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酵母源生物饲料 在水产养殖中的应用
作者:bsf 文章来源:本站原创 点击数:2435 更新时间:2016-5-5 15:00:52
 
 

酵母源生物饲料是指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,生成一系列具有特定营养或功能的与酵母相关的生物饲料及饲料添加剂产品,包括饲料酵母、酵母水解物、BSF邦士富-酵母细胞壁多糖、BSF邦士富高活性干酵母、BSF邦士富维他酵母素-酵母培养物、利用酵母发酵而得到的酵母饲料等。其中。部分酵母源生物饲料已在水产养殖和饲料中广泛使用。如饲料酵母、BSF邦士富-酵母细胞壁多糖、酵母水解物等并取得良好效果。大量研究也证实,酵母源生物饲料对水产动物的生长、免疫、诱食、品质,以及养殖水环境改善都有明显作用。

 

1   饲料酵母在水产养殖上的应用

广义上的饲料酵母是指采用液体发酵法生产获得的、作饲用原料使用的酵母菌体,是纯的单细胞蛋白。狭义上的饲料酵母是指食品酵母、啤酒等生产过程中产生的废弃酵母经干燥获得的产品。饲料酵母以酿酒酵母细胞为主要组分,富含动物生长所需的多种营养物质。如蛋白质、氨基酸、矿物质、维生素、核酸和多糖等。酵母蛋白质中赖氨酸、精氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等几种重要的必需氨基酸含量较高。而组氨酸、蛋氨酸、胱氨酸含量相对较低。

大量研究证明,饲料酵母在动物饲料中适当添加可以改善饲料适口性,增加采食量,提高饲料转化效率,是目前较为理想的廉价蛋白饲料之一。与优质的动物蛋白原料鱼粉相比,饲料酵母在氨基酸组成上略有不足。国外学者对饲料酵母进行了营养学评估,结果表明,添加15%。30%的饲料酵母可替代25%一50%鱼粉。在海鲈上的研究表明,饲料中啤酒酵母粉可以替代50%鱼粉蛋白使用,不会对海鲈生长造成影响,且添加30%的啤酒酵母粉可起到明显提高饲料效率的作用。在淡水白鲳上使用酵母替代部分鱼粉作为蛋白源,生长数据表明,与添加鱼粉15%和酵母粉10%的对照组相比,添加鱼粉10%和酵母粉17%的处理组增重率及饵料系数无显著差异,表明淡水白鲳饲料中酵母用量可增加到17%,而鱼粉可减少到10%。崔敏等在大菱鲆上的研究认为,饲料中较高比例使用酵母替代鱼粉会降低大菱鲆生长性能,适宜添加量为17%。

综上所述,饲料酵母为非活性酵母,作为蛋白原料在水产饲料中的应用已有多年历史。饲料酵母含有丰富的营养物质,其中B族维生素、核酸含量极其丰富,高于鱼粉和肉粉。单纯从营养角度来讲,酵母添加剂所含有的丰富的营养物质和生长因子,满足了水产动物机体所需要的营养需求,促进了动物的健康生长和发育。然而,由于饲料酵母细胞壁厚,消化酶难以进入胞内,营养成分未充分释放。降低了其营养吸收效率和使用价值。因此,为合理利用这一丰富的单细胞蛋白资源,需通过现代生物发酵和酶工程技术对酵母进行自溶酶和外源酶催化水解处理,有效促进酵母细胞破壁,以提高营养物质的消化利用率。

 

2   酵母核苷酸在水产养殖上的应用

核苷酸作为生物体内遗传物质的基本单位,也是蛋白质合成必需的中间体的基本单位。

核苷酸的主要作用有

(1)促生长、改善饲料效率;

(2)改善胃肠道结构,增加褶皱和微绒毛高度,促进营养物质吸收;

(3)增强机体的体液免疫和细胞免疫活性;

(4)增强对病毒、细菌和寄生虫病原的抗性。

对于水产动物来说,某些特定核苷酸起到了促进采食的作用。通过电生理方法检测到河豚鱼吻部存在腺嘌呤核苷酸(AMP)、次黄嘌呤核苷酸(IMP)、尿嘧啶核苷酸(UMP)和二磷酸腺苷(ADP)的化学感受器,这类早期试验开启了饲料核苷酸对鱼类化学诱食效果研究。IshidaHidaka对几种海水硬骨鱼类的味觉敏感性进行了研究,结果发现UMP在大多数试验鱼类中诱食作用最强,ADPIMP也表现出较强的诱食作用。此外饲料中添加2.5%和4.1%的酵母RNA提取物或1.85%鸟嘌呤或2.17%黄嘌呤能显著增加虹鳟的累积采食量。Burrells等试验证明,饲料中添加酵母核苷酸能增强大西洋鲑对病毒、致病菌、寄生虫的抗感染能力,同时核苷酸的添加能提高疫苗作用效果和鱼体的渗透调节能力。在红拟石首鱼上的研究表明,添加核苷酸可促进存活和体增重。提高免疫性能(嗜中性粒细胞氧化产量、溶菌酶活性增加,胞外超氧阴离子含量显著增加),显著改善肠道形态(褶皱高度、肠上皮细胞高度、微绒毛高度)。孟玉琼研究表明。饲料添加核苷酸可促进大菱鲆呼吸爆发水平和溶菌酶活性的提高,并提高抗氧化能力(总抗氧化力、丙二醛、谷胱甘肽过氧化物酶),以及前肠和后肠长绒毛的高度。JarmoLowicz等报道,饲料添加核苷酸可显著提高欧洲梭鲈的非特异性免疫力和体液免疫力,并显著降低谷草转氨酶和谷丙转氨酶活性,促进肝功能,同时提高肠上皮细胞吸收能力。添加核苷酸也能提高虹鳟的终体重和特定生长率,降低饲料转化效率:提高鱼总补体(ACH50)和溶菌酶活性、免疫球蛋白(IgM)含量,以及相对免疫保护率(RPS)。陈昌福研究也表明,酵母水解物中丰富的核苷酸可起到明显的诱食作用,显著促进了中华鳖幼鳖的采食量。

3   酵母细胞壁多糖在水产养殖上的应用

酵母细胞壁多糖是酿酒酵母经液体发酵后得到的菌体,再经自溶或外源酶催化水解,或机械破碎后,分离获得的细胞壁浓缩、干燥得到的产品。酵母细胞壁多糖中主要的功能成分是β-葡聚糖和甘露聚糖。β-葡聚糖的主链以β-3葡萄糖苷键连结而成,而支链主要以β-6葡萄糖苷键连接,这种链的特殊连结方式形成了酵母细胞壁中β-葡聚糖特殊的空间结构,而这种结构能够为动物机体免疫细胞的受体所识别,从而能有效刺激机体的免疫功能。

 

β-葡聚糖的生物学功能主要表现在以下几个方面

(1)提高水产动物非特异性免疫力,提高血清或肝脏中的酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、溶菌酶、酚氧化酶的活性,增加白细胞的吞噬指数、吞噬比例。

(2)促进水产动物淋巴细胞的增殖,促进浆细胞产生更多的抗体,提高水产动物的特异性免疫应答反应。

(3)显著提高水产动物抗病能力,降低水产动物攻毒后的感染率和死亡率。

(4)能有效降低肝脏损伤,显著降低水产动物血液中谷丙转氨酶、谷草转氨酶的活性。



酵母细胞壁中的甘露聚糖同样具有很多特殊功能

(1)甘露聚糖能对病原微生物进行识别、黏附和排除;其可与有害细菌表面的外源凝集素结合,争夺有害细菌与肠黏膜的结合部位,干扰有害细菌在肠道内定植,减少肠道细菌病。

(2)甘露聚糖可增加细胞因子的释放,而细胞因子则可以协调不同免疫细胞的活动;提高白细胞介素(IL2)的浓度,白细胞介素可使T细胞增殖和分化;增强干扰素(IFN)的活性。

(3)对毒素具有明显的吸附作用。



研究证明,β-葡聚糖能有效增强动物机体免疫能力。是具良好应用潜力的免疫增强剂。酵母β-葡聚糖可以提高亚洲鲶鱼过氧化物酶活性和吞噬活性,增强其凝血功能。研究发现β-葡聚糖提高了大黄鱼的生长速度和溶菌酶活性,受鳗弧菌感染的比例下降。在中国明对虾育苗期间投喂含有从啤酒酵母底泥中提取的β-葡聚糖,发现添加0.25β-葡聚糖可以提高幼体的存活率、增长率、变态速度,在整个育苗期间均可提高免疫力,还可以提高幼体对于对虾白斑综合征病毒(wssv)的抵抗力。

在实际生产中,多数饲料生产企业通常添加的多为酵母细胞壁多糖,而非纯的β-葡聚糖。将商品酵母细胞壁多糖腹腔注射于克氏原螯虾体内,244872 h取样结果表明酵母多糖能显著提高虾类肝胰腺、血清中的酸性磷酸酶(ACP)和碱性磷酸酶(ALP)活性。饲喂添加酵母细胞壁多糖的饲料28d后,南美白对虾肝胰腺的ACPALP酶活性显著提高,对哈维弧菌感染的抵抗能力明显增强。同时,相比对照组,摄食酵母细胞壁多糖的草鱼、异育银鲫机体免疫性能提高:通过测定试验鱼的耐低氧、运输和抗干旱能力,摄食酵母细胞壁多糖的草鱼、异育银鲫的抗应激能力提高。

甘露聚糖(MOS)是一种益生元,通过调控动物消化道中微生态结构,对宿主起到有益的保健作用,能对病原微生物进行识别、黏附和排除。在奥尼罗非鱼饲料中添加甘露聚糖可显著提高鱼体增重率、降低饲料系数,提高小肠绒毛高度、宽度、密度,降低肠壁厚度,提高胃、肠蛋白酶活性和干物质消化率,提高血清超氧化物歧化酶(SOD)活性和碱性磷酸酶活性。甘露寡糖可以提高养殖鲤鱼的相对增重率、白细胞吞噬率、吞噬指数、脾脏指数和血清溶血素活力,即改善鲤鱼的生长性能和非特异性免疫功能。研究表明,甘露聚糖能提高虹鳟、欧洲舌齿鲈的肠道微绒毛密度和长度。增加肠道可吸收面积,促进肠道对营养物质的吸收利用。Arkadios研究表明,饲料添加甘露聚糖后,大西洋鲑体表黏液分泌增加,显著降低了其体表寄生虫数量。提高了养殖大西洋鲑机体健康水平。

综上所述,酵母细胞壁多糖(β-葡聚糖、甘露聚糖)能刺激水产动物免疫细胞,促进免疫器官的发育,强化其免疫系统功能;提高水产动物抗应激能力,减少应激反应;并减少肠道病原菌数量,促进有益菌繁殖,调节肠道功能:预防及辅助治疗疾病,减少抗生素用量。但由于水产养殖动物品种繁多、养殖环境存在明显差异,酵母细胞壁在饲料中使用时也应该注意。不同种类的添加量有一定的差异,按推荐量视不同养殖品种、规格、环境的差异可酌情增减。同时,因免疫应答的发生,尤其是抗体的产生与水温、环境密切相关,使用时应在疾病高发季节提前添加。持续使用一段时间后,停用间隔后再次使用效果更好。

 

4   活性干酵母在水产养殖上的应用

饲用活性干酵母是以糖蜜、淀粉质为主要原料,经液态发酵通风培养酿酒酵母,并从酵醪中分离酵母活菌体,经脱水干燥后制得的可直接添加于饲料中的活菌产品。



饲用活性干酵母的生物学功能有

(1)酵母属于兼性厌氧菌,在消化道内代谢耗氧,创造厌氧环境,抑制大肠杆菌、沙门氏菌等有害菌群的生长繁殖,促进双歧杆菌、乳酸菌等有益菌的繁殖;

(2)酵母代谢产生有机酸,可降低胃肠道pH值,提高饲料消化率;

(3)酵母菌具有较强的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性,可促进营养物质消化吸收。



酵母含丰富的营养物质,且细胞直径510tzm,适合作为鱼、虾苗幼体的开口饵料,起到营养强化作用,也可广泛地用于水产动物天然开13饵料(如轮虫)的培育。在饲料中添加活性干酵母使中华绒螯蟹蟹苗的成活率提高1.3%一5.3%。用小球藻培养液和活酵母按比重21 培育轮虫,轮虫的增长密度最高;按11投喂轮虫,轮虫抱卵率最高。利用活酵母作为褶皱臂尾轮虫的饵料,获得了长期稳产的效果。从而实现了褶皱臂尾轮虫的干酵母工厂化培养。用添加不同含量活性干酵母的饲料饲喂中华绒螫蟹40d,结果表明,添加活性干酵母对中华绒螯蟹的生长有促进作用,且能有效地增强供试中华绒螯蟹的抗病力。

活酵母除了营养功能,还有益生菌功能。研究认为,摄食含有酵母的饲料能刺激水产养殖动物消化系统的成熟。消化酶反映了动物的消化生理机能,其活性的高低直接影响动物对营养物质的吸收利用程度。肠道菌群的稳定对水产动物抵御肠道中病原菌的感染具有重要的作用。水产动物肠道中本身存在一定数量的酵母,对维系肠道菌群平衡和机体健康具有重要作用。据报道,干酵母与活酵母均能显著减少对虾肠道内细菌总数、弧菌数。V6zquez—Judrez等研究表明,酵母能在虹鳟肠道中短期定植并起到抑制肠道细菌生长的作用。活酵母可降低刺参肠道中的异养菌、大肠杆菌、弧菌总数,提高肠道中酵母菌数,由此可知。在刺参饲料中添加有益的酵母菌,可对肠道菌群结构进行优化,维护刺参肠道的健康。

综上所述,活性干酵母作为育苗饵料可促进采食,提高饲料利用率、加快生长速度,提高苗种的抗逆能力,降低苗种的死亡率。此外需要说明的是活性干酵母通常无法耐受水产动物饲料加工、制粒过程中的高温高湿环境,这使得活性酵母在水产养殖中的应用受到了很大的局限。

 

5   小结

相信随着人们对酵母研究和认识的逐步系统和深化,将有越来越多的酵母源生物饲料广泛用于水产养殖业,促进水产养殖业的更好、更快发展。

 

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