酵母培养物及其在水产养殖中的应用
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酵母生物饲料在水产养殖中的应用进展何志刚1李小玲1,2(1,湖南省水产科学研究所,湖南长沙,410153;2,农业部渔业产品监督检验测试中心(长沙),长沙,410153)摘要:文章简单介绍了酵母的概况,重点介绍酵母生物饲料如酵母细胞壁、饲料酵母、酵母水解物、活性干酵母、酵母硒、海洋红酵母等。
对酵母生物饲料在水产养殖动物中的应用和研究进展情况进行详细介绍,并指出酵母生物饲料发展中存在的问题。
关键词:酵母生物饲料;水产养殖;应用;发展趋势酵母菌,一种传统食品酿造工业的主要生产菌株,如今已成为现代生物饲料最具吸引力的微生物细胞工厂。
这类单细胞真核微生物,其细胞及细胞内容物,如蛋白、氨基酸、多糖、有机酸、核酸、维生素等活性物质,都可参与生物饲料的绿色生产。
目前已知的酵母菌有500多种,以酵母为原料或生物载体,利用现代生物技术,并结合微生物发酵工程,已形成了一系列与酵母相关的具有特定营养或功能的生物饲料及饲料添加剂产品,通称为“酵母生物饲料”。
酵母生物饲料主要分为以下几大类:酵母细胞壁多糖、酵母水解物、活性干酵母、酵母硒、活酵母衍生物、复合酵母、酵母培养物、海洋红酵母、与芽孢杆菌等益生菌复配而成的EM菌或微生态制剂(用于水质或底质改良剂)、饲料酵母、利用酵母发酵而得到的酵母饲料。
1.酵母细胞壁多糖用于饲料中的酵母细胞壁是酵母经细胞自溶部分破壁、破壁酶解、分离洗涤、浓缩、干燥等一系列生产工艺,精制而成的富含β-葡萄糖、甘露聚糖等免疫因子的一种绿色饲料添加剂产品。
近年研究认为,酵母细胞壁含有的甘露寡糖和β-葡聚糖可对细菌、病毒引起的疾病及环境因素引起的应激反应产生非特性免疫力。
酵母细胞壁多糖是以酿酒酵母为原料,经过细胞破壁、酶解、分离提纯和干燥等工艺精制而成,在水产动物中的作用主要有:提高水产动物非特异性免疫力、提高水产动物的特异性免疫应答反应、显著提高水产动物抗病能力、能有效降低肝损伤,还具有一定促生长的作用。
动物营养学报2014,26(11):3478-3484Chinese Journal of Animal Nutritiondoi :10.3969/j.issn.1006-267x.2014.11.038酵母培养物水溶物对离体草鱼肠道黏膜细胞生长及细胞膜完整性的影响姚仕彬1叶元土1*蔡春芳1张宝彤2董娇娇1黄雨薇1陈科全1(1.苏州大学基础医学与生物科学学院,江苏省水产动物营养重点试验室,苏州215123;2.北京市营养源研究所系统营养工程技术研究中心,北京100069)摘要:本试验以酵母培养物水溶物为试验材料,添加于离体草鱼肠道黏膜细胞培养液中,研究酵母培养物水溶物在不同浓度、不同作用时间下对细胞生长及细胞膜完整性的影响。
采用单因子试验设计,设1个对照组及5个酵母培养物水溶物组(YC-1 5组),各组均设96个重复,每个重复为1个培养孔。
对照组的培养液中不添加酵母培养物水溶物,YC-1 5组的培养液中酵母培养物水溶物的浓度分别为10、25、50、100、200mg /L 。
结果表明:培养液中添加50 200mg /L 酵母培养物水溶物对细胞形态无损伤,100 200mg /L 酵母培养物水溶物在添加后3h 时显著增强细胞活性(P <0.05),50mg /L 酵母培养物水溶物在添加后6h 时显著增强细胞活性(P <0.05)。
与对照组相比,3h 时各酵母培养物水溶物组培养液中乳酶脱氢酶(LDH )活力均没有显著变化(P >0.05),6h 时YC-4、YC-5组显著降低(P <0.05),9h 时YC-3、YC-4、YC-5组显著降低(P <0.05),12h 时YC-2、YC-3、YC-4、YC-5组显著降低(P <0.05)。
各时间点(3、6、9、12h )各酵母培养物水溶物组培养液中谷丙转氨酶(GPT )、谷草转氨酶(GOT )活力与对照组相比均没有显著变化(P >0.05),但在6 9h 时GPT 活力均低于对照组。
酵母菌作为饲料添加剂在水产养殖中的作用一、酵母菌作为饲料添加剂在水产养殖中的作用(一)提供营养,促进营养物质的吸收酵母菌是指以芽殖分裂或形成子囊孢子为主、细胞成椭圆形的单细胞真核生物,广泛分布于自然界中,常被用于发酵行业,在水产养殖中常将有益酵母培养物作为饲料添加剂。
酵母菌富含蛋白质、多糖、核酸、B族维生素、消化酶等营养物质和促生长因子,能增强水产动物的消化吸收,提高饲料利用率,促进各类水产动物的生长。
活酵母菌能在肠道中产生多胺类物质,并能黏附在肠黏膜上生长和繁殖,提高蛋白酶和脂肪酶在m RNA水平上的表达,促进肠道成熟,增强肠细胞对营养物质的吸收能力。
酵母细胞壁富含甘露寡糖,其能够增加水产动物肠道微绒毛长度,改善肠道微绒毛形态,扩大肠道褶皱面积,有利于肠道内营养物质的消化吸收。
(二)抑制病原菌,调节肠道微生态平衡首先,酵母菌属于兼性厌氧菌,可消耗水产动物胃肠道内的氧气,促进乳酸菌生长繁殖,并抑制需氧菌的生长,从而促进水产动物肠道微生态平衡。
其次,酵母菌能为乳酸菌的生长繁殖提供氨基酸、维生素、丙酮酸盐等营养因子,促进乳酸菌的生长,降低胃肠道pH,调节胃肠道功能的正常运行。
此外,酵母菌细胞壁的甘露寡糖的结构与病原菌在肠壁上的受体结构相似;某些大肠杆菌或沙门氏菌能够凝集在酵母菌细胞壁外层的甘露聚糖上,继而阻断其在肠壁上的定植,从而减少了肠道病原菌的数量。
(三)增强免疫力鱼类为低等脊椎动物,免疫系统不成熟,它们对感染的抵抗主要依赖于非特异性免疫反应。
对虾的免疫系统比鱼类更差,更依赖非特异性免疫反应来抵抗感染。
β-葡聚糖和甘露寡糖是酵母菌细胞壁的有效成分。
β-葡聚糖能激活巨噬细胞,增强水产动物的非特异性免疫系统功能。
甘露寡糖也能通过提高水产动物白细胞吞噬能力和溶菌酶活性来增强水产动物机体的非特异性免疫功能。
(四)吸附霉菌毒素酵母菌细胞壁上的多糖、蛋白质和脂类等物质可通过离子键、氢键和疏水作用力来吸附降解霉菌毒素。
宁波大学教授周歧存:高核苷酸酵母水解物在对虾中的应用研究李欣瑶【期刊名称】《当代水产》【年(卷),期】2017(000)010【总页数】3页(P91-93)【作者】李欣瑶【作者单位】【正文语种】中文我主要讲两个方面,一是酵母类产品概述,另一方面是高核苷酸酵母水解物在对虾中的应用,其中在2016年做了两个实验,把实验结果跟大家进行分享。
关于酵母类产品,相信大家都有所了解,现在市场上酵母类产品很多。
从2011~2014年,市场上的酵母类产品快速发展,呈现快速增长的趋势。
酵母类的产品主要有酵母培养物、酵母提取物(水解物)、酵母细胞壁等。
酵母培养物是由酵母在严格控制条件下发酵制成的产品。
酵母培养物由酵母细胞代谢产物和经过发酵后变异的培养基,以及少量已无活性的酵母细胞所构成。
在酵母培养物的生产过程中,酵母细胞仅仅是被用来生产细胞代谢产物的一种工具。
2013年中华人民共和国农业部公告(第2038号)将“酿酒酵母培养物”从《饲料添加剂品种目录》转入《目录》。
特征描述为以酿酒酵母为菌种,经固体发酵后,浓缩、干燥获得的产品。
强制性标识要求有粗蛋白质、粗灰分、水分、甘露聚糖。
酵母提取物也称为酵母水解物,是采用自溶、酶解、分离、浓缩等现代生物技术,将酵母细胞内的蛋白质、核酸等进行降解后精制而成的一种棕黄色可溶性膏状或浅黄色粉状纯天然制品。
主要成分为多肽、氨基酸、呈味核苷酸、B族维生素及微量元素。
酵母提取物(酵母水解物)是酵母通过质壁分离后利用自身水解酶系完全自溶后,去除细胞壁和不溶性分子后的产品。
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葡聚糖、甘露寡糖、糖蛋白和几丁质。
其中,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、T细胞和B细胞,提高动物的抗病能力;甘露寡糖(简称MOS)是酵母细胞壁另一重要的多糖成分,具有多种生物活性。
酵母培养物的研究与应用进展赵川东;刘茂锋;曹杰;朱廷恒;章亭洲【摘要】酵母培养物作为饲料添加剂可增加动物的采食量、提高动物的生产性能和繁殖性能,增强畜禽的体质和生存能力.文章综述了酵母培养物的作用机理及其应用现状.【期刊名称】《饲料博览》【年(卷),期】2014(000)009【总页数】3页(P34-36)【关键词】酵母培养物;作用机理;饲料【作者】赵川东;刘茂锋;曹杰;朱廷恒;章亭洲【作者单位】浙江科峰生物技术有限公司,浙江海宁 314423;浙江科峰生物技术有限公司,浙江海宁 314423;浙江科峰生物技术有限公司,浙江海宁 314423;浙江工业大学,杭州310014;浙江科峰生物技术有限公司,浙江海宁 314423;浙江工商大学,杭州310035【正文语种】中文【中图分类】S816.79酵母培养物(YC)是指利用酵母菌在一定的条件(温度、pH、溶氧等)下,将配制好的培养基充分发酵后得到的一种新型饲料添加剂。
酵母培养物主要成分为活性酵母细胞、酵母代谢产物和发酵后的变异培养基,并且富含小肽、氨基酸、维生素、有机酸、生物酶和酵母细胞壁多糖以及有益畜禽生长的“未知生长因子”[1]。
酵母培养物由于具有无毒副作用、营养物质丰富、易消化吸收、不产生耐药性、提高动物免疫力等优点,在畜牧水产养殖业中得到广泛应用。
1 酵母培养物主要成分及其功能酵母是一类非丝状真核微生物,兼性厌氧生长,以无性繁殖为主,在一定条件下产生孢子。
常用的酵母种类有产朊假丝酵母、啤酒酵母、乳酸克鲁维酵母和卡氏酵母。
目前酵母培养物产品主要分为:以酵母活细胞为主的产品,富含大量活性酵母,能够耐受高温和强酸,在饲料制粒和胃酸环境能够有效保持活性,另外还有含酵母代谢产物为主的产品。
新型酵母培养物产品——益康宝,酵母活菌数达100亿个·g-1,β-葡聚糖含量>3%,富含大量小肽和氨基酸等代谢产物,能有效提高动物免疫力,具有很好的饲用效果[2]。
酵母培养物及其在养殖业中的应用美国达农威公司彭一凡甄玉国真正的酵母培养物是一种复杂的发酵产品。
随着畜牧业生产发展对改善动物健康、提高产品质量和控制生产成本以及追求养殖效益最大化等目标需求的日益凸显,酵母培养物及其在改善动物健康和促进生产性能发挥方面的自然作用正在引起人们越来越多的关注和探索。
酵母培养物是根据微生物代谢理论及应用生物发酵工程技术制造而成的含有多种代谢产物成分的纯天然产品。
它的生产制作以获取更多的酵母细胞外代谢产物为目的。
与人类利用微生物的代谢产物作为食品和医药有所不同,酵母培养物里的代谢产物被用来作为动物胃肠道内微生物的营养底物。
酵母培养物这个名称很容易让人与酵母本身联系在一起。
实际上,已经制成的酵母培养物无论是功能作用还是实际用途都跟酵母没有必然或直接的关联。
从这个意义上讲,与其说酵母培养物是这类产品的名称倒不如说是该类产品由来的一种表述更为贴切一些。
酵母培养物的生产过程是一个使得所选用的酵母菌种在精心设置的生产工艺环境下利用特制的培养基进行深度发酵并产生细胞外代谢产物的生物反应过程。
酵母菌种、培养基和发酵生产工艺是构成酵母培养物生产的三大要素。
经过发酵生产后,酵母培养物所形成的终端产品是一个包含了少量酵母细胞、变异培养基和细胞外代谢产物的混合物。
与其它酵母类产品所不同的是,酵母培养物的主要作用成分是在该产品的生产过程中酵母细胞对培养基发酵产生的细胞外代谢产物,而并非酵母细胞本身。
尽管酵母菌在酵母培养物的生产过程中是不可或缺的要素之一,但它们也只不过是被用来在该产品制作过程中进行发酵和生产代谢产物的一种工具而已。
一旦终端产品被形成,酵母菌的使命就已经完成。
此后,酵母细胞在该产品中的存活与否及其数量多寡已对酵母培养物本身没有任何实际的意义可言,也不会对它的使用效果产生任何的影响。
那些将酵母培养物描述成“活酵母”或“死酵母”产品的说法显然是对它的一种误解。
生产酵母培养物时所使用的培养基和发酵工艺控制参数对其终端产品中代谢产物的组成、浓度及其生物利用度的稳定性有着至关重要的影响。
174 ·2018.2前言酵母菌指的是在生产厌氧条件下,能够通过发酵糖类,不同化乳糖,高级烃类以及不同化硝酸盐的真菌类别。
其分泌产物富含动物机体所需的矿物质,VB,VE等动物机体所必须的维生素。
此外,该菌类胞壁中含有的葡聚糖、甘露糖等成分,被广泛的应用于家禽家畜的日粮搭配中。
在传统家禽、家畜养殖业,水产养殖业乃至以貂,狐等毛皮动物的特种养殖上,都陆续被证实其具有提高生产性能,机体免疫力的功效。
1在家禽养殖中的应用目前国内在家禽养殖中对于益生菌的添加应用较为纯熟,添加形式包括原菌,提取液,多糖制剂等。
在肉禽饲养实验中,酵母菌能够提升糖酶活性,在肉鸭的生产性能使用中,使用布拉迪酵母菌能够在不损害肉鸭黏膜蛋白质含量的前提下,进一步提升肉鸭消化道对营养物质的吸收利用效率,在十二指肠、回肠肠道绒毛等肠道吸收组织的生长有较好的促生长效果[1]。
在肉鸡的饲养中,酵母在食物中添加比例,选用不同类别的酵母会起到不同程度的促生长作用,多糖制剂灌服幼禽发育能够起到促日增重的作用[2]。
国内在对肉鸡饲料添加微囊化酵母[3]实验中,发现酵母添加组实验组可显著提高血清中的Ig M含量。
在提升血清中免疫因子的探究上,国内研究陆续证明在日粮中添加酵母,与基础日粮相比,能够显著提高血清中免疫因子水平。
2在家畜养殖中的应用对于酵母菌所起的功能,目前有观点认为与酵母本身的代谢活动有关。
在猪、牛、羊等常见家畜的相关实验中发现,有益生酵母的使用能够帮助调理胃肠道菌群,在不被抗生素降解的情况下起到协同作用,帮助促进家畜机体的消化功能。
在母猪生产中按照适量比例添加,能够起到降低热应激导致的采食量下降的问题[4]。
添加酵母抽提物,对生猪养殖业中猪的生长性能和免疫状态具有可观的短期影响,肖旭等研究指出饲喂干酵母能够提升哺乳仔猪的T淋巴细胞转化率[5]。
酵母菌制剂目前被广泛应用于草食反刍动物的饲养中,在牛饲养[6]中添加酵母制剂,能够缩短其采食间隔时间,能够有效提高乳脂率。
酵母培养物东北农业大学动物营养研究所周淑芹孙文志对世纪,人们崇尚绿色食品、保健食品,迫切要求能用绿色添加剂替代抗生素等药物,从而生产出真正适合人们消费要求的保健食品。
运用生物技术而生产的微生物饲料添加剂,就是此类添加剂的一种。
本文就此类添加剂中的酵母培养物加以论述。
1 酵母培养物的生产1.l 营养成分酵母培养物通常指用固体或液体培养基经发酵菌发酵后,含培养物和酵母菌的混合物,营养丰富,富含B族维生素。
矿物质、消化酶。
促生长因子和较齐全的氨基酸,是集营养与保健为一体的饲料添加剂。
前民主德国研究者测得酵母培养物中VK平均含量为40-142 mg/kg。
Kornegay(1995)测定一种酵母培养物植酸酶活性为1400单位/kg,这与Thayer等(1978)认为酵母菌中含有植酸酶,其活性较高相一致。
Sewart(1995)发现的一种红酵母含有丰富的类胡萝卜素,能加强动物产品的着色效果。
1.2 生产工艺单独用液体或固体培养基经发酵菌发酵生产的酵母培养物不够理想,因此目前一般采用液固态结合发酵工艺。
它采用液态制菌种,固态曲池发酵,培养基灭菌熟化,加大液态接种量,合理的干燥工艺,缩短了发酵周期,大大降低了杂菌污染程度,有效地保存了产品中的生物活性物质。
以这种工艺生产出的产品含粗蛋白质25%左右上注意保存酵母活性细胞、消化酶、维生素和酵母代谢终产物,属于微生态制剂类型,是一种具有生物活性的饲料复合添加剂。
以美国达农威公司(Diamond V)深圳;公司生产的酵母培养物达农威益康“XP”为例,介绍生产方法如下:l)加入液体培养基,促进酵母代谢,开始产生营养代谢物;2)谷物培养基与液体发酵液相混和形成湿混合料,发酵过程继续;3)湿混合料被挤压成柔软面条状,发酵过程继续,在这个过程中,酵母细胞继续利用培养基产生更多的营养代谢物;4)发酵的面条状酵母培养物被烘干、磨碎,然后包装。
2 酵母和酵母培养物的区别2.l 酵母(活性干酵母)酵母和酵母培养物是完全不同的两种物质。
酵母菌及其衍生物在水产养殖中的研究与应用酵母与人类的生活息息相关,从4000年前修建金字塔的古埃及人利用酵母发酵面包作为主食,酵母便成为了人类健康的神奇小伙伴。
随着科技的日新月异,酵母已成为基因工程、生物工程的重要材料,在人类营养健康、酿造生物能源、动植物营养等领域发挥着重要作用。
国内外对酵母菌的研究大多集中于上述领域。
近年来,随着人们对水产蛋白需求的提高,水产养殖业的快速发展,养殖产量与水环境负荷的矛盾日益尖锐,在大力推进生态文明建设的政策指导下,高效生态模式成为今后水产养殖发展的方向。
由于能耗低、污染小、安全可靠、节水减排还能保证产量,微生物菌剂被大量应用于水产养殖的方方面面。
在常见水产微生物菌剂中,酵母菌营养丰富、适口性好、环境适应力及免疫作用强、易于培养,不仅能用作水产养殖动物饵料,还能用于养殖水体净化,因而酵母菌及由其开发出的衍生物在水产养殖中的应用越来越受到人们的重视。
1 酵母菌生物学特性酵母是一类单细胞真核微生物的统称,并非系统演化分类的单元,属于真菌,具有细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、线粒体等较为复杂的细胞结构,是较为高等的微生物种类。
酵母细胞宽(直径)约2~6μm,长约5~30μm,不能运动。
细胞形态因种而异,常见的有球形、卵形和圆筒形,个别种类可形成假菌丝。
某些酵母因种属或生长期差异,还呈现出高度特异性的细胞形状,如柠檬形或尖形等。
其繁殖方式主要为芽殖,少数为裂殖,条件适宜时有些种类可进行有性繁殖。
其最适生长条件为:温度18℃~28℃,pH值4~6。
一般为兼性厌氧,未发现专性厌氧的酵母,在缺乏氧气时,发酵型的酵母通过将糖类转化成为二氧化碳和乙醇(俗称酒精)来获取能量。
酵母容易生长,分布广泛,空气中、土壤中、水中、动物体内都存在酵母。
酵母种类繁多,截止到1998年,已描述的酵母菌达到95属,723种,目前荷兰微生物菌种保藏中心保藏的酵母菌有900种,而有关文献报道,不完全统计的酵母菌种类超过1500种,其中最常见的为酵母属(Saccharomyces),包括酿酒酵母(S.cerevisiae)和葡萄汁酵母(S.uvarum)等种类。
酵母硒的营养作用及其在水产养殖中的应用作者:谭畅高中月王旋周慧慧麦康森何艮来源:《河北渔业》2018年第07期摘要:水产养殖集约化导致水产动物抗应激能力下降的问题日益突出,这迫使水产养殖业相关从业者寻找一种无毒无害且高效的饲料添加剂以提高水产动物的抗应激能力。
酵母硒是一种优质的有机硒,能够促进水产动物的生长发育,提高其抗氧化的能力并起到增强免疫力的作用。
本文总结了近年来关于酵母硒在水产饲料中应用的研究进展,综述了酵母硒的理化性质、生理功能及其在水产养殖中的应用,论述了其作为水产饲料添加剂应用的可能性。
关键词:酵母硒;促生长;抗氧化;免疫;水产养殖近年来,水产品由于具有高蛋白、低脂肪、营养物质均衡及味道鲜美等众多优点受到广大消费者的青睐,水产养殖规模因此不断扩大。
然而随之而来的就是水产动物抗应激的能力逐渐下降,水产病害种类也逐渐增加。
因此,寻找一些功能性营养物质,减缓养殖鱼类生长下降及应激的问题成为了当前水产饲料行业的研究热点。
酵母硒是一种高品质的有机硒,兼具促生长、抗氧化、免疫增强等多重功效,与无机硒相比,其毒性小,低量高效且易被动物机体吸收利用,因此其作为一种添加剂在水产饲料中应用具有很大的潜力。
本文结合国内外相关研究进展,对酵母硒的理化性质、生物学功能及其在水产养殖中的应用作一概述。
1酵母硒的理化性质硒(Se)元素,原子序数为34,原子量78.96,位于元素周期表第4周期VIA族,因此,化学性质与同主族的硫和氧相似。
19世纪初,硒被瑞典化学家Berzelius发现,起初一直被人们作为一种有毒元素来研究,直至20世纪中期,人们才逐级发现硒的营养价值,随后,其理化性质、生物学功能和营养机理被深入研究[1]。
在自然界中,硒以两种形式存在,即无机硒和有机硒。
无机硒主要包括Se6+(硒酸盐)、Se4+(亚硒酸盐)、Se0(单质硒)、Se2-(硒化合物)等,有机硒主要主要包括硒的有机化合物(如硒蛋氨酸、硒半胱氨酸等)及硒的生物大分子(如谷胱甘肽过氧化物酶家族、硒蛋白等)[2],而最常用的有机硒有酵母硒、纳米硒等。