作者:要瑞丽
单位:中泰财邦(天津)生物技术有限公司
一、酵母多糖在国际上的研究进展
1957年,医学专家发现酵母葡聚糖能够增强吞筮细胞吞筮能力达10倍以上,是生物活性最强的葡聚糖。1961年,Dr.Riggi确定了酵母聚糖中的这种活性成分是葡聚糖。酵母葡聚糖是第一个被发现具有免疫活性的葡聚糖。美国哈佛大学、图伦大学、华盛顿大学以及美国空军放射生物学研究所等都证实:天然酵母葡聚糖具有的独特靶向作用,能够定向清除体内毒素,同时提高巨噬细胞的吞噬能力达10倍以上,使人体免疫系统迅速达到最佳平衡,无任何药物的毒副作用,有效预防各类慢性疾病的发生。天然酵母葡聚糖在免疫调节、抗氧化、抗辐射、调节肠胃、帮助组织结构再生或修复、促进伤口愈合等方面均有独特的生物活性。美国哈佛大学Czap教授说,酵母葡聚糖是使人体的免疫细胞成为“防卫的兵工厂”;天然酵母葡聚糖被誉为“超级灵芝”、“定向清毒,免疫先锋”、“病毒细胞的追捕者”等; 天然酵母葡聚糖已被美国FDA列为防治病毒,提高免疫的首选用药;天然酵母葡聚糖已成为世界免疫学界研究的热门课题之一。
二、酵母多糖的来源、性质及功效
酵母多糖(英文名Yeast Polysaccharide,YPS)从酵母细胞壁(Yeast Cell Wall)提取的大分子复合多糖(Conjugated Polysaccharide,Complex Poly-saccharide)。酵母细胞壁为免疫多糖,是以酵母为原料,采用高效的破壁技术和生物酶解技术进行生产的富含β葡聚糖和功能性寡糖等生物免疫因子,经高温喷雾干燥而成,是新型、高效、营养、安全的畜禽及水产的免疫增强剂,具有多种生物学活性,如促生长、抗病毒及免疫增强作用。酵母多糖的主要成分是葡聚糖(β-glucan)和甘露聚糖(MOS)。葡聚糖层靠近细胞膜,位于细胞壁的内层,是细胞壁结构的主要成分,约占细胞壁干重的30%-4%。葡聚糖是由葡萄糖分子以β-(1-3)键为主链相连,并结合有以β-(1-6)键分支的大分子聚合物。这种葡聚糖通常称为β- (1-3)葡聚糖或β葡聚糖。 甘露聚糖位于细胞壁的外侧,约占细胞壁干重的30%。甘露聚糖是由多个α-甘露糖分子以α-(1→6)键为主链形成的;主链上联结有以α-(1→2)和α-(1→3)键联结数目不等的甘露糖侧链,有些侧链也结合有一些其他基团。酵母多糖的生物化学功能通常具有贮藏生物能(如淀粉、糖原、菊粉)和支持结构〔如:纤维素、几丁质、粘多糖〕的作用。其性状为黄棕色粉末,具有酵母特有的气味;主要成分为蛋白质、β葡聚糖、甘露寡糖和总糖,其中蛋白质≤35%,β葡聚糖为20%-40%、甘露寡糖≥20%,总糖≥40%,水分≤9%,多糖无甜味,无还原性,无变旋性,有旋光性。畜禽添加量为1-2kg/T,水产类添加量为1-1.5kg/T,具有促进免疫器官的发育,强化免疫系统的功能,提高免疫力,抗应激;促进有益菌繁殖,减少肠道病原菌,调节消化道微生态系平衡,改善肠道功能,清肠排毒;强烈吸附饲料中霉菌毒素;刺激动物内分泌,提高动物采食量,改善饲料利于率,增重促生长;减少抗生素用量,促进动物康复。
三、酵母多糖的作用机理
1.激发、增进免疫功能
酵母多糖(YPS)无毒无诱变性,能明显激发免疫功能。酵母细胞壁含有大量的β-1-3-D葡聚糖和甘露聚糖,对细菌、真菌和病毒引起的疾病以及运输、转群、接种、气候等引起的应激反应产生非特异性免疫力。研究表明甘露聚糖具有激活免疫系统应答的作用,酵母多糖能显著增强增红细胞免疫黏附能力。硫酸酯化处理后的酵母甘露聚糖的抗炎功能显著提高。酵母多糖被脂质体包封后其免疫增强作用表现突出,免疫功能强烈被激活。
酵母多糖(YPS)增进免疫功能的机理是:刺激动物体内淋巴细胞的增殖;活化动物体内的巨噬细胞,一般认为体内网状内皮系统在葡聚糖的刺激下,产生大量对机体免疫功能起关键作用的巨噬细胞,而巨噬细胞通过吞噬作用吸收、破坏和清除体内损伤的、衰老的、死亡的自身细胞和侵入体内的病原微生物;增加动物体产生自然杀伤细胞的能力;诱使动物对念珠菌症产生非特异性免疫,提高存活率;维持微生态平衡来增强动物免疫力,改善动物健康状况,增加动物对外界不良刺激的适应性,从而提高生产性能,增加经济效益。
2.减少肠道病原菌
酵母多糖(YPS)能吸附病原菌的主要机理是甘露聚糖可竞争性地与病原菌结合,酵母细胞壁物质具有耐酸解的特征,可以完好地通过消化道而不受胃酸、消化酶等的破坏和降解,所以能携带病原菌通过肠道排出到体外,由此而有效地减少了肠道疾病的发生。甘露聚糖能干扰肠道病原菌的定殖,从而降低动物肠道病原微生物数量如沙门氏菌和大肠杆菌的数量。肠道中的病原菌如大肠杆菌、沙门氏菌和梭状芽孢杆菌等,细胞表面或绒毛上具有一种蛋白质物质类丁质结构,通过识别动物肠壁细胞上的特异性,而与糖类结合,在肠壁上定殖生长引起肠道疾病的发生。酵母细胞壁所含的甘露聚糖与病原菌在肠壁上的受体非常相似,并与类丁质有很强的结合能力。因此,酵母细胞壁对霉菌毒素也有很强吸附作用力,能有效抵抗其毒性。研究发现若对甘露聚糖进行一定的修饰,其结合饲料中的黄曲霉毒素、玉米赤霉菌毒素等霉菌毒素的能力将会大大提高。因此酵母细胞壁中的甘露聚糖被人们称作新型吸附剂,具有广泛的应用价值和社会实用性。
3.抗病毒作用
酵母多糖(YPS)具有明显的抗病毒Ⅲ型、埃可病毒6型、柯萨奇病毒A16、B3,新型肠道病毒71型、水泡性口炎病毒、腺病毒Ⅲ型、单纯疱疹病毒Ⅰ、Ⅱ型的活性。其作用机理是酵母多糖不仅有能接灭活作用,而且对细胞内外的病毒均有抑制作用。
4.减轻辐射损伤
酵母多糖(YPS)能减轻受照动物的辐射损伤,进行对比试验和空白模拟试验,对酵母甘露聚糖对812Gy60 Coγ-射线辐照小鼠的辐射防护作用进行研究,分别从鼠的存活率%、成活天数d、40天体重kg的动态变化,外同血WBC、RBC及PLT及脾指数等的数值差异上,显示出酵母甘露聚糖对60Coγ-射线辐射损伤有明显的保护作用。
四、酵母多糖在畜禽养殖业中的最新试验研究
1.断奶仔猪抗病促生长反面试验的研究
选取30日龄断奶仔猪120头,随机分成 4组,每组30头,第一组作为对照组,饲喂不含抗生素的仔猪颗粒料,第二组作为试验组,饲喂15%金霉素颗粒料,第三组试验组饲喂含1%酵母多糖的颗粒料。试验结果表明日增重试验第二组、第三组比对照组分别提高6.96%、16.06%;料重比试验第二组、第三组比对照组分别提高4.68%、11.06% ;腹泻率试验第二组、第三组比对照组分别降低 16.9%及56.3%。可见YPS能提高动物机体的免疫机能,调控畜禽肠道微生物区系,促进免疫器官生长发育。
2.对早期断奶仔猪免疫机能试验的研究
选取24日龄断奶的三元仔猪192头,平均体重为5.11±0.34kg,按体重和性别随机分为4个处理组,每个处理组3个重复,每个重复16头仔猪,公母各半。4个处理组在相同的基础日粮中分别添加金霉素、酵母多糖、酵母多糖+金霉素和空白对照组,研究酵母多糖对早期断奶仔猪免疫机能的影响。本试验饲粮均经过75℃蒸汽制粒,调制时间为10秒,蒸汽压力为0.2kg/cm2。结果表明,添加酵母多糖组断奶仔猪的试验末重、日增重和饲料转化率极显著优于(P<0.01)添加金霉素组;腹泻率极显著低于(P<0.01)单独添加金霉素组和空白对照组;添加酵母多糖显著提高(P0.01)断奶仔猪血液中CD-4-+/CD-8+比例。试验结果表明,在早期断奶仔猪饲粮中添加酵母多糖有助于降低腹泻率和提高机体细胞免疫总体水平。
3.对蛋用雏鸡免疫器官生长发育的试验研究
在蛋用雏鸡的饮水中分别添加0.5%和2.5%的酵母多糖进行雏鸡胸腺、脾脏、法氏囊和盲肠扁桃体生长发育试验观察和研究,并进行空白试验做对照,试验1组的胸腺、脾脏、法氏囊和盲肠扁桃体的重量或面积分别比对照组高25%-46%,60%-80%;试验2组较对照组高38%-45%,44%-66%。结果表明酵母多糖对雏鸡的免疫系统的成熟具有明显的促进作用。
4.对蛋用雏鸡肠道微生态环境的调控作用的研究
在饮水中分别按为0.1%、0.3% 、0.5%和1%的量添加酵母多糖,用药3天后对蛋用雏鸡肠道微生态系统进行试验,试验鸡只1000只,用前用后进行切片试验和微生物试验研究,用无菌生理盐水冲洗雏鸡肠道并做1:10、1:100稀释,将冲洗液1ml放入无菌培养基进行对比试验,雏鸡肠道内大肠杆菌用药后比用药前降低依次为12.1%、16.8%、67.9%和86.5%;雏鸡肠道内沙门氏菌数用药后比用药前降低依次为17.8%、36.2%、57.7%和89.9%。试验结果表明酵母多糖可显著降低雏鸡肠道内大肠杆菌和沙门氏菌数,同时对乳酸杆菌数的提高也有积极的作用。
5.酵母多糖对山羊瘤胃纤维素酶活及挥发性脂肪酸的研究
在高精料日粮条件下以8头装有永久性瘤胃瘘管的本地山羊为试验动物,并做空白对照试验,研究酵母多糖(0、20、30、和40g/d)对山羊瘤胃纤维素酶活及挥发性脂肪酸(VFA)的影响。结果表明日粮中添加酵母培养物有提高瘤胃中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)消失率及羧甲基纤维素酶活、木聚糖酶活的趋势,但差异均不显著(P0.05)。日粮中添加酵母多糖能够提高瘤胃乙酸、丙酸、丁酸、TVFA浓度及乙酸丙酸比。与对照组相比早饲后5h时,20g/d处理组乙酸浓度提高26.6%,TVFA浓度提高21.3%,30g/d处理组的丙酸浓度提高12.3%;18h时,30g/d处理组乙酸浓度和TVFA浓度较对照组分别提高36.2%和29.9%。
五、国内外市场分析及未来展望
国内家禽养殖业中,饲料费用占总成本的62%-73%,饲料价格居高不下,在禽养殖利润空间较薄的情况下,增加饲料资源、减少成本、增加养殖业的收入、提高经济效益尤为显得重要。国内兽药行业起步较晚,在整体行业技术水平和市场规模上仍与国外有较大差距。但随着国家对动物疫情防控和食品安全的逐步重视,国内兽药饲料行业发展迅速,近几年一直保持高速增长态势。2005-2010年国内兽用药品行业市场规模由138亿元增长到304亿元,复合增长率达17.11%。目前,我国已成为继美国之后的第二大动物保健品消费国。预计未来几年随着我国养殖业的发展,兽药行业仍将保持平稳增长态势,到2012年兽药总产值可达375-402亿元。整体上看,我国兽药行业市场处于旺盛的增长时期,发展潜力巨大。酵母多糖是自然界中一种常见微生物生产原料,在营养特性方面有其独特的优势,使用方便,在食品、化工、药物、畜牧业等诸多领域都有广泛的开发和应用。随着科学技术的发展,多糖的活性功能已经逐渐被人们所认识,而酵母多糖作为多糖中的一种,其研究也在不断深入研究。酵母多糖具有许多生物学活性功能,如能吸附病原菌、增强细胞免疫力、提高巨噬细胞活性、抗辐射、抗病毒、提高机体功能等多方面显示出酵母多糖的生物学活性、免疫抗病机理及在畜禽疫病的防控,并且在国内外均有研究和成果,该产品未来市场很乐观,随着生物分子学说的进一步发展,酵母多糖将获得更大更好的利用价值和社会效益。