饲用酵母的营养特性及在饲料生产上的应用

    摘 要：我国是饲料生产大国，蛋白饲料供应远远不足，每年需要进口大量的鱼粉和大豆以满足需求。发展酵母单细胞蛋白产业，既可以充分利用我国糟渣资源，改善现有蛋白质原料的营养品质，又可以节省部分豆粕和鱼粉的使用，从而满足生产需求。开发生产酵母单细胞饲料被世界公认为是解决饲料蛋白质紧缺的重要途径之一。本文主要介绍了采用生物技术生产的饲用酵母的营养特性及在养殖生产上的应用。
    关键词：酵母；营养；饲料；生产

    1 饲用酵母的营养特性
    饲用酵母一般由酵母及其培养物构成，是一种利用农副产品下脚料或食品工业废弃物经酵母菌发酵而制成的蛋白质饲料。国内外由微生物将淀粉质废渣生物转化为高蛋白质饲料的工艺线路有3种：（1）采用化学方法或酶法降解底物培养非淀粉水解酵母；（2）利用同化淀粉能力强的酵母单菌株发酵；（3）采用淀粉同化酵母与降解纤维素的里氏木霉或绿色木霉混种发酵。这3种生产工艺本质上是将底物中的淀粉和纤维素降解转化为酵母高蛋白质饲料。
    我国糟渣资源十分丰富，每年大约可生产糟渣6 000万t（赵建国，2001）。表1为常见糟渣干粉饲料的化学成分，这类糟渣资源可以通过生物技术转化为营养价值高的酵母蛋白质饲料，对于满足社会需求，减少对豆粕、鱼粉等常规蛋白质饲料的使用具有重要的意义。
    将糟渣类产品经酵母细胞发酵处理后，蛋白质的含量明显提高。白玉云等（2008）报道，发酵后，酵母饲料的蛋白质在43%～58%，主要为菌体蛋白，核酸6%～12%，赖氨酸含量较高，大约4.1%左右，并含有丰富的B族维生素，发酵产品有浓郁的香味，还含有未知生长因子，营养价值较高。白晓婷（2005）报道，饲用酵母粉中VB1 15～18mg/kg，VB2 54～68mg/kg，烟酸500～600mg/kg，泛酸130～160mg/kg，胆碱600mg/kg，生物素1.6～3.0mg/kg，叶酸3.4mg/kg。赵建国（2006）采用糖化酵母、绿色木霉和米曲霉为菌株，对非常规原料发酵处理后，发酵产物的B族维生素含量明显提高，VB1是鱼粉的34.6倍；VB2是鱼粉的1.7～3.3倍，是豆粕的4.7倍；VB3是鱼粉和豆粕的2.2倍；VB6是鱼粉的5倍，是豆粕的3.3～4倍；VB11是鱼粉的13.75倍，是豆粕的3.1～8.5倍。

表1  糟渣干粉饲料的化学成分         %

    2 酵母的作用机理
    酵母类产品在单胃动物体内的作用主要集中在胃、十二指肠及小肠。目前的研究认为，酵母主要通过以下几个途径发挥作用：（1）酵母通过改善胃肠道环境和菌群结构，调控胃肠发酵，减少乳酸盐的产生，提高pH值的稳定性，促进乳酸菌、纤维素菌为主体的有益菌群繁殖及活力的提高，增强有益菌的浓度。（2）酵母可作为活的细菌前体，进入胃肠道后繁殖使活力增加，抑制有害病原微生物的繁殖，参与病原微生物菌群的生存竞争，排斥病原菌在胃肠道黏膜的附着，协助机体消除毒素及其代谢产物，防止毒素的吸收，增强机体的免疫力和抗病力，对防治动物消化系统疾病起到保健作用。（3）酵母细胞在动物消化道内可以产生或胞体裂解后释放各种消化酶，这些酶类可以有效的帮助动物消化肠道中的养分。（4）免疫调节作用。酵母细胞壁存留的甘露聚糖和β-葡聚糖等酵母多糖，具有明显的免疫调节作用，可提高动物对外界不良因素的抵抗力，减少应激造成的损失。

    3 应用
    3.1 鸡
    王晓明等（2002）研究了饲料酵母与豆粕、鱼粉的营养价值比较，经肉鸡代谢试验，饲料酵母中的赖氨酸、蛋氨酸和必需氨基酸的真消化率分别为87%、83.4%和85%；豆粕的赖氨酸、蛋氨酸和必需氨基酸的真消化率分别为83.5%、93.7%和88.9%；鱼粉的赖氨酸、蛋氨酸和必需氨基酸的消化率分别为89.8%、91%和93.2%；酵母整体必需氨基酸消化率比豆粕低3.9%，比鱼粉低8.2%；饲料酵母粗蛋白质真消化率为66.6%，高于豆粕真蛋白消化率42%。这表明，酵母整体氨基酸的消化率和蛋白质品质与豆粕基本相当，接近于鱼粉的水平，在生产中可以替代部分豆粕和鱼粉。申爱华等（2003）在蛋鸡饲料用5%饲用酵母替代了5%豆粕，经过30d饲养试验，结果表明，与对照组相比，酵母组产蛋率提高了3.28%，破蛋率降低了20.44%，饲料成本降低了2.5%。谢爱娣等（2006）在蛋鸡日粮中添加了30%红酵母蛋白饲料，结果表明，蛋黄中类胡萝卜素高达37.72μg/g，是对照组的2.15倍；平均产蛋率为90.83%，与对照组相比差异不显著。孙亚楠等（2008）用酵母替代肉鸡日粮中25%、50%、75%和100%的鱼粉，经过42d饲养试验，试验结果表明，替代25%鱼粉组42d体增重和料重比与对照组差异不显著，耗料量降低了2.93%，替代75%鱼粉组，体增重和料重比分别比对照组降低了3.12%和3.5%，差异不显著。上述试验表明，饲用酵母与豆粕具有相当的营养价值，其生产性能甚至由于纯豆粕组。饲用酵母可以部分替代日粮中的鱼粉，而对鸡生产性能影响不大，且可以降低生产成本。
    3.2 猪
    对猪的营养研究表明，酵母或酵母培养物能增加猪采食量，提高生产速度，降低断奶仔猪的腹泻率，促进生长期猪对饲料的消化率。王学兵等（2008）用酵母粉替代断奶仔猪日粮中25%、50%、75%和100%的进口鱼粉，经过28d饲养试验，25%和50%酵母组增重为10.88kg和10.65kg，对照组为10.63kg；25%和50%组料重比为1.36和1.39，低于对照组的1.48；与鱼粉组相比，饲料成本降低了9.06%。从生产性能和饲料成本角度出发，饲料酵母可以替代日粮中25%～50%的鱼粉。吕继蓉等（2006）研究了在日粮中添加2.5%鱼粉和2.5%酵母饲料对断奶仔猪生产性能的影响，经过28d饲养试验，与鱼粉组相比，酵母组断奶仔猪日增重提高了9.08%，日采食量提高了5.39%，料肉比降低了5.96%。邹优敬等（2006）用5%酵母饲料替代生长猪日粮中3%鱼粉和2%豆粕，经过28d饲养试验，酵母组生长猪日增重为768g/d，料重比2.36；对照组日增重为793g/d，料重比为2.35，基本相当。该试验表明，酵母可以适量替代日粮中鱼粉和豆粕，而不影响生长猪的生产性能。上述试验结果表明，作为发酵产物的酵母饲料可以替代猪料中部分鱼粉，其原因为，饲料经酵母细胞发酵处理后，维生素、蛋白质、有益菌等含量明显提高。
    3.3 水产
    鱼粉因营养全面，各种营养成分均衡，适口性好，是水产动物主要的蛋白质源。饲料酵母含有丰富的蛋白质、B族维生素、脂肪、糖、酶等多种营养成分和某些未知的生长因子。研究表明，饲料酵母可以替代水产饲料中部分的鱼粉作为水产饲料的蛋白源。李自金等（2009）研究了饲料中3%鱼粉组和3%酵母组对草鱼生产性能的影响，试验结果表明，鱼粉组增重率为317%，饵料系数1.55，鱼饲料成本3.83元/kg；酵母组增重率为324%，饵料系数1.48，鱼饲料成本3.4元/kg，这表明在草鱼饲料中使用鱼粉并不影响其生产性能，而且还可以降低生产成本。周贵谭（2003）研究了啤酒酵母替代部分鱼粉对稚鳖生产性能的影响，酵母在稚鳖的添加比例为1.7%～34.4%，结果表明，酵母在稚鳖饲料中的添加比例为5.3%时，生长效果最好。张梁等（2003）研究了饲料酵母替代部分鱼粉对淡水白鲳生长的影响，考虑生产性能、成本等因素，在淡水白鲳中酵母的用量可以增加到17%，鱼粉用量可以减少到10%。

    4 饲用酵母的品质控制
    饲料酵母在节省常规蛋白质饲料的使用，改善动物生产性能，降低饲料成本等方面发挥了巨大的作用。但由于市场上饲料酵母粉产品质量良莠不齐，因此，饲料厂在采购饲用酵母粉，应从以下几个方面考虑：
    4.1 细胞计数
    评价饲用酵母最重要的一个指标是测定细胞总数和活细胞数。饲料酵母细胞总数越多，发酵越充分；活细胞数越多，细胞活性越大。酵母细胞总数和活细胞的简易测定方法为，称取饲料酵母5g于100mL烧杯中，加蒸馏水50mL，浸泡30min，用双层纱布过滤，搅拌滤液，用移液管吸取1mL于量筒中，加稀硫酸1mL，再加蒸馏水稀释至10mL，吸取稀释液少许于血球计数板中，在显微镜下观察计细胞总数。活细胞数的测定，用干净的玻璃棒蘸取滤液一滴，放在载玻片上，滴加美蓝染色剂一滴，染色3min，在显微镜下观察，染色者为死细胞，褪色者为活细胞。我国国家标准规定饲用酵母细胞数最少为150亿个/g，但对活酵母细胞数没有做出明确的规定。
    4.2 温水搅拌
    通过温水溶解和搅拌是判断饲用酵母质量好坏的感官指标之一。发酵良好的饲料酵母放入水中搅拌后，易于悬浮并有大量的白色气泡，泡沫消失速度较慢，而劣质饲料酵母粉放入温水中搅拌，形成很少泡沫，并且泡沫消失迅速，或者无泡沫。同时劣质酵母放入水中有较多沉淀物或者有漂浮物。
    4.3 碘反应
    碘液与样品中的淀粉反应呈蓝色，由此可判定样品中是否含有淀粉。我国国家标准规定，碘反应不得呈蓝色。真正的纯饲用酵母，碘反应颜色为无色的。如果碘反应呈蓝色，表明该饲料酵母可能为非发酵饲用酵母粉，可能采用玉米蛋白粉加锯末、稻糠加香味剂等生产的外观、气味类似的假酵母粉。同时可以通过检测粗纤维的含量作进一步判定，我国国家标准规定饲用酵母的粗纤维含量为1.5%，如果粗纤维的含量明显偏高，这就证明了饲用酵母中掺有植物性物质。
    4.4 掺尿素
    生产饲料酵母绝大多数采用固体发酵，尿素等可被酵母菌利用来合成菌体蛋白的非蛋白氮源，适量添加有利于发酵的进行，但生产厂家往往以提高粗蛋白质为目的而大量添加，使产品中残留较多的未被酵母菌转化的非蛋白氮物质，这样的产品对单胃动物健康有害。称取被检饲用酵母2～3g加入250mL三角瓶中，加蒸馏水100mL，黄豆粉滤液20mL（5g生黄豆粉入100mL水中浸泡1h，过滤），加塞摇匀，置40～45℃水浴锅内温热30min（温度不宜超过45℃，否则脲酶失活），最后用镊子取红色石蕊试纸一条浸入该溶液中，若试纸变蓝；表明被检饲用酵母掺有尿素。
    4.5 真蛋白和氨基酸
    饲用酵母的粗蛋白质在40%～60%，饲料中有无机氮的存在，单纯检测粗蛋白质并不能判定饲料的营养价值，还应该检测饲料的真蛋白。饲用酵母真蛋白在26%以上，如果真蛋白的含量过低，表明饲用酵母中可能掺有尿素等非蛋白氮，也可以通过测定氨基酸直接判定饲用酵母的质量。
    4.6 沙门氏菌检测
    饲料酵母如果发酵技术不过关，基料在发酵前灭菌不彻底，很容易引起病原菌污染，这是国家饲料卫生标准不允许的，如果投入饲用将给养殖业造成损失，为了确保安全生产，必须重视此卫生指标。王玲等（2001）用生化反应培养基检测几个饲用酵母样品中是否有沙门氏菌的存在，结果表明，有1个饲料酵母样品中有沙门氏菌的存在。

    5 前景
    总之，优质饲用酵母在改善动物肠道健康，降低饲料成本、提高饲料转化率等方面，发挥了巨大作用。在使用饲料酵母时，不仅仅考察粗蛋白质指标，还要考察细胞总数、活细胞数、真蛋白、维生素等多项指标，从而确定饲料酵母质量的优劣。随着生产工艺的成熟和完善，饲用酵母将会在养殖生产中发挥更大的贡献。
    （参考文献略）