酵母培養(yǎng)物對畜禽益生效果的研究進(jìn)展

■張 麗 丁宏標(biāo)

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，北京100081)

具有益生性的益生素如今已是廣大養(yǎng)殖者首選的飼料添加劑，而在眾多微生態(tài)制品的添加劑中應(yīng)用最早、使用時間最長、效果明顯的應(yīng)屬酵母菌及酵母培養(yǎng)物。酵母培養(yǎng)物最早是作為蛋白質(zhì)補(bǔ)充飼料應(yīng)用于反芻動物生產(chǎn)中，后來由于微生態(tài)概念的引入，學(xué)者們最先開始對反芻動物進(jìn)行益生試驗。Harrison等[1]研究表明，日糧中添加YC能增加瘤胃內(nèi)總揮發(fā)性脂肪酸含量以及有益菌數(shù)量，穩(wěn)定瘤胃酸度并降低氨氮濃度。周聯(lián)高等[2]證明了YC可提高奶牛產(chǎn)奶量并改善奶品質(zhì)，這些積極的效果使學(xué)者們加深了對微生態(tài)學(xué)的研究，并將其試驗于其他畜禽動物上，取得了良好的試驗效果。

酵母培養(yǎng)物是在特定工藝條件下由酵母在特制的培養(yǎng)基上經(jīng)過充分的厭氧發(fā)酵干燥后所制成的一種微生態(tài)制品。它是由酵母細(xì)胞代謝產(chǎn)物、經(jīng)過發(fā)酵后變異的培養(yǎng)基以及少量酵母細(xì)胞所構(gòu)成，營養(yǎng)豐富。所謂的酵母培養(yǎng)物益生作用是指通過自身所含的活性成分調(diào)節(jié)宿主免疫功能、改善胃腸道營養(yǎng)與菌群平衡，對宿主產(chǎn)生有益的生理作用。本文對其益生特性作一定的闡述，目的是為了讓人們更清楚地了解酵母培養(yǎng)物的作用機(jī)制以及應(yīng)用效果。

1 酵母培養(yǎng)物的益生作用及其機(jī)制

酵母培養(yǎng)物是由酵母代謝產(chǎn)物、活酵母菌、培養(yǎng)基三方面共同發(fā)揮作用，具有多種生物活性成分：細(xì)胞內(nèi)容物、菌體代謝物、細(xì)胞壁以及酵母本身，這些活性物質(zhì)既給予了動物豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，又提高了其免疫功能，為動物提供了營養(yǎng)與保健雙重益生功效。

1.1 維護(hù)胃腸道微生物區(qū)系平衡

有報道稱，酵母培養(yǎng)物能產(chǎn)生一些可溶性營養(yǎng)因子，可促進(jìn)纖維素細(xì)菌和乳酸菌的生長。酵母菌從培養(yǎng)基中吸收營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為自身所需的初級代謝產(chǎn)物小肽、氨基酸、螯合礦物質(zhì)、維生素，還有酵母細(xì)胞生長產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物，如小肽、有機(jī)酸、低聚糖、香味素(谷氨酸)、維生素、未知促生長因子，均可調(diào)節(jié)胃腸道微生物區(qū)系平衡，增加有益菌的有效濃度，使胃腸道發(fā)酵得以調(diào)控，促進(jìn)消化道內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，提高纖維利用率，從而提高動物的生產(chǎn)性能，起到有效的益生作用。解洛香等[3]采用體外法研究了YC對雙歧桿菌嗜酸乳桿菌和植物乳桿菌增殖的影響,直接證明了由發(fā)酵培養(yǎng)基制備的酵母培養(yǎng)物具有較好的促進(jìn)腸道有益菌體外增殖的效果。

酵母菌代謝過程會產(chǎn)生一些殺菌物質(zhì)，如細(xì)菌素、過氧化氫等起到了抑制有害菌生長的作用，再加上有益菌的大量繁殖，在菌群中占據(jù)優(yōu)勢，吸收大量的營養(yǎng)物質(zhì)，使有害菌得不到足夠的營養(yǎng)而死亡。還有研究表明，酵母細(xì)胞壁中的多糖可抑制有害菌定植于腸道。Jensen G S等[4]通過體外試驗直接評價了YC抑制有害大腸桿菌和真菌的作用。周懌等[5]利用體內(nèi)和體外試驗研究酵母β-葡聚糖對大腸桿菌數(shù)量的影響，結(jié)果均表明酵母β-葡聚糖能顯著降低大腸桿菌的數(shù)量，認(rèn)為β-葡聚糖可通過增加腸道分泌型IgA的分泌量而減少致病微生物對腸道的黏附，從而減少大腸桿菌增殖。另外，微生物的作用可使胃腸道處于一種低酸厭氧的環(huán)境，不僅促進(jìn)了有益菌的生長，更抑制了大腸桿菌等的增殖與活性，起到了維持微生物區(qū)系平衡的作用。

1.2 提高動物機(jī)體免疫防御能力

酵母培養(yǎng)物增強(qiáng)機(jī)體免疫機(jī)能的主要原因是酵母細(xì)胞壁成分，如葡聚糖、甘露聚糖、蛋白質(zhì)、幾丁質(zhì)等，這些物質(zhì)一方面是通過調(diào)節(jié)免疫防御體系，促進(jìn)宿主免疫器官發(fā)育成熟和刺激免疫系統(tǒng)發(fā)生細(xì)胞免疫和體液免疫應(yīng)答，來維護(hù)機(jī)體正常的免疫功能。另一方面是調(diào)節(jié)非免疫防御機(jī)制，甘露聚糖有黏附病原菌的能力，防止毒素和廢物的吸收，可減少腸道疫病的發(fā)生。研究證明，酵母多糖能誘導(dǎo)脾臟細(xì)胞活性，分泌白細(xì)胞介素2和干擾素，能誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞分泌一氧化氮和白細(xì)胞介素1。這說明免疫多糖可刺激免疫細(xì)胞的活性分泌細(xì)胞因子來調(diào)節(jié)免疫功能。還有研究表明，多糖能調(diào)控免疫酶活性，增強(qiáng)免疫反應(yīng)；促進(jìn)免疫器官的發(fā)育，提高T、B淋巴細(xì)胞的轉(zhuǎn)化率。

2 酵母培養(yǎng)物的益生作用效果

2.1 酵母培養(yǎng)物對反芻動物的益生效果

酵母培養(yǎng)物對反芻動物瘤胃發(fā)酵和生產(chǎn)性能的益生影響已被大量試驗研究，有不同菌屬菌種、不同發(fā)酵工藝、不同添加量等的影響研究，其結(jié)果各有不同，但都有益生的趨勢，所以反芻動物生產(chǎn)應(yīng)用上沒有固定的要求。

近幾年，酵母培養(yǎng)物的使用研究應(yīng)用到了幼畜瘤胃發(fā)育、高精料下瘤胃亞急性酸中毒及奶牛圍產(chǎn)期能量負(fù)平衡等這些特殊時期，使用效果相當(dāng)可觀。寇慧娟等[6]研究在日糧中添加YC對羔羊瘤胃發(fā)育的影響，結(jié)果顯示，YC能極顯著增加瘤胃乳頭高度和寬度(P＜0.01)，顯著增加瘤胃壁厚度(P＜0.05)。Ye G 等[7]研究了一種富含甘油的酵母培養(yǎng)物對圍產(chǎn)期奶牛生產(chǎn)性能、瘤胃發(fā)酵的影響，結(jié)果顯示，富含甘油酵母菌制劑能顯著提高奶牛產(chǎn)后第14 d瘤胃內(nèi)揮發(fā)性脂肪酸濃度，特別是丙酸的摩爾百分比，改善瘤胃發(fā)酵模式，且甘油給予圍產(chǎn)期奶牛能量，兩者雙重預(yù)防了圍產(chǎn)期奶牛能量代謝障礙，提高了生產(chǎn)性能。王曉旭[8]的體外試驗發(fā)現(xiàn)，啤酒酵母、產(chǎn)朊假絲酵母和伯頓畢赤酵母這三種酵母利用乳酸變成丙酸的能力最強(qiáng)，并證明了日糧中添加這種復(fù)合制劑可以促進(jìn)瘤胃乳酸利用菌的生長繁殖，增加瘤胃內(nèi)揮發(fā)性脂肪酸濃度，降低分娩后奶牛血液中β-羥丁酸濃度，升高血液中葡萄糖濃度，初步證實該微生態(tài)制劑可緩解圍產(chǎn)期奶牛的能量負(fù)平衡。Douglas M S等[9]研究了酵母培養(yǎng)物對亞急性酸中毒泌乳奶牛的影響，表明酵母培養(yǎng)物可以改善瘤胃酸中毒。

Cakiroglu D等[10]研究了酵母培養(yǎng)物對奶牛體液免疫和細(xì)胞免疫的影響，結(jié)果顯示，免疫球蛋白IgG、IgG1、IgG2數(shù)量在試驗期均有少量增加，IgA含量略有下降；T細(xì)胞數(shù)量在試驗期均顯著增加(P＜0.05)，而B細(xì)胞數(shù)量僅在前兩周有顯著變化。劉大程等[11]研究了兩種酵母培養(yǎng)物對隱性乳房炎奶牛免疫功能的影響，結(jié)果顯示，添加2種不同酵母培養(yǎng)物后各試驗組奶牛外周血淋巴細(xì)胞亞群CD8+的比例均呈上升態(tài)勢，使得CD4+/CD8+的比值下降低于正常范圍。這些研究都證實日糧中添加酵母培養(yǎng)物可提高動物機(jī)體免疫功能，增強(qiáng)機(jī)體抗氧化能力，保證動物健康生長。

2.2 酵母培養(yǎng)物對非反芻動物的益生效果

酵母培養(yǎng)物在非反芻動物的使用上，無論是單胃動物、家禽，還是水產(chǎn)方面，均表現(xiàn)了良好的促進(jìn)生長、維持健康的益生效果。

Shen Y B等[12]在斷奶仔豬日糧中添加YC研究對仔豬生長性能、腸道健康和免疫應(yīng)答的影響，結(jié)果顯示，YC能提高仔豬的生長性能，對腸道微生物菌群影響較小，僅降低了盲腸的大腸桿菌的數(shù)量；試驗不同時期，細(xì)胞因子CD4+含量和干擾素IFN濃度均有不同的變化，表現(xiàn)出YC具有很好的抗應(yīng)激作用。Aditya Upadrasta等[13]證明了日糧中添加酵母菌可以減少腸道沙門氏菌、埃希氏腸桿菌等有害菌的數(shù)量，防止仔豬腹瀉發(fā)生。Trckova M等[14]則通過飼喂妊娠后期母豬、哺乳期母豬以及斷奶后仔豬酵母培養(yǎng)物研究了對仔豬腹瀉、免疫功能及生長性能的影響，結(jié)果表明，斷奶仔豬腹瀉時間和程度有所下降，免疫功能和生長性能有所提高，酵母培養(yǎng)物可以通過母體效應(yīng)影響仔豬健康。田書會等[15]研究了YC對夏季生長育肥豬腸道菌群結(jié)構(gòu)和發(fā)酵能力的影響，其結(jié)果表明，夏季生長育肥豬日糧中添加YC能顯著降低回腸乳酸桿菌數(shù)和乳酸濃度，提高結(jié)腸丁酸產(chǎn)生菌數(shù)和丁酸濃度，為腸道上皮細(xì)胞提供更多的能量。通過以上研究表明，YC在豬各個生長階段都有較好的作用，能在一定程度上促進(jìn)豬的健康生長。

關(guān)于YC在禽類上應(yīng)用研究，表明YC無論是在蛋雞還是肉雞上均起到有益的促進(jìn)作用。張連忠[16]研究了YC對蛋用雛雞生長性能、免疫器官發(fā)育和血清相關(guān)激素的影響，結(jié)果顯示，YC可以提高蛋雛雞的平均日增重(P＜0.05)，促進(jìn)蛋雛雞免疫器官的發(fā)育，提高其器官指數(shù)(P＜0.05)，還可增加血液中甲狀腺素含量，促進(jìn)生長。郭伶等[17]探討了日糧中添加YC對肉仔雞生長性能和免疫功能的影響，結(jié)果表明，其能提高肉仔雞的平均體重，能顯著提高血液中免疫球蛋白lgG、lgA、lgM的含量和免疫器官指數(shù)。也有學(xué)者研究了YC對雞腸道微生物的影響，證明了其能降低大腸桿菌數(shù)量，提高乳酸桿菌和雙歧桿菌數(shù)量。另外，還有些學(xué)者開展了對鵪鶉生長性能和免疫影響的研究。YC在水產(chǎn)上也有應(yīng)用，陳昌福[18]研究了YC對黃顙魚非特異性免疫功能的調(diào)節(jié)作用的影響，結(jié)果顯示酵母培養(yǎng)物對黃顙魚白細(xì)胞吞噬活性和溶菌酶的活性以及補(bǔ)體C3和C4活性有極顯著的提高作用(P＜0.01)。

3 影響YC效果的因素

酵母培養(yǎng)物良好的益生效果經(jīng)大量試驗已得到證明，但也有一些試驗研究表明其沒有明顯的影響，可能是由于外界因素引起的，如菌種差異、飼喂日糧不同、發(fā)酵工藝不同、動物品種不同、飼喂時間和劑量不同等。

3.1 菌種

酵母菌的種類不同使得其發(fā)酵產(chǎn)物產(chǎn)生差異，影響培養(yǎng)物的營養(yǎng)價值，故菌種是影響益生效果的主要因素之一。大量研究已表明，同種菌屬不同菌種作用效果不同，且大多數(shù)為釀酒酵母。近年來發(fā)現(xiàn)了多種新菌種并比較了這些菌種的使用效果。Tripathi M K等[19]比較了釀酒酵母、葡萄汁酵母和克魯維氏酵母以及三者復(fù)合培養(yǎng)物對羔羊瘤胃發(fā)酵、纖毛原蟲數(shù)量和微生物水解酶的影響，結(jié)果顯示葡萄汁酵母培養(yǎng)物和復(fù)合培養(yǎng)物降低了瘤胃pH值和總揮發(fā)性脂肪酸濃度，復(fù)合培養(yǎng)物對纖毛原蟲和乳酸利用菌的數(shù)量有降低的作用，葡萄汁酵母培養(yǎng)物對水解酶活性有一定的積極作用。孫滿吉等[20]研究了扣囊酵母、釀酒酵母和熱帶假絲酵母三種菌種培養(yǎng)物對奶牛瘤胃發(fā)酵功能的影響，結(jié)果表明三種菌種均能提高瘤胃pH值，但以熱帶假絲酵母效果最好，均能提高氨態(tài)氮濃度，瘤胃總揮發(fā)性脂肪酸、乙酸、丁酸濃度，能提高細(xì)菌總數(shù)和纖維酶活性，但三種菌種組間差異不顯著。

3.2 其他

發(fā)酵工藝不同，其最終的發(fā)酵產(chǎn)物也不同，其使用效果也隨之不同，這也是影響益生作用的因素之一。王秋菊等[21]研究了達(dá)農(nóng)威XP以及不同菌種固態(tài)和液態(tài)等不同發(fā)酵工藝酵母培養(yǎng)物對瘤胃發(fā)酵的影響，試驗結(jié)果表明，無論是固態(tài)發(fā)酵還是液態(tài)發(fā)酵都可以促進(jìn)揮發(fā)性脂肪酸的生成，并且有顯著差異(P＜0.05)，降低瘤胃內(nèi)氨氮的含量，但各組間差異不顯著(P＞0.05)。整個發(fā)酵過程中，液態(tài)發(fā)酵的酵母培養(yǎng)物與達(dá)農(nóng)威XP的瘤胃發(fā)酵效果基本保持一致，較固態(tài)發(fā)酵的酵母培養(yǎng)物效果好，且差異顯著(P＜0.05)。研究表明，精料和粗料飼喂下，酵母培養(yǎng)物對瘤胃益生的效果存在差異，高精料日糧飼喂，其效果會更好些。日糧能影響到微生物的生長，雖然研究表明不同日糧對酵母培養(yǎng)物的使用效果影響不大，但可以通過添加來調(diào)整日糧造成的菌群區(qū)系的變化。其他如品種、環(huán)境、飼喂時間和劑量等，這些因素雖然不是主要的，但在一定程度上也影響其使用效果，飼喂動物時應(yīng)注意。

4 小結(jié)

酵母培養(yǎng)物從最初的提高奶牛生產(chǎn)性能，到提高仔豬、雛雞的生長性能，從調(diào)控正常瘤胃發(fā)酵，到調(diào)整紊亂的瘤胃內(nèi)環(huán)境以維持特殊時期奶牛健康和提高幼畜的抗應(yīng)激能力及免疫機(jī)能，都體現(xiàn)了酵母培養(yǎng)物益生這一本質(zhì)特性。酵母培養(yǎng)物的益生效果因各種因素而有所不同，但都無法否定酵母培養(yǎng)物益生的特性，這是科學(xué)家經(jīng)過20多年研究所認(rèn)可的事實。如今常用的酵母菌種有釀酒酵母、熱帶假絲酵母、產(chǎn)朊假絲酵母，還有不常用的扣囊酵母和克魯維氏酵母等，研究驗證了這些菌種間的作用效果，差異不顯著，所以目前不同動物沒有專一性菌種的要求。

酵母培養(yǎng)物今后的發(fā)展趨勢主要有三方面：①研究特定組合的復(fù)合酵母菌制劑，并將其作為專一性益生素運(yùn)用到處于特殊條件下的反芻動物或非反芻動物生產(chǎn)中。②將酵母培養(yǎng)物與其他抗生素替代品聯(lián)用，如酶制劑、中草藥等，以發(fā)揮其更大的益生效果，治療動物營養(yǎng)性代謝疾病。③利用基因工程技術(shù)制備能生產(chǎn)特定活性物質(zhì)的新菌種，并將其運(yùn)用到動物生產(chǎn)中，以期促進(jìn)動物的健康快速生長。