啤酒酵母又称面包酵母或者出芽酵母。酿酒酵母被认为是最具潜力的大规模生产菌种,发酵中最常用的生物种类。酿酒酵母具有生长周期短、发酵能力强、容易进行大规模培养以及含有多种蛋白质、氨基酸、维生素、生物活性物质等丰富的营养成分等优点,一直是基础及应用研究的主要对象,目前酵母及酵母衍生物已广泛应用于食品(酿酒、烘焙与中式发酵、调味品生产等)、医药和化工(即食营养酵母,酵母谷胱甘肽,核糖核酸、B族维生素、酵母多糖、麦角固醇等),农业(单细胞蛋白饲料、农业肥料、益生菌等)、生物能源(燃料乙醇)、生物工程(基因工程的受体菌)等领域。
功能物质
酿酒酵母菌含丰富的蛋白质、维生素、矿物质、多糖和许多生物活性物质,有许多完整的酶系,并含有2.5%-10%的核糖核酸(ribose nucleic acid,RNA)。
酿酒酵母细胞壁含有丰富的β-1,3-葡聚糖和甘露寡糖(mannan oligosaccharide,MOS),其含量可达到细胞壁干质量的95%左右。β-葡聚糖是通过β-1,3/1,6糖苷键的方式结合形成的一种结构多糖,位于酵母细胞壁的内层,占细胞壁干质量的30%-60%。β-葡聚糖在食品工业得到广泛应用。甘露寡糖主要由酿酒酵母细胞壁中的甘露聚糖酶解而来,是由几个甘露糖分子或甘露糖与葡聚糖通过α-1,2或β-1,3和α-1,6糖苷键组成的寡聚糖,位于细胞壁的外层。
酵母细胞原生质中含丰富的小肽,特别是谷胱甘肽(glutathione,GSH),可直接快速地被动物吸收利用,且耗能低,载体不易饱和。酿酒酵母富含核酸,其中约95%为RNA,占细胞干质量的7%-10%。
酿酒酵母中含超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD),SOD可催化超氧阴离子的歧化反应,消除超氧阴离子的毒性,对机体具有保护作用。此外,酿酒酵母菌体中还含有海藻糖、维生素、矿物质和三磷酸腺苷等营养和功能成分,这些成分也在不断地进行研究利用中。
在畜牧养殖业上的应用
活菌可以作为益生菌或发酵菌剂使用。酿酒酵母属于兼性厌氧菌,在进入动物胃肠道后,可以消耗胃肠道的氧气,造成厌氧环境,从而促进有益菌群的繁殖,改善动物消化道微生态平衡。体外试验研究表明,酿酒酵母还可以有效吸附肠道病原菌(鼠伤寒沙门氏菌)。布拉迪酵母是属于酵母属、酿酒酵母亚种的一种酵母,大部分酿酒酵母最适生长和代谢温度为30℃,而布拉迪酵母菌株具有天然耐热性,在37℃生长良好。目前布拉迪酵母已作为一种非毒性酵母菌,在欧洲、南美、非洲等地区广泛应用于腹泻治疗。 研究表明,布拉迪酵母菌株耐酸性能良好,pH 2条件下1h存活率达75%。布拉迪酵母可以分泌多胺物质(腐胺、精胺和亚精胺),促进动物肠道成熟,增强肠细胞对营养物质的吸收能力。在妊娠和泌乳日粮中添加布拉迪酵母,降低了母体后肠微生物菌群大肠杆菌和产气荚膜梭菌总数。
在饲料工业上的应用
酿酒酵母非活性形式和细胞组分,可以作为酵母有机微量元素、功能性蛋白原料、免疫增强剂、霉菌毒素吸附剂、抑菌促生长剂使用。酿酒酵母通过对金属元素的细胞外富集、细胞表面吸附或络合、细胞内富集和转化,可以将金属无机形式转化为有机形式,已实现酵母铬、酵母硒、酵母铁、酵母锰、酵母铜的开发。作为有机微量元素,目前在畜牧养殖中应用最为广泛的是酵母硒。研究表明,与亚硒酸钠相比酵母硒能提高奶牛对养分的消化率以及受胎率,增强机体抗氧化能力,改善泌乳性能。与亚硒酸钠相比,在母猪饲料中添加酵母硒能显著提高仔猪初生窝重和个体重、断奶窝重和个体重,提高母猪乳汁、仔猪血液、肾脏、肝脏和肌肉中硒的存留量。摄食含酵母硒的饲料,明显降低了猪肉贮藏期间的硫代巴比妥酸值、肌肉的滴水损失。
酿酒酵母富含蛋白质、核酸、维生素、多糖等营养物质,且可以通过菌株筛选方式获得高营养成分的菌株,如高蛋白、高核酸酵母菌株的筛选。将酵母细胞自溶、酶解,可以获得酵母水解物。大量研究表明,酵母水解物作为一种功能性蛋白原料在饲料中使用,在诱食、促生长效果方面作用明显,具有替代血浆蛋白粉、鱼粉的潜力。
酵母细胞壁的特殊空间结构可以通过氢键、离子键和疏水作用力等对霉菌毒素 (如黄曲霉毒素和玉米赤霉烯酮)有效进行吸附。目前,酵母细胞壁广泛应用于饲用霉菌毒素吸附剂产品开发。其他研究也表明,通过酿酒酵母菌株筛选、制备及提取工艺的优化,可以获得酵母葡聚糖及其衍生物,对金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、大肠杆菌等均有抑制作用。
欧盟饲料原料目录(EU)No 68/2013中规定,可以在饲料中使用的微生物、微生物发酵(副)产物、酿造生产副产物、生物燃料生产副产物,涉及的11种酵母中就包括酿酒酵母。在我国饲料原料目录(2013)和饲料添加剂目录(2013)中,对单细胞蛋白、微量元素、着色剂、多糖、微生物的5个类别,18种原料或添加剂所使用的酵母菌种进行了限定。目前由我国农业部批准,在饲料原料和添加剂中可以合法使用的酵母就有酿酒酵母。
酿酒酵母能有效改善宠物消化道菌群平衡、增强机体免疫力、提供丰富的营养物质,从而达到防治消化道疾病和促进生长等多重作用,具有无毒、无副作用、无污染、不产生抗药性等特点,是一种绿色的饲料添加剂。
1、节约饲料,降低饲料成本:酵母菌具有糖化饲料的作用。大量的饲料被转化成有机的酵母成分,不但营养成分增加,而且酵母中的酶更加促进动物的消化吸收,进而达到节省饲料,降低成本的目的。
2、提高宠物的免疫功能:酵母菌代谢产物中含有多种核酸、多聚糖、甲壳素等有益物质,这些是十分重要的生物免疫素成分,对动物起到了减少疾病,增强免疫能力,提高存活率的作用。
3、提高宠物的生产性能:酵母有含有大量的生物蛋白、丰富的B族维生素、纤维素、氨基酸、核酸、甲壳素、多聚糖、葡聚糖、小肽等,是畜、禽、鱼、虾等优良的营养物质。
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