酵母饲料在动物生产中的应用

2019-02-13 00:26杨晓东
饲料博览 2019年4期
关键词:鱼粉水解酵母

杨晓东,李 清

(1.云南农业大学动物科学技术学院,昆明 650201;2.云南农业大学动物科学技术学院,云南省动物营养与饲料重点实验室,昆明 650201)

随着中国居民对肉蛋奶消费需求的提高,需要大量的蛋白饲料原料,而中国蛋白饲料原料自1997年后无法满足自给,每年都需要从国外大量进口。2018年,即使受中美贸易战的影响,中国大豆进口量仍为8 803万t,仅同比下降11%;油菜籽进口量为475.64万t,进口量依旧保持高位。加之中国大豆主产地气候干燥,降水量少及以散户种植为主,难于实现机械化的特点,凸显了中国蛋白质饲料原料的紧缺[1]。2018年11月1日,中国饲料工业协会发布了《仔猪、生长育肥猪配合饲料》和《蛋鸡、肉鸡配合饲料》两项团体标准,虽然提出猪配合饲料平均蛋白质水平下调1.5%,蛋鸡、肉鸡配合饲料蛋白质水平下调1%,但仍不能解决蛋白质原料来源不足的问题。而酵母饲料是以酵母作为饲料或载体,利用现代生物技术,并结合微生物发酵而获得的一系列与酵母相关的具有特定营养或功能的、天然的、安全的饲料原料及饲料添加剂产品,其原料来源广泛,生产速度快,蛋白质含量高,氨基酸和矿物质元素丰富,还含有未知的促生长因子,营养价值接近于鱼粉。且适口性好,饲料利用率高,可作为蛋白质饲料原料广泛应用于畜牧业中[2-3]。

1 酵母饲料做为蛋白质饲料的优势

酵母水解物是酵母细胞代谢后的水解产物,也是一种优良的酵母蛋白饲料。其可以通过自溶(细胞内自溶)或酶水解获得。酵母水解液包含许多氨基酸和小肽、维生素B、谷胱甘肽和核苷酸[4]。酵母水解物可以作为优质的蛋白质来源,为动物提供多种营养物质。

1.1 降低粗纤维含量,提高有效磷的利用率和饲料的消化率

研究报道,酵母饲料可以促进植酸酶的产生,发酵后饲料中的植酸磷或无机磷酸盐被降解或析出,变成了易被动物吸收的游离磷,从而提高单胃动物对磷的利用率[5]。降低饲料中粗纤维含量,增加适口性和消化率[6]。酵母饲料的pH一般偏低,抑制有害微生物的生长繁殖,促进了动物肠道有益菌群的生长,进而提高了饲料利用率和消化率。

1.2 吸附霉菌毒素

酵母饲料是一种优良的霉菌毒素吸附剂。酵母细胞壁上的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质与脂类形成的特殊结构可通过氢键、离子键和疏水作用吸附和降解霉菌毒素。在酸性条件下,酵母细胞壁多糖对玉米赤霉烯酮和黄曲霉毒素的吸附率受pH影响不大,从而增强了其对霉菌毒素的吸附性[7]。

1.3 替代血浆蛋白

血浆蛋白粉一直被认为是一种优质的蛋白质原料,广泛应用于幼仔饲料中。然而,中国血浆蛋白粉存在生物安全、国外供应不稳定、质量参差不齐等问题[8]。最近,中国开发了一种酵母菌水解物“赛雪河”,产品富含多种食品吸引因素,能够刺激幼龄动物食欲,使幼畜喜欢采食。其还含有大量营养丰富的小肽和游离氨基酸,供仔猪快速吸收和利用。试验研究表明,在15 d内仔猪饲喂酵母水解物与平行饲喂血浆蛋白饲料组相比,具有增强动物免疫功能,提高幼龄动物的生长速度和抗应激能力[9-10]。

1.4 稳定饲料质量、减少鱼粉的使用

目前,中国已经在饲料配方中广泛使用血浆蛋白粉、肉骨粉等动物源蛋白和豆粕、菜籽粕、棉粕等植物源蛋白替换鱼粉,但在替换鱼粉后,新原料中的一些抗营养因子,特别是植物蛋白原料,会导致适口性和饲料品质下降。水生动物采食后,出现肠道壁受到损伤,肠道功能完整性降低,导致饲料养分的消化吸收下降,饲喂效果不理想[11]。在鱼饲料生产中用10%的酵母饲料可替换80%的鱼粉,且对鱼的生长和生产性能影响不显著,大幅降低了鱼粉在饲料中的使用比例[12]。

1.5 安全、健康、节约生产成本

动物源性饲料虽然蛋白质含量高,氨基酸平衡,各种矿物元素丰富且比例平衡,尤其是钙、磷与动物所需最为接近。但其也是病原菌的携带者,如鱼粉、骨粉、肉粉等常携带沙门氏菌、大肠杆菌等病原菌。致病性大肠杆菌可引起仔猪黄白痢、羊大肠杆菌病;沙门氏菌可引起败血症、仔猪副伤寒棋、禽伤寒等[13]。1986年,首次在英国报道并波及整个欧洲的疯牛病,则是由于牛食用了感染疯牛病的肉骨粉等动物源性饲料引发的[14]。2018年,中国已报道的非洲猪瘟传播途径之一,则是饲喂了带有非洲猪瘟病毒的血浆蛋白粉[15]。

鱼粉作为营养价值丰富、全面且具有未知促生长因子的优良蛋白质饲料原料,在幼龄动物及水产动物整个阶段的生产中是必不可少的蛋白质饲料[16]。但是鱼粉价格高,进口的秘鲁超级蒸汽鱼粉的价格徘徊在1.1万元·t-1,在动物生产中可考虑部分替代鱼粉来降低饲养成本。

研究报道,酵母饲料可以与鱼粉媲美,其粗蛋白质含量≥48%,与鱼粉相当,富含氨基酸、维生素和微量元素,并含有消化酶和一些未知的生长刺激因子,具有较高的生物活性,有利于动物的消化吸收,不仅能提高动物的生长速度和生产性能,还能提高动物的抗病防病能力[17]。酵母饲料是部分替代鱼粉及豆粕等的蛋白质饲料源,可有效降低饲料成本和安全隐患,使饲料厂和养殖户获得更佳的经济效益。

2 酵母饲料在动物生产中的应用

2.1 在猪生产中的应用

在猪饲料中添加酵母或酵母培养物可以提高猪的生产性能、消化能力和肠道菌群数量。酿酒酵母能显著提高断奶仔猪的肠绒毛高度,在一定程度上克服断奶仔猪因断奶引起的肠损伤,提高断奶仔猪的体重和平均窝重[18]。在28日龄断奶仔猪日粮中添加酵母核酸可提高日增重和饲料转化率,降低腹泻率,增加仔猪肠道双歧杆菌和乳酸菌的数量,减少大肠杆菌的数量,改善正常肠道菌群并提高仔猪的免疫力,提高日增重和饲料转化率[19-20]。酵母饲料,如酵母硒,还可以作为补硒原料在猪饲料中生产富硒猪肉,可促进育肥猪的生长,也可得到美味的猪肉,酵母硒还对公猪的繁殖能力有显著提升效果,表现为提升精子活力,降低精子畸形率[21]。

2.2 在反刍动物生产中的应用

酵母及其培养物用于反刍动物,主要是通过促进机体蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶的分解及生长因子的分泌,改善动物消化道内环境和菌群结构来实现加速动物消化道饲料营养物质的吸收,促进动物快速生长[22-23]。研究报道,饲喂酵母饲料可降低瘤胃中性洗涤纤维,利于真菌在消化道细胞壁上的定植,降解纤维素;饲喂酵母饲料可提高乳酸的利用率,并使瘤胃pH升高,实现内环境稳定[24-25]。在奶牛饲料中添加活性酵母后,可利用的菌体蛋白增多,奶牛产奶量显著增加,产奶量高峰持续时间显著延长;将益生菌添加到泌乳奶牛日粮中,提高粗饲料采食量,延缓哺乳期的体重下降,提高了产奶量,保证了奶牛的生殖性能和健康[26-27]。在肉牛饲料中添加酵母饲料,可减少甲烷排放,降低能量损失,提高肉牛生产性能[28-29]。酵母饲料还能提高奶山羊的采食量和产奶量,减少肠道中大肠杆菌的数量[30]。

2.3 在水产动物生产中的应用

2.3.1 提高水产动物对饲料的利用率,促进生长

用酵母饲料饲喂水产动物已经取得了良好成果,如鲤鱼饲料中使用酵母饲料可以减少50%的鱼粉使用量,对消化吸收利用率没有影响,并显示较好的饵料系数[31]。在对虾饲料中添加酵母饲料,可以提高鱼对干物质和粗蛋白质的表观消化率,提高消化酶活性,减少30%鱼粉的用量[32]。用10%的酵母水解液代替80%的鱼粉,对斑点叉的生长性能没有影响,对Edouard氏菌感染后的鱼成活率没有影响[33]。在鲫鱼养殖中,酵母水解液与鸡粉、豆粕、菜籽粕联合使用使鱼粉减少50%,对鲫鱼的生长性能也没有影响[34]。Lunger等在曹鱼饲料配方中减少了鱼粉的含量,并逐渐增加了酵母水解物的含量,结果表明,添加酵母水解液可使饲料中鱼粉使用量降低25%,达到较好的生长效果[35]。

2.3.2 形成防御屏障,提高机体非特异性免疫力

酵母饲料摄入之后,有益微生物竞争定植位点的能力强于有害微生物,从而达到抑制和阻止有害微生物在水产动物肠道内的繁殖与附着,减少对水产动物肠道侵害的目的。并且,通过有益微生物产生的某些代谢产物,降低了消化道pH,抑制有害微生物的增殖,保证水产动物肠道菌群的稳定,增加有益菌群的数量。而且,酸性环境还能促进消化道对多种矿物元素及维生素D的吸收和利用[36]。在水产动物中使用酵母硒可显著提高鱼类的非特异性免疫,改善肝、胰腺功能,改善携氧功能[37]。饲料中添加酵母硒能提高海参的生长速率,提高其吞噬活性、呼吸强度和酸性磷酸酶活性,降低细菌感染海参的死亡率[38]。

2.4 在家禽生产中的应用

家禽饲喂酵母饲料,可提高家禽饲料的利用率和生产性能,增强机体免疫力。酵母细胞壁多糖可提高免疫水平,酵母饲料中的酵母薄壁多糖能提高家禽血清总蛋白和球蛋白含量,提高血清特异性抗体活性,通过检测新城疫、H5和H9流感,发现酵母细胞壁多糖能提高特异性抗体效价[39-40]。Li等研究结果表明,在日粮中添加啤酒酵母可显著提高肉鸡的日增重和饲料转化率[41]。此外,在家禽饲料中添加活酵母还可以减少黄曲霉毒素对宿主动物的损害,在维持动物健康方面发挥作用[42]。

3 前景与展望

随着酵母饲料研究的深入,其开发和应用将越来越广泛,具有广阔的应用前景和巨大的发展潜力。开发酵母饲料具有重要意义,可以缓解中国蛋白质饲料不足,当然也可以让中国更加从容的应对中美贸易战和气候因素对中国畜牧业带来的影响。然而,酵母饲料对动物的作用机理的研究还不够深入,仅从酵母饲料的营养水平进行探讨,没有对酵母饲料对动物机体的作用进行研究。虽然有很多报道表明酵母饲料对动物生长的促进作用与饲喂抗生素相似,但目前尚不清楚酵母饲料对动物生长的促进作用是通过什么来替代饲料抗生素的使用[43]。发展酵母饲料任重道远。

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