如今酵母菌作為一種傳統(tǒng)食品釀造工業(yè)的主要生產(chǎn)菌株已成為現(xiàn)代生物飼料最具吸引力的微生物細(xì)胞工廠，隨著現(xiàn)代生物技術(shù)、微生物育種技術(shù)、酶工程和發(fā)酵工程技術(shù)的發(fā)展，酵母菌生物飼料的開發(fā)和應(yīng)用更是呈現(xiàn)出良好勢(shì)頭。

優(yōu)良特性獲青睞

如今，飼料蛋白的結(jié)構(gòu)性短缺壓力是制約我國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展的主要瓶頸。國(guó)家也愈發(fā)重視利用生物發(fā)酵技術(shù)等手段挖掘新的飼料蛋白資源，提高現(xiàn)有飼料資源的蛋白含量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

在近日召開的首屆中國(guó)生物飼料科技大會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所研究員張博潤(rùn)介紹稱，酵母菌是一種來源廣、價(jià)格低、氨基酸比較全面的單細(xì)胞蛋白，蛋白質(zhì)含量高達(dá)45%以上，且富含生物體所必需的多種維生素和微量元素。因此，酵母菌生物飼料對(duì)緩解飼料蛋白總量短缺具有重要意義。

據(jù)張博潤(rùn)介紹，酵母菌可以產(chǎn)生谷胱甘肽(GSH)、金屬硫蛋白(MT)、超氧化物歧化酶(SOD)等多種生物活性物質(zhì)，能夠增強(qiáng)生物機(jī)體免疫力和提高抗病力，對(duì)防治生物體消化道系統(tǒng)疾病起到有益作用。

其中，GSH能參與體內(nèi)氧化還原反應(yīng)及氨基酸向細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)、能清除自由基，具有維持干細(xì)胞正常功能、促進(jìn)膽酸代謝等作用;MT是一類低分子量的金屬結(jié)合蛋白，能參與微量元素的代謝、轉(zhuǎn)運(yùn)和貯存，具有重金屬解毒等功能;SOD則能夠?qū)Ｒ磺宄矬w內(nèi)多余的超氧陰離子，平衡體內(nèi)的氧自由基，增強(qiáng)機(jī)體抗輻射損傷等。

不僅如此，酵母菌與芽孢桿菌、乳酸菌、霉菌等微生物配伍，發(fā)酵餅粕能分解有害因子，去除餅粕中的抗原蛋白等抗?fàn)I養(yǎng)因子，通過發(fā)酵產(chǎn)生的消化酶類還可以分解一些難消化的多糖和蛋白，提高飼料成分的生物轉(zhuǎn)化率。

目前，我國(guó)在利用酵母菌發(fā)酵農(nóng)產(chǎn)品廢棄物生產(chǎn)飼料蛋白研究方面也取得了良好的進(jìn)展。張博潤(rùn)稱，酵母菌具備碳源利用廣譜性強(qiáng)、耐酸、耐高溫、蛋白質(zhì)合成能力強(qiáng)等優(yōu)良特性，通過采用一系列育種手段增加酵母胞內(nèi)蛋氨酸、賴氨酸含量，也使得酵母蛋白飼料中氨基酸組成更加合理。

選育新菌種

如今，國(guó)內(nèi)外都開始在飼料菌種選育方面展開探索。例如采用篩選、誘變、雜交、融合等常規(guī)育種技術(shù)，以及代謝工程、微生物育種等新技術(shù)、新方法，來選育具有重大生產(chǎn)應(yīng)用價(jià)值的優(yōu)良酵母菌種。

張博潤(rùn)介紹稱，從印尼荔枝中分離出來的布拉氏酵母菌，其制劑應(yīng)用于畜牧業(yè)，可以有效降低病原菌和有關(guān)毒素的質(zhì)量濃度，加強(qiáng)微生物平衡，刺激免疫系統(tǒng)，作為飼料添加劑也得到很多國(guó)家的認(rèn)可，但在我國(guó)卻還尚未展開應(yīng)用。

另外，蝦青素是一種酮式類胡蘿卜素，具有極強(qiáng)的抗氧化功能，并能促進(jìn)抗體的產(chǎn)生，增強(qiáng)機(jī)體免疫功能。紅法夫酵母則是唯一可天然生產(chǎn)蝦青素的酵母菌，這種酵母菌可利用多糖進(jìn)行快速異氧代謝，培養(yǎng)時(shí)間短且不需要光照就可實(shí)現(xiàn)高密度培養(yǎng)，具有良好的應(yīng)用前景。張博潤(rùn)稱，目前這種菌株的研究主要集中在高產(chǎn)菌株的篩選和培養(yǎng)條件的優(yōu)化等方面。

與此同時(shí)，以性狀優(yōu)良的野生型酵母菌為出發(fā)菌株，通過分子育種技術(shù)構(gòu)建具有特定強(qiáng)化功能的轉(zhuǎn)化體，如高產(chǎn)酶、氨基酸、維生素、肽或疫苗的酵母菌等，也受到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。

張博潤(rùn)表示，目前，我國(guó)在利用優(yōu)良飼用酵母菌株生產(chǎn)飼用酶制劑、氨基酸、抗菌肽等方面取得進(jìn)展，針對(duì)具有抗逆性、耐受性、高生物量的酵母益生菌菌劑，以及可用于生產(chǎn)高含量活性肽，如乳鏈菌肽、細(xì)菌防御素等相關(guān)酵母菌的開發(fā)，也在不斷進(jìn)行中。

未來發(fā)展趨勢(shì)

如今，國(guó)內(nèi)外開發(fā)的酵母生物飼料產(chǎn)品已有數(shù)十個(gè)品種，包括單細(xì)胞蛋白、活性酵母、生物活性寡肽、功能寡糖、酵母提取物、發(fā)酵粕類、生物色素和其他飼用生物制品等。

在張博潤(rùn)看來，酵母菌生物飼料由于作用廣泛且效果明顯，未來的發(fā)展空間十分樂觀。而在酵母菌生物飼料研究開發(fā)方面，也將呈現(xiàn)出四種發(fā)展趨勢(shì)。

首先要建立和發(fā)展微生物育種的新方法和新技術(shù)，開展飼用微生物資源發(fā)掘領(lǐng)域，獲得一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、有應(yīng)用價(jià)值的新菌種資源。其次是針對(duì)動(dòng)物種類、生長(zhǎng)發(fā)育階段及益生功能的不同，研制差異化、個(gè)性化混菌配伍技術(shù)和制劑產(chǎn)品。

另外要發(fā)展和完善飼用微生物發(fā)酵工程技術(shù)，開發(fā)安全、高效、穩(wěn)定的新型微生物蛋白質(zhì)和能量飼料。最后，要突破目前存在于無菌模式動(dòng)物和多種標(biāo)記示蹤等技術(shù)中存在的瓶頸，推進(jìn)飼用微生物對(duì)宿主微生物和生命活動(dòng)的微觀影響研究，探索其對(duì)畜禽的內(nèi)分泌及免疫機(jī)能產(chǎn)生影響的作用機(jī)制。

張博潤(rùn)還表示，在積極促進(jìn)技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，國(guó)家也應(yīng)該重視飼用微生物的生物安全性評(píng)價(jià)研究，規(guī)避具有應(yīng)用潛力的新的飼用微生物對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境可能存在的風(fēng)險(xiǎn)。

酵母菌生物飼料由于作用廣泛且效果明顯，如果在究開發(fā)方面重視飼用微生物的生物安全性評(píng)價(jià)研究，規(guī)避具有應(yīng)用潛力的新的飼用微生物對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，未來的發(fā)展空間將十分樂觀。