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超市裏小酵母,水產養殖中大妙用!

2024-09-18三農

編輯 | 水產研究社

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酵母菌是一類是一類 非絲狀 真核微生物, 單細胞真核微生物的總稱 ,並非是自然的系統分類單元,其泛指能夠發酵醣類的各種單細胞真菌,以區別於產生菌絲體的絲狀真菌---黴菌和大型真菌。

酵母菌是一類形態結構簡單的真菌,富含蛋白質、維生素、生長因子等多種營養物質,並且可以生產單細胞蛋白。

常見的重要酵母菌各屬有釀酒酵母屬(Saccharomyces)、裂殖酵母屬(Schizosaccharomyces)、漢遜酵母屬(Hansenula)、畢赤酵母屬(Pichia)、假絲酵母屬(Candida)、球擬酵母屬(Torulopsis)和紅酵母屬( Rhodotorula)等;

酵母菌的形態與大小

大多數酵母菌為單細胞,形狀因種而異。基本形態為球形、卵圓形、圓柱形、檸檬形或香腸形。

某些酵母菌進行一連串的芽殖後,長大的子細胞與母細胞並不立即分離,其間僅以極狹小的接觸面相連,這種藕節狀的細胞串稱為假菌絲。酵母菌無鞭毛,不能遊動。

酵母菌的細胞直徑約為細菌的10倍,一般為2 μm~5 μm,長度為5 μm~30 μm,最長可達100 μm。

每一種酵母菌的大小因生活環境、培養條件和培養時間長短而有較大的變化。最典型和最重要的 啤酒酵母細胞大小為(2.5~10)μm×(4.5~21)μm。

其中 釀酒酵母屬是目前研究最透徹、對人類社會貢獻最大的酵母屬 ,是釀酒工業的主要菌種,還用於制造麪包、糕點、醫藥工業以及水產養殖等。

啤酒酵母屬於釀酒酵母的不同品種或株系,是啤酒生產上常用的發酵酵母,其細胞一般呈球形或卵形,平均直徑為5~6μm,長寬比值一般為1.1。

酵母特點如下圖所示:

啤酒酵母在麥芽汁瓊脂培養基上菌落為乳白色,有光澤,平坦,邊緣整齊。無性繁殖以芽殖為主。

能發酵葡萄糖、麥芽糖、半乳糖和蔗糖,不能發酵乳糖和蜜二糖。啤酒酵母營養豐富,蛋白質含量達50%,酵母多糖達25%-30%,還含有豐富的維生素和礦物質,啤酒酵母不僅具有豐富的營養和提高機體免疫力的功能,而且還具有增香、增鮮、調味的功效。

啤酒酵母細胞結構包括細胞壁(cellwall)、細胞膜(cell membrane)、細胞核( nucleus)、1個或多個液泡(vacuoles)、線粒體(mitochondrias)、核糖體(ribosomes)、內質網(endoplasmic reticulum)、微體(microsomes)、微絲( microfilament)和其他內含物等,此外還有出芽痕(bud scars)和誕生痕( birth scars)(圖 1)。

啤酒酵母細胞含有豐富的營養物質,其中蛋白質含量可達酵母幹物質含量的45%~55%,且富含人體所必需的8種胺基酸,脂肪含量為1%~8%,功能性多糖含量高達細胞壁幹重的95%。

啤酒酵母中的維生素和礦物質含量也十分豐富,主要富含硫胺素、核黃素等近10種B族維生素,以及磷、鐵、鈣等10多種微量元素,在調節動物體生理機能方面發揮重要作用。

此外,啤酒酵母作為優良的發酵菌種,其細胞內還具有發達的酶系統和豐富的生理活性物質,能夠分泌產生蔗糖酶、蛋白酶、脂肪酶等 10 多種生物酶,以及多種輔酶、細胞色素C、凝血質、谷胱甘肽等生理活性物質,目前利用廢啤酒酵母提取具有生物活性的功能物質也已逐漸成為研究的熱點。

釀酒酵母細胞壁中的多糖[主要為 β-1,3-葡聚糖 甘露寡糖( mannanoligosaccharides,MOS) ]由於 在促進生長、提高飼料利用效率、維護腸道健康和增強免疫力方面所具有的顯著效果而逐漸被人們重視 ,同時酵母多醣類產品作為飼料添加劑在水產養殖中的開發和套用越來越廣泛。

β-1,3-葡聚糖在水產飼料中的套用

作為抵抗疾病非常重要的一道防線,血清中的溶菌酶、抗體、補體因子以及其他各種細胞因子在抵抗病菌侵蝕方面發揮著非常重要的作用,β-葡聚糖是目前被廣泛使用的益生元,對魚類具有良好的免疫增強作用,在增強溶菌酶活性、補體活性和殺菌活性方面均具有顯著的作用。

酵母β-葡聚糖能夠顯著提高鯉腎臟噬菌細胞的吞活性,攻毒試驗表明飼餵β-葡聚糖後魚體對嗜水氣單胞菌(Aeromonas hydrophila)的抵抗作用明顯增強。

從眾多的研究結果來看,β-1,3-葡聚糖對許多養殖魚類均具有明顯的免疫增強作用,但是其作用效果仍會因魚種,β-葡聚糖來源、劑量以及使用時間長短而呈現出一定的差異。

MOS在水產飼料中的套用

水產養殖中的 MOS產品主要由釀酒酵母細胞壁中的甘露聚糖酶解而來,一般認為 MOS 具有阻止腸道病原菌定植和刺激免疫系統的功能,此外其作為飼料添加劑同時也具有促進生長和提高飼料轉化效率的作用,但是根據 MOS的來源、劑量、添加時間,以及養殖條件、養殖魚種類和年齡大小等的不同,其添加效果有所差異。

細菌主要依靠其表面特定的糖基與特定的凝集素之間的相互作用吸附到腸道細胞表面,這是細菌在腸道定植並產生病理反應的必經途徑。

MOS 能夠阻止這一過程的發生,因為MOS 能夠競爭病原菌表面的吸附位點,清除病原菌的吸附表面,破壞細胞辨識,從而有效減少病原菌與腸壁細胞之間吸附作用的發生,阻止病原菌在腸道的定植,使病原菌隨糞便加速排出體外,大大降低了疾病發生的可能性和嚴重性。

研究發現 β-1.3-葡聚糖和 MOS 不僅是良好的天然免疫增強劑,而且對水產動物的生長也具有明顯的促進作用。

釀酒酵母核苷酸營養

核苷酸是體內合成核酸的前體物質,由嘌呤或嘧啶堿基、核糖或去氧核糖以及磷酸組成,在細胞結構、代謝、遺傳資訊編碼和細胞訊號傳遞、能量和功能調節方面都具有重要作用。

釀酒酵母細胞中的核酸 95%以上為 RNA,占細胞幹重的 7%~10%,是養殖動物獲取外源核苷酸非常好的途徑。

許丹丹等綜述了外源核苷酸對水產動物的營養生理作用,認為 核苷酸具有促進攝食、調節生長、保護肝臟、促進腸道生長和發育、調節腸道微生物菌群以及提高免疫和抗應激能力的功能。

酵母核苷酸是強烈的水產動物誘食劑,其對水產動物的味覺、嗅覺神經以及化學感受器有特定作用,能夠改善飼料的適口性,刺激動物對飼料的攝食,從而促進水產動物生長,提高免疫能力。

無論投餵商業飼料還是半純化飼料,飼料中添加一定量的核苷酸均能促進斑節對蝦(penaeus mon-odon)的生長,提高其日均增長率。

釀酒酵母胺基酸/ 小肽營養

酵母類產品中還含有大量的胺基酸和小肽,包括為蛋白質合成提供碳-氮骨架的營養性小肽,以及參與調節動物生理活動的功能性小肽(如谷胱甘肽)。

釀酒酵母中必需胺基酸含量接近20%,其中賴胺酸含量為 3.43%,蛋胺酸為 0.72%;賴胺酸:蛋胺酸:色胺酸:蘇胺酸=100:21:19:64。

胺基酸和小肽可直接被動物吸收利用,完整地透過腸黏膜細胞進入機體迴圈,具有速度快、耗能低、載體不易飽和等特點,從而減少胺基酸間的相互競爭,加速蛋白質的合成,協助礦物元素吸收(形成微量元素螯合物)。

總結

釀酒酵母細胞壁含有豐富的 β-1,3-葡聚糖和甘露寡糖(MOS),可達到細胞壁幹重的95%左右,它們在促進水產動物生長、增強非特異性免疫能力方面發揮著非常重要的作用。

酵母細胞原生質中含量豐富的核苷酸和胺基酸/小肽能夠對水產動物產生強烈的誘食效應,顯著促進水產動物生長、提高飼料吸收利用效率,並對水產動物免疫能力具有良好的增強效應。

近年來,中國水產養殖業得到了迅猛的發展,很多酵母菌衍生產品被廣泛用於水產養殖飼料中,以解決飼料蛋白源缺乏的問題。

眾多的研究表明,釀酒酵母細胞壁免疫多糖和釀酒酵母核苷酸類產品作為天然、優質的單細胞蛋白質源,在促進水產動物生長、改善飼料品質、增強動物免疫能力方面均發揮著非常重要的作用。