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[动物酵母中心] 酵母培养物的研究与应用

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kk 发表于 2014-4-1 15:10:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
  摘要 酵母培养物富含多糖、维生素、矿物质、消化酶、促生长因子和较齐全的氨基酸等,具有良好的适口性,能够增强免疫力以及促进生长的作用,是一种集营养、保健为一体的新型的微生态制剂。随着酵母培养物的研究不断深人,其开发和应用将会越来越广泛。

  关键词: 酵母培养物;酵母细胞;细胞内容物;代谢产物有史以来,酵母就在人们日常生活中占有着重要的地位。随着对酵母的研究不断深入,从最初利用酵母来酿酒和发酵面食,到添加酵母菌体蛋白到食品和饲料当中,人们对酵母的应用也逐渐广泛起来。从20 世纪20 年代中期至今,对其研究也在逐步地深人。

  1 YC 的组成与作用

  YC 属于一种微生态制剂,通常指用固体或液体培养基经酵母菌发酵后共同组成的混合物,由细胞物(即酵母菌)、代谢产物和变性培养基三部分组成,它营养丰富,富含多糖、维生素、矿物质、消化酶、促生长因子和较齐全的氨基酸,具有良好的适口性,能够增强免疫力以及促进生长的作用,是集营养、保健为一体的饲料添加剂圆。YC 所选用的菌株一般为酿酒酵母(S accharomyces cerevisiae ), 其主要的作用是优化饲料的营养价值。

  在YC 中大约含有100 多种以上的酵母细胞的代谢物质,其中有些物质是我们所熟悉的,如肽、有机酸、寡糖、氨基酸、增味物质和芳香物质等,还有许多为我们所不熟悉的但实践证明对促进畜禽生长的确有益的“未知生长因子”等物质。其各种成分通常与菌株、原始培养基形态和成分、发酵工艺及发酵条件(如时间)等的因素有关。

  1 . 1 变性培养基  变性培养基是指酵母发酵培养基后的残余成分,通常为寡糖和多肽等。培养基经酵母菌酵解后,剩余的营养物质的量虽不多,但其营养价值却相当高。

  1 . 2 酵母细胞

  常用来发酵YG 的酵母菌是酿酒酵母,属于单细胞真菌,具有典型的细胞结构,有细胞壁、细胞膜、细胞核、液泡、线粒体和细胞质等。

  1 . 2 . 1 酵母细胞壁  酵母细胞壁约占细胞干物质重的30 % ,一般分为3 层:中间层是糖蛋白层,内外两层分别为葡聚糖层和甘露聚糖层。酵母细胞壁多糖的主要成分是:葡聚糖(约占细胞壁干重的30 %一34 % )和甘露聚糖(约占细胞壁干重的30 % ) ,实际生产中常用的甘露寡糖,是酶解甘露聚糖完全从a 一(1 , 6 )一糖苷键连接的骨架处断开,生成若干种寡糖侧链。有人从分子水平上研究了酵母细胞壁的结构,得出它是一个动态且可被调控的结构,其结构和组成可以被严格调控并能对环境变化作出广泛响应,如利用紫外照射培养后的酵母细胞提取葡聚糖的试验证实葡聚糖含量提高29.25 %。酵母培养物能够发挥功效,其中酵母细胞壁是一个不可忽视的部分。酵母细胞壁的功能性成分为葡聚糖和甘露聚糖,目前酵母细胞壁多糖的研究在国外进行得比较多,在国内鲜有报道。葡聚糖(gluCan )是酵母细胞壁最重要的结构物质之一,其结构研究得较为清楚,大部分是由D 一葡萄糖通过β一D 一(1 , 3 )键的方式相结合的聚合物,也有小部分由高度分支的β一D 一(1 , 6 )键结合的聚糖,分为碱性葡聚糖(约占细胞壁的20 % )、酸性葡聚糖(约占细胞壁的6 % )和中性葡聚糖(约占细胞壁的34 % )三种类型l9 ]。葡聚糖也是最早研究发现并证实具有提高免疫力的作用l1q 。酵母细胞壁葡聚糖的生物活性与它的分子大小密切相关,高分子的p 一(1 , 3 )一葡聚糖具有较强的免疫及抗肿瘤活性。葡聚糖在消化道中不可溶、不吸收,也不产生粘性。有研究表明, β 一葡聚糖是免疫反应的基质,在免疫上具有如下的效果:( l )刺激动物体内淋巴细胞的增殖;( 2 )活化动物体内的巨噬细胞;( 3 )增加动物体产生自然杀伤细胞的能力;( 4 )诱使动物对念珠菌症产生非特异性免疫,提高存活率。此外,葡聚糖尚有清除游离基、抗辐射、溶解胆固醇,预防高脂血症作用及抵抗滤过性病毒、真菌、细菌等引起的感染,故也单独被广泛用于医药、食品、化妆品等行业。

  甘露聚糖(Mannan )是酵母细胞壁另一重要的多糖成分,其相对分子质量为20000 一200000 ,主链为单链,由约50 个α一甘露糖间以α一(1 , 6 ) 键形成的;主链上联结有以a 一(l , 2 )和a-( 1 , 3 )键、甘露糖数目不等的侧链,有些侧链结合有一些基团,这些侧基是酵母细胞抗原的决定部位。对于酵母甘露聚糖来说,选择性乙酞解反应可以特异性地切断主链的一(l , 6 )一糖苷键,其切断a一(1, 6 )一糖苷键的速度比切断支链的a-( 1 , 2 )一糖苷键、a 一(1 , 3 )一糖苷键的速度快。选用合适的反应条件,即控制反应的酸度、温度和时间可以使甘露聚糖链完全从。一(1 , 6 )一糖苷键连接的骨架处断开,生成若干种寡糖侧链,即甘露寡糖(简称MOS ) ,在实际应用当中也是以甘露寡糖为主。病原菌细胞表面或绒毛上具有类丁质结构(如植物凝集素),它能够通过识别“特异性糖类”受体(糖脂或糖蛋白的残基),并与受体结合,在肠壁上发育繁殖,导致肠道疾病的发生,很多肠道病原体的凝集素利用能与含D 一甘露糖的受体结合的1 型菌毛附着于肠上皮。由于甘露聚糖一寡糖结构与病原菌在肠壁上的受体非常相似,并与类丁质有很强的结合能力,添加细胞壁多糖为细菌提供了丰富的甘露糖源,从而避免了细菌与肠壁的亲和,一旦甘露聚糖一寡糖与这些类丁质结合,会使病原菌不再附着于肠壁上,而病原菌是不能利用甘露寡糖作为供其生长的能量来源的,导致病原菌因不能利用甘露聚糖一寡糖而缺乏能源。由于甘露聚糖一寡糖不会被消化酶降解,从而携带病原菌通过肠道,因此可以起到防止病原菌定殖的作用。故又称其为“病原菌吸附剂”或“病原菌清除剂”。大量研究表明,甘露寡糖作为饲料添加剂应用于动物生产时,能清除某些毒素,激活动物的免疫反应,提高肉鸡、火鸡、断奶仔猪及犊牛的日增重和饲料转化率,降低胃肠道疾病的发生率和死亡率。Savage 等(1996 )报道,注射甘露寡糖,火鸡粘膜IgA 和全身IgG水平提高。

  1 . 2 . 2 酵母细胞内容物  细胞内容物中含有蛋白质、氨基酸、维生素、矿物质和微量元素鳌合物和核酸以及代谢活性物质等多种成分,是YC 的营养性组分中的一部分。

  细胞内容物中蛋白质含量丰富,氨基酸组成比例近于理想状态,特别是第一限制性氨基酸一赖氨酸含量较高。核蛋白体(核糖核蛋白或核糖体),它与RNA 结合成核糖体RNA ,是酵母细胞进行多肽的合成的重要场所.

  细胞内容物中富含各种维生素,如VitaminA、生物素,胆碱, 维生素B等等。

  细胞内容物中还含有多种酶类,并且有着很高的生物学活性,如曾有人预测酵母菌中含有高活性的植酸酶,后经测定YC 植酸酶活性为1400IU/kg 。这些酶在胃肠道中会发挥作用,协助胃肠道酶类分解相关物质,从而达到优化利用饲料的目的。

  酵母细胞的核酸含量丰富,RNA 含量约为7 - 12 % (以干物质计)。

  1 . 3 酵母细胞外代谢产物

  细胞外代谢产物主要分为营养代谢物、增味剂和芳香物质、酶类及其他未知因子等团。有些蛋白质合成后构成菌体成分,有的蛋白质通过内质网膜进人内质网腔内,成为分泌蛋白。信号肽在分泌蛋白的运送过程中或运送后,信号肽从分泌蛋白的成熟部分去除。最后信号肽在信号肽酶的作用下降解而被排除膜外。酿酒酵母163 个分泌蛋白,组成信号肽的氨基酸以亮氨酸、丙氨酸、丝氨酸和撷氨酸的组成为主,长度大多为19 一21 ,以20 的出现频率最高,其中以亮氨酸所占比例约为18 % ,其次是丙氨酸(l4 % )。除了能够为动物提供营养物质,还能增强适口性,改善饲料品质,提高机体免疫,为胃肠道微生物提供促生长因子等功能。

  2 YC 的产品及应用

  从目前国内外用得较多的YC 产品来看,主要分为两大类 :一类是以酵母活细胞为主要功能部分的YC ,这类产品能够耐饲料制粒时的升温和反当动物瘤胃酸性的环境;另一类以含有的大量的酵母代谢产物为主要功能部分的产品,并不强调活细胞的作用。YC 作为一种饲料添加剂,酵母自身的生长对其在动物肠道内的生物学作用未必重要,细胞代谢活性要比繁殖力更重要,所以虽然大部分酵母制粒后可能会丧失繁殖能力,但仍可保持代谢活性。

  YC 在动物饲料中应用范围很广,目前报道的有在奶牛肉牛绵羊山羊、猪、马、鸡、兔和鱼等动物饲料中添加和使用,其使用效果受自身的成分、畜禽种类、日粮类型等因素影响而差异较大,多数文献报道以反当动物效果最好,并具有一定的代表性。YC 有刺激瘤胃纤维素菌和乳酸菌繁殖,改变瘤胃发酵方式,降低瘤胃氨浓度,提高瘤胃微生物蛋白产量和饲料消化率等作用;在奶牛日粮添加60 梦小头的YC ,可使日平均产奶量增加0 . 48 一1 . 74kg,日平均增乳l . 13kg ,且对早期泌乳比晚期效果更显著。

  3 YC 的展望

  YC 在动物饲料中的研究和应用已有多年,虽然在应用方面取得比较好的效果,但在其作用机理的研究方面进展缓慢,到目前为止对其作用机理尚未十分清楚。未来针对YC 的研究,一方面应该加强对其作用机理方面的深人研究;另一方面就是充分利用丰富的酵母菌资源进行开发和应用的研究,以提高YC 的使用效果。随着YC 的研究不断深人,其作用机理将会越来越清楚,其使用效果也会越来越好,并且开发和应用也将会越来越广泛。

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饲用高活性干酵母——同源性 强力助消化 粪便不留渣热线400 0808 699 http://www.bsf.net.cn/
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kk 发表于 2014-4-1 15:28:45 | 显示全部楼层
好东西,支持!
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kk 发表于 2014-4-1 18:35:33 | 显示全部楼层
多谢分享啊
畜牧行业天地很广阔,希望各位同仁共同努力!
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