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神奇的酵母!水产饲料营养博士们为何都喜欢拿它做试验?

出处:当代水产 作者: 中国水产养殖网 2017-05-24 23:23:00

作者 | 张恒编辑整理
来源 | 腾氏水产商务网-当代水产杂志社 

目前来讲,核苷酸作为一 类营养性成分,多数是从酵母为原料生产而来的,正是因为这样,它和酵母相关产品之间就有一些关系。报告中也会重点介绍酵母和核苷酸的相关情况以及核苷酸在水产方面的应用。

在报告的过程中,由于很多的报告在做研究时观察的内容和项目比较多,所以结合我们这个行业的特点以及商业层面,企业比较关注的应用方面是这次报告的主要内容。无论是养殖层面还是饲料的制造,对于成活率或者是抗病力都更加的关注,所以我也专门为 核苷酸对各种水产动物 的成活率是否有影响的研究数据进行一个梳理,最后再对我们的产品本身的研究做个简单介绍。
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首先简单介绍一下酵母,酵母是我们人类认知的最早的微生物,虽然它很复杂,但是事实上和我们有关系的主要是两种,一种是酿酒酵母,比如做面包和酿酒会用到的。另外一种就是病原体,皮肤或黏膜的感染,这个主要是白色粘珠菌。

从酵母或者酿酒酵母的分类来讲,常见的酵母有面包酵母,以产二氧化碳为主;酿酒酵母,以产酒精为主;啤酒酵母,我们都知道啤酒里面是有气体的,所以啤酒酵母产二氧化碳也产酒精。

从产品的形式来讲的话,常见的有活性干酵母,超市有卖的做馒头的酵母;酵母粉,如药店卖的食母生;还有酵母提取物,这个是作为食品的一个调味,这一个也是很大的产业。

简单梳理一下酵母产业的发展,将近有200年的历史,1780年就开始有现代化的酵母生产,到了2012年,全世界的工业酵母的年产量已经达到300万吨,酵母是作为工业发酵产品中最大规模的品种。

海纳川集团在酵母产业方面,从13年开始,在湖北襄阳建立了工厂,开始生产”鲜酵母水解物” 产品,2015年主要是以酵母系列产品为主,16年推出高核酸酵母蛋白产品,17年开始推出酵母硒产品。欢迎大家到工厂来考察指导。
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■ 广东海纳川生物科技股份有限公司研发总监 梁超博士

这个报告主要是想为大家将与酵母有关的饲料类产品做一个梳理。

酵母蛋白,以前被称为单细胞蛋白,以啤酒废渣或酒精漕为原料,干燥后而成的粗蛋白原料。

酵母细胞壁,这个是做食品的调味品的时候,生产酵母抽提物的水不溶部分干燥而成;还有一个就是酵母代谢产物,以谷物为原料的酵母发酵后,低温干燥的一个产品。

还有酵母益生菌,是把活性面包酵母用途进行了转换。

再来就是酵母硒,有机态的硒,把有机的硒转换酵母的细胞之内。然后就是酵母水解物,用蛋白酶进行水解,特点是 “氨基态氮”的高低作为重要指标。

最后一个就是,酵母核苷酸,特点:一是,由鲜酵母细胞为原料;二是用核酸酶进行水解,要把核酸转化成为核苷酸的产品,其重要指标就是核苷酸的含量,主要问题是早前很多的人把核酸和核苷酸搞混淆了。

下面给大家介绍酵母产品的一些特点:

酵母蛋白:啤酒渣干燥后的粗蛋白,粗蛋白成分通常是40%左右。最重要的一个特点,就是氨基态氮的含量很低,或者几乎没有,并且不含核苷酸。

酵母细胞壁:鲜酵母乳进行水解了以后,分成水溶或者不水溶,不水溶的干燥后就是酵母细胞壁。主要的作用是吸附真菌毒素、增强免疫力。

在酵母细胞壁里面有一个很重要的成分叫做贝塔葡聚糖。在自然界,其实是很广泛的,所以来源有细菌来源,有丝状真菌来源,也有酵母来源,还有谷物来源。我们在谷物中发现一种抗营养因子,也是来自贝塔葡聚糖,但是结构是直链的贝塔-1,3及贝塔-1,4。而酵母的细胞壁上的贝塔葡聚糖是比较长的分支贝塔-1,6和直链的贝塔-1,3。

然后酵母代谢产物是用酵母菌种和熟化处理的谷物,进行固体发酵,然后低温干燥,再粉碎混合后进行包装。

酵母益生菌,因为是活菌,所以在水产上面也有些报道,但是活酵母有个弱点就是不耐热,所以在水产膨化饲料上有局限性。

酵母硒在水产中的应用报告也还是比较多,海纳川现在也有这样一个产品。

酵母水解物,就是酵母自溶或酶解过的酵母蛋白产品。除了总蛋白外,其中氨基态氮是很重要的一个指标。酵母核苷酸,是以核酸酶将酵母细胞中的核酸转换成核苷酸的产品,但是这样的产品还暂时没有公认的质量标准,所以市场比较混乱。而且很多人对其认识也很困惑,其中一个很重要的表现就是,在很多已经发表的报告、研究论文中都明明白白地把核酸和核苷酸搞混淆了。

目前来讲,第一位就是调味品的核苷酸(IMP与GMP),它是通过产氨短杆菌发酵而产生,这也是个很成熟的工业了。被称为第三代的鲜味剂替代味精,在水产或畜牧动物应用里面,它们作为一种诱食剂的作用。另外就是核苷酸纯品,刚才李博士也说了TMP卖到断货,说明它的在鱼药工业或者高端的营养品里还是非常有需求的。它是RNA核酸进行酶解,然后纯化后结晶,虽然现在的研究都非常清楚肯定,但是商业的角度来讲,用纯化的核苷酸来配置商业的饲料,从经济上来讲是很难接受的。

当然,作为基础研究这是必需的,但是我们需要找到一些办法,怎么样能够应用核苷酸。另外商业上核苷酸预混剂的一些产品,目前来讲荷兰、西班牙,瑞士,还有国内的公司都有这些产品,这些产品有个共同的特点就是比较贵,投入以及产出还存在比较大的问题。然后就是酵母核苷酸蛋白复合物,这个是我们自己定义的,酵母进行培养,在恰当的时间进行水解,然后把核苷酸释放出来。

酵母核苷酸蛋白复合物的特点就是以鲜酵母为原料,核苷酸进行水解,然后要确保核苷酸的含量达到5%以上,不添加呈味核苷酸,呈味的核苷酸一般都是调味品类的,一般都是IMG。

最后一类就是酵母蛋白,但是误认为是核苷酸的酵母蛋白, 这一类主要是啤酒酵母。酒精酵母,或者是面包酵母的残次品为原料生产的。

当然,每个产品的质量要有确定的方法来进行化验,那么核酸的检验方法,一种是紫外吸收法;一种是总磷法。核苷酸的检验则需要用高压液相,把各个成份分析出来,做定量分析,现在已经有了国家标准。这是一个比较典型的碱基、核苷和核苷酸的高压液相分析图谱。
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■ 碱基,核苷和核苷酸的高压液相分析图谱(上图)
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■ 不同酵母水解物中核苷酸含量及组成(上图)

那么,我们运用高压液相的方法,针对国内外以及我们自己的产品进行了一个核苷酸的分析,这个国产A产品我们可以发现CMP、UMP的含量都很少,GMP、IMP的含量特别高。虽然其总核苷酸含量为2%以上,但主要是呈味核苷酸;另一个国产B产品,几乎没有核苷酸。

另外一个进口的产品,发现CMP、IMP、GMP、UMP都比较高,但是AMP比较少,有可能是经过多胺转换后成了IMP。接下来就是YT500,总核苷酸5%以上,且CMP、IMP、GMP、AMP含量都在1%以上。另外嘌呤和嘧啶是两种不同的类型的核苷酸,嘌呤简单来说是两个环的,嘧啶只有一个环,嘧啶相互之间能相互 转化,就是GMP、UMP、还有CMP。
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■ 核苷酸对被副溶血弧菌挑战后的南美白对虾累计死亡率的影响(上图)
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■ 核苷酸对被白斑病毒挑战的南美白对虾存活率的影响(上图)

这个部分,要重复一下李博士在2006年和2015年分别做的两个综述报告,在李博士2015年综述中, 参考了66篇研究论文,其中在鱼虾上的核苷酸研究报告有18篇,18篇里主要的是纯化的核苷酸,商业化的核苷酸预混剂有3篇,还有5篇报告是酵母蛋白(核酸)做的实验,这个报告里面鱼为主要,和虾有关系的报告有2个,在报告里面每一篇论文都做了大量的工作。

我个人觉得存活率和抗病性是更加具有经济价值和实用价值的。关于核苷酸对被副溶血弧菌挑战后的南美白对虾累积死亡率的影响,成长数据表现南美白累积死亡率高达80%,通过核苷酸的量的增加,虾的死亡率明显地下降了。

然后是另外一个报告,说在白斑病毒感染情况下的存活率,这个是以天来算的,第一组的数据,没有感染病毒的情况下存活率是百分之百。第二组数据就是说,有在感染病毒的情况下,经过三天后,到了第四天,虾开始死亡,在感染疾病的情况下,核苷酸存活率上升,死亡率下降,随着核苷酸的量的增加,虾的抗病性在改善。
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■ 核苷酸能降低罗氏沼虾在受到白斑病病毒和气单胞菌感染后的死亡率菌(上图)
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■ 核苷酸能提高弧菌攻毒后的存活率(上图)

这个报告是关于核苷酸能降低罗氏沼虾在受到白斑病病毒和气单胞菌感染后死亡率,在报告实验中同时用了病毒感染和细菌感染,在这两种感染体的感染下,死亡率有非常明显下降的趋势,这个实验为了证明核苷酸的减少对疾病的抗病能力,把核苷酸注射到虾体里面。

大家可以看到,下面是攻毒的时间,存活率通过注射核苷酸以后,明显地提高了50%以上,这个实验虽然观察的是存活率,大家可以看到,随着核苷酸量的增加,存活率几乎是直线上升,而且这个实验室在没有感染疾病的情况下,所做的实验。所以根据现有的一些数据,无论是在细菌还是病毒的挑战下,核苷酸都能显著提高虾的存活率,而且在没有感染的情况下,对小龙虾的存活率也会有显著的提高。

最后给大家介绍一下,我们去年做的实验,我们重点比较了普通啤酒酵母粉和我们的YT500,大家可以看到。第二个数值是添加了5%的普通啤酒酵母,第三个数值是添加了1%的YT500,第四个是添加了3%的YT500,从增重率到特定生长率看得出YT500的作用,以及1%YT500要远远地高于5%的普通啤酒酵母蛋白。我只是把成活率的数据找出来,在这个实验里面,第一个是10kg的YT500,一个是30kg的YT500.一个是30kg的啤酒酵母,还有就是50kg的YT500,我发现了两个问题,第一个就是添加了30kg的YT500,它的存活率表现是健好的,最重要的是标准误比较小。

综上所述,酵母产品在水产中应用广泛, 而酵母核苷酸能降低疾病应激条件下的死亡率研究结果得到普遍肯定。第二个要点是,核苷酸的检测,或者说这个产品的鉴别,应该要用国家标准, 即高压液相色谱进行鉴别,区分调味品的核苷酸与天然酵母核苷酸。

最后,我们的产品YT500是含有酵母核苷酸的产品,4种天然核苷酸都分别为1% 以上。已有的实验数据显示,YT500对于动物的特定生长,包括降低死亡率方面都有个很好的结果。

(本文是根据2017年初海纳川论坛上梁超博士所做的主题为《饲料酵母与核苷酸产品在水产动物上的研究》报告整理,内容如有不详尽之处,还请多提宝贵意见。)

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