王晶晶譯 孟祥光審

摘? 要：球蟲病引起的腸道壞死性病變會(huì)損害雞的消化能力和腸道屏障功能，同時(shí)會(huì)增加繼發(fā)性細(xì)菌感染的風(fēng)險(xiǎn)。養(yǎng)雞業(yè)通過(guò)抗球蟲藥和免疫接種已成功控制球蟲病。然而，人們對(duì)艾美耳球蟲屬的球蟲對(duì)抗球蟲藥的耐藥性、免疫空白期和限制使用抗生素的擔(dān)憂，正在促進(jìn)科研人員研究和應(yīng)用替代性和/或補(bǔ)充策略來(lái)控制球蟲病。本文的目的是評(píng)價(jià)有關(guān)介紹飼用酶和酵母衍生物在調(diào)控球蟲病功效的文獻(xiàn)資料。在受球蟲病影響的雞中，內(nèi)源性酶（蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶）的分泌量可能會(huì)變得不足，飼用酶可以彌補(bǔ)這些酶的缺乏。發(fā)生在小腸上端的球蟲病為提高植酸酶的功效創(chuàng)造了條件，有報(bào)道表明補(bǔ)充植酸酶可以減輕球蟲病對(duì)雞骨骼質(zhì)量的負(fù)面影響。補(bǔ)充纖維降解酶會(huì)增加腸道中短鏈脂肪酸的濃度，進(jìn)而降低艾美耳球蟲的存活率。有證據(jù)表明整個(gè)酵母（活的或死的）及其衍生物可以調(diào)控球蟲病。研究證明，酵母衍生物的免疫調(diào)節(jié)特性可增強(qiáng)艾美耳球蟲挑戰(zhàn)模型中的細(xì)胞免疫和體液免疫，這對(duì)球蟲苗的接種效果至關(guān)重要。此外，研究證明酵母核苷酸有利于促進(jìn)動(dòng)物腸道黏膜表面的愈合。其他新的研究表明，某些酵母細(xì)胞可以產(chǎn)生含有抗球蟲化合物的衍生物，從而有效減少卵囊脫落。還有研究證明，酵母細(xì)胞表面是艾美耳球蟲口服疫苗的一種高效載體?？傮w而言，雖然需要進(jìn)一步完善研究以解決反應(yīng)和商業(yè)性應(yīng)用中的不一致問(wèn)題，但有證據(jù)表明，飼用酶和酵母衍生物可以作為維持肉雞腸道功能的補(bǔ)充策略，以提高患球蟲病的肉雞的生長(zhǎng)性能。然而，肉雞日糧含有多種不同作用模式的飼料添加劑，而且缺乏關(guān)于預(yù)期反應(yīng)的實(shí)證數(shù)據(jù)。未來(lái)的評(píng)估應(yīng)考慮添加劑的組合，以記錄動(dòng)物反應(yīng)和潛在的協(xié)同作用。

關(guān)鍵詞：飼用酶;酵母衍生物;球蟲病;肉雞;腸道健康;腸道功能

到2050年，全球人口預(yù)計(jì)將達(dá)到96億。在此期間，肉雞產(chǎn)量預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)121%，以滿足人類對(duì)動(dòng)物蛋白質(zhì)的需求。然而，動(dòng)物蛋白質(zhì)生產(chǎn)企業(yè)面臨著以符合道德、環(huán)境可持續(xù)性和健康的方式生產(chǎn)食品的壓力。例如，畜牧業(yè)使用大量的抗生素進(jìn)行治療、預(yù)防細(xì)菌性感染和促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)。世界各地對(duì)抗生素濫用以及與抗生素耐藥性病原體有關(guān)的問(wèn)題日益關(guān)注。這些擔(dān)憂迫使消費(fèi)者和立法機(jī)構(gòu)要求在動(dòng)物生產(chǎn)中停止和/或限制使用抗生素生長(zhǎng)促進(jìn)劑（antibiotic growth promoter，AGP）。此外，消費(fèi)者對(duì)采用有機(jī)、全植物型日糧和牧場(chǎng)飼養(yǎng)方式飼養(yǎng)的特色家禽產(chǎn)品的需求不斷增長(zhǎng)。家禽生產(chǎn)方式的這些改變給生產(chǎn)者帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，并加劇了與雞健康、動(dòng)物福利和法規(guī)相關(guān)的原有挑戰(zhàn)。在家禽健康和營(yíng)養(yǎng)方面，主要問(wèn)題是腸道疾病的發(fā)病率增加，如球蟲病、壞死性腸炎、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化和吸收受損，最終導(dǎo)致飼料轉(zhuǎn)化效率低下，死亡率和屠宰加工廠的報(bào)廢率增加。所有這些都證明了有效控制和預(yù)防家禽腸道病原體的重要性，從而為日益增長(zhǎng)的人口確保食品安全。

球蟲病由頂復(fù)門艾美耳屬的原生動(dòng)物寄生蟲引起，與家禽生產(chǎn)的進(jìn)步和現(xiàn)代化有著莫名的聯(lián)系，全球每年因暴發(fā)球蟲病及由此引發(fā)死亡造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)30多億美元。原生動(dòng)物侵入家禽的腸道細(xì)胞是其生命周期的一部分，這會(huì)導(dǎo)致腸道的消化吸收和屏障功能受損以及繼發(fā)性細(xì)菌感染。這種寄生蟲在家禽腸道內(nèi)表現(xiàn)出明顯的物種特異性發(fā)育部位和病理病灶。堆型艾美耳球蟲、巨型艾美耳球蟲和柔嫩艾美耳球蟲是商用肉雞生產(chǎn)系統(tǒng)中最常見(jiàn)的球蟲。在這些生產(chǎn)系統(tǒng)中，高密度的飼養(yǎng)方式有利于艾美耳球蟲的傳播。感染艾美耳球蟲還會(huì)加快病原體在雞腸道中增殖，例如梭狀芽孢桿菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、鼠傷寒沙門菌和腸炎沙門菌。因此，球蟲病不僅會(huì)影響雞的健康，而且還會(huì)危及食品安全。

認(rèn)識(shí)到球蟲病對(duì)家禽生產(chǎn)的不良影響，家禽業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)一直在開(kāi)發(fā)和采用抗球蟲藥或活蟲苗或這些措施的組合策略來(lái)控制球蟲病。然而，對(duì)艾美耳球蟲耐藥性的擔(dān)憂和公眾對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)中使用藥物后產(chǎn)生藥物殘留的擔(dān)憂限制了家禽業(yè)采用化學(xué)藥物來(lái)治療球蟲病。球蟲苗的接種效果取決于艾美耳球蟲在每個(gè)雞群的最佳循環(huán)，并且對(duì)野生型蟲株的交叉保護(hù)率不能達(dá)到100%。此外，球蟲苗的接種包括在雛雞出生的第1天提供活的艾美耳球蟲，而這可能會(huì)增加腸道紊亂的風(fēng)險(xiǎn)。傳統(tǒng)的球蟲病控制策略應(yīng)用了許多替代性飼料添加劑，據(jù)稱這些添加劑可以減輕或補(bǔ)救由球蟲病引起的雞腸道結(jié)構(gòu)和功能的損傷。本綜述的目的是評(píng)估已發(fā)表的關(guān)于飼用酶和酵母衍生物在調(diào)控雞球蟲病上所起功效的數(shù)據(jù)。

1? 飼用酶

將外源性酶應(yīng)用于家禽營(yíng)養(yǎng)的建議最初是在近100年前提出的，然而，由于成本過(guò)高，直到此后的幾十年才在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)中應(yīng)用。木聚糖酶和β-葡聚糖酶是最早的商用飼用酶，用于處理大麥和小麥等有黏性問(wèn)題的飼料。先前的研究表明，在富含黏性飼料的日糧中添加這些酶，可以提高飼料的消化率、動(dòng)物的生長(zhǎng)速度，降低飼料成本。這些研究幫助研究人員了解了酶的作用模式，并促進(jìn)了進(jìn)一步的研發(fā)工作，以改變針對(duì)特定底物的異?；钚裕岣呙傅姆€(wěn)定性來(lái)抵御苛刻的飼料加工條件和動(dòng)物胃腸道環(huán)境。事實(shí)上，飼用酶在非反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)中的效用已受到廣泛的接受。飼用酶主要用于單胃動(dòng)物的飼喂方案，前提是動(dòng)物不能100%地消化日糧成分。例如，肉雞會(huì)將所攝入干物質(zhì)的25%～30%通過(guò)糞便排出。這是因?yàn)橹菜岬瓤範(fàn)I養(yǎng)因子，或胃腸道的條件和消化酶的組成導(dǎo)致日糧的部分組分不可消化。大多數(shù)商用飼用酶的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用都是針對(duì)此類抗?fàn)I養(yǎng)因子的。此外，在雛雞上應(yīng)用飼用酶是因?yàn)殡r雞的胃腸道發(fā)育不全，主要是免疫系統(tǒng)不成熟、內(nèi)源性酶分泌能力有限以及腸道微生物群不穩(wěn)定。因此，最初在家禽營(yíng)養(yǎng)中采用飼用酶技術(shù)是為了降解飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，并補(bǔ)充受損家禽腸道中的內(nèi)源性酶，尤其是剛出殼的雛雞。

2? 飼用酶在家禽營(yíng)養(yǎng)中不斷變化的作用

不管是現(xiàn)在，還是將來(lái)，飼料成本的壓力都是影響家禽生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)盈利和取得可持續(xù)發(fā)展的決定性因素，而飼用酶通過(guò)增加飼料原料選擇的靈活性在降低飼料成本方面發(fā)揮著既定作用。此外，減少動(dòng)物蛋白質(zhì)價(jià)值鏈中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)排泄的需要提高了飼用酶在家禽生產(chǎn)中的實(shí)用性。然而，新出現(xiàn)的問(wèn)題，如對(duì)抗生素生長(zhǎng)促進(jìn)劑的限制使用，激發(fā)了飼用酶應(yīng)用的新方向和前景。新的證據(jù)開(kāi)始圍繞著將飼用酶作為動(dòng)物腸道健康管理綜合方案的一部分進(jìn)行評(píng)估。其特點(diǎn)是腸道微生物群以腸腔內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（日糧和/或內(nèi)源性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)）為營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。由于對(duì)底物的偏好及其生長(zhǎng)需求的差異，食糜的組成和結(jié)構(gòu)在很大程度上會(huì)影響胃腸道微生物群。微生物群的組成和代謝功能在一定程度上反映了飼料組成。因此，控制日糧消化率可能會(huì)影響胃腸道微生物群。此外，纖維降解酶可以釋放水解產(chǎn)物——益生元，從而調(diào)節(jié)腸道微生物群。

3? 酵母及其衍生物

酵母是單細(xì)胞生物，大小為 5 μm～? ? 10 μm，屬于真菌界的真核微生物。酵母在眾多復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)中居很重要的地位，并參與其他微生物的共生、互生、寄生和競(jìng)爭(zhēng)性相互作用。自1680年A van Leeuwenhoek首次發(fā)現(xiàn)酵母和19世紀(jì)50年代Louis Pasteur發(fā)現(xiàn)其在發(fā)酵中的功能以來(lái)，人類已將酵母用于食品和飲料生產(chǎn)。有趣的是，盡管已知的酵母有1 000多種，但商業(yè)性開(kāi)發(fā)的卻很少。大多數(shù)酵母既無(wú)害也無(wú)益，對(duì)人類和/或動(dòng)物有致病性的酵母幾乎沒(méi)有。酵母屬約有20個(gè)酵母種，在工業(yè)上具有重要的應(yīng)用價(jià)值，例如乙醇、面包、單細(xì)胞蛋白和維生素生產(chǎn)。據(jù)估計(jì)，全球釀酒酵母的年產(chǎn)量超過(guò)了所有其他工業(yè)微生物的產(chǎn)量。產(chǎn)朊假絲酵母（以前歸類為球擬酵母）在商業(yè)上稱為圓酵母，非常獨(dú)特，因?yàn)樗梢酝ㄟ^(guò)利用戊糖將木漿加工成紙。另一種重要的酵母是馬克斯克魯維酵母，還稱為乳清酵母，用于乳制品加工。盡管酵母的商業(yè)性開(kāi)發(fā)主要基于傳統(tǒng)的發(fā)酵過(guò)程，但分子生物學(xué)的進(jìn)步為開(kāi)發(fā)用于多種應(yīng)用的酵母菌株提供了大量的機(jī)會(huì)。例如，畢赤酵母[Komagataella （Pichia） pastoris]、釀酒酵母（S. cerevisiae）、漢遜酵母[Ogataea （Hansenula） polymorpha]，可用于蛋白質(zhì)的異源生產(chǎn)。

許多與酵母相關(guān)的飼料原料和飼料添加劑在世界各地均有生產(chǎn)和銷售，并應(yīng)用于畜牧業(yè)。主要的飼料原料，如干酒糟及其可溶物（distillers dried grains with soluble，DDGS）、釀酒酵母、乳清酵母和烘焙副產(chǎn)品，均來(lái)自酵母發(fā)酵過(guò)程。酵母可用作人類和動(dòng)物的蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素（尤其是B族維生素）和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的豐富來(lái)源。與植物、動(dòng)物和其他微生物來(lái)源的蛋白質(zhì)相比，酵母生產(chǎn)的單細(xì)胞蛋白質(zhì)被認(rèn)為具有巨大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榻湍改茉诠I(yè)和農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物等各種基質(zhì)中快速生長(zhǎng)。此外，酵母細(xì)胞的個(gè)體相對(duì)較大，且具有絮凝能力，使其在發(fā)酵培養(yǎng)基中比細(xì)菌更容易收獲。其他特殊的酵母產(chǎn)品，如酵母硒和紅法夫酵母，可改善鮭魚和鱒魚的肉色。營(yíng)養(yǎng)酵母及其制品在飼料工業(yè)中可用作氨基酸和微量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的來(lái)源。不過(guò)，酵母產(chǎn)品在畜牧業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)發(fā)展到利用其功能屬性。特別令人感興趣的是細(xì)胞內(nèi)容物的功能性成分，例如肽、酶、核苷酸和細(xì)胞壁成分，如β-葡聚糖、糖蛋白、甘露聚糖和幾丁質(zhì)。本文將在后面的小節(jié)中簡(jiǎn)要介紹酵母及其衍生物的功能屬性，業(yè)已證明這些屬性會(huì)影響家禽的健康和免疫狀態(tài)。

3.1 活酵母

大多數(shù)酵母品種被許多國(guó)家或地區(qū)的食品監(jiān)管機(jī)構(gòu)，例如歐洲食品安全局、美國(guó)飼料控制官員協(xié)會(huì)和加拿大食品檢驗(yàn)局指定的安全資格認(rèn)定機(jī)構(gòu)認(rèn)為是安全的。然而，一般來(lái)說(shuō)，大多數(shù)用于家禽生產(chǎn)的商用益生菌飼料添加劑是細(xì)菌制劑。少數(shù)非細(xì)菌類益生菌（酵母或真菌）包括米曲霉、齊藤假絲酵母（Candida saitoana）、布拉迪酵母（Saccharomyces bourlardii）和釀酒酵母（S. cerevisiae）。酵母益生菌在反芻動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)中是必不可少的，因?yàn)槠淠苡行д{(diào)節(jié)瘤胃微生物群?；钚愿山湍甘切竽辽a(chǎn)中最常見(jiàn)的被用作益生菌的活酵母之一。在畜牧業(yè)中，被用作飼料添加劑的酵母益生菌通常含有載體材料，例如石灰石、稻殼、可溶性酒糟。這些材料通常每克含有5×109個(gè)菌落形成單位，占純活性干酵母菌落形成單位的20%～25%。商用酵母益生菌主要以干貨形式生產(chǎn)，人們對(duì)其在飼料生產(chǎn)過(guò)程中的穩(wěn)定性提出了擔(dān)憂。例如，對(duì)添加活性酵母細(xì)胞的飼料進(jìn)行制粒（82 ℃）或擠壓? ? （72 ℃，31 s）。制粒不影響總酵母數(shù)，但會(huì)使活性酵母數(shù)減少10倍。擠壓會(huì)減少總酵母數(shù)和活性酵母數(shù)。大多數(shù)家禽日糧都采用嚴(yán)苛的加工工藝，包括減少粒度和水熱加工，以提高飼料利用率和衛(wèi)生。這表明，如果未對(duì)酵母細(xì)胞采取保護(hù)措施，經(jīng)過(guò)水熱加工后，家禽飼料所含的存活酵母細(xì)胞會(huì)降至很低的水平。

3.2 酵母衍生物

酵母衍生物統(tǒng)稱為酵母培養(yǎng)物，主要由酵母和條件發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的發(fā)酵產(chǎn)物組合而成，也可能存在少量的活性酵母細(xì)胞。其生產(chǎn)需要用活的酵母細(xì)胞接種在特定培養(yǎng)基上，然后在特定條件下發(fā)酵，隨后干燥發(fā)酵培養(yǎng)基。通常將收獲的物質(zhì)配制成飼料添加劑或進(jìn)行下游加工以生產(chǎn)特種產(chǎn)品。特種產(chǎn)品的生產(chǎn)被認(rèn)為是許多酵母型功能性飼料添加劑能否用于家禽業(yè)的關(guān)鍵。酵母作為異養(yǎng)生物，其能量和碳代謝密切相關(guān)，酵母細(xì)胞能夠根據(jù)發(fā)酵培養(yǎng)基的組成和發(fā)酵條件產(chǎn)生各種衍生物。因此，通過(guò)控制酵母培養(yǎng)物可以生產(chǎn)出獨(dú)特的飼料添加劑，其含有對(duì)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)和健康有益的單一或組合的衍生物。

3.3 酶

酶由法國(guó)化學(xué)家Anselme Payen于1833年首次發(fā)現(xiàn)。幾十年后，Louis Pasteur得出結(jié)論，發(fā)酵與酵母細(xì)胞的生命和組織有關(guān)，但與細(xì)胞死亡無(wú)關(guān)。因此，可以說(shuō)酵母是生產(chǎn)酶的先驅(qū)生物，然而，飼料市場(chǎng)由細(xì)菌和絲狀真菌衍生的酶為主。這主要是因?yàn)榉墙湍割愇⑸锉磉_(dá)系統(tǒng)在某些產(chǎn)品和工藝開(kāi)發(fā)方面具有優(yōu)勢(shì)。然而，隨著生物技術(shù)的進(jìn)步，一些酵母，例如畢赤酵母、釀酒酵母、漢遜酵母和某些其他酵母菌種已被開(kāi)發(fā)用于酶和蛋白質(zhì)的工業(yè)生產(chǎn)。不過(guò)，這些精制的酵母蛋白主要用于生產(chǎn)特殊化學(xué)品，例如醫(yī)藥中間體。

3.4 核苷酸

在整個(gè)酵母中，總核酸的含量占細(xì)胞干重的3%～12%。酵母還富含內(nèi)源性核酸酶和蛋白酶，可通過(guò)自溶將核酸、DNA和RNA降解為核苷酸。通過(guò)控制pH、溫度和持續(xù)時(shí)間，以及使用鹽和外源性酶等添加劑，酵母細(xì)胞的自溶可以得到優(yōu)化和標(biāo)準(zhǔn)化，以保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。這些更改越來(lái)越多地用于生產(chǎn)各種工業(yè)用酵母核苷酸產(chǎn)品。例如，在正常的自溶條件下，RNA主要降解為三種核苷酸，而在受控的酶解條件下，會(huì)產(chǎn)生5種核苷酸。

3.5 細(xì)胞壁成分

酵母的細(xì)胞壁占酵母干重的15%～20%，含有大量的β-葡聚糖和甘露聚糖以及微量的幾丁質(zhì)。從結(jié)構(gòu)上看，細(xì)胞壁由內(nèi)層的不溶性β-葡聚糖和甘露聚糖、中層的可溶性β-葡聚糖和外層的糖蛋白組成。應(yīng)注意的是，這些層不是離散的，而是形成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，不易分解。β-1，3葡聚糖是酵母細(xì)胞壁中的主要多糖成分，研究證明其具有免疫調(diào)節(jié)作用。在這種情況下，人們對(duì)通過(guò)機(jī)械（例如，珠磨、超聲處理、高壓均質(zhì)化）和非機(jī)械（例如，熱解、滲透震蕩、化學(xué)和酶解）方法精制提取β-葡聚糖的興趣越來(lái)越大。

（未完待續(xù)）

原題名：Utility of feed enzymes and yeast derivatives in ameliorating deleterious effects of coccidiosis on intestinal health and function in broiler chickens（英文）

原作者：Elijah G. Kiarie、Haley Leung、Reza Akbari Moghaddam Kakhki、Rob Patterson和John R. Barta