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飼料酵母添加劑生物學特性及其在養豬行業的應用

2019-04-17 17:32:05      點擊:
導讀

酵母屬于真菌類單細胞微生物,具有兼性厭氧和較強耐酸性等特點。干燥菌體中含有大量的蛋白質,而且組成蛋白質的氨基酸種類齊全、配比合理、與畜禽需要比例接近。除此之外,還含有豐富的維生素、礦物質、有機酸、寡糖、重要的酶以及某些未知的生長因子等活性物質。

飼料酵母作為一種純天然的功能性飼料添加劑,用來向動物胃腸道內的微生物提供代謝營養底物,通過滋養微生物和刺激它們的代謝活性維持和改善動物胃腸道內的微生物生態環境,顯著提高動物機體的抗應激能力、提高機體免疫力、減少抗生素使用、改善生態環境、保障食品安全、提高畜產品品質,同時可以改善飼料的適口性和消化性能、提高飼料利用率、提高畜牧業生產性能。


1飼料酵母的分類

飼料酵母包括活性干酵母、酵母培養物、酵母水解產物、酵母提取物以及酵母細胞壁等,其成分和功能有共同點,但又各有側重。


1.1 活性干酵母

活性干酵母是一種兼性厭氧菌,在特定工藝條件控制下由酵母在特制的培養基上經過充分發酵后,將酵母菌收集、洗滌、干燥后獲得的具有活性的產物,常作為益生菌使用。它進入動物胃腸道后開始繁殖,將氧氣耗盡營造厭氧環境,抑制病原菌的滋生,從而達到保護消化道的目的。


1.2 酵母培養物

酵母培養物是將活性酵母提取后的剩余成分制成的一種復雜微生物發酵產品。它由酵母細胞代謝產物和經過發酵后變異的培養基,以及少量已無活性的酵母經濃縮、干燥獲得的產品。


1.3 酵母水解產物

酵母水解產物是以酵母為菌種,經液體發酵得到的菌體,再經自溶或外源酶催化水解,濃縮干燥獲得的產品。生產過程中酵母可溶物未經提取,粗蛋白含量不低于35%。其中主要成分為甘露聚糖、β- 葡聚糖以及各類功能性小肽。


1.4 酵母提取物

酵母提取物是在酵母水解后,再經機械破碎,分離獲得的可溶性組分,經濃縮或干燥得到的產品。其主要成分為氨基酸、多肽、核苷酸等可溶性的小分子物質,具有復雜的調味特性,使飼料口感醇厚、增鮮増咸,還可以屏蔽異味和異臭,起到誘食作用。


1.5 酵母細胞壁

酵母細胞壁營養豐富,但是細胞壁成分結構復雜,營養物質難以被動物有效的消化吸收利用,因此多采用物理和化學方法破碎酵母細胞壁,將主要活性成分甘露聚糖、β- 葡聚糖釋放出來,同時部分降解為寡糖等功能性多糖,具有促進有益微生物生長、吸附霉菌毒素,增強非特異性免疫的作用,此外酵母細胞壁還富含生長激素、B 族維生素、礦物質及未知的生長因子等。

2飼料酵母的生物學作用

飼料酵母類產品可為動物機體提供必需的營養物質(如蛋白質、氨基酸、多肽、B 族維生素及微量元素等),改善腸道對飼料養分的消化吸收,提高飼料利用率,改善動物的生產性能。活性酵母可在消化道內繼續繁殖,調節胃腸微生態平衡,有效抑制病原微生物,促進益生菌的生長,降低腹瀉發生頻率。調節畜禽免疫抗病能力,酵母細胞壁中的甘露聚糖和葡聚糖等能刺激巨噬細胞,對于畜禽的機體免疫具有非常關鍵的作用。此外酵母類產品還含有某些未知的生長因子,具有促進生長的作用。


2.1 提供優質平衡的蛋白質營養

我國蛋白飼料主要包括動物蛋白源飼料、植物蛋白源飼料、單細胞蛋白源飼料3 類。酵母作為單細胞蛋白源飼料培養成本低且營養價值與動物蛋白接近,具有優越性。

飼料酵母粗蛋白含量達干物質的50%左右,含有包括必需氨基酸在內的19 種氨基酸,是優良的蛋白質來源。其中賴氨酸∶蛋氨酸∶色氨酸∶蘇氨酸=100∶21∶19∶64,比例接近NRC,且有效能值較高,可提供更多的能量。飼料酵母中賴氨酸含量較高,可彌補玉米- 豆粕型日糧中賴氨酸不足的缺點。飼料酵母中存在多種功能性小肽,具有增加機體免疫能力、改善機體生理功能的作用。王學兵(2008)研究表明,較進口魚粉相比,仔豬日糧中添加酵母蛋白替代進口魚粉沒有顯著改變仔豬斷奶后的平均日采食量和平均日增重,飼喂效果較好。

氨基酸中的天冬氨酸、谷氨酸具有較強的鮮味特性,絲氨酸、蘇氨酸、丙氨酸有鮮甜味,甘氨酸呈海鮮味,肌苷酸呈雞肉鮮味,天然谷氨酸含量可達8%,所以其有風味獨特的鮮味和肉香味,可提高豬的采食興趣,進而增加采食量提高日增重,縮短出欄時間。


2.2 提供大量益生菌,改善腸道微環境

動物胃腸道內寄生了大量的微生物,這些微生物在適宜的條件下能夠保證正常的生長代謝,有利于維護各菌系之間的代謝平衡并為動物胃腸道消化吸收功能提供一個良好的微生態環境,使日糧中的各種養分在胃腸道內能被充分吸收和利用,實現養殖效益最大化。

飼料酵母作為微生態制劑可以改善動物胃腸道生態環境:酵母菌為兼性厭氧菌,在消化道內生長繁殖能將氧氣耗盡營造厭氧環境,減少糞便中腐敗物質的產生,促進厭氧菌的增殖并抑制需氧菌的生長,從而改善動物腸道內微生態平衡。同時在代謝過程中產生乳酸等有機酸,降低pH 從而有利于乳酸菌、雙歧桿菌等有益菌的繁殖,抑制大腸桿菌、沙門氏菌等有害菌的生長,達到改善胃腸道環境和菌群結構的目的,促進胃腸對營養物質的消化、吸收。


2.3 提供多種功能性糖類,提高免疫力

飼料酵母細胞壁中含有約30%的多糖類物質,具有很強的抗原激活特性,是一種非特異性的免疫增強劑,對于多種動物都具有增強免疫力的作用。其中研究比較深入的是葡聚糖和甘露聚糖。

葡聚糖是以葡萄糖為單糖組成的同型多糖,其葡萄糖單元之間則以糖苷鍵彼此相連。根據糖苷鍵的類型可以將其分為α-葡聚糖和β- 葡聚糖兩種類型,其中β- 葡聚糖的免疫作用較為明顯。β-葡聚糖可以活化巨噬細胞、嗜中性粒細胞等,進而增加細胞分裂素、白細胞介素和特殊抗體的含量,全面提高機體的免疫能力。此外,β-葡聚糖還能使受傷的淋巴細胞分泌細胞因子的能力快速恢復正常,從而高效的改善機體免疫性能。

甘露聚糖主鏈由α-1,6 糖苷鍵聯合而成,而其支鏈則由α-1,2 或α-1,3 糖苷鍵相互連接而成,生理功能主要表現在干擾腸道內病原菌的定殖,改善腸道環境等。此外,還具有抗原作用,可以引起直接的抗體應答,充當免疫刺激因子,從而提高動物機體的體液免疫和細胞免疫能力。許多病原菌利用含有D-甘露聚糖受體的I 型纖毛附著于腸道表面,而破壁酵母中的甘露聚糖(MOS)可為細菌提供競爭性配體,當細菌與MOS 結合后,失去了腸道定居繁殖能力,隨MOS 一同排出體外,起到優化消化道菌群結構,維護腸道微生態平衡的作用。此外,甘露聚糖還能夠非特異性地活化巨噬細胞、中性粒細胞、提高白介素、細胞分裂素和血清中抗體的含量,全面刺激機體的免疫系統。

3飼料酵母在養豬行業的應用

飼料酵母能提高豬的生產繁殖性能,減少仔豬斷奶應激、促進各種營養物質的吸收利用,提高機體免疫力、減少育肥期疾病發生、提高飼料利用率,實現養豬生產最佳性能的發揮。


3.1 提高妊娠母豬繁殖性

能提高種母豬的繁殖力除周期較長的遺傳改良外,還可通過提供科學合理的日糧,使其繁殖力得到最大限度的發揮。

刑寶松(2004)研究發現,在母豬飼料中添加酵母培養物可以改善母豬的繁殖性能,尤其傾向于提高胎兒的營養供應。與對照組相比,在基礎日糧中添加0.3%的酵母培養物可顯著提高仔豬的平均初生重(P<0.05)和平均初生窩重(P<0.01)。斷奶窩增重達到極顯著水平(P<0.01),可見酵母培養物可以顯著提高母豬分娩后的泌乳水平,進而提高哺乳仔豬的生長速度。


3.2 緩解仔豬斷奶應激,促進斷奶豬快速生

長斷奶仔豬的生長性能對后續生長發育甚至出欄上市時間有著較大的影響。斷奶仔豬由于存在應激往往會出現以腹瀉為主要癥狀的斷奶綜合征。因此如何使仔豬能順利度過斷奶關,優化斷奶仔豬生長發育和改善腹瀉具有重要意義。

研究發現,飼料酵母可以顯著改善仔豬的生長性能。飼料酵母中含有大量微生物蛋白、核酸物質和功能性寡糖等有益于動物健康的物質,可以促進機體消化道的發育、提高內源消化酶的分泌和活力、提高腸道黏膜的吸收功能、改善消化機能,并且提高了仔豬正常菌群數量,增加腸絨毛高度和密度,從而提高斷奶仔豬的生長性能。

Weedman(2011)研究發現,飼喂0.2%的酵母培養物可緩解仔豬在運輸過程中產生的應激,減少腸道有害菌,優化微生態環境。劉明(2017)指出,仔豬日糧中添加1.5%啤酒酵母提取物(YE)可顯著提高仔豬的日增重(P<0.05),顯著降低料重比和腹瀉率(P< 0.05),顯著提高了仔豬十二指腸和空腸的絨毛高度(P<0.05)。所以,飼料中添加1.5%YE 可以改善斷奶仔豬的生長性能、降低仔豬腹瀉發生率、促進仔豬腸絨毛的發育。此外,酵母飼料中所攜帶的蛋白酶、肽酶在消化系統的共同作用下,促進胃腸對營養物質的分解、消化、吸收和利用,從而增加采食量,提高生產性能。


3.3 減少育肥豬疾病發生,促進飼料轉化

育肥豬處于肉豬生產的最末端,自身維持需要大、存欄成本高,所以如何在確保育肥豬健康的狀態下快速增重成為研究熱點。飼料酵母的添加可改善日糧適口性,提高對營養物質的消化吸收,提高生產性能、改善肉質品質。

劉希穎(2008)通過對16 頭杜長大三元雜交豬日糧中添加0.15%酵母培養物發現:與對照組相比添加酵母提取物組終末體重提高4.6%,日增重提高11%(P<0.05),且可以提高纖維成分的表觀消化率9%(P<0.05)。在消化道微生態區系方面,實驗組豬腸道內的主要菌群(大腸桿菌、乳酸菌、雙歧桿菌)有一定的增加,且條件性致病的大腸桿菌占比有所降低,有益菌群占據主導地位。馬元山(2017)報道,酵母培養物可促進育肥豬生長、提高飼料轉化率、增強組織細胞的穩定性、改善營養生化代謝、提高豬肉的系水能力和抗氧化能力。

4結束語

飼料酵母作為一種純天然的飼料添加劑,通過向動物胃腸道提供功能性蛋白原料、多糖等營養代謝底物,從而調理和改善微生態環境、增強免疫、提高動物機體的抗應激能力,改善飼料的適口性和消化利用率,最終提高動物的生產性能。

今后的研究重點一是篩選優良菌種,提高發酵水平,優化生產工藝,降低生產成本;二是優化和篩選飼料酵母在不同動物以及不同生產階段的最適添加劑量和配伍方案,為日糧的配制提供更多可信的理論依據。


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