啤酒酵母细胞壁

唐山拓普生物

1前言
随着绿色养殖模式的推广，抗生素和化学药物的使用在水产养殖受到越来越多的限制，其引起的病原菌耐药性和养殖水体中微生态环境失衡等问题逐渐成为水产养殖业中日益严峻的问题。这促使水产科技工作者寻找既能提高水产动物的生产性能并能预防疾病而又不会明显增加生产成本的营养和管理新措施。此类措施主要针对：1.饲料设计和饲料添加剂；2.药物的使用；3.水环境的控制；4.免疫程序；5.放养密度；6.改良水产动物的遗传品系。这些措施多数在于要么改变动物胃肠道微生物菌群，要么增强动物的免疫体系。后者是最受政府和消费市场欢迎的策略。因此水产饲料配方师和饲料加工厂商开始着重于通过设计饲料配方和加入新型添加剂而增强水产动物的免疫体系。酵母提取物，尤其是酵母细胞壁就是在这方面具有很大潜力的一种新型添加剂。

酵母是一类单细胞微生物．其结构简单，属于真菌类。目前已知的酵母菌有370余种。酵母及酵母饲料用作饲料添加剂始于2O世纪2O年代中期，最早是用作反刍动物的蛋白质补充饲料。酵母细胞中含有丰富的蛋白质、B族维生素、脂肪、糖、酶等多种营养成分和某些协调因子。酵母菌具有的众多生理功能，使其在饲料工业中得到了广泛的研究与应用。
酵母细胞壁是一种全新、天然、绿色添加剂，其产品淡黄色，粉末状，无苦味。它是生产啤酒酵母过程中由可溶性物质提取的一种特殊的副产品，占整个细胞干重的2O％－3O％。它在维持细胞形态和细胞与细胞间的识别中起重要作用。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。
2. 酵母细胞壁的成分及其免疫机理
2.1 酵母细胞壁的成分
酵母细胞壁的结构是一个动态且被调控的结构，其结构和组成可以被严格调控并能对环境变化作出广泛地响应（邵明丽和许梓荣，2002）。酵母细胞壁主要由葡聚糖、甘露寡糖、糖蛋白和几丁质组成，葡聚糖构成细胞壁的基质，其上覆盖一层甘露寡糖。它们与细胞壁干重的85％左右。酵母细胞壁物质对酸解过程比较稳定，其碎片能完好无损地通过胃或皱胃。这种能抵抗酸消化的能力，造就了它在不同种类动物中的广泛应用。
酵母细胞壁活性成分主要由β一葡聚糖(57.0％)、甘露寡糖(6.6％)、糖蛋白(22.0％ )和几丁质组成，其他成分如蛋白质、核酸、类脂和灰分占其干重的20.0％以下。酵母细胞壁物质在酸解过程中较稳定，其碎片能完好无损地通过胃或皱胃。酵母细胞壁可作为一种免疫促进剂，通过激发和增强机体免疫力，改善动物健康来提高生产性能。尤其是能充分发挥幼龄动物的生长潜力。其功能主要由甘露寡糖和β一葡聚糖来发挥。
2.2 甘露寡糖(Mannan()ligosacharides，MOS或BIO一MOS)的免疫机理
2.2.1 吸附肠道病原菌，调节非免疫防御机制
胃肠道非免疫防御系统的主要组成部分是内源微生物菌群。有益微生物菌群覆盖在胃肠道黏膜上皮，能防止其他微生物附着，阻断病原微生物定殖和感染动物的关键步骤——黏附到黏膜组织（宋善俊，1991）。以甘露寡糖为主的聚寡糖能够干扰肠道病原体的定殖。
2.2.2 激活机体体液和细胞免疫
研究结果证明．甘露低聚糖可以提高猪的体液免疫功能。注射MOS可使火鸡黏膜lgA和全身IgG水平提高，鱼的嗜中性细胞活性因添加甘露果糖而增加。甘露寡糖还可以增加细胞因子的释放，细胞因子可以协调不同免疫细胞的活动。甘露寡糖也能提高白细胞介素(IL一2)的浓度，而白细胞介素可使T细胞增殖和分化。另外，甘露寡糖能够增强IFN(干扰素)的活性。IFN是由活化的T细胞释放的细胞因子。IFN 的出现促使白细胞、体液和蛋白质向感染部位的迁移，并活化巨噬细胞，促使其杀死所包围的细菌。
2.2.3 吸附霉菌毒素
MOS可以螯合胃肠道释放的黄曲霉素，还可以结合玉米赤霉烯酮．结合力呈非直线关系。大量的体外试验证明，酵母细胞壁吸附毒素的程度与霉菌种类和细胞壁的制备有关，最有效的是从啤酒酵母细胞壁中提取的脂化甘露聚糖。具体作用机制尚待进一步研究。
2.3 β一葡聚糖的免疫机理
β－葡聚糖是葡萄糖的一种聚合物，是酵母细胞壁行使特殊功能的多糖.通常由10－20个单糖组成，相对分子质量为6500－7500ku，大多数为水不溶性或胶质的颗粒。与其他糖类不同，一般糖类单糖之间以β－1，4键相结合，而β一葡聚糖中的单糖之间以β一1，3键和β一1，6键相连。由于特殊的键结合方式和分子氢键的存在，其分子呈螺旋形结构，这种特殊的构型对动物免疫系统具有较强的刺激作用。
β－葡聚糖约占细胞总重的l2％－l4％。体内网状内皮系统(RES)在葡聚糖的刺激下．产生大量对免疫功能起关键作用的巨噬细胞（陈昌福等，2003）．而巨噬细胞通过巨噬作用吸收、破坏和清除体内损伤、衰老和死亡的自身细胞核侵入体内的病原微生物。以β－l，3葡萄糖为主要成分的干酵母细胞壁制剂(YCM)口服后能提高猪、鸡(新生仔鸡)巨噬细胞吞噬力。新生犊牛口服YCM 能促进淋巴细胞转化率和IgG的产生。故又可将β一葡聚糖称为免疫多糖。
3. 酵母细胞壁在水产养殖业的应用
随着水产养殖业的发展，水产动物病害成了制约其健康养殖的关键因素之一。在水产动物营养研究中，研究营养素对动物免疫力的影响—— 营养免疫学，是国际上近l0年来发展起来的一门新兴学科。通过营养学方法来提高养殖动物的免疫力和抗病力是健康养殖、维持养殖业的可持续发展的重要途径。目前我国养殖环境恶化、病害滋生，滥用药物的情况严重，从而影响到我国食物的安全和人民的健康。我国在水产动物营养免疫学、营养病理学方面的研究相对起步较晚，应该引起有关方面足够的重视。我国从“十五”起开始研究水产养殖鱼、虾、贝等代表动物的免疫学原理、营养病理学、免疫功能与营养素的关系，为具有提高免疫功能的饲料和免疫增强剂的开发提供依据，给酵母细胞壁这类饲料添加剂的投入使用提供了大量的研究数据。
目前，我国水产动物饲料添加剂的生产企业只能从事一些饲料预混料的生产销售，对单项饲料添加剂或原料生产种类有限、质量不高。添加剂原料和添加剂预混料主要从日本、德国、美国、瑞士等国进口的局面长期以来未能改变。为节约外汇，促进我国饲料工业健康发展，高质量饲料添加剂，包括营养性和非营养性添加剂的研究开发至关重要。由于营养性添加剂，如氨基酸、脂肪酸、维生素、无机盐等，可与畜禽饲料通用，因此，可集中开展中性植酸酶、主要消化酶、诱食剂、着色剂、水中稳定性维生素和微量元素等水产饲料添加剂的开发研究。
酵母细胞壁适用于各种动物饲料．特别是在水产动物中效果显著，国外已普遍使用酵母细胞壁。研究实践表明，饲料中酵母细胞壁的刺激可使鱼类的免疫器官的发育加快，T、B淋巴细胞的数量增多，一方面增强鱼虾的非特异性免疫，另一方面又能够激发机体体液免疫的产生（Ander son和Siwicki,1996）。研究已经证实，β－葡聚糖可对一些细菌病原体侵袭进行防护(Chen和Ainsworth，1992)。最近的实验还表明，酵母细胞壁中的β－葡聚糖和维生素C的组合对巨噬细胞活性有积极影响。
陈昌福(2004)将不同剂量的免疫多糖(酵母细胞壁)拌在饲料中投喂接种灭活柱状嗜纤维菌菌苗的异育银鲫，试验结果表明，在饲料中添加150mg∕ks·d免疫多糖，对受免异育银鲫的免疫应答具有较强的调节效应，不仅血清中凝集抗体效价有所提高，而且血液中白细胞的吞噬百分比(PP)和吞噬指数(PI)活性明显上升；鱼体的增重率与饲料效率都有所增加，说明适当添加酵母细胞壁还有促进异育银鲫生长和摄食的作用。
集约化饲养实践表明．在饲料中加人酵母细胞壁能减少甚至防止疾病的暴发，降低死亡率并促进生长。每吨水产饲料添加1-3千克的酵母细胞壁已被证实具有免疫调节作用，可以增强鱼虾对各种重要疾病和水体环境变化的抵抗力，提高存活率（岳支华和曾箭民，2000）。例如陈昌福等（2004）在南美白对虾饲料中添加10.0 mg·kg－1 Bm的免疫多糖(酵母细胞壁)，能显著提高供试南美白对虾血清和肌肉中ACP和ALP活性(t测验，P <0.05)，极显著地提高肝胰腺中ACP、ALP和POD的活性(t测验，P<0.01)，增强抗哈维弧菌感染的能力。
需要注意的是，由于酵母细胞壁含有一定量的甘露寡聚糖(MOS)，当动物摄入过多时，消化道后部寄生的微生物发酵过度，食物通过消化道加快，产生软粪，可能引起畜禽消化不良性腹泻，使之生长发育受阻，故应控制酵母细胞壁的添加量（刘观忠等，2005）。这在陈昌福(2004)的试验中也反应了这一点，当投喂受免异育银鲫饲料中的免疫多糖的添加量上升到300mg∕ks·d时，供试异育银鲫的相对增重率和饲料效率并没有相应上升，反而略低于投喂量为150mg∕ks·d的试验组，证明水产动物饲料中免疫多糖添加量同样应当适宜。对于鱼虾而言，在其正常状态下酵母细胞壁的推荐用量为1.0－2.0kg∕t；应激状态下为3.0 kg∕t；疾病状态下为10 kg∕t（那日苏等，2004）。
综上所述，使用酵母细胞壁作为水产饲料的添加剂，可被认为是加强鱼虾抵抗疾病、保持机体健康促进生长的最有效手段。根据不同生长阶段及健康状态，以相应的比例将酵母细胞壁均匀混入常规饲料就可生产出具有免疫力的天然绿色饲料。

碧水蓝天5959

学习了，楼主能否解释下，酵母细胞壁中的β一葡聚糖、甘露聚糖和植物细胞壁中的β一葡聚糖、甘露聚糖有什么不同？添加β一葡聚糖、甘露聚糖酶是否对酵母细胞壁的使用效果有影响？

frz0354

好东西，学习了

唐山拓普生物

歇息关注，应该说两个里面的成分贝塔葡聚糖和甘露寡糖物质相近，但是含量不同，啤酒酵母细胞壁粉里面主要成分就是贝塔葡聚糖和甘露寡糖，而植物细胞壁中主要是果胶和纤维素，饲料中使用酵母细胞壁粉时不需要使用上面两种酶制剂。

jiazi

嗯，学习下