|
9樓
發(fā)表于 2009-3-18 22:51:42
|
只看該作者
中國飼料工業(yè)年鑒————飼料酵母
《飼料酵母》QB/T 1940-1994:飼料酵母是指以碳水化合物(淀粉,糖蜜,以及味精、造紙、酒精等高濃度有機廢液)為主要原料,經液態(tài)通風培養(yǎng)酵母菌,并從其發(fā)酵醪中分離酵母菌體(不添加其他物質),酵母菌體經干燥后制得的產品。飼料酵母的主要理化指標:優(yōu)等品粗蛋白質為45%,其他級別為40%;酵母細胞總數分別為270、180和150億個/克。
1956年Milson首先提出單細胞蛋白(Single Cell Protein,SCP)的概念,把食品和飼料行業(yè)用作蛋白源的微生物細胞都稱為單細胞蛋白。酵母因生產效率高,菌種來源廣泛,并易實現工業(yè)化生產,成為生產單細胞蛋白的主要原料之一,被廣泛應用于食品和飼料領域。傳統(tǒng)上,人們將用作飼料蛋白源的酵母稱為飼料酵母。
隨著動物微生態(tài)學和動物營養(yǎng)學的發(fā)展,酵母在動物飼料中的應用得到進一步拓展。除可用作傳統(tǒng)的蛋白源外,部分酵母菌種可以直接添加到飼料中,以活菌的形式調節(jié)動物消化道的微生態(tài)環(huán)境,改善動物的健康水平和生產性能。與傳統(tǒng)飼料酵母不同的是,這類酵母發(fā)揮作用的前提是必須保持足夠的活性,因而也被稱為活性酵母益生菌,屬于微生態(tài)制劑的范疇。
近年來,隨著發(fā)酵工程技術與動物營養(yǎng)與飼料學、免疫學的發(fā)展與有機融合,人們立足于酵母,已研發(fā)出了一系列應用于飼料行業(yè)的酵母源生物制劑。其中,典型的產品包括酵母細胞壁多糖、酵母水解物、酵母培養(yǎng)物、酵母有機微量元素及復合酵母等。因而,廣義上的飼料酵母還包括活性酵母益生菌和多種酵母衍生物制劑。在當前的動物營養(yǎng)學研究和應用中,人們更加關注于活性酵母益生菌和其他酵母衍生物的開發(fā)的利用。
1 飼料酵母蛋白
傳統(tǒng)意義上的飼料酵母,即指用作飼料的酵母單細胞蛋白。酵母菌體蛋白的營養(yǎng)價值很高,飼料酵母干物質中蛋白質含量可高達50%,其賴氨酸含量比大豆還高,接近動物蛋白,色氨酸含量比大豆高7倍以上,還含有B族維生素、礦物質以及其它生理活性物質,在畜牧業(yè)一直作為單細胞蛋白被廣泛使用。目前多用假絲酵母、得巴利酵母、球擬酵母和紅酵母來生產單細胞蛋白,其生產速度快,周期短,接種酵母l~3h后可繁殖一代。
由于限于成本壓力,當前專門發(fā)酵生產的飼料酵母蛋白產品已經很少了,飼料酵母多為一些工業(yè)發(fā)酵的副產物,如釀造廢酵母及各種工業(yè)廢酵母。這些產品是工業(yè)生產完成后剩余的副產品,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。
全球養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,飼料的需求數量大幅度增加,蛋白飼料的需求更是首當其沖。1990年全世界的畜牧業(yè)所需蛋白為5.24億噸,而到2000年這個數字已超過9億噸,到2007年這個數字已超過15億噸。我國是人口大國,隨著國民經濟和人民生活水平的提高,人們對動物蛋白質的需求還將繼續(xù)增加。目前,我國畜牧業(yè)生產的第一限制因素是糧食供應。由于人均可耕地面積僅有1.2畝,多年來人均糧食產量徘徊在400kg以下,飼料工業(yè)的糧食資源非常緊缺。因此,必須一方面盡最大努力提高糧食單產,另一方面大力開發(fā)非糧食飼料資源,充分利用農副產品的下腳料和一些工業(yè)副產品生產飼料酵母類單細胞蛋白。
2飼料酵母益生菌
與傳統(tǒng)飼料酵母僅作為提供蛋白源不同,活性酵母菌是作為一種益生菌類微生態(tài)制劑而應用于畜牧水產業(yè)的?;钚越湍妇侵父稍?,保持發(fā)酵能力,含酵母活菌數大于1.5×109/g的酵母產品(AAFCO,Association of American Feed Control Officials,2002年)?;钚越湍妇饕x用的是釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中的一支特殊菌株,該菌種已被美國FDA和中國農業(yè)部批準在動物飼料中使用,是可以直接飼喂動物的安全的微生物菌株。
與其它益生菌(如雙歧桿菌)相比,酵母具有培養(yǎng)條件簡單等優(yōu)點,能實現大規(guī)模的工業(yè)化生產,滿足飼料工業(yè)對產能的要求。隨著生物工程技術的發(fā)展,以及生產設備和工藝的完善,目前的酵母益生菌類微生態(tài)制劑能做到高活性、高純度、高濃度,最高濃度能達200億/克。酵母經干燥休眠后,在真空條件下可保存一年而不喪失活性。
酵母對常用的細菌類抗生素有較好的耐受性,因而,酵母益生菌可以部分替代動物飼料中的抗生素,在現階段我國飼用抗生素尚未被全部禁用的時期,可以與抗生素同時應用于動物飼料。
酵母屬于兼性厭氧菌,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)酵過程中產酸,可促進飼料的消化。酵母進入動物胃腸道后,消耗胃腸道的氧氣,造成厭氧環(huán)境,從而促進厭氧有益菌群(如雙岐桿菌、乳酸菌等)的繁殖,改善動物消化道微生態(tài)平衡。上述酵母益生菌的作用機理已經在研究和應用中得到廣泛證實。另外,酵母益生菌還作為水產養(yǎng)殖中的開口餌料和養(yǎng)殖水體的改良劑,而被市場廣泛認可。
3飼料酵母的衍生產品
受益于現代生物工程技術的發(fā)展和不同學科的交融,人們以酵母發(fā)酵和生物分離提純等技術為基礎開發(fā)出了多種酵母類飼料添加劑。
3.1 酵母細胞壁是一種天然、綠色飼料添加劑,其產品淡黃色,粉末狀,無苦味。它是生產酵母過程中由可溶性物質提取的一種特殊的副產品,占整個細胞干重的20%-30%。它在維持細胞形態(tài)和細胞與細胞間的識別中起重要作用。酵母細胞壁一般分為3層,中間層是糖蛋白層,內外兩層分別為葡聚糖層(約占細胞壁干重的30%~34%)和甘露聚糖層(約占細胞壁干重的30%)。酵母細胞壁可作為一種免疫增強劑和消化道菌群調節(jié)劑,通過激發(fā)和增強機體免疫力和優(yōu)化消化道菌群結構,改善動物健康水平,尤其是能很好地緩解動物的應激。其機理在于產品中β-葡聚糖是一種高效免疫增強劑,而甘露寡糖(MOS)又是一種良好的益生元。體內網狀內皮系統(tǒng)(RES)在β-葡聚糖的刺激下,產生大量對免疫功能起關鍵作用的巨噬細胞,而巨噬細胞通過吞噬作用吸收、破壞和清除體內損傷、衰老和死亡的自身細胞核侵入體內的病原微生物,從而達到增強機體免疫功能的作用。由于許多病原菌利用含有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。
3.2 酵母水解物是酵母細胞的水解產物,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,主要功效成分是核苷酸成分,其含有的小肽主要以二肽、三肽為主。動物處在快速生長、免疫應激等情況下,人為的補充核苷酸能滿足動物體內核苷酸的需要,能緩解動物應激、促進動物腸道發(fā)育。酵母水解物中的呈味核苷酸對動物還具有誘食的功能。與氨基酸相比,小肽具有吸收快的特點,同時小肽被吸收后,被水解的氨基酸的種類和數量也影響著蛋白質的代謝水平,這是酵母水解物與常規(guī)蛋白原料相比最明顯的優(yōu)勢。但該類產品的關鍵點在于水解酶的選擇和水解程度的精細控制,不同的廠家,產品的差異化很大。
3.3 酵母硒和酵母鉻是在酵母培養(yǎng)過程中加入相應硒或鉻的無機鹽,使硒或鉻離子以有機離子的形式在酵母中富集。這些酵母細胞中的礦物質元素主要以離子或分子形式同氨基酸或多糖等結合成穩(wěn)定的有機體。單胃和復胃動物對酵母菌體蛋白質結合的礦物質元素,均比無機鹽元素更易吸收和利用。利用有機微量元素產品替代無機制劑,以更好地發(fā)揮動物的生產性能,并減少環(huán)境排放是動物營養(yǎng)發(fā)展的方向之一。同時利用有機微量元素易于在動物體內沉積的特性,人們可以開發(fā)諸如富硒肉、富鉻肉等功能型畜產品。
3.4為了更好地發(fā)揮多種酵母類產品在動物營養(yǎng)中的應用功效,市場上還開發(fā)了復合型酵母產品。這類產品主要是以多種酵母衍生物為原料,合理調配得到的一類飼料酵母產品。其配方可根據具體應用條件進行調整,以使該制劑在應用中發(fā)揮產品間的協(xié)同作用,實現更高的應用性價比。
除上述提及的酵母類產品外,還有一些與酵母有關的工業(yè)副產品,如酵母發(fā)酵液等。
4展望
酵母在飼料工業(yè)中應用已有近一個世紀,國際上尤其是歐美等發(fā)達國家,
飼料酵母產品在畜牧水產養(yǎng)殖中使用已非常普遍,例如酵母細胞壁多糖、酵母硒等。我們要積極借鑒國外的成功經驗,并以國內優(yōu)秀的酵母企業(yè)為依托,聯合畜牧行業(yè)的同仁們群策群力,做大做強我國的飼料酵母行業(yè),不僅讓飼料酵母為人類提供更多、更好的蛋白質,而且讓飼料酵母這類綠色安全的飼料產品更好地造福于人類。 |
|