有轉化非蛋白氮的能力。王雅波等利用酵母菌對玉米皮發酵，降解其中的纖維素類物質，使其充分轉化為高附加值的飼料蛋白，且在發酵過程中并未產生影響飼料品質的有毒物質，符合其作為生物飼料的基本要求[31]。吳逸飛等采用酵母菌對玉米、豆粕和麩皮組成的飼料進行好氧固態發酵，其粗蛋白質、總磷、低分子量肽以及氨基酸的總含量顯著提高，其應用價值大大提高[32]。在室溫條件下利用酵母菌對玉米秸稈進行發酵試驗可顯著增加了其粗蛋白質、粗脂肪以及其他營養素的含量[33-34]。此外，有研究表明，酵母菌發酵棉粕后可顯著降低其中的棉酚等抗營養物質，添加于飼料中可并顯著改變肉雞胸肌和腿肌中的主要脂肪酸組成，具有提高肉雞肌肉風味的潛力。由此可見，酵母菌發酵對飼料原料營養價值的改變，一方面來源于菌體的大量繁殖，增加新生營養物質來源；另一方面酵母菌本身產生的各種酶可降解飼料中的大分子抗營養物質，提高其可消化吸收率。此外，研究表明，產朊假絲酵母在固態發酵下可實現對玉米黃曲霉毒素的生物脫毒，操作簡單，脫毒率高，具有良好的應用價值[35]。

體外試驗研究表明，酵母發酵飼料能夠顯著提高瘤胃細菌總數，降低牛鏈球菌數量，提高氨態氮、菌體蛋白和揮發性脂肪酸的含量，最終促進營養物質的消化利用率[36-37]。郭鵬等利用釀酒酵母和枯草芽孢桿菌復合固態發酵方式，探索奶牛不同的微生物發酵飼料組方及翻料工藝；結果表明，在合適的翻料工藝下，發酵飼料的活菌數、甘露聚糖、葡聚糖以及多肽均有顯著提高，在奶牛飼料生產中具有較大的應用潛力[38]。但也有報道表明利用啤酒酵母發酵高纖維日糧雖有提高后備牛對營養物質消化利用率和增加體重的趨勢，但差異并不顯著（P＞0.05）[39]。綜合考慮到人工成本等因素，發酵飼料是否適合在反芻動物中使用仍有待于進一步研究。

謝全喜等篩選了適宜妊娠母豬配合飼料發酵的產朊假絲酵母和鼠李糖乳桿菌的發酵工藝，并進行了優化；在該混合菌種發酵下，底物活菌數、總酸含量以及粗蛋白等指標均顯著提高，在豬生產上應用可以起到減少腹瀉及改善腸道健康的功效[40]。運用酵母菌、枯草芽孢桿菌及植物乳桿菌混合，發酵全穗玉米，有效提高粗蛋白含量的同時降低粗纖維含量，乳酸和生物量顯著提高，并且飼喂全穗玉米發酵飼料替代玉米籽實能夠改善豬腸道微生態和健康狀況，提高母豬的繁殖性能和哺乳仔豬的生長性能[41]。

劉明義等研究表明，飼料酵母對對蝦產生較好的誘食性，其含有的抗病和耐高溫因子，能增強對蝦對惡劣環境的耐受性，提高了對蝦的成活率[42]。在半密閉發酵條件下，飼料原料進行消毒滅菌處理后，利用釀酒酵母對飼料進行發酵后的營養物質改變并不明顯，但其對保苗期幼參增重率顯著提高，可維持其健康[43]。孫興等利用酵母菌和芽孢桿菌、乳酸菌混合固態發酵幼參飼料，與未發酵飼料相比，粗蛋白含量未發生顯著性變化，可溶性還原糖含量顯著升高，粗纖維顯著降低，養殖試驗結果表明，發酵飼料組海參比空白組增重率顯著提高，但對水質無明顯改善效果[44]。

4 前景與展望

綜上所述，酵母菌發酵不僅可以充分利用農業加工副產品，提高原料中的營養成分，改善飼料原料的適口性，緩解蛋白質飼料和能量原料供應的緊張，還能改善動物腸胃環境和菌群結構，提高動物對飼料中營養成分的利用率[45]。在我國畜牧養殖業規模化發展的今天，酵母菌無論作為微生態制劑還是生物飼料發酵候選菌種均有廣泛的應用前景。如何通過微生物的育種，不同發酵菌種間的相互作用研究，發酵設備及工藝完善，降低發酵產品的價格以擴大其使用范圍仍需要進一步研究。

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