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酵母菌生物饲料研发呈现良好势头

2014-03-26 12:13 张博润 首届中国生物饲料科技大会 阅读 0
核心摘要: 酵母菌作为传统食品酿造菌株,现已成为现代生物饲料的重要微生物细胞工厂。本文介绍了酵母菌的优良特性,如高蛋白含量、富含维生素和微量元素,以及产生谷胱甘肽、金属硫蛋白等活性物质增强免疫力的功能。同时,探讨了国内外在酵母菌种选育方面的进展,包括布拉氏酵母菌和红法夫酵母的应用前景。未来发展趋势包括建立微生物育种新方法、研制个性化混菌制剂、开发新型发酵工程以及加强生物安全性评价。

酵母菌,一种传统食品酿造工业的主要生产菌株,如今已成为现代生物饲料最具吸引力的微生物细胞工厂。这类单细胞真核微生物,其细胞及细胞内容物,如蛋白、氨基酸、多糖、有机酸、核酸、维生素等活性物质,都可参与生物饲料的绿色生产。随着现代生物技术、微生物育种技术、酶工程和发酵工程技术的发展,酵母菌生物饲料的开发和应用呈现出良好势头。

优良特性获青睐:饲料蛋白的结构性短缺压力是制约我国畜牧业发展的主要瓶颈。国家愈发重视利用生物发酵技术挖掘新的饲料蛋白资源,提高现有饲料资源的蛋白含量和营养价值。中国科学院微生物研究所研究员张博润介绍,酵母菌是一种来源广、价格低、氨基酸比较全面的单细胞蛋白,蛋白质含量高达45%以上,且富含生物体所必需的多种维生素和微量元素。酵母菌可以产生谷胱甘肽、金属硫蛋白、超氧化物歧化酶等多种生物活性物质,能够增强机体免疫力和抗病力,对防治消化道系统疾病起到有益作用。其中,谷胱甘肽参与体内氧化还原反应及氨基酸转运,清除自由基,维持干细胞正常功能;金属硫蛋白是一类低分子量金属结合蛋白,参与微量元素代谢、转运和贮存,具有重金属解毒功能;超氧化物歧化酶则专一清除体内多余超氧阴离子,平衡氧自由基,增强机体抗辐射损伤。此外,酵母菌与芽孢杆菌、乳酸菌、霉菌等微生物配伍,发酵饼粕能分解有害因子,去除抗原蛋白等抗营养因子,通过发酵产生的消化酶类分解难消化的多糖和蛋白,提高饲料生物转化率。

选育新菌种:国内外开始在饲料菌种选育方面展开探索,采用筛选、诱变、杂交、融合等常规育种技术,以及代谢工程、微生物育种等新技术,选育具有重大应用价值的优良酵母菌种。张博润介绍,从印尼荔枝中分离出的布拉氏酵母菌,其制剂应用于畜牧业,可有效降低病原菌和毒素浓度,加强微生物平衡,刺激免疫系统,作为饲料添加剂得到多国认可,但在我国尚未展开应用。另外,虾青素是一种酮式类胡萝卜素,具有极强抗氧化功能,促进抗体产生,增强免疫功能。红法夫酵母是唯一可天然生产虾青素的酵母菌,可利用多糖进行快速异氧代谢,培养时间短且不需光照即可实现高密度培养,具有良好的应用前景。目前研究主要集中在高产菌株筛选和培养条件优化。张博润表示,我国在利用优良饲用酵母菌株生产饲用酶制剂、氨基酸、抗菌肽等方面取得进展,针对具有抗逆性、耐受性、高生物量的酵母益生菌菌剂,以及用于生产高含量活性肽(如乳链菌肽、细菌防御素)的相关酵母菌开发也在不断进行。

未来发展趋势:国内外开发的酵母生物饲料产品已有数十个品种,包括单细胞蛋白、活性酵母、生物活性寡肽、功能寡糖、酵母提取物、发酵粕类、生物色素和其他饲用生物制品等。张博润认为,酵母菌生物饲料作用广泛且效果明显,未来发展空间乐观,研究开发将呈现四种趋势:第一,建立和发展微生物育种新方法新技术,开展饲用微生物资源发掘,获得一批具有自主知识产权、有应用价值的新菌种资源;第二,针对动物种类、生长发育阶段及益生功能不同,研制差异化、个性化混菌配伍技术和制剂产品;第三,发展和完善饲用微生物发酵工程技术,开发安全、高效、稳定的新型微生物蛋白质和能量饲料;第四,突破无菌模式动物和多种标记示踪等技术瓶颈,推进饲用微生物对宿主微生物和生命活动的微观影响研究,探索其对畜禽内分泌及免疫机能的作用机制。张博润还表示,在促进技术发展的同时,应重视饲用微生物的生物安全性评价研究,规避具有应用潜力的新饲用微生物对人类健康和生态环境可能存在的风险。

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