孫學(xué)軍
山東省威海市環(huán)翠區(qū)畜牧獸醫(yī)事業(yè)發(fā)展中心,山東威海 264400
酵母多糖(yeast polysaccharide,YPS )是一種從酵母細(xì)胞的細(xì)胞壁中提取出來的水溶性多糖,其主要活性成分為β-葡聚糖和甘露寡糖,超聲輔助-堿-酶復(fù)合方法可將其從酵母細(xì)胞壁中提取出來[1]。在過去畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)中,抗生素對畜禽疾病的預(yù)防和治療有著不錯的效果,但由于養(yǎng)殖業(yè)中抗生素的濫用,導(dǎo)致病菌的耐藥性增強,抗生素預(yù)防疾病的效果逐漸減弱,同時抗生素易殘留于畜禽產(chǎn)品中,最終影響消費者的身體健康。目前我國已全面禁止抗生素飼料添加劑的使用。近年來,大量研究表明酵母多糖具有提高畜禽生長性能、改善畜禽胃腸道環(huán)境、提高機(jī)體免疫力和抗氧化能力等功能,同時具有來源廣泛、不易殘留和無毒副作用的優(yōu)點[2]。本文對近幾年關(guān)于酵母多糖的生物學(xué)功能和在畜禽生產(chǎn)中應(yīng)用的研究進(jìn)行歸納和總結(jié),為酵母多糖在養(yǎng)殖生產(chǎn)中的應(yīng)用提供依據(jù)。
酵母多糖對畜禽機(jī)體免疫力的提高主要體現(xiàn)在3 個方面:一是促進(jìn)免疫因子的表達(dá),二是提高免疫器官指數(shù),三是促進(jìn)淋巴細(xì)胞的增殖。酵母細(xì)胞壁多糖可以提高畜禽集體免疫力的功能與其兩大功能性成分甘露寡糖和葡聚糖有關(guān)。甘露寡糖對沙門氏菌、大腸桿菌等病原菌有一定的吸附作用,在腸道中甘露寡糖可以減少這些病原菌的增殖。不僅如此,甘露寡糖還對乳酸桿菌和雙歧桿菌等有益菌群有一定的益生作用。另一大功能性成分葡聚糖可以增強動物機(jī)體特異性免疫和非特異性免疫[3]。賀淼等[4]研究表明,酵母多糖提高了科寶肉雞42日齡的脾臟指數(shù),顯著提高肉雞35日齡法氏囊指數(shù)(P<0.05)和28日齡胸腺指數(shù)(P<0.05),酵母多糖可與免疫細(xì)胞表面的受體結(jié)合,激活免疫相關(guān)傳導(dǎo)途徑,促進(jìn)細(xì)胞釋放免疫因子,促進(jìn)免疫器官的發(fā)育。賀琴等[5]研究表明,酵母多糖可顯著提高仔豬血清中IgG 和IgA 的含量,同時促進(jìn)CD4+淋巴細(xì)胞的含量。劉佳等[6]研究表明,酵母多糖可以顯著降低仔豬的促炎因子IL-6 含量,顯著增加抗炎因子IL-10 的含量。酵母多糖可促進(jìn)體外分離培養(yǎng)的鯉魚脾臟淋巴細(xì)胞分泌IL-2 和INF-γ[7]。另有研究表明,酵母多糖對飼料中的T-2 毒素也有一定的吸附作用,可以減少飼料中T-2 毒素的含量,減少畜禽機(jī)體由于T-2 毒素影響導(dǎo)致的免疫抑制,說明酵母多糖有望成為一種霉菌吸附劑,減少霉菌毒素對畜禽集體免疫力的影響[8]。因此,酵母多糖具有提高畜禽機(jī)體免疫力和抗病力、降低畜禽腹瀉率等功能。
酵母多糖可提高腸道小腸絨毛長度和腸道黏膜厚度、促進(jìn)有益菌生長、抑制有害菌定殖等,改善腸道微生物菌群結(jié)構(gòu)。酵母多糖中的甘露寡糖,具有和許多有害菌相同的受體結(jié)構(gòu),可以抑制有害菌在腸道黏膜上定殖。另外,甘露寡糖可以在腸道內(nèi)分解為甘露糖,而甘露糖可以被乳酸桿菌和雙歧桿菌利用,增加腸道中此2 種有益菌群的濃度。有試驗研究表明,酵母多糖抑制有害菌的增殖可能與酵母多糖改變細(xì)菌細(xì)胞膜的通透性,影響有害菌細(xì)胞內(nèi)的代謝有關(guān)[9]。張金寶等[10]研究表明,斷奶仔豬日糧中添加酵母多糖可有效降低斷奶仔豬盲腸里有害菌大腸桿菌和沙門氏菌的含量(P<0.05),另外不影響腸道內(nèi)雙歧桿菌和乳酸桿菌的含量(P>0.05),對斷奶仔豬腸道有一定的保護(hù)作用。
畜禽機(jī)體內(nèi)含有大量的自由基,自由基可以改變細(xì)胞膜的通透性,造成細(xì)胞死亡,從而影響畜禽的肉品質(zhì)。機(jī)體的抗氧化能力與超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶的活性有關(guān)。酵母多糖添加在畜禽日糧中,一方面可提高這2 種活性酶的含量,另一方面有助于清除機(jī)體內(nèi)羥自由基。在肉雞日糧中添加酵母多糖,可以提高42日齡肉雞血清中總抗氧化能力,也有助于提高谷胱甘肽過氧化物酶和超氧化物歧化酶活性[11]。但劉孟健等[12]在早期斷奶羔羊日糧中添加酵母多糖研究結(jié)果顯示,日糧中添加酵母多糖對谷胱甘肽過氧化物酶、超氧化物歧化酶和丙二醛含量的影響并不顯著,但是有增加的趨勢??梢?,酵母多糖對不同畜禽機(jī)體的抗氧化功能的影響并不完全相同,加上酵母多糖影響抗氧化功能的機(jī)制尚不明確,未來還需要進(jìn)行大量的試驗研究進(jìn)行驗證。
酵母多糖能夠改善家禽的腸道微生物菌群,提高腸道對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收能力,提高飼料轉(zhuǎn)化率。同時,酵母多糖中的甘露寡糖競爭性吸附有害菌,使有害菌不能在腸道中定殖,減少家禽腸道疾病的發(fā)生。楊福劍等[13]研究表明,酵母多糖可顯著提高后備種雞的日增重以及H7、H9 和ND 等免疫抗體效價(P<0.05),同時可有效控制后備種雞雞白痢的陽性率,有助于雞白痢在雞群中的水平傳播。在肉雞日糧中添加適量的酵母多糖,有助于提高肉雞的生長性能,促進(jìn)免疫器官發(fā)育,提高肉雞機(jī)體免疫力。鄯來平等[14]研究表明,在愛拔益加肉雞(AA 肉雞)日糧中添加0.1%、0.2%、0.3%的酵母多糖均可顯著提高AA 肉雞的日采食量(P<0.05),同時日糧中添加酵母多糖在1~21 d 可促進(jìn)肉雞胸腺發(fā)育,22~42 d可促進(jìn)肉雞脾臟的發(fā)育,且在肉雞日糧中添加0.2%的酵母多糖效果最好。
酵母多糖在生豬生產(chǎn)中的應(yīng)用主要集中在仔豬生產(chǎn)中,仔豬斷奶后容易產(chǎn)生應(yīng)激,造成仔豬腸道受損和腸道微生物菌群紊亂,進(jìn)而降低仔豬生長性能和免疫力。酵母多糖可改善仔豬腸道形態(tài)和微生態(tài)菌群結(jié)構(gòu),酵母多糖可提高小腸絨毛高度/隱窩深度(A/C)值,減少腸道沙門氏菌和大腸桿菌等致病菌數(shù)量,提高仔豬揮發(fā)性脂肪酸(VFA)的含量,但是酵母多糖對仔豬的影響與其來源、類型、加工工藝和添加比例等因素息息相關(guān)[15]。賀琴等[16]研究表明,斷奶仔豬日糧中添加0.3%和0.45%的酵母多糖可顯著提高仔豬結(jié)腸乙酸、丙酸、丁酸的含量(P<0.05),顯著降低仔豬盲腸大腸桿菌和沙門氏菌的數(shù)量(P<0.05)。
馬吉峰等[17]研究表明,在灘羊日糧中添加酵母多糖可提高灘羊的機(jī)體免疫力和抗氧化能力,表現(xiàn)在添加0.2%酵母多糖試驗組中與免疫性能相關(guān)的IgG、IgA 和IgM 的濃度和與抗氧化能力相關(guān)的SOD、GSH-Px、T-AOC 的濃度與對照組相比顯著提高。董金金[18]研究結(jié)果表明,荷斯坦哺乳犢牛日糧中添加2g/(頭·d)酵母多糖對犢牛的生長性能和胃腸道發(fā)育具有良好的促進(jìn)效果,表現(xiàn)在:第一,促進(jìn)免疫因子的表達(dá),提高犢牛的機(jī)體免疫力,犢牛的腹瀉率和腹瀉頻率分別降低50%和61.9%;第二,促進(jìn)胃腸道形態(tài)發(fā)育,提高胃腸道酶活性,改善胃腸道微生物菌群結(jié)構(gòu),提高胃腸道的消化功能,促進(jìn)犢牛內(nèi)氨和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)吸收,促進(jìn)犢牛生長;第三,促進(jìn)肝臟TXN、PRDX1、SOD1 與LYZ 的基因表達(dá),提高犢牛的抗氧化性能。另外有研究顯示,熱應(yīng)激下的奶牛生產(chǎn)性能和免疫力下降,體內(nèi)的熱休克蛋白表達(dá)增多,細(xì)胞凋亡的速率加快,酵母多糖對收到熱應(yīng)激的奶牛有一定的保護(hù)作用,表現(xiàn)在顯著提高熱應(yīng)激奶牛的干物質(zhì)采食量和產(chǎn)奶量,提高血清中IgA、IL-2、TNF-α 含量和肝臟Bcl-2/Baxα 比值[19]。
隨著我國畜牧業(yè)無抗時代的來臨,傳統(tǒng)抗生素已逐漸退出歷史舞臺,但是目前諸如高致病性禽流感、非洲豬瘟、口蹄疫等疫病對我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的影響依舊存在,尋找安全、無毒、高效的抗生素替代品已經(jīng)迫在眉睫。酵母多糖作為一種寡糖類物質(zhì),在提高動物免疫力、改善腸道微生態(tài)和提高抗氧化能力等方面存在一定的潛力。但是,目前酵母多糖對畜禽的影響機(jī)制、不同種類畜禽的適宜添加量及其高效提取方法等方面仍需進(jìn)行更多的研究。隨著對酵母多糖研究的不斷深入,酵母多糖在畜禽養(yǎng)殖業(yè)的應(yīng)用會逐漸廣泛。