酵母培养物

要：酵母培养物营养丰富(富含多糖、维生素、矿物质、消化酶、促生长因子和较齐全的氨基酸等)，并具有良好的适口性和免疫促生长的作用，是一种集营养、保健为一体的新型的微生态制剂。关键词：酵母培养物组成与功能应用展望

正文部分

有史以来，酵母就在人们日常生活中占有着重要的地位。随着人们对酵母的研究不断伸入，从最初利用酵母酿酒和发酵面食，到添加酵母蛋白到食品和饲料当中，人们对酵母的应用也逐渐广泛起来。从20世纪20年代中期至今，饲料行业逐渐开始添加酵母培养物(Yeast cultures，以下简称YC)于动物饲料当中，对其研究也在逐步地深入[1]。

YC属于一种微生态制剂，通常指用固体或液体培养基经酵母菌发酵后共同组成的混合物，由细胞物（即酵母菌）、代谢产物和变性培养基三部分组成，它营养丰富，富含多糖、维生素、矿物质、消化酶、促生长因子和较齐全的氨基酸，具有良好的适口性和免疫促生长作用，是集营养、保健为一体的饲料添加剂[2]。YC 所选用的菌株一般为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)(国外)，其主要的作用是优化饲料的营养价值[3]。

1 YC的主要成分及其功能

在YC中大约含有100多种以上的酵母细胞的代谢物质，其中有些物质是我们所熟悉的，如肽、有机酸、寡糖、氨基酸、增味物质和芳香物质等，还有许多为我们所不熟悉的但实践证明对促进畜禽生长的确有益的“未知生长因子”等物质。其各种成分通常与菌株、原始培养基形态和成分、发酵工艺及发酵条件（如时间）等的因素有关[4]。YC的一般组成见下表：

表：YC的组成（Consists of Yeast Culture）

组成成分

变性培养

酵母细胞

细胞外代谢产物寡糖、多肽。

细胞内容物（酵母浸出物）：蛋白质、氨基酸、维生素、矿物质及微量元素螯合物、核酸等；

细胞壁：β－葡聚糖—免疫反应基质、甘露聚糖—吸收基质；代谢活性物质（？）。

营养代谢物：蛋白质、小肽、有机酸、寡糖；

增味剂：核苷酸、氨基酸、多肽；芳香物质：脂类、醇类、有机酸；

酶类及其他未知因子。

1.1 变性培养基

变性培养基是指酵母发酵培养基后的残余成分，通常为寡糖和多肽等。培养基经酵母菌酵解后，剩余的营养物质的量虽不多，但其营养价值却相当高。

1.2 酵母细胞

常用来发酵制YC的酵母菌是酿酒酵母，属于单细胞真菌，具有典型的细胞结构，有细胞壁、细胞膜、细胞核、液泡、线粒体和细胞质等。

1.2.1 细胞壁成分酵母细胞壁约占细胞干物质重的30%，其总厚度约为菌体直径的1/7，一般分为3层：中间层是糖蛋白层，内外两层分别为葡聚糖层和甘露聚糖层[5]。酵母细胞壁多糖的主要成分是：葡聚糖(约占细胞壁干重的30％～34％)和甘露聚糖[约占细胞壁干重的30％，实际生产中多用的甘露寡糖，是酶解甘露聚糖完全从α-（1，6）-糖苷键连接的骨架处断开，生成若干种寡糖侧链[6]。赵华等(1999)[7]从分子水平上研究了酵母细胞壁的结构，得出它是一个动态且可被调控的的结构，其结构和组成可以被严格调控

并能对环境变化作出广泛响应，如利用紫外照射培养后的酵母细胞提取葡聚糖的试验证实葡聚糖含量提高29.25%。对于YC的，酵母细胞壁是一个不可忽视的部分。酵母细胞壁的功能性成分为葡聚糖和甘露聚糖，目前酵母细胞壁多糖的研究在国外进行得比较多，在国内鲜有报道[8]。

葡聚糖的结构研究得最为清楚，大部分是由D-葡萄糖通过β-D-(1→3)键的方式相结合的聚合物，也有小部分由高度分支的β-D-(1→6)键结合的聚糖，分为碱性葡聚糖（约占细胞壁的20%）、酸性葡聚糖（约占细胞壁的6%）和中性葡聚糖（约占细胞壁的34%）三种类型[9]。葡聚糖在消化道中不可溶、不吸收，也不产生粘性。有研究表明[10，11]，β-葡聚糖是免疫反应的基质，在免疫上具有如下的效果：(1)刺激动物体内淋巴细胞的增殖；(2)活化动物体内的巨噬细胞；(3)增加动物体产生自然杀伤细胞的能力；(4)诱使动物对念珠菌症产生非特异性免疫，提高存活率。此外，葡聚糖尚有清除游离基、抗辐射、溶解胆固醇，预防高脂血症作用及抵抗滤过性病毒、真菌、细菌等引起的感染，故也单独被广泛用于医药、食品、化妆品等行业。

甘露聚糖(简称MOS)有分支结构，主链由约50个α-甘露糖间以α-(1→6)键形成的，主链上联结有以α-(1→2)和α-(1→3)键、甘露糖数目不等的侧链[6]，有些侧链结合有一些基团，这些侧基是酵母细胞抗原的决定部位。MOS有吸收基质的功能，故又称“病原菌吸附剂”或“病原菌清除剂”，因为其结构与病原菌在肠壁上的受体非常相似，并与类丁质(Lectin)有很强的结合能力。一旦MOS与这些类丁质结合，会使病原菌不再附着于肠壁上，导致病原菌因不能利用MOS而缺乏能源最终死亡[12]。此外MOS还可以减少肠道病原菌的数量，提高消化率、激活免疫等功效。

糖蛋白是由一种或几种杂聚糖作为辅基的结合蛋白质，经测定蛋白占22.3%，含有7种必需氨基酸，含量高达10.6%。有些还具有酶活性，其主要功能是承担酶的催化作用[13]。

1.2.2 细胞内容物细胞内容物中含有蛋白质、氨基酸、维生素、矿物质和微量元素螯合物和核酸以及代谢活性物质等多种成分，是YC的营养性组分中的一部分。

细胞内容物中蛋白质含量丰富，氨基酸组成比例近于理想状态，特别是第一限制性氨基酸—赖氨酸含量较高。核蛋白体（核糖核蛋白或核糖体），它与RNA结合成核糖体RNA，是酵母细胞进行多肽的合成的重要场所[6]。

细胞内容物中富含各种维生素，如美国DiamondV公司生产的益康“XP”中就含VitaminA（3000.0IU/lb）、生物素(0.1mg/lb)，胆碱（500.0mg/lb），维生素B（2.0mg）等等[2]。

细胞内容物中还含有多种酶类，并且有着很高的生物学活性[5]，如曾有人预测酵母菌中含有高活性的植酸酶，后经测定YC植酸酶活性为1400IU/kg。这些酶在胃肠道中会发挥作用，协助胃肠道酶类分解相关物质，从而达到优化利用饲料的目的。

酵母细胞的核酸含量丰富，RNA含量约为7~12%（以干物质计）[6]。

1.3 细胞外代谢产物[3,4]

细胞外代谢产物主要分为营养代谢物、增味剂和芳香物质、酶类及其他未知因子等。有些蛋白质合成后构成菌体成分，有的蛋白质通过内质网膜进入内质网腔内，成为分泌蛋白。信号肽在蛋白在运送过程中或运送后，信号肽从分泌蛋白的成熟部分去除。最后信号肽在信号肽酶的作用下降解而被排除膜外。酿酒酵母163个分泌蛋白，组成信号肽的氨基酸以亮氨酸、丙氨酸、丝氨酸和缬氨酸的组成为主，长度大多为 19～21，以20的出现频率最高，其中以亮氨酸所占比例较大为（18%），其次是丙氨酸（14%）。除了能够为动物提供营养物质，还能增强适口性，改善饲料品质，提高机体免疫，为胃肠道微生物提供促生长因子等功能。

2 YC的产品及应用

从目前国内外用得较多的YC产品来看，主要分为两大类[2]：一类是以酵母活细胞为主要功能部分的YC，如Alltech生物技术研究中心生产的YC，这类产品能够耐饲料制粒时的升温和反刍动物瘤胃酸性的环境；另一类以含有的大量的酵母代谢产物为主要功能部分的产品，并不强调活细胞的作用，如DiamondV公司生产的达威农益康“XP ”系列YC添加剂。YC作为一种饲料添加剂，酵母自身的生长对其在动物肠道内的生物学作用未必重要，细胞代谢活性要比繁殖力更重要，所以虽然大部分酵母制粒后可能会丧失繁殖能力，