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酵母菌生物饲料的研发呈现出4种趋势
POST TIME:2013/12/19 09:44:27
 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。而随着现代生物技术、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更是呈现出良好势头。
  优良特性获青睐
  如今,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。国家也愈发重视利用生物发酵技术等手段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。
  在近日召开的首届中国生物饲料科技大会上,中国科学院微生物研究所研究员张博润介绍称,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。因此,酵母菌生物饲料对缓解饲料蛋白总量短缺具有重要意义。
  酵母菌可以产生谷胱甘肽(GSH)、金属硫蛋白(MT)、超氧化物歧化酶(SOD)等多种生物活性物质,能够增强生物机体免疫力和提高抗病力,对防治生物体消化道系统疾病起到有益作用。
  其中,GSH能参与体内氧化还原反应及氨基酸向细胞内的转运、能清除自由基,具有维持干细胞正常功能、促进胆酸代谢等作用;MT是一类低分子量的金属结合蛋白,能参与微量元素的代谢、转运和贮存,具有重金属解毒等功能;SOD则能够专一清除生物体内多余的超氧阴离子,平衡体内的氧自由基,增强机体抗辐射损伤等。
  不仅如此,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,去除饼粕中的抗原蛋白等抗营养因子,通过发酵产生的消化酶类还可以分解一些难消化的多糖和蛋白,提高饲料成分的生物转化率。
  目前,我国在利用酵母菌发酵农产品废弃物生产饲料蛋白研究方面也取得了良好的进展。张博润称,酵母菌具备碳源利用广谱性强、耐酸、耐高温、蛋白质合成能力强等优良特性,通过采用一系列育种手段增加酵母胞内蛋氨酸、赖氨酸含量,也使得酵母蛋白饲料中氨基酸组成更加合理。
  选育新菌种
  如今国内外都开始在饲料菌种选育方面展开探索。例如采用筛选、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、新方法,来选育具有重大生产应用价值的优良酵母菌种。
  从印尼荔枝中分离出来的布拉氏酵母菌,其制剂应用于畜牧业,可以有效降低病原菌和有关毒素的质量浓度,加强微生物平衡,刺激免疫系统,作为饲料添加剂也得到很多国家的认可,但在我国却还尚未展开应用。
  另外,虾青素是一种酮式类胡萝卜素,具有极强的抗氧化功能,并能促进抗体的产生,增强机体免疫功能。红法夫酵母则是唯一可天然生产虾青素的酵母菌,这种酵母菌可利用多糖进行快速异氧代谢,培养时间短且不需要光照就可实现高密度培养,具有良好的应用前景。目前这种菌株的研究主要集中在高产菌株的筛选和培养条件的优化等方面。
  与此同时,以性状优良的野生型酵母菌为出发菌株,通过分子育种技术构建具有特定强化功能的转化体,如高产酶、氨基酸、维生素、肽或疫苗的酵母菌等,也受到国内外的广泛关注。
  目前,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,以及可用于生产高含量活性肽,如乳链菌肽、细菌防御素等相关酵母菌的开发,也在不断进行中。
  未来发展趋势
  如今,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。
酵母菌生物饲料由于作用广泛且效果明显,未来的发展空间十分乐观。而在酵母菌生物饲料研究开发方面,也将呈现出四种发展趋势。
  首先要建立和发展微生物育种的新方法和新技术,开展饲用微生物资源发掘领域,获得一批具有自主知识产权、有应用价值的新菌种资源。其次是针对动物种类、生长发育阶段及益生功能的不同,研制差异化、个性化混菌配伍技术和制剂产品。
  另外要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。最后,要突破目前存在于无菌模式动物和多种标记示踪等技术中存在的瓶颈,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,探索其对畜禽的内分泌及免疫机能产生影响的作用机制。
  在积极促进技术发展的同时,国家也应该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的饲用微生物对人类健康和生态环境可能存在的风险。
来源http://www.sxhuakang.cn

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