益生菌可在動(dòng)物胃腸道內(nèi)生長繁殖，當(dāng)達(dá)到足夠的量時(shí)，可調(diào)節(jié)胃腸道菌群平衡，刺激酶活性，提高抗*性，增強(qiáng)動(dòng)物生長免疫系統(tǒng)，有益于宿主的健康。近年來，益生菌因具有改善動(dòng)物的生長性能、免疫力和抗*性等益生作用，成為抗生素的替代品，可以預(yù)防抗生素和*物的副作用。乳酸菌和酵母菌被*應(yīng)用于飼料行業(yè)，在生產(chǎn)養(yǎng)殖方面起重要作用。
  1酵母菌
  1.1酵母菌發(fā)酵飼料的作用
  酵母菌作為酶、游離核苷酸、B族維生素和氨基酸的豐富來源，被*應(yīng)用于飼料行業(yè)。酵母菌具有平衡瘤胃微生物區(qū)系、減少甲烷等有害氣體的產(chǎn)生、穩(wěn)定瘤胃ρH值、促進(jìn)動(dòng)物的生長發(fā)育、改善機(jī)體的消化機(jī)能等益生作用。酵母菌在發(fā)酵飼料時(shí)一方面通過自身繁殖來增加飼料原料中的營養(yǎng)物質(zhì)含量，另一方面自身產(chǎn)生的酶通過一系列酶解反應(yīng)將飼料原料中大分子物質(zhì)降解為可直接吸收利用的小分子營養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)而提高飼料利用率。酵母菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生酒香味或蘋果芳香味，增加飼料風(fēng)味和動(dòng)物采食量，提高飼料的營養(yǎng)價(jià)值和保健等功能。酵母菌發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生的乳酸、乙酸、丙酸等降低飼料pH值，抑制*原菌的生長，提高發(fā)酵飼料營養(yǎng)價(jià)值。酵母菌發(fā)酵飼料時(shí)產(chǎn)生抑制*原菌的細(xì)菌素，破壞*原菌黏附性的酶類物質(zhì)，抑制革蘭氏陰性菌生長的過氧化氫等。酵母菌發(fā)酵過程中通過提高飼料原料中的植酸磷和無機(jī)磷酸鹽的降解速率來提高日糧消化率。此外，酵母菌在發(fā)酵飼料過程中吸收飼料表面氧氣，提高其他益生性微生物在飼料表面的黏附性；產(chǎn)生硫胺素，促進(jìn)厭氧真菌生長繁殖，増加纖維降解菌的數(shù)量，提高飼料中纖維的降解率。酵母菌在均衡營養(yǎng)和平衡胃腸道微生物區(qū)系兩方面都有積極影響，在反芻動(dòng)物添加劑領(lǐng)域有非常大的發(fā)展空間和潛力。然而，酵母菌的作用效果與各酵母菌菌種生理結(jié)構(gòu)的不同及生物活性的不同密切相關(guān)，通過育種和優(yōu)化方法可篩選生產(chǎn)*蛋白的益生酵母菌株。
  1.2酵母菌發(fā)酵飼料的應(yīng)用
  酵母菌可利用農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品進(jìn)行發(fā)酵，改善適口性及動(dòng)物胃腸道菌群平衡，提高飼料消化吸收率，增強(qiáng)機(jī)體免疫功能，促進(jìn)畜牧業(yè)發(fā)展。酵母菌以玉米皮為發(fā)酵底物時(shí)將纖維物質(zhì)轉(zhuǎn)化為具有高營養(yǎng)價(jià)值的蛋白，提高發(fā)酵底物營養(yǎng)價(jià)值。酵母菌以玉米、豆粕及麩皮為發(fā)酵底物時(shí)可顯著提高發(fā)酵原料的粗蛋白、氨基酸和總磷含量，提高發(fā)酵飼料營養(yǎng)價(jià)值。酵母菌發(fā)酵可提髙玉米秸稈中粗蛋白和粗脂肪含量。酵母菌發(fā)酵可減少棉籽粕中的棉酚等抗?fàn)I養(yǎng)成分，產(chǎn)朊假絲酵母發(fā)酵玉米時(shí)可對黃曲霉毒素進(jìn)行生物脫毒，提高飼料營養(yǎng)價(jià)值，可改善動(dòng)物畜產(chǎn)品*，有利于人類健康。生產(chǎn)上用釀酒酵母和熱帶假絲酵母發(fā)酵玉米等底物時(shí)酵母不僅自身大量增殖蛋白含量，同時(shí)其發(fā)酵底物的蛋白含量相應(yīng)提高，可飼性隨之增加，成為魚粉等動(dòng)物源性蛋白質(zhì)飼料的替代品之一，降低飼料成本。馬克思克魯維酵母發(fā)酵48h可*降低發(fā)酵底物的植酸含量，可能是因?yàn)榻湍妇l(fā)酵通過產(chǎn)植酸酶*降低植物源飼料中的植酸含量，提高飼料營養(yǎng)價(jià)值，有益于動(dòng)物的消化吸收。
  在水產(chǎn)動(dòng)物中的硏究表明，蝦喜食飼料酵母，且飼料酵母中的抗*因子和耐高溫特性對蝦生存于惡劣環(huán)境和提高存活率有重要意義。保苗期幼參采食酵母菌發(fā)酵的飼料時(shí)其增重率明顯提高，有益于其生理健康。反芻動(dòng)物的體外試驗(yàn)結(jié)果表明，動(dòng)物采食酵母菌發(fā)酵的飼料可*提高瘤胃內(nèi)總菌數(shù)、氨態(tài)氮、菌體蛋白和揮發(fā)性脂肪酸含量，進(jìn)而提高飼料利用率和動(dòng)物消化吸收率。酵母是一種天然存在于谷物上的生物控制酵母，可在氣密存儲系統(tǒng)中*抑制霉菌和腸桿菌科細(xì)菌不良生物的生長。但也有硏究表明，啤酒酵母發(fā)酵的高纖維飼糧對后備牛的營養(yǎng)效果不顯著，發(fā)酵飼料在反芻動(dòng)物中的應(yīng)用效果有待進(jìn)一步研究。此外，酵母菌對動(dòng)物機(jī)體有提高消化吸收、增強(qiáng)免疫機(jī)能、改善生長性能、維持胃腸道菌群平衡等方面也有重要意義。Pinloche等硏究表明，益生性酵母菌發(fā)酵飼料可改善奶牛瘤胃環(huán)境，加快溶解纖維蛋白等益生性作用。Suvarna等分離的酵母菌株無溶血性，可在動(dòng)物腸道內(nèi)黏附定植。育肥豬飼用釀酒酵母可極顯著提高空腸絨毛高度和隱窩深度值。仔豬食用活釀酒酵母時(shí)其體內(nèi)免疫球蛋白水平升高，可*降低仔豬腹瀉，改善仔豬生長性能，提高存活率。硏究表明，酵母發(fā)酵飼料可顯著增加魚腸組織中的杯狀細(xì)胞和黏膜細(xì)胞數(shù)量，改善絨毛的長度和寬度，而對肝臟無任何不利影響。Vidakovic等硏究表明，酵母不僅*應(yīng)用于養(yǎng)殖動(dòng)物，還可為沙鳥及深海魚類提供蛋白質(zhì)，作為動(dòng)物源蛋白質(zhì)替代物有極高的應(yīng)用前景。此外，也有報(bào)道稱，酵母菌代謝產(chǎn)生的毒素蛋白、有機(jī)酸、抗生素因子、乳酸、乙醇等代謝產(chǎn)物有抑菌殺菌作用。
  1.3酵母菌的耐受性及*性分析
  酵母菌制劑在高溫的飼料制粒加工過程中及在胃腸道的胃酸和膽鹽等濃度條件下具有穩(wěn)定性和耐受性差的缺點(diǎn)。因此，酵母菌抗逆性和*性應(yīng)是硏究重點(diǎn)。酵母菌耐高溫硏究結(jié)果表明，在64℃以下水浴2min，酵母菌正常生長；65℃水浴5min，酵母菌無存活菌落，在59℃水浴10min酵母菌死亡。酵母菌耐膽鹽試驗(yàn)結(jié)果表明，酵母菌活菌數(shù)隨膽鹽濃度升高而減少，酵母菌可耐受1%膽鹽濃度，其菌存活率達(dá)77%。酵母菌耐酸試驗(yàn)硏究表明，當(dāng)培養(yǎng)基pH值≤4.5時(shí)抑制酵母菌正常生長代謝，進(jìn)一步降低發(fā)酵飼料的*。
  酵母菌制劑相關(guān)*性研究表明，酵母菌制劑為*性，臨床使用*可靠。硏究表明，通過采用小白鼠連續(xù)14d的飼喂試驗(yàn)對產(chǎn)朊假絲酵母及其微生態(tài)制劑進(jìn)行*性分析，結(jié)果表明，在表觀水平上，酵母菌及其微生態(tài)制劑對小白鼠*害作用。
  2乳酸菌
  2.1乳酸菌發(fā)酵飼料的作用
  乳酸菌一般為厭氧菌，少數(shù)為微好氧菌或兼性厭氧菌，在食品、農(nóng)牧業(yè)及醫(yī)*行業(yè)中被*應(yīng)用。乳酸菌可抑制有害菌生長。代謝產(chǎn)生的乳酸物質(zhì)可抑制吲哚等有害物積累，降低飼料pH值。乳酸菌與纖維素酶共同作用可降低飼料中纖維素含量。發(fā)酵飼料可產(chǎn)生動(dòng)物喜食的香味，改善飼料色澤和質(zhì)地，提高飼料營養(yǎng)價(jià)值。乳酸菌可產(chǎn)生抗真菌代謝產(chǎn)物來抑制真菌生長，并具有吸附和降解真菌毒素的能力。乳酸菌代謝產(chǎn)生的各種消化酶可將生物大分子物質(zhì)分解為小肽、葡萄糖等更易被消化吸收的小分子物質(zhì)，還可將乳糖分解為小分子單糖。硏究表明，乳酸菌具有完善的蛋白水解系統(tǒng)，有助于復(fù)雜蛋白質(zhì)的水解，以釋放出游離的氨基酸。乳酸菌可維持動(dòng)物機(jī)體的胃腸道菌群平衡，增強(qiáng)機(jī)體免疫力，預(yù)防疾*發(fā)生；可改善飼料風(fēng)味且提高營養(yǎng)價(jià)值，進(jìn)一步促進(jìn)飼料在動(dòng)物機(jī)體內(nèi)的消化吸收；還可抑制動(dòng)物體內(nèi)部分毒素的產(chǎn)生，降低膽固醇含量，增強(qiáng)機(jī)體健康。乳酸菌應(yīng)用于青貯飼料中，通過產(chǎn)酸抑制其他雜菌和有害微生物的生長，提高青貯的發(fā)酵質(zhì)量和纖維消化率，減少甲烷排放，從而提高飼糧適口性和營養(yǎng)價(jià)值。在青貯飼料發(fā)酵過程中，乳酸菌在厭氧條件下消耗可溶性糖，產(chǎn)生的乳酸和乙酸降低飼料ρH值，抑制大腸桿菌、霉菌和梭菌等有害菌的生長繁殖，延長發(fā)酵飼料的保存期。綜上所述，乳酸菌主要通過自身代謝產(chǎn)生益生性物質(zhì)和發(fā)酵產(chǎn)酸抑制有害菌生長兩方面發(fā)揮其益生作用。
  2.2乳酸菌發(fā)酵飼料的應(yīng)用
  乳酸菌發(fā)酵可提高飼料成分的營養(yǎng)價(jià)值。發(fā)酵過程中的微生物活動(dòng)可以部分降解谷物中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，乳酸等發(fā)酵代謝產(chǎn)物可通過降低腸道pH值來抑制*原體的增殖。植物乳桿菌通常將單糖發(fā)酵為乳酸。乳酸在布氏乳桿菌的作用下分解為乙酸、丙酸和乙醇。因此，植物乳桿菌和布氏乳桿菌混合接種可通過降低pH值來抑制腐敗細(xì)菌的生長，且產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸在發(fā)酵穩(wěn)定性中起重要作用，表現(xiàn)岀抗真菌活性，從而改善谷物的發(fā)酵質(zhì)量。研究表明，通過乳桿菌發(fā)酵可以降低大豆中抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的抗?fàn)I養(yǎng)作用。
  在肉食性魚類日糧中，使用植物乳桿菌發(fā)酵的豆粕可代替大約45%的魚粉，而不會(huì)降低其生長性能和相關(guān)的養(yǎng)分利用率。發(fā)酵豆粕可通過使過敏蛋白部分水解來減少斷奶仔豬的腹瀉。植物乳桿菌發(fā)酵提高絲瓜的體外降低膽汁酸的能力。植物乳桿菌發(fā)酵汁可顯著降低大鼠膽固醇含量，將植物乳桿菌用作功能發(fā)酵液進(jìn)行汁液發(fā)酵可以發(fā)揮微生物控制作用，提高衛(wèi)生*性，在預(yù)防高膽固醇血癥方面發(fā)揮重要作用。硏究表明，植物乳桿菌可作為一種特定種類的益生菌菌株在珍珠雞和肉雞的日糧中使用以增強(qiáng)免疫力。斷奶仔豬飼喂發(fā)酵小麥籽粒日糧可以刺激后腸發(fā)酵，改善營養(yǎng)物質(zhì)的消化率和腸道健康，從而降低腹瀉率。飼喂副干酪乳桿菌發(fā)酵的日糧可提高豬的生長性能，維持胃腸道微生物菌群平衡，增強(qiáng)免疫，改善生長性能。乳酸菌在發(fā)酵飼料中具有提高飼料原料營養(yǎng)價(jià)值，改善動(dòng)物生長性能，增強(qiáng)機(jī)體免疫功能，增強(qiáng)動(dòng)物胃腸道健康，改善生態(tài)環(huán)境等重要作用。
  2.3乳酸菌的耐受性及*性分析
  乳酸菌制劑在高溫、高濕、高壓的飼料制粒加工過程中，及在胃腸道的胃酸和膽鹽等濃度條件下具有不穩(wěn)定性和耐受性差的缺點(diǎn)。因此，乳酸菌抗逆性是乳酸菌在發(fā)酵飼料中的硏究熱點(diǎn)。乳酸菌對高溫耐受性的相關(guān)硏究較少，一般乳酸菌適宜溫度為30~40℃。硏究表明，在40℃高溫培養(yǎng)時(shí)乳酸菌活性開始降低；植物乳桿菌菌液50℃水浴15min降低其50%*活菌數(shù)量；60℃水浴5min基本無菌生長。硏究表明，乳酸菌進(jìn)入動(dòng)物胃腸道需經(jīng)過低于3.0的ρH值和高達(dá)0.3%的高濃度膽鹽環(huán)境，大部分細(xì)菌在該條件下因細(xì)胞破裂而死亡，利用包埋、包衣等技術(shù)或者將乳酸菌制成微膠囊飼喂可*提高乳酸菌存活率。硏究表明，乳酸菌存活率容易受到溫度影響，常溫條件下其活性顯著下降，可用真空冷凍干燥法、制成微膠囊法、真空包裝法和充氮?dú)獍b法等延長乳酸菌制劑保質(zhì)期。綜上所述，篩選耐高溫、耐膽鹽和耐酸的乳酸菌對其益生制劑的*具有重要意義。
  大量研究表明，乳酸菌發(fā)酵后會(huì)產(chǎn)生D-乳酸、亞硝酸鹽、吲哚、溶血素、溶細(xì)胞素和腸毒素等毒害代謝產(chǎn)物。飼料工業(yè)已認(rèn)可的益生乳酸菌主要是乳酸桿菌、芽孢桿菌、雙歧桿菌等少數(shù)菌種。目前，在乳酸菌易位方面的硏究很少，乳酸菌在易位方面主要起著抑制內(nèi)毒素和*原菌作用，但乳酸菌本身也會(huì)發(fā)生易位。乳酸菌在機(jī)體免疫低下時(shí)可能自身會(huì)發(fā)生易位現(xiàn)象，但具體易位機(jī)制目前尚不清楚。隨著新型乳酸菌菌株的分離篩選應(yīng)用及重組基因工程乳酸菌的岀現(xiàn)，其抗性基因的*性有待研究。
  3酵母菌和乳酸菌混合發(fā)酵的互作機(jī)理
  混合發(fā)酵益生菌旨在利用益生菌之間的不同發(fā)酵條件進(jìn)行互補(bǔ)持續(xù)發(fā)酵，進(jìn)而增加飼料中的有益菌數(shù)量，提高其營養(yǎng)價(jià)值。乳酸菌和酵母菌的混合發(fā)酵被*應(yīng)用于生產(chǎn)微生態(tài)制劑，在生產(chǎn)養(yǎng)殖方面具有重要作用。乳酸菌和酵母菌混合發(fā)酵時(shí)，前期兼性厭氧的酵母菌首先消耗共生環(huán)境中的氧氣，為乳酸菌創(chuàng)造有益于其發(fā)酵的厭氧環(huán)境。在酵母菌發(fā)酵耗氧達(dá)到乳酸菌發(fā)酵的氧氣量時(shí)乳酸菌開始增殖發(fā)酵且產(chǎn)酸，進(jìn)而抑制其他雜菌的生長。硏究結(jié)果表明，乳酸菌在消化道內(nèi)產(chǎn)酸，抑制致*菌生長。同時(shí)釀酒酵母培養(yǎng)物作為益生菌的前生物，滿足乳酸菌的營養(yǎng)需求，為畜禽生長提供豐富的營養(yǎng)物質(zhì)及大量的促生長因子，促進(jìn)畜禽胃腸道有益菌的快速生長。乳酸菌和酵母菌因相互補(bǔ)充和優(yōu)化生長條件，使其復(fù)合制劑應(yīng)用效果優(yōu)于單獨(dú)添加的作用效果。研究乳酸菌和酵母菌的互生機(jī)理對于混合性發(fā)酵產(chǎn)品的質(zhì)量控制、設(shè)計(jì)開發(fā)新型發(fā)酵產(chǎn)品和益生產(chǎn)品具有重要意義。
  4酵母菌和乳酸菌復(fù)合制劑在發(fā)酵飼料中的應(yīng)用進(jìn)展
  發(fā)酵飼料是微生物將植物性原料中的非蛋白氮轉(zhuǎn)化為營養(yǎng)價(jià)值高的菌體蛋白，形成含有豐富益生菌、營養(yǎng)價(jià)值高、適口性好且有利于動(dòng)物吸收利用的*害生物飼料。發(fā)酵飼料不僅提高動(dòng)物對飼料的消化吸收率，而且益生菌群在動(dòng)物體內(nèi)形成優(yōu)勢菌群，減少條件致*菌，降低疾*的發(fā)生率。發(fā)酵飼料可改善肉雞增重和蛋殼硬度，提髙飼料轉(zhuǎn)化率和蛋殼重量，益生作用隨著發(fā)酵飼料的添加而增強(qiáng)。動(dòng)物采食發(fā)酵飼料可提高機(jī)體免疫反應(yīng)，減輕氧化應(yīng)激，改善腸道形態(tài)并調(diào)節(jié)腸道微生物生態(tài)系統(tǒng)。生物發(fā)酵飼料的硏制可解決抗生素殘留等問題。多菌種復(fù)合制劑的硏發(fā)和益生作用潛在機(jī)制的研究在畜牧業(yè)具有重要意義。
  目前，益生菌復(fù)合制劑作為*、無害、無殘留的*性動(dòng)物飼料添加劑在畜牧業(yè)已*應(yīng)用。其中，酵母菌與乳酸菌作為常用的益生菌復(fù)合制劑被*應(yīng)用于畜牧行業(yè)。硏究報(bào)道，產(chǎn)朊假絲酵母和鼠李糖乳桿菌混合菌種發(fā)酵可顯著提高發(fā)酵原料中的活菌數(shù)、總揮發(fā)性脂眆酸和粗蛋白等含量，進(jìn)而降低豬腹瀉率，改善機(jī)體健康狀況，提高生長性能。硏究表明，酵母菌、芽孢桿菌和乳酸菌混合發(fā)酵飼料飼喂幼參，使幼參增重率顯著升高。酵母菌、枯草芽孢桿菌及植物乳桿菌混合發(fā)酵可提高全穗玉米中的粗蛋白、乳酸和生物量，顯著降低粗纖維含量，飼喂試驗(yàn)結(jié)果表明，發(fā)酵后的全穗玉米可改善豬腸道菌群平衡，增強(qiáng)機(jī)體健康，提高生長性能。
  乳酸菌和酵母菌混合發(fā)酵時(shí)具有協(xié)同和拮抗作用。通過混合培養(yǎng)硏究發(fā)現(xiàn)，酵母菌與乳酸菌混合發(fā)酵比單一菌種發(fā)酵提高各菌數(shù)量，各自代謝產(chǎn)物也發(fā)生改變，酵母菌代謝產(chǎn)物促進(jìn)乳酸菌產(chǎn)生更多乳酸，乳酸菌代謝產(chǎn)物抑制酵母菌生長。硏究報(bào)道，酵母菌和乳酸菌混合發(fā)酵馬鈴薯渣、粗蛋白可達(dá)35.63%，為菌種混合發(fā)酵生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白相關(guān)硏究提供依據(jù)。酵母菌和乳酸菌混合發(fā)酵可穩(wěn)定乳酸菌活菌數(shù)，有利于保存冷藏產(chǎn)品。單菌種和混合菌種在發(fā)酵飼料中的硏究結(jié)果表明，在發(fā)酵前期，酵母菌對乳酸菌具有一定的促進(jìn)作用，而在發(fā)酵后期又表現(xiàn)岀一定的拮抗作用。酵母菌和乳酸菌在發(fā)酵過程中的相互作用既促進(jìn)又抑制。雖然目前對乳酸菌和酵母菌混合發(fā)酵機(jī)制還不清晰，但隨著益生菌混合培養(yǎng)的硏究和現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，將會(huì)推動(dòng)益生菌發(fā)酵硏究快速向前發(fā)展。此外，硏發(fā)酵母菌和乳酸菌制劑必須滿足*、無害、無副作用；耐高溫、耐酸、耐堿、耐膽鹽且具有菌群優(yōu)勢；能產(chǎn)生具有較高活性的酶和乳酸等有益物質(zhì)；在保存過程中不消耗飼料原料營養(yǎng)物質(zhì)，保持飼料營養(yǎng)成分和質(zhì)量。
  5展望
  新型益生性酵母菌和乳酸菌品種的篩選工作應(yīng)放在鑒定新品種對發(fā)酵的影響及益生特性研究上，需要從大量不同菌種中篩選完成。益生菌混合發(fā)酵中各菌種之間的互作機(jī)理和益生菌制劑的*仍需要進(jìn)一步探索。