酵母益生菌在单胃及反刍动物中的作用机制
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酵母产品在饲料领域的应用讲义1. 引言酵母是一类单细胞真菌,被广泛应用于饲料领域。
酵母产品可以作为饲料添加剂,具有很强的功能和效果。
本讲义将介绍酵母产品在饲料领域的应用,包括其作用机制、应用效果和使用注意事项。
2. 酵母产品的作用机制酵母产品在饲料领域的应用主要基于其以下作用机制:2.1 营养补充酵母中富含蛋白质、维生素、氨基酸等营养成分,能够为动物提供营养补充。
酵母蛋白质具有优良的氨基酸组成,能够提高饲料的蛋白质质量,增加动物的饲料利用率。
2.2 酶的促进作用酵母产品含有大量酶活性,可以增加饲料中酶的活性,促进动物的消化吸收。
酵母中的酶能够分解饲料中的复杂碳水化合物和蛋白质,提高饲料的消化率,减少动物的能量浪费。
2.3 免疫调节酵母产品含有丰富的多糖和多肽,可以促进动物的免疫功能。
酵母中的多糖和多肽可以激活巨噬细胞和T细胞,增强机体对病原菌的抵抗能力,提高动物的免疫力。
此外,酵母中还含有一些天然抗生素,具有抗菌作用。
2.4 产气作用酵母中的部分菌种具有产气作用,能够增加动物的胃肠道内气体生成,促进饲料的挤压和蠕动,增加动物对饲料的消化吸收。
3. 酵母产品在饲料领域的应用效果酵母产品在饲料领域具有广泛的应用效果,主要包括以下几个方面:3.1 改善饲料品质酵母蛋白质可以改善饲料的蛋白质质量,提高饲料的消化吸收率和饲料转化率,降低饲料成本。
3.2 促进动物生长酵母产品含有丰富的营养成分,能够为动物提供全面的营养补充,促进动物生长发育,提高养殖效益。
3.3 抗病增产酵母中的多糖和多肽能够促进动物免疫功能,提高机体对病原菌的抵抗能力,减少疾病的发生率,提高动物的生产力。
3.4 改善肠道环境酵母产品能够调节肠道菌群平衡,促进有益菌的生长,抑制有害菌的繁殖,改善肠道环境,提高饲料的消化率和吸收率。
3.5 提高饲料安全性酵母中的天然抗生素具有抗菌作用,能够抑制饲料中的有害菌和霉菌的繁殖,提高饲料的安全性。
4. 酵母产品的使用注意事项在饲料中使用酵母产品时,需要注意以下几个方面:4.1 适宜的添加量酵母产品的添加量应根据饲料种类、动物种类和生长阶段来确定,过量使用可能会导致饲料的质量下降或产生不良反应。
益生菌的作用机理及其在畜牧业中的应用在当今的畜牧业领域,益生菌作为一种有益的微生物,正发挥着越来越重要的作用。
益生菌不仅能够改善动物的健康状况,提高生产性能,还对环境友好,符合可持续发展的理念。
那么,益生菌究竟是如何发挥作用的?它们在畜牧业中又有哪些具体的应用呢?一、益生菌的作用机理1、维持肠道菌群平衡动物的肠道中存在着大量的微生物,包括有益菌、有害菌和中性菌。
这些微生物之间相互制约、相互依存,共同维持着肠道菌群的平衡。
当有害菌数量增多时,就会打破这种平衡,导致肠道疾病的发生。
益生菌能够通过竞争肠道黏膜表面的附着位点、分泌抗菌物质等方式,抑制有害菌的生长繁殖,从而维持肠道菌群的平衡。
2、增强肠道屏障功能肠道黏膜是动物机体抵御外界病原体入侵的第一道防线。
益生菌可以促进肠道黏膜细胞的生长和分化,增强肠道黏膜的屏障功能,减少病原体和毒素的侵入。
同时,益生菌还能刺激肠道分泌黏液,进一步加强肠道的防护作用。
3、调节免疫功能益生菌可以通过与肠道免疫细胞相互作用,调节机体的免疫反应。
它们能够刺激免疫细胞的活化和增殖,增强机体的免疫力,提高动物对疾病的抵抗力。
此外,益生菌还可以调节免疫细胞分泌的细胞因子,使免疫反应处于平衡状态,避免过度免疫反应对机体造成损伤。
4、促进营养物质的消化吸收益生菌能够产生多种消化酶,如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等,帮助动物消化食物中的蛋白质、碳水化合物和脂肪等营养物质。
同时,益生菌还可以降低肠道内的 pH 值,创造有利于消化酶发挥作用的环境,提高营养物质的消化利用率。
5、改善肠道环境益生菌在肠道内代谢过程中会产生短链脂肪酸,如乙酸、丙酸、丁酸等。
这些短链脂肪酸不仅可以为肠道细胞提供能量,还能够降低肠道 pH 值,抑制有害菌的生长。
此外,短链脂肪酸还具有调节肠道蠕动、促进肠道血液循环等作用,有利于改善肠道环境。
二、益生菌在畜牧业中的应用1、家禽养殖在家禽养殖中,益生菌可以提高家禽的生长性能和饲料利用率。
酵母培养物在反刍动物饲料中的应用酵母培养物(Yeast Culture,YC)是一种在特定工艺条件控制下由酵母菌在特定的培养基上经过充分的厌氧发酵后形成的微生态制品,它主要由酵母菌及其代谢产物以及经过发酵后变异的培养基和少量已无活性的酵母细胞所构成。
YC在通过对瘤胃微生物调控提高反刍动物生产性能等方面具有重要作用。
1 酵母培养物作用机理YC的作用机制目前尚不确定, 主要有控氧理论、小肽营养代谢扳机理论、营养理论。
控氧理论认为酵母菌是耗氧菌,其在瘤胃中消耗氧气, 从而造成瘤胃的厌氧环境有利于瘤胃的发酵;营养理论认为YC中含有有机酸、维生素、钙、磷等营养成分,在瘤胃中可以对微生物起到营养作用,从而加大了发酵的力度;小肽营养代谢扳机理论认为,YC中可能含有一种结构类似于小肽的物质,对瘤胃内的微生物具有很大的刺激作用。
2 酵母培养物对反刍动物的作用2.1 YC在反刍动物不同发育阶段的作用效果YC在奶牛不同发育阶段所起的作用不同。
在幼犊瘤胃发育过程中,细菌和底物间存在相互作用,YC对提高及稳定犊牛瘤胃与肠道pH值有重要作用。
有报道认为,在犊牛开食料中添加啤酒酵母等可减轻反刍动物对日粮的应激,维持旺盛的消化代谢能力。
这可能是由于YC组分中含有催化物质并能产生多种次生性代谢产物及其具有的酶的性质。
成年反刍动物饲料中添加YC主要是稳定瘤胃内环境,提高瘤胃中纤维分解菌群和厌氧菌的浓度,提高VFA的产量和改变VFA比例,而起到营养与保健作用。
在育成牛日粮中添加0.6%的YC可提高日增重13.6%, 料重比下降14.9%(金加明,2004)。
在泌乳早期添加YC可使日平均产奶量增加0.48~1.74 kg(魏时来, 2000)。
Kim等(2006)研究证实,YC对奶牛过渡期食欲减退有缓解作用,同时,也可降低由于干物质采食量下降对奶牛体况的影响(Erasmus等,2005)。
YC在从干奶日粮到高能日粮的过渡阶段能发挥有效稳定瘤胃环境的作用,因此可以推测在泌乳早期(包括产前2周左右到产后4周)这段时间是饲喂的最佳时机。
题目:酵母培养物在反刍动物中应用的研究进展姓名:学科、专业:研究方向:指导教师:酵母培养物在反刍动物中应用的研究进展摘要:本文就酵母培养物在反刍动物日粮中使用对动物采食、瘤胃生态环境、反刍动物营养物质代谢、血液生化指标、泌乳及增重、免疫与应激的影响方面综述了其作用机理;对影响酵母培养物作用效果的各种因素进行了总结。
关键词:酵母培养物;反刍动物酵母培养物(yeast culture,简称YC),是指活体酵母细胞及其生产基质,是一种直接饲用微生物Direct-fed Microbials,DFM)。
属于一种微生态制剂,是在严格控制条件下的液体、固体二级发酵或直接在固体培养基发酵后连同培养基一起加工制得的产品。
酵母培养物在反刍动物生产中应用的研究起始于20世纪20年代(Carter等,1994),最早是用作反刍动物的蛋白质补充饲料(张宏福,1994)。
直到20世纪50年代,证实日粮中添加低剂量的酵母培养物能提高阉牛的增重(Beeson 等,1952)和奶牛的产奶量(Renz,1954)。
此后大量的研究表明,酵母培养物对改善反刍动物瘤胃的内环境、刺激某些有益细菌的生长、促进动物生长和提高奶牛产奶量的作用明显。
酵母培养物含有丰富的维生素、酶、其它营养物质及一些重要的辅助因子,是反刍动物瘤胃微生物生长的基本营养源。
在动物日粮中添加YC,不仅可以提高产奶量,改善产品质量,而且在维持和增加反刍动物免疫力方面亦有一定的功效。
酵母培养物还含有对侵入动物体内的微生物进行防御的葡聚糖和吸附病原菌,以及调节免疫机能的甘露寡糖(邵明丽,许梓荣,2002),是一种较为理想的促生长和免疫因子。
随着人们对抗生素负面作用的逐步深入,抗生素替代品的开发和研究日益增多。
YC作为一种安全有效饲料添加剂,对其的研究也就成为当今的热点。
在国外,关于YC的研究报道很多。
而在我国才刚刚开始,对其的研究和认识远远不够。
本文就国内外最近的研究进展,不仅从其对胃微生态的影响方面,而且从其对血液生化指标及营养物质代谢的影响方面对其的作用机理进行总结。
272020.21·试验研究 | Experimental research0 引言益生菌自发现,便在生物学、医学等领域受到广泛关注和研究,并在诸多领悟得到有效应用。
其中反刍动物生产中应用益生菌能对动物机体瘤胃内主导菌群活性进行优化,同时调整动物机体内环境微生态关系,能为动物的发育和生长提供更为强有力的免疫系统,减少病害,促进反刍动物生产水平提升。
1 益生菌概述益生菌指通过定殖于人体或动物体内并改变宿主某一部位菌群组成的一类对宿主有益的活性微生物。
益生菌通常具有促进营养物质消化吸收、提高机体免疫力、维持肠道菌群结构平衡、改善肉质、提高机体抗氧化水平、抑制肠道炎症、保护肠道黏膜屏障、养殖水质调节等功能,并且饲料级有益微生物主要包含细菌类、酵母类、真菌类3大类。
随着现代畜牧业的不断发展,益生菌发酵饲料逐渐在反刍动物生产中得到有效应用,其有无毒、无残留、营养价值高、对畜禽有益等特点,是具有巨大实践应用价值的饲料类型。
饲料中可添加的益生菌广泛包含乳杆菌属、双歧杆菌属、肠道球杆菌属、芽孢杆菌属以及其他杆菌属[1]。
而益生菌发酵饲料则主要包含液体发酵饲料、固体发酵饲料、全价发酵饲料及其他发酵产品等,用于现代畜禽养殖产业中能丰富饲料原料,缓解饲料资源短缺问题,抑制致病菌生长,维持胃肠道屏障功能,改善适口性,提高饲料营养价值,增强免疫系统等。
2 益生菌在反刍动物生产中的作用机制在反刍动物生产中,益生菌的作用主要体现在4方面,分别为维持动物肠道正常微生物关系、促进饲料转化率提高、调节动物体的免疫系统、净化环境并减少污染,有助于改善生产效果,促进生产经济效益的全面提升。
益生菌在反刍动物生产中的作用机制则主要体现在生物夺氧、产生拮抗物质、产生营养物质3方面。
2.1 生物夺氧益生菌在进入反刍动物胃肠道后,会和原本就存在于胃肠道中的微生物菌群共同生存,进而产生相互竞争、共生、栖生等关系。
在该过程中益生菌会对胃肠道微生物菌群关系造成影响,尤其是益生菌和有害微生物菌的竞争会对后者的生长造成不小影响,其中较为普遍的竞争体现在争夺氧气方面。
酵母类饲料作用机理酵母类饲料对动物主要有两类有益效果,一是对动物营养方面的作用,二是对动物免疫抗病方面的作用。
一、对动物营养调控效果的作用机理酵母菌不是家畜固有的微生物区系,它不能附着在肠粘膜上,而是以活菌状态沿单胃动物的消化道运行,同时释放消化酶或有益的的生物因子,促进胃肠道对饲料的消化。
酵母类产品对单胃动物的主要作用在十二指肠、小肠、盲肠完成,而对反刍动物的作用主要在瘤胃完成。
在反刍动物饲料中添加酵母及其培养物,可以调控瘤胃发酵,减少乳酸盐的产生,稳定PH值,从而促进瘤胃内酵母菌、乳酸菌等有益菌的繁殖,提高其浓度及活力,使微生物合成蛋白质增加,进而促进了动物对营养物质的消化、吸收和利用,提高了饲料的转化效率。
二、对动物免疫调节效果的作用机理酵母菌中刺激动物免疫机能的主要是酵母菌的细胞壁,酵母细胞壁的活性成分主要有β-葡聚糖(57.0%)、甘露寡糖(MOS,6.6%)、糖蛋白(22.0%)和几丁质组成。
这些活性成分中发挥作用的主要是β-葡聚糖和甘露寡糖。
β-葡聚糖作用机理β-葡聚糖螺旋形的分子结构具有刺激动物免疫系统的功能。
大多数动物体内的网状内皮系统存在着大量不具活性的巨噬细胞,β-葡聚糖与巨噬细胞通过其表面的糖蛋白的结合可以激活巨噬细胞。
甘露寡糖(MOS)的作用机理甘露寡糖(MOS)含有大量不能被消化酶切断的化学键而几乎不能在小肠中被消化和利用,在消化道后端被乳酸杆菌和双歧杆菌选择性发酵、产生有机酸、甲烷、二氧化碳和氢气。
发酵产物中的酸性物质会使整个肠道的PH值下降,从而抑制有害菌的生长。
此外,甘露寡糖(MOS)还能竞争性的阻止病原菌在肠壁上的定植。
许多病原菌的细胞表面均含有一种特殊的用于细胞识别的蛋白质,称为外源凝集素,它们能与肠内壁细胞表面的受体结合而粘附在肠上皮上繁殖,而肠内壁细胞表面的受体其结构就是短链带分支的糖类物质,甘露寡糖能够提供病原菌的附着源,从而减少了肠道病原菌的数量。
因此,甘露寡糖又被称为“病原菌吸附剂”或“病原菌清除剂”。
酵母培养物在奶牛上的应用北京爱地科技有限公司技术部摘要:酵母培养物 (Yeast Culture, YC) 能刺激纤维分解菌活性,改变纤维的消化,调节奶牛瘤胃的乙酸丙酸比例,从而实现对瘤胃发酵的调控能力,加大对营养物质的吸收和利用,减少各种营养代谢疾病的发生,进一步改善奶牛的生产性能。
本文主要针对酵母培养物的组成及特点,对反刍动物作用的理论基础及机理来进一步分析酵母培养物对生产性能及对机体抗氧化能力的影响。
关键词:酵母培养物;作用机理;生产性能通过调控瘤胃微生物区系来加强反刍动物对粗饲料的利用近年来成为研究的热点。
目前存在许多方法用以调控瘤胃微生物区系,如应用离子载体和抗生素。
但对于饲料工业中应用抗生素所引起的问题和寻求安全饲料的广泛关注,促使研究者致力于发展一种新型非抗生素或“天然”的饲料添加剂。
微生物饲料添加剂,即直接饲喂微生物(DFM),完全满足发展需求,因而被推到了历史前台。
DFM包括细菌、酵母(真菌)等,许多研究证明DFM使用效果良好,尤其是酵母培养物。
酵母培养物(Yeast Culture, YC)是指在严格控制条件下由酵母菌在特定的培养基上经过充分的厌氧发酵后形成的微生态制品,含有酵母菌及其赖以生长的培养基及其代谢产物。
酵母培养物能够提供各种消化酶和酵母发酵所产生的其它营养代谢产物,具有贮存期长、在热和湿环境条件下的稳定性好,能够提高日粮的适口性和改善消化率等特点。
目前国内外制备酵母培养物的常用菌种为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisia),并常添加有米曲霉(Aspergillus oryza)或其提取物以及乳酸杆菌(Lactobacillus)。
1 酵母培养物的组成及特点酵母培养物营养丰富,富含维生素、矿物质、消化酶、有机酸、寡糖、肽、氨基酸等,还含有许多我们所不熟悉的“未知生长因子”。
酵母培养物能够耐受应激,诸如干燥、加热和酸性等应激环境。
它具有使用方便、绿色无污染、安全无毒副作用等特点,而且具有良好的适口性,能够增强免疫力以及促进生长的作用,是一种具有广阔发展潜力的饲料添加剂。
【微★荐读】酵母细胞壁在反刍动物上的应用研究进展来源:FUBON福邦摘要:在当前养殖业追求无抗的大趋势下,酵母细胞壁作为一种天然绿色免疫增强剂在动物养殖中被广泛应用,具有提高免疫力、缓解应激、吸附霉菌毒素等功能。
近年来,酵母细胞壁在反刍动物上的应用逐步被人们认识,其除了具有刺激反刍动物的免疫,增强抗病能力、吸附霉菌毒素的功能外,也具有提高反刍动物生产性能和改善产品品质的作用,越来越受到学术界和养殖业的重视。
本文介绍了国内外在此领域的最新研究进展,探讨了酵母细胞壁在反刍动物应用中的优势以及今后的研究方向。
关键词:酵母细胞壁多糖瘤胃霉菌毒素乳蛋白近年来,抗生素滥用引起了人们食品安全、环境危害极大关注,寻找一种安全有效的替代品已迫在眉睫。
酵母细胞壁是一种天然绿色的免疫增强剂,被认为是替代抗生素的主要手段之一。
酵母细胞壁主要由甘露聚糖、β-葡聚糖及结合蛋白组成。
甘露聚糖能够吸附病原菌和霉菌毒素,作为主要原料,广泛用于动保产品和脱霉剂产品中。
β-葡聚糖能够提升反刍动物免疫力,作为主要原料,广泛用于免疫增强剂产品中。
大量应用研究和使用反馈表明:酵母细胞壁作为一种饲料原料添加到反刍动物日粮中,具有增强免疫力、吸附霉菌毒素、提高反刍动物生产性能(日增重、产奶量)和产品品质(乳、肉品质)的功能。
1酵母细胞壁酵母细胞壁是以酿酒酵母为原料,经特异性酸、酶解处理,获得的绿色营养性产品。
酵母细胞壁主要成分是β-葡聚糖、甘露寡糖、糖蛋白和几丁质。
β-葡聚糖是主要由D-葡萄糖通过β-1,3/1,6键结合而成,这种特殊结构,能激活巨噬细胞、自然杀伤细胞、T细胞和B细胞,提高动物的抗病能力。
甘露寡糖是酵母细胞壁另一重要的多糖成分,具有多种生物活性。
甘露寡糖与众多病原菌在动物肠壁上定值的受体相似,能与病原菌结合,抢占结合位点,吸附并排除肠道病原菌。
同时它也是一种很好的益生元,有效促进有益菌的增殖,调节动物机体微生物平衡。
2酵母细胞壁在反刍上的作用机理酵母细胞壁在反刍动物上的作用机制相比与畜禽、水产动物更为复杂,酵母细胞壁作为一种功能性多糖,一部分在瘤胃中通过双螺旋结构与饲料中霉菌毒素结合,吸附霉菌毒素,预防牛奶中霉菌毒素(黄曲霉毒素B1等)超标问题;另一部分被瘤胃微生物降解,变成可消化糖类,参与瘤胃微生物蛋白合成,促进乳蛋白合成,提高乳蛋白水平;还有部分未被降解的酵母细胞壁随着饲料营养物质,进入后肠道,发挥其免疫、吸附病原微生物功效,提高反刍动物体况,减少疾病发生。
活性⼲酵母对反刍动物的影响及营养作⽤机制摘要:在当前“健康、优质、⾼效、环保”的养殖趋势下,活性⼲酵母在反刍动物上的应⽤越来越⼴泛。
本⽂结合国内外最新研究,综述了活性⼲酵母对反刍动物瘤胃健康、⽣产性能、乳品品质的影响及其作⽤机理,为解决反刍动物⽣产实践中遇到的问题提供参考。
关键词:活性⼲酵母;瘤胃发酵;⽣产性能;乳品质;作⽤机制抗⽣素作为⼀种饲料添加剂,在畜牧⽣产中虽然取得了⼗分显著的效果,但易在畜产品中残留,引起⾷品安全问题。
因此,健康、优质、⾼效、环保的养殖理念越来越被严格执⾏。
近年来,酵母源⽣物饲料在畜牧养殖中普遍应⽤,活性⼲酵母是酵母源⽣物饲料的⼀种,主要是指酵母发酵培养后经⼲燥并保持其发酵能⼒,每克产品含酵母活菌数不少于150亿个的产品。
活性⼲酵母作为⼀种天然的微⽣态制剂,具有⽆残留、⽆毒性,在调控瘤胃健康、提升产品品质、提⾼饲料转化效率、减少粪污排放等⽅⾯有显著效果。
1活性⼲酵母对反刍动物的影响1.1活性⼲酵母对反刍动物⽣产性能的影响⼤量研究表明,活性⼲酵母对反刍动物⽣产性能的提⾼是有益的。
Lesmeister等(2004)研究发现,⽇粮中添加活性⼲酵母能够显著提⾼犊⽜的采⾷量,促进犊⽜⽣长发育。
DeOndarza等(2010)研究表明,添加活性⼲酵母组奶⽜产奶量⽐未添加组提⾼了1.5kg/d。
另有研究报道,添加活性⼲酵母还可以提⾼反刍动物的饲料利⽤效率。
另外,在初乳摄⼊量不⾜的奶犊⽜⽇粮中添加活性⼲酵母,可以有效地提⾼⼲物质摄⼊量,提⾼⽣产性能。
耿春银(2015)在⾁⽜上的研究则报道,在⾼精料饲喂条件下,活性⼲酵母可以显著提⾼育肥⽜的⼲物质采⾷量、平均⽇增重及产⾁性能。
此外,活性⼲酵母对改善反刍动物产品品质也有积极作⽤。
研究显⽰,添加活性⼲酵母显著可提⾼⽜奶乳总固形物率、乳脂率和乳蛋⽩率,提⾼⽜⾁肌内脂肪和不饱和脂肪酸含量,改善⽜⾁嫩度。
综上所诉,添加活性⼲酵母对反刍动物⽣产性能和产品品质产⽣了积极影响,这⼀⽅⾯可能是源⾃采⾷量的增加和营养物质消化率的改善,另⼀⽅⾯可能是⾃⾝免疫能⼒的提⾼。
酵母益生菌在单胃及反刍动物中的作用机制摘要:作者阐述了酵母菌在单胃及反刍动物中的作用机制。
在反刍动物中酵母菌的作用主要依赖于饮食,通过调整瘤胃pH,增加瘤胃细菌浓度,调控胃肠发酵,减少腹泻,并刺激胃肠发育,因而可改善饲料利用率,提高生产性能。
在单胃动物中酵母菌的作用主要是颉颃肠道病原菌、刺激肠细胞刷状缘双糖酶活性、抑制毒素和降解毒素及毒素受体、增强肠道黏膜的免疫功能等作用。
关键词:酵母菌;单胃动物;反刍动物;作用机制益生菌( probiotics ) 是基于1907年Metchnikoff 提出的发酵乳制品有助于健康长寿的理论发展明酵母及其培养物能刺激乳酸菌起来的。
1989 年美国食品和药物管理局( FDA ) 及美国饲料监察协会( AA FCO ) 公布了可用于饲料的安全菌株(邓丽等,2003 )。
这些微生物包括蜡状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、肠球菌、乳杆菌、嗜酸小球菌、双歧杆菌和酵母菌。
所有这些菌株在不同的动物中都能产生有益作用及提高生产性能。
在益生菌中,酵母是贡献最大的,是全球之最,没有任何微生物品种可与之相比,全世界产量达上百万吨。
它属于真菌,其特点是完全不同于属于原核生物的细菌,它对抗生素、氨苯磺胺和其它抗细菌剂具有抗性,可与抗生素同时使用,减少抗生素使用带来的弊端,并且可用于人类预防、治疗腹泻和其他肠道紊乱等疾病。
无论是在反刍动物与非反刍动物中,酵母都具有益生作用。
作者主要阐述酵母菌在单胃及反刍动物中的作用。
1 酵母菌在消化道中的生理状态及对生产性能的影响酵母并非肠道固有的微生物区系,也不能黏附在肠黏膜上,而是以存活状态沿动物消化道运行,发挥着作用。
药物动力学研究结果表明,口服酿酒酵母后,3 d内能于结肠内获得较稳定的浓度,停服3~5 d后,酿酒酵母能迅速从消化道中消失(Bléhaut等,1989)。
这是与其它益生菌的主要区别,与其作用机制有关。
如乳酸菌及双歧杆菌等,能黏附到肠道黏膜上,从而阻止病原菌的黏附。
动物营养学报2018,30(6):2085⁃2089ChineseJournalofAnimalNutrition㊀doi:10.3969/j.issn.1006⁃267x.2018.06.010酵母菌制剂在调控犊牛瘤胃发育及免疫功能方面的应用仲伟光㊀祁宏伟∗㊀闫晓刚㊀于㊀维㊀魏炳栋㊀吴兴利(吉林省农业科学院畜牧科学分院,公主岭136100)摘㊀要:酵母菌制剂对平衡反刍动物瘤胃生态㊁促进消化器官发育㊁提高免疫功能有一定促进作用㊂犊牛处于微生态系统建立㊁瘤胃结构发育以及免疫系统完善的特殊生理阶段,酵母菌有助于改善犊牛生长性能㊂本文总结了前人的研究结果,主要从酵母菌制剂对犊牛瘤胃发育和机体免疫功能等方面的作用进行综述,以期为后续的科研工作和生产实践提供理论参考㊂关键词:酵母菌制剂;犊牛;瘤胃发育;机体免疫功能中图分类号:S823㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1006⁃267X(2018)06⁃2085⁃05收稿日期:2017-12-13基金项目:吉林省农业科技创新工程项目(CXGC2017Y003);吉林省重点科技攻关项目(20160204015NY);国家肉牛牦牛产业技术体系(CARS⁃37)作者简介:仲伟光(1990 ),男,吉林梨树人,硕士研究生,研究方向为反刍动物营养㊂E⁃mail:915253263@qq.com∗通信作者:祁宏伟,研究员,硕士生导师,E⁃mail:qihw2001@163.com㊀㊀作为优质的蛋白质来源,酵母菌具有粗蛋白质含量高,氨基酸种类丰富,B族维生素和维生素E多等优点,它不仅能够为动物体提供丰富的营养物质及促生长因子,同时对促进反刍动物瘤胃发育㊁调节胃肠微生态平衡及完善免疫功能都有积极的作用[1]㊂尤其是酵母细胞壁组成成分,对提高动物免疫能力有显著的促进作用[2]㊂而且,酵母菌制剂无毒㊁无害㊁无残留,是抗生素类添加剂的优良替代品㊂在饲料添加剂领域具有非常大的发展潜力㊂本文对现阶段的研究结果进行了总结,希望能够为后期的科研工作及生产实践提供理论参考㊂1㊀酵母菌制剂的分类及作用㊀㊀迄今为止,人类已发现的酵母菌种类已有1000多种㊂它不仅家族系统庞大,而且应用广泛,在医疗保健㊁酿酒工业㊁食品加工㊁色素生产和动物饲养等方面都有优秀的表现㊂在畜牧业中应用的酵母菌大致可以分为2大类㊂一类为生物活性酵母菌,是由发酵的活酵母经过干燥得来,每克产品中至少含有1.5ˑ106个活的酵母细胞㊂它可以改善寄主动物胃肠微生态的平衡,有益于动物的健康生长,对反刍动物起到益生菌的作用㊂另一类是由酵母菌及其培养基一起干燥得来的,被称为酵母菌培养物㊂酵母菌培养物中含有酵母细胞壁(β-葡聚糖和甘露聚糖)㊁可溶性维生素㊁蛋白质㊁多肽㊁氨基酸㊁核苷酸㊁脂类㊁有机酸㊁酯类和醇类㊁B族维生素㊁多酚㊁有机酸和抗氧化剂等[2-3]㊂这些物质对动物的生长和健康都起到积极作用㊂所以一些学者认为酵母菌制剂的作用可能更多地归功于酵母细胞壁的组成成分㊂酵母菌培养物中含有少数的活酵母和大量的代谢产物,因此也有人认为酵母菌培养物具有益生菌和益生素的双重作用㊂但是,近期的研究提出,这2类产品在影响瘤胃发酵的作用效果上没有显著的差异[2]㊂2㊀酵母菌制剂对犊牛瘤胃发育的影响2.1㊀对犊牛瘤胃形态发育的影响㊀㊀胃肠的发育对犊牛的生长和健康都至关重要,这个发育过程主要依赖于菌群的建立㊁纤维型饲粮的初食以及消化和吸收的机制等[4]㊂由于犊牛的瘤胃体积小且不具有完善的瘤胃功能,所以㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报30卷它更像一个单胃动物的胃㊂瘤胃功能的发挥依赖于其结构发育㊂而在饲粮中补充微生物制剂可以加快胃肠道参数的变化[5]㊂瘤胃的发酵能力与瘤胃绒毛形态相关,而酵母菌培养物已被证明可以改善瘤胃隐窝深度和绒毛高度比[6]㊂Lesmeister等[7]在断奶期给犊牛补饲2%的酵母菌培养物,使瘤胃绒毛长度和宽度分别增加了19%和21%㊂Brewer等[8]的试验也证明,给体态瘦弱的犊牛饲喂酵母菌培养物能够促进瘤胃绒毛的成熟㊂但是,在Kaldmäe等[9]的试验中,并未发现酵母菌培养物对瘤胃乳绒毛的长度㊁宽度㊁数量以及瘤胃壁厚度等产生显著影响㊂这可能与试验所用的犊牛月龄有关,因为瘤胃绒毛的发育规律会随动物的生长产生变化㊂酵母菌制剂对犊牛的影响能否被观测到还取决于它的摄入方式,只有随饲粮进入瘤胃,其作用效果才能被观察到,如果随牛乳绕过瘤胃进入皱胃就无法观察到其作用效果[10]㊂2.2㊀对犊牛瘤胃微生态发育的影响㊀㊀微生物是瘤胃发挥功能的基础,其定植过程从犊牛一出生便开始㊂尤其一些对瘤胃功能非常重要的细菌,在犊牛一出生就在瘤胃内出现[11]㊂酵母菌制剂可以加速犊牛瘤胃的微生物区系的形成,这对于在断奶过程中实现瘤胃生态系统功能至关重要㊂在犊牛出生后的28d里,活性干酵母能够增加瘤胃液中丁酸弧菌属的丰富度,使丁酸浓度得到提升[12]㊂在小母牛饲粮中补充酵母菌培养物能够使其瘤胃内细菌总数增加[13]㊂尤其是在高纤维水平下的作用效果更加明显[3]㊂不仅如此,在体外试验中酵母菌培养物也能够增加人工瘤胃内细菌㊁真菌及原虫的总数[14]㊂这说明酵母菌培养物能够促进犊牛瘤胃中纤维分解菌的繁殖,为犊牛开始采食纤维型饲粮打下基础㊂酵母菌培养物对乳酸利用菌的促进作用也尤为突出[3]㊂乳酸被利用后不仅降低了降解反应的产物浓度,有利于剩余底物的降解,同时缓解了pH的降低,减少酸性环境给动物体和微生态系统带来的危害㊂而活性酵母调控瘤胃生态的机制,可能与其消耗瘤胃内的氧气㊁与有害菌竞争发酵底物和生存空间以及为有益菌提供养分并消耗其代谢产物等因素相关,但具体的调控机制还有待进一步的研究㊂2.3㊀对犊牛瘤胃内环境发育的影响㊀㊀稳定的瘤胃液pH可以为瘤胃细菌和原生动物的生存繁殖提供一个合适的环境[15]㊂酵母菌制剂具有通过控制乳酸浓度来稳定瘤胃液pH的能力已经得到肯定,但对犊牛瘤胃挥发性脂肪酸的影响尚不完善㊂有的学者指出,活性酵母能够使纤维降解菌的代谢发生转变,从而减少总挥发性脂肪酸的浓度,而且可以在此基础之上提高丙酸的比例[16]㊂Mutsvangwa等[17]将活性酵母饲喂给3月龄的犊牛,使醋酸盐和总挥发性脂肪酸的浓度都有所增加㊂出现不同观点的原因可能是酵母菌在稳定瘤胃液pH的过程中更倾向于依赖对乳酸的调节,而挥发性脂肪酸的贡献并不大㊂厌氧环境也是瘤胃发酵功能的重要需求㊂Newbold[18]指出,酵母菌能够通过促进厌氧真菌的生长使氧气消失率提高46% 89%,从而巩固瘤胃厌氧环境,为厌氧真菌提供良好的生存条件㊂3㊀酵母菌制剂对犊牛免疫体系的影响3.1㊀对犊牛免疫功能的影响㊀㊀肠道是抵御病原体和其他有害物质的第1道防线[19]㊂同时也是酵母菌制剂在免疫调节中发挥作用的主要位置㊂酵母菌培养物可以提供具有抗炎㊁抗氧化和调节免疫能力的活性物质[20]㊂在酵母菌细胞壁中发现的复杂的多糖,如β-葡聚糖和甘露聚糖也被确认具有免疫调节功能[2]㊂酵母菌所产生的β-葡聚糖被模式识别受体(patternrec⁃ognitionreceptor,PRR)认定为病原相关分子模式(pathogenassociatedmolecularpattern,PAMP),来帮助抗体对抗原进行识别[21]㊂然而,这种成分是动物体自身不能合成的㊂先天免疫系统中的中性粒细胞和巨噬细胞等都需要借助它对病原体进行识别[21]㊂因为酵母菌不能穿透肠道内皮细胞屏障,所以有的研究者认为,是β-葡聚糖发挥了免疫调节作用[22]㊂这说明酵母菌提高犊牛的免疫能力不仅是因为提供了免疫活性物质,更主要的原因可能是因为它提高了先天免疫细胞对病原体的识别能力㊂3.2㊀对犊牛启动适应性免疫的影响㊀㊀研究表明,当犊牛受内毒素侵扰时,不仅会使血液指标发生改变,同时其采食㊁卧立㊁舔毛以及反刍等行为都会发生改变[23]㊂而补充酵母菌培养物能够使犊牛从毒素的影响中快速恢复[24]㊂因为它可以激活适应性免疫反应,当免疫反应被激活后活性物质开始扩增,直至达到能对抗传染性病68026期仲伟光等:酵母菌制剂在调控犊牛瘤胃发育及免疫功能方面的应用原体的临界量㊂这个过程中动物体内会形成免疫反应的反馈性 抑制 机制,该机制在保证宿主抵抗炎症[21]的同时,不会过度刺激或抑制免疫活性[25]㊂对尚未具有反刍行为的犊牛来说,其免疫能力更多依赖于摄入的营养物质,因为其体内的部分免疫活性物质是从母乳中获得的㊂一些学者认为,改善犊牛健康状况的基础是提高营养物质的供给,其效果要比改变免疫系统成分更好[26-27]㊂而酵母菌培养物不仅能够为犊牛提供丰富的营养物质,还能够为其提供免疫活性物质和免疫调控因子,这对犊牛的健康生长非常重要㊂3.3㊀对犊牛抵抗病原微生物的影响㊀㊀由于犊牛的免疫系统仍不够完善,所以很容易受到各种病原微生物和环境压力的影响㊂发烧和腹泻是犊牛常见的症状,因此导致的断奶体重低和断奶后生长缓慢是无法通过后期的营养得到补偿的[28]㊂犊牛的腹泻与微生物的多样性相关[29],稳定的微生物系统有助于动物抵抗感染㊂当致病性细菌在小肠内增殖时,微生物的多样性就会受到干扰,从而导致有益的共生细菌数量减少[30]㊂酵母菌培养物能够促进有益的共生菌定植和繁殖[8],促使其与病原微生物竞争生存空间和营养物质,这可能是酵母菌能够控制病原微生物的原因之一㊂研究者发现,酵母菌培养物增加了大肠中微生物物种的丰富性,促进了纤维分解菌的定植,从而使腹泻率降低[6,31]㊂Brewer等[8]研究了酵母菌发酵产物(SCFP)的抗沙门氏菌效果,SCFP组只有少数犊牛出现腹泻及发烧,而对照组在SCFP组停止治疗4d后这些症状仍在持续㊂Galvão等[32]发现酵母菌制剂使犊牛腹泻的天数减少,但是粪便得分与对照组相似㊂这说明酵母菌制剂可以在一定范围内刺激有益菌的生长而抑制有害菌的生长㊂3.4㊀对其他病理因素的影响㊀㊀免疫系统和抗氧化系统是相互影响的㊂体外试验显示,低浓度(0.0001mg/L)的酵母菌培养物可以显著减少中性粒细胞内活性氧自由基的形成[2]㊂这为中性粒细胞更好地发挥免疫功能提供有利条件㊂腹泻与电解质流失密切相关,试验表明酵母菌培养物可以使犊牛体内电解质的利用减少[31,33]㊂这对减少犊牛腹泻起到积极作用㊂发热是动物体发生病变的另一重要表现㊂Hill等[10]在给犊牛补充活性酵母后,观测到有降低其体温的趋势,而Seymour等[34]给犊牛补充酵母菌培养物后,其体温降低的程度达到显著水平㊂这说明酵母菌制剂对犊牛的发热现象也有一定的缓解作用㊂4㊀小结与展望㊀㊀酵母菌制剂能够改善犊牛瘤胃结构参数,平衡瘤胃菌群结构,提高动物体免疫功能㊂尤其是在动物体处于某种压力下时,其作用效果可能更加明显㊂在调控瘤胃微生态及瘤胃发酵方面,酵母菌培养物与活性干酵母据有相似的作用效果㊂但是在提高动物体免疫功能方面,活性酵母的报道较少,而酵母菌培养物的作用效果显得更为突出㊂不仅如此,酵母菌制剂不会对动物产生危害或残留,是犊牛的优质饲料添加剂㊂但是在后续的科研工作中还需要做更多的努力㊂才能够获得更好的应用效果㊂㊀㊀犊牛缺少发达的瘤胃结构及稳定的瘤胃生态系统㊂而微生物的定植是瘤胃发育和发挥功能的基础㊂所以后续的研究可以利用实时荧光定量PCR㊁高通量测序以及宏基因组等技术来监测可能受酵母菌制剂影响的微生物种群㊂这更有利于阐明酵母菌对犊牛瘤胃微生物区系的调控机制㊂同时,继续了解酵母菌制剂对瘤胃发育的影响是很重要的,因为健康的瘤胃有助于提高动物的健康水平及后期的生产性能㊂并且从犊牛出生便开始监测其瘤胃结构参数可能更有效㊂因为这一时期犊牛瘤胃发育速度快,结构变化大㊂此外,接下来的试验中可以添加更多的控制条件,如年龄㊁性别㊁品种以及生存环境等,这样有利于更系统地研究酵母菌制剂对犊牛的影响㊂对酵母菌制剂减少电解质流失的机理的研究应该更为深入㊂这将可能阐明酵母菌减少腹泻的最直接原因,提高其作用效率㊂虽然目前对酵母菌的作用机理尚未完全明确㊂但可以肯定的是,酵母菌的作用效果主要依赖其营养作用㊁免疫作用和对微生态的调控作用㊂所以,后续的研究如果能够从这3个方面继续深入,可能会取得多的成果㊂参考文献:[1]㊀PACHECOMTB,CABALLERO⁃CÓRDOBAGM,SGARBIERIVC.Compositionandnutritivevalueofyeastbiomassandyeastproteinconcentrates[J].Jour⁃7802㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报30卷nalofNutritionScienceandVitaminology,1997,43(6):601-612.[2]㊀JENSENGS,PATTERSONKM,YOONI.Yeastculturehasanti⁃inflammatoryeffectsandspedficallyactivatesNKcells[J].ComparativeImmunology,Mi⁃crobiologyandInfectiousDiseases,2008,31(6):487-500.[3]㊀CALLAWAYES,MARTINSA.EffectsofaSaccha⁃romycescerevisiaecultureonruminalbacteriathatuti⁃lizelactateanddigestcellulose[J].JournalofDairyScience,1997,80(9):2035-2044.[4]㊀BALDWINRL,MCLEODKR,KLOTZJL,etal.Rumendevelopment,intestinalgrowthandhepaticme⁃tabolisminthePre⁃andpostweaningruminant[J].JournalofDairyScience,2004,87:E55-E65.[5]㊀YOHETT,O 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酵母类产品在反刍动物领域有广泛的应用,无论是活性干酵母还是酵母培养物,均获得了市场不同程度的认可。
其中,活性干酵母的供应商宣称的活性酵母重要作用机理之一是“耗氧理论”。
具体含义是:活性酵母进入瘤胃,会消耗氧气,从而为瘤胃中的厌氧菌创造一个更加有利的发酵环境,进而改善饲料利用效率并改善动物的生产性能。
但是,事实真的如此吗?首先,众所周知,瘤胃是一个大的发酵罐,成年奶牛的瘤胃容积大小在50~60升,温度在38℃~40℃,正常pH 范围在5.5~7.0左右,每克瘤胃内容物含细菌109~1010,原虫105~106,氧气含量很少,氧化还原电位在-250~-450mV 之间,平均-350mV。
然后,再看看酵母菌的发酵和生长环境。
酵母菌能在pH 值为3.0~7.5的范围内生长,但是最适pH 值为pH 4.5~5.0。
最适生长温度一般在28℃~30℃之间。
同时,酵母菌是兼性厌氧的真菌。
在缺乏氧气的环境下,酵母的代谢行为是将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳,本身不进行繁殖。
酿酒酵母的繁殖是无性繁殖,需要在有氧环境中。
代谢过程是将葡萄糖分解为二氧化碳和水。
由此可见,瘤胃环境并非酿酒酵母适宜的繁殖环境(氧气含量很少,pH 和温度都不是最佳的环境)。
这样的条件下,仅仅存在理论上的可能。
实际上,这种理论上的可能性正在受到实验数据的挑战!如果活酵母在瘤胃中能够依靠消耗氧气进行繁殖或者代谢,那么势必会引起瘤胃中氧化还原电势电位的降低。
B.Antlinger 等2015年(BiominResearch Center,Tulln,Austria)的研究结果挑战了这一可能性。
B.Antlinger 使用连续人工瘤胃装置研究了灭活酿酒酵母(S.cerevisiae)和活性酿酒酵母(1x1010cfu/g)对氧化还原电位的影响。
四个处理分别为:对照组,灭活酿酒酵母组(30g/d),低剂量活性酿酒酵母组(0.5g/d),高剂量活性酿酒酵母组(4g/d)。
导读随着畜牧业生产的进步和人民生活水平的不断改善,人们对畜产品品质要求更加严格,诸如产品来源、饲养管理过程中的添加剂乱用、抗生素残留、细菌多重耐药性和环境污染等问题倍加关注。
目前,欧美等发达国家已全面禁止向饲料中添加任何抗菌类药物,我国也出台了相关的禁止措施,全面禁止在畜禽饲养过程中添加抗生素势在必行。
因此,寻找能满足动物性食品的卫生安全水平,而且无毒、无残留、对畜禽有益的饲料添加剂是产业发展的需求。
益生菌制剂被认为是抗生素最佳的替代品之一。
益生菌作为一类对宿主有益的活性微生物,适量添加可以抑制宿主肠道病原微生物的增殖,维持胃肠道菌群的平衡,提高动物的生产性能,改善动物的免疫功能。
我国农作物秸秆和副产品如酒糟、醋糟、菌糠等丰富,随意堆放容易造成环境的污染。
益生菌可充分的降解饲料中畜禽难以利用的物质。
这些副产物其中含有大量有机物质,若利用益生菌进行适当的发酵,可以降解其中动物难以利用的成分,使之成为营养价值高的发酵饲料。
所得到的发酵饲料成本低、利润高,同时减少了对环境的污染,对动物健康有益。
1发酵饲料常用的益生菌1.1 益生菌的发展益生菌(Probiotic)是一类对宿主有益的活性微生物,是定植于人体或动物体肠道、生殖系统内,能产生确切健康功效,从而改善宿主微生态平衡、发挥有益作用的活性有益微生物的总称。
1857年,巴斯德首次发现了乳酸菌,这是人类发现的第一种益生菌。
随后人们开始关注这一微生物。
1908年,Elie Metchnikoff提出长期食用含益生菌的发酵牛奶能使人长寿。
1917 年,Alfred Nissle从人的粪便中提取了一株大肠杆菌,并利用此菌株治愈了无数患志贺氏菌病的患者。
1998年,Guarner & Schaafsma给出了通俗的定义:益生菌是活的微生物,当摄入足够量时,能给予宿主健康作用。
随着现代生物技术的发展,特别是益生菌分子生物学和基因组学研究的逐渐深入,使得其在动物体内作用机制逐渐清晰。
酵母培养物及其在反刍动物中的应用——饲用微生态制剂作者:甄玉国时间:2006-04-13酵母培养物是指在特定工艺条件控制下由酵母菌在特定的培养基上经过充分的厌氧发酵后形成的微生态制品,它主要由酵母细胞外代谢产物、经过发酵后变异的培养基和少量已无活性的酵母细胞所构成。
代谢产物是对细胞外各类代谢物的总称,这其中有些物质是为人们所熟悉的,如肽、有机酸、寡糖、氨基酸、增味物质和芳香物质等,还有许多为人们所不熟悉的但实践证明对促进畜禽生长有益的未知生长因子等物质。
长达几十年的科学研究和生产应用实践证明,酵母培养物中所含有的细胞外代谢产物可明显提高反刍动物的生产力水平、优化饲料的营养价值、改善动物的健康状态。
同时人们围绕酵母培养物在反刍动物中的作用机理也进行了大量的研究工作,多数学者认为酵母培养物主要是通过其中的代谢产物来提高瘤胃中微生物的数量和活力,从而改善瘤胃发酵、提高饲料的消化和利用效率,最终起到提高动物生产性能的作用。
本将从瘤胃微生物区系、瘤胃发酵功能、养分的摄入与利用等方面对酵母培养物在反刍动物中的作用机理与应用加以综述,以期人们对酵母培养物能有一个全新的认识。
1 酵母培养物对瘤胃微生物区系的影响许多研究者认为酵母培养物的作用在于其能改变瘤胃发酵和微生物区系(Williams和Newbold, 1990;Dowson,1992;Newbold,1996;Wallace,1996)、增加瘤胃中细菌数(Wallace 和Newbold,1992)、提高菌体蛋白合成、改善菌体AA组成(Beharka和Nagaraja,1991;Dawson和Hopkins,1991;Erasmus等,1992)。
虽然Doreau等(1998)认为,酵母培养物并不影响细菌间的平衡。
但很多学者认为酵母培养物能选择性刺激瘤胃特定微生物,从而改变微生物区系。
其中,最一致的报道是提高厌氧菌和纤维分解菌数量(Wiedmeier等,1987;Harrison等,1988;Newbold和Wallace,1992)。
酵母益生菌在单胃及反刍动物中的作用机制摘要:作者阐述了酵母菌在单胃及反刍动物中的作用机制。
在反刍动物中酵母菌的作用主要依赖于饮食,通过调整瘤胃pH,增加瘤胃细菌浓度,调控胃肠发酵,减少腹泻,并刺激胃肠发育,因而可改善饲料利用率,提高生产性能。
在单胃动物中酵母菌的作用主要是颉颃肠道病原菌、刺激肠细胞刷状缘双糖酶活性、抑制毒素和降解毒素及毒素受体、增强肠道黏膜的免疫功能等作用。
关键词:酵母菌;单胃动物;反刍动物;作用机制益生菌( probiotics ) 是基于1907年Metchnikoff 提出的发酵乳制品有助于健康长寿的理论发展明酵母及其培养物能刺激乳酸菌起来的。
1989 年美国食品和药物管理局( FDA ) 及美国饲料监察协会( AA FCO ) 公布了可用于饲料的安全菌株(邓丽等,2003 )。
这些微生物包括蜡状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、肠球菌、乳杆菌、嗜酸小球菌、双歧杆菌和酵母菌。
所有这些菌株在不同的动物中都能产生有益作用及提高生产性能。
在益生菌中,酵母是贡献最大的,是全球之最,没有任何微生物品种可与之相比,全世界产量达上百万吨。
它属于真菌,其特点是完全不同于属于原核生物的细菌,它对抗生素、氨苯磺胺和其它抗细菌剂具有抗性,可与抗生素同时使用,减少抗生素使用带来的弊端,并且可用于人类预防、治疗腹泻和其他肠道紊乱等疾病。
无论是在反刍动物与非反刍动物中,酵母都具有益生作用。
作者主要阐述酵母菌在单胃及反刍动物中的作用。
1 酵母菌在消化道中的生理状态及对生产性能的影响酵母并非肠道固有的微生物区系,也不能黏附在肠黏膜上,而是以存活状态沿动物消化道运行,发挥着作用。
药物动力学研究结果表明,口服酿酒酵母后,3 d内能于结肠内获得较稳定的浓度,停服3~5 d后,酿酒酵母能迅速从消化道中消失(Bléhaut等,1989)。
这是与其它益生菌的主要区别,与其作用机制有关。
如乳酸菌及双歧杆菌等,能黏附到肠道黏膜上,从而阻止病原菌的黏附。
大量研究结果表明,酵母益生菌的作用因动物种类及日粮类型的不同而不同,在肉牛日粮中添加酿酒酵母可使其体重增加7.5 % ;在栏养条件下并富含淀粉类的饮食中能达到13 % ( Garcia等,1999 )。
Williams等( 1991 )研究结果发现,当日粮的精粗比增加时,特别是对易发酵碳水化合物含量高的日粮,添加酵母培养物对提高产奶量的效果更明显。
Edwards 等( 1991) 研究结果发现,添加酿酒酵母时,饲喂青贮料比饲喂高纤维的农副产品和高比例的大麦效果更好。
当奶牛饲喂60 %的精料和40 %的秸秆时,补加酵母菌使产奶量提高了17.5 %,但用青干草代替秸秆时只增加了14 %。
酵母益生菌的这种效果,也表现在非反刍动物中,如在生产母猪日粮中添加活性干酵母可显著提高其仔猪断奶重和平均日增重(王学东等,2006)。
Denli等( 2003) 研究结果表明,日粮中添加啤酒酵母可以显著提高肉鸡日增重、饲料转化率和屠体重。
Bladley等( 1995) 报道,补饲酵母培养物提高了火鸡的日增重,料重比下降。
2在反刍动物中酵母菌的作用及作用机制2. 1 酵母菌在瘤胃中的作用2. 1. 1 酵母菌对瘤胃中pH及乳酸浓度的影响酵母益生菌对pH稳定的影响与摄取日粮的成分密切相关。
因日粮在瘤胃中的利用程度取决于能迅速水解的碳水化合物的数量,特别是糖和淀粉的含量( Hoover等,1992 )。
Fiems 等( 1993 ) 报道,给山羊饲喂玉米/谷物的饲料比饲喂青草/纸浆饲料酵母对瘤胃pH的影响更为突出。
pH稳定一般与瘤胃中乳酸浓度有关。
研究结果发现,高精料日粮中大量淀粉类物质被瘤胃内细菌发酵利用所产生的大量有机酸导致瘤胃pH的下降,过低的pH会抑制瘤胃纤维分解菌的生长。
酵母及其培养物能刺激乳酸菌生长,降低乳酸的浓度,从而提高了瘤胃p H,避免高酸度对瘤胃微生物生长的抑制,调节瘤胃功能的正常运行。
Edwards 等(1991)报道,给饲喂高能量的育肥肉牛补饲酵母培养物能增加乳酸利用菌的浓度。
Williams等(1991)报道,给饲喂大麦的奶牛补饲酵母培养物后,4 h时瘤胃pH有所增加,表明酵母能促进乳酸利用菌利用乳酸,从而使pH提高。
2在反刍动物中酵母菌的作用及作用机制2. 1 酵母菌在瘤胃中的作用2. 1. 1 酵母菌对瘤胃中pH 及乳酸浓度的影响酵母益生菌对pH稳定的影响与摄取日粮的成分密切相关。
因日粮在瘤胃中的利用程度取决于能迅速水解的碳水化合物的数量。
特别是糖和淀粉的含量( Hoover 等,1992 )。
Fiems 等( 1993 ) 报道,给山羊饲喂玉米/谷物的饲料比饲喂青草/纸浆饲料酵母对瘤胃pH 的影响更为突出。
pH稳定一般与瘤胃中乳酸浓度有关。
研究结果发现,高精料日粮中大量淀粉类物质被瘤胃内细菌发酵利用所产生的大量有机酸导致瘤胃pH 的下降,过低的p H 会抑制瘤胃纤维分解菌的生长。
酵母及其培养物能刺激乳酸菌生长,降低乳酸的浓度,从而提高了瘤胃pH,避免高酸度对瘤胃微生物生长的抑制。
调节瘤胃功能的正常运行。
Edwards 等( 1991 ) 报道,给饲喂高能量的育肥肉牛补饲酵母培养物能增加乳酸利用菌的浓度。
Williams 等( 1991 ) 报道,给饲喂大麦的奶牛补饲酵母培养物后,4 h 时瘤胃pH有所增加,表明母能促进乳酸利用菌利用乳酸,从而使pH提高。
2. 1. 2 酵母菌对瘤胃中细菌总数的影响酵母益生菌与瘤胃中总细菌数量的增加有关( Newbold等,1996)。
其中,最一致的报道是厌氧菌和纤维分解菌的浓度增加( Harrison 等,1998;Newbald 等,1998)。
Dawson等( 1990 ) 在体外试验的结果中发奶牛日粮中添加酵母菌制剂,纤维素分解菌的数量比对照组提高了5~40 倍,纤维分解菌的活性是促进瘤胃中纤维消化的主要因素。
当p H等于或大于6.0时,这些微生物能摄取纤维的大部分能量当p H低于6.0 时,纤维分解菌的生长就会受到抑制。
而酵母及其培养物能促进瘤胃中乳酸利用菌开始生长,从而使p H上升,因此,纤维分解菌及乳酸利用菌协同发酵,使瘤胃内p H形成一种平衡,更好地提高了纤维的消化率及菌体数量。
2. 1. 3 酵母菌对瘤胃中微生物蛋白的影响酵母益生菌与流经瘤胃的微生物蛋白的增加有关。
也能促进进入小肠的氨基酸吸收( Erasmus等,1992 )。
在反刍动物日粮中添加酵母培养物,能使瘤胃中总细菌数量增加。
同时还能增加原虫数量( Miranda等,1996)。
那日苏等( 2004 ) 报道,饲喂精料条件下添加酵母培养物可显著降低饲喂后瘤胃内氨态氮的含量( P < 0. 05) ;张爱忠等( 2006 ) 报道,添加适量酵母培养物可显著降低内蒙古白绒山羊瘤胃内的氨基氮含量,而瘤胃内氨态氮含量的降低主要是由于酵母刺激瘤胃内微生物生长,增殖的微生物能促进氨基氮的利用,合成菌体蛋白,而瘤胃内的原虫不能用简单的含氮化合物合成氨基酸,主要靠吞食细菌获得氨基酸,合成自身蛋白质,并且多通过自溶作用进行更新代谢,这种原虫对细菌的吞噬和消化及原虫的自溶作用是引起瘤胃内蛋白增加的又一原因。
2. 2 酵母菌在瘤胃中的作用机制从酿酒酵母中提取的水提物可以刺激某些瘤胃微生物的增长。
Nisbet 等( 1991)研究结果发现,细菌纯培养时酵母提取物能刺激S.ruminatium的生长。
Girard 等( 1996 ) 报道在不同的酵母细胞成分中同时存在热不稳定( 可能是脂质) 和热稳定( 短链多肽) 刺激因素。
酵母已被证明能提供维生素( 尤其是硫铵) 用来促进瘤胃真菌的增长。
酵母组分中高含量的二元酸,在体外也被证明能刺激S . ruminatium 对乳酸的利用,其中以苹果酸刺激效果最为明显( Nisbe 等,1990,1991) 。
瘤胃组分基本上是厌氧的,但在每天的喂养循环中,还能检测到低浓度的溶解氧气,因为当动物在进食时,氧气可进入瘤胃。
Mathieu等( 1996) 研究结果发现,羊进食后氧化还原电位的增加主要是由于在进食、咀嚼和喝水时进入瘤胃中的氧气引起的。
Newbold 等( 1996 ) 报道,酵母的2种菌株SCNC YC240、YC1026 及商品制剂Yeasacc在人工瘤胃中能刺激总厌氧菌数和纤维分解菌增加;而将它们分别以1. 3 mg/ mL 浓度加入瘤胃液中,发现能将氧气消失速率提高46 %~89 %;不同种的酿酒酵母刺激瘤胃中细菌数量的能力与他们从瘤胃中清除氧气的能力有关,因为呼吸缺陷型酿酒酵母不能刺激细菌数目的增加。
3 酵母菌在单胃动物中的作用机制3. 1 酵母菌对刷状缘二糖酶活性的刺激作用Buts等( 1986) 研究结果表明,人和断奶鼠口服酿酒酵母后导致在刷状缘二糖酶( 包括蔗糖酶、乳糖酶和麦芽糖酶) 活性的显著增加。
这种特性非常有益。
因有些腹泻与肠内二糖酶活性的减少相关。
Buts 等( 1994) 报道断奶鼠每天口服冻干布拉酵母菌( 酿酒酵母的一个亚种) 100 mg,能显著增加蔗糖酶活( 157 %) 和麦芽糖酶活性( 47 %)。
Buts等( 2002 )又报道双糖酶活性的增加是由于活酵母激活锌结合金属蛋白酶的活性,使肠道中多胺( 精胺和亚精胺) 的含量显著增加,从而提高宿主二糖酶的分泌。
3. 2 酵母菌对病原菌的抗黏附作用致病菌对肠上皮细胞的黏附是对肠黏膜感染的一个早期阶段。
许多病原菌的细胞表面均含有一种特殊的用于细胞识别的糖蛋白,它们与肠内壁细胞表面上的受体结合而黏附在肠上皮上繁殖,如某种大肠杆菌或沙门氏杆菌,能黏附到肠表皮细胞的甘露糖残基上( Ofek 等,1977 )。
这些细菌也能凝集在酵母细胞壁外层的甘露聚糖上。
丹尼・扈奇( 2006 ) 报道,在每个Boulardii 酵母细胞上可黏着约200 个大肠菌。
与此相似,也可黏着其他带有1型伞(吸附甘露糖的凝集素) 的病原菌( 如沙门氏菌株)。
使这些细菌无法在肠壁形成菌落和生产毒素。
因为酵母不能定植于消化道中,而是随消化道的运行而排出。
酵母细胞壁外层的甘露聚糖对病原体发生凝集,从而阻止病原菌在肠壁上的定植。
病原菌与酵母细胞壁结合后随着酵母排出体外,从而能起到保护作用( Gedek,1989)。
病原菌与酵母细胞壁及肠上皮细胞结合的竞争阐明了这种有益作用,因为病原菌在肠细胞上的黏附是病变发生的关键作用。
3. 3 酵母菌对肠道黏膜的免疫激活作用酵母细胞壁对补体系统的作用已经被认知很长时间,这些特性与细胞壁内所含的葡聚糖有关。
它能通过激活网状内皮系统和补体系统以增强宿主的免疫功能。
同时,它还能显著提高人小肠分泌性免疫球蛋白( s-IgA ) 的分泌和免疫球蛋白分泌成分( SC) 的增加。